基于导光管的位移测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于导光管的位移测量装置，包括导光管、光源、CCD检测模块、以及主控模块；光源和CCD检测模块固定在导光管中，光源发出的光线经导光管传输后由CCD检测模块接收；主控模块，连接光源和CCD检测模块，用于控制光源和CCD检测模块的工作；工作时，CCD检测模块将接收到的光信号转化为图像信息发送至主控模块，主控模块根据光源的配光曲线和CCD检测模块发送的图像信息的亮度分布变化，计算CCD检测模块的位移量，并将计算结果发送至上位机。本实用新型专利技术请提供的基于导光管的位移测量装置，结构简单，成本低，使用方便，能够快速准确地实现对轴向应变位移的测量，而且可适用于强电磁场环境。

【技术实现步骤摘要】
基于导光管的位移测量装置
本技术涉及距离测量
，特别涉及一种基于导光管的位移测量装置。
技术介绍
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。目前，用于应变测量的光纤传感器，一般采用基于光纤光栅和长周期光纤光栅的波长位移检测技术或光纤干涉技术实现，其测量范围通常在-5000至+5000微应变之内。现有的用于应变测量的光纤传感器，其测量范围会随着灵敏度的提高而缩小，而且系统结构复杂，成本较高，同时由于测量结果受外界环境(如温度等)的影响较大，使得测量准确度低。
技术实现思路
为了克服现有的用于应变测量的光纤传感器，结构复杂、成本高、测量准确度低的缺陷，本申请通过结构的改进，提出了一种更为简易、便捷的基于导光管的位移测量装置，实现对轴向应变的准确测量。本技术提供的基于导光管的位移测量装置，包括导光管、光源、CCD检测模块、以及主控模块；所述光源和所述CCD检测模块固定在所述导光管中，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；所述主控模块，连接所述光源和所述CCD检测模块，用于控制所述光源和所述CCD检测模块的工作；工作时，所述CCD检测模块将接收到的光信号转化为图像信息发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述光源的配光曲线和所述CCD检测模块发送的图像信息的亮度分布变化，计算所述CCD检测模块的位移量，并将计算结果发送至上位机。作为一种可实施方式，所述导光管呈封闭式圆柱体结构，其内表面镀有反射膜；所述光源固定在所述导光管的端部。作为一种可实施方式，所述光源和所述CCD检测模块均固定在所述导光管的中轴线上。作为一种可实施方式，所述光源为红外线光源、可见光光源、或近紫外线光源。作为一种可实施方式，所述光源为单色光源。作为一种可实施方式，所述光源为恒定光源。作为一种可实施方式，所述光源包括LED灯和配光透镜；所述LED灯连接所述主控模块；所述LED灯发出的光线，经所述配光透镜准直后沿所述导光管传输。本技术相比于现有技术的有益效果在于：本技术提供的基于导光管的位移测量装置，利用CCD检测模块检测到的亮度信息和光源的配光曲线，得到导光管的曲率变化，进一步得到检测端的位移量。其将导光管发生弯曲前后的CCD检测模块检测到的亮度分布的变化信息，对应换算成导光管弯曲后偏移初始中轴位置的距离，计算出导光管的曲率变化，进而得到CCD检测模块所在位置的位移量。本技术请提供的基于导光管的位移测量装置，结构简单，成本低，使用方便，能够快速准确地实现对轴向应变位移的测量，而且可适用于强电磁场环境。附图说明图1为本技术实施例一提供的基于导光管的位移测量装置的使用状态示意图；图2为本技术实施例一提供的基于导光管的位移测量装置的电路连接示意图；图3为本技术实施例提供的导光管发生弯曲而导致的目标端面的亮度分布变化信息一示意图；图4为本技术实施例提供的导光管发生弯曲而导致的目标端面的亮度分布变化信息另一示意图；图5为本技术实施例提供的坐标点的光强变化信息与导光管的弯曲程度对应关系示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的部分实施例，而不是全部实施例。请参阅图1和图2，本技术实施例一提供的基于导光管的位移测量装置，包括导光管2、光源1、CCD检测模块3、以及主控模块4。其中，光源1和CCD检测模块3固定在导光管2中，光源1发出的光线经导光管2传输后能够由CCD检测模块3接。主控模块4连接光源1和CCD检测模块3，用于控制光源1和CCD检测模块3的工作。工作时，光源1发出的光线经导光管2传输后被CCD检测模块3接收，CCD检测模块3将接收到的光信号转化为图像信息发送至主控模块4，主控模块4根据光源1的配光曲线和CCD检测模块3发送的图像信息的亮度分布变化，计算CCD检测模块3的位移量。主控模块4还可以连接上位机，将计算结果发送至上位机进行显示。本实施例中的光源1为恒定光源1，具有稳定的光强分布，以保证当导光管2发生形变时，在同一个位置的光照强度是相同的，避免因为光源1发光强度变化使测量出现偏差。根据不同使用环境及设备情况，可以采用不同类型的光源1，例如红外线光源1、可见光光源1、或近紫外线光源1等。本实施例中的光源1优选为单色光源1。相比于复合光，单色光在进行折射时的出射角度相同，可以保证在整个导光管2内部的光线分布及亮度变化更加平顺。进一步地，本实施例中的光源1还可以通过恒流驱动LED灯和配光透镜实现，LED灯连接主控模块4，由主控模块4控制点亮。LED灯发出的光线，经配光透镜的作用后，形成特定的配光曲线，并沿导光管2传输，被CCD检测模块3接收。导光管2通常为圆柱体结构，准直透镜可以使绝大部分光线沿直线传输至CCD检测模块3的光线接收面，使得测量结果更加精准。本实施例中的导光管2用于提供一光学封闭暗腔，以将外界环境中的光线隔离开来，使CCD检测模块3所接收到光源1发出并由导光管2内表面反射过来的光，得到的测量数据不受干扰，有效降低了测量误差。导光管2可以为封闭式圆柱体结构，为了减少光传输损失，其内表面还可以镀反射膜。导光管2在外力作用下发生弯曲时，所造成的效果反映在曲率的变化上，将这种变化传递到CCD检测模块3所接收到的光信息上。在较短的距离内，CCD检测模块3接收到的光强会有明显的光强变化。对于一个稳定光源1，光照强度和与光源1之间的距离是一一对应的关系，因此通过读取出光强或亮度分布的变化量，参照光源1的配光曲线，便可由主控模块4计算出CCD检测模块3的偏移位移量，从而得出导光管2偏移原导光管2中轴的位移量，即导光管2的形变位移。本实施例中，光线通过导光管2内表面反射传播，不会受到磁场的干扰，可在强磁场环境下使用。主控模块4控制光源1和CCD检测模块3的启停。由于光源1的持续性发光和CCD检测模块3的持续工作既浪费能源，同时也会加速零部件的老化。所以将CCD检测模块3和光源1通过主控模块4控制，可以根据设定的频率同时启动进行位移测量，在测量完毕后再由主控模块4控制关闭，以减少闲置运行时间，节约能源，延长设备使用寿命。本实施例中光源1发出的光沿着导光管2传播，在导光管2的另一端形成一个光强分布，这个分布可以由CCD检测模块3所测得。在光源1不变而导光管2的曲率发生改变时，由CCD检测模块3所检测到的光强分布将发生改变，这种光强分布的改变与导光管2曲率之间存在着良好的对应关系，因此利用CCD检测模块3检测到的亮度分布信息和光源1的配光曲线，可以得到导光管2的曲率变化，进一步可以得到检测端的位移量。将导光管2发生弯曲前后的CCD检测模块3检测到的亮度分布的变化信息，对应换算成导光管2弯曲后偏移初始中轴位置的距离，就可以计算出导光管2的曲率变化，进而得到CCD检测模块3所在位置的位移量。本申请提供的基于导光管的位移测量装置，结构简单，成本低，使用方便，能够快速准确地实现对轴向应变位移的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于导光管的位移测量装置，其特征在于，包括导光管、光源、CCD检测模块、以及主控模块；所述光源和所述CCD检测模块固定在所述导光管中，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；所述主控模块，连接所述光源和所述CCD检测模块，用于控制所述光源和所述CCD检测模块的工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于导光管的位移测量装置，其特征在于，包括导光管、光源、CCD检测模块、以及主控模块；所述光源和所述CCD检测模块固定在所述导光管中，所述光源发出的光线经所述导光管传输后由所述CCD检测模块接收；所述主控模块，连接所述光源和所述CCD检测模块，用于控制所述光源和所述CCD检测模块的工作。2.根据权利要求1所述的基于导光管的位移测量装置，其特征在于，所述导光管呈封闭式圆柱体结构，其内表面镀有反射膜；所述光源固定在所述导光管的端部。3.根据权利要求2所述的基于导光管的位移测量装置，其特征在于，所述光源和所述CCD检测模...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗琪，姚圣旦，张航，马佩服，陈嘉文，
申请(专利权)人：罗琪，
类型：新型
国别省市：浙江,33