本发明专利技术公开了一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置及方法，装置包括有一种强度调制式反射光纤倾角标示传感器，以及一种可滑动反射镜筒装置。该校准装置利用反射式光纤束传感器的输出特性进行倾斜方向检测。将反射镜筒放置固定于待测物体表面上，移动反射镜面至光纤束传感器可检测到光信号的高度，通过探头光纤束光源光纤发射出的光斑经由反射镜面调制后得到的光信号大小，便能分辨出待测物体表面和原传感器安装平面之前是否相对平行，以及倾角偏移方向等特征。为需要传感器端面与待测物体表面严格平行的非接触测量传感器提供了一种有效的安装校准工具，具有较高的工程实用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置及方法
本专利技术涉及光学校准
，特别涉及一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置及方法。
技术介绍
当前传感技术发展已较为成熟，尽管如此，在越来越多的检测需求情境中，例如航空航天飞机发动机、各种能源热力机械结构中，待测物各种高温高压以及高速转动的恶劣环境对非接触测量手段提出了一定的需求。而目前常见的许多非接触测量手段中，有很大一部分为面对面的非接触式测量，比如电容式电场传感器，需要将传感器端面的电容片正对待测物体平面进行测量；又如光纤式位移传感器，需要将光纤传感端面正对待测物体表面以测得端面到待测物体表面的距离信息。而在上述非接触传感器应用中，传感器安装平面与待测物体表面是否为严格平行状态直接决定了非接触测量传感器的测量精度。由于非接触传感器安装的特点，很难通过肉眼和手工调节的方式使传感器端面与待测物表面严格平行，而传感器端面和待测物表面的相对斜角在后续检测中会为检测结果引入误差。针对于一些待测物表面并不与地面水平的特点，也无法用常见的水平仪对传感器安装端面进行校准。因此，需要寻求一种能够指示传感端面与待测物体表面间相对倾角的传感器，以此用来校准传感器安装端面。
技术实现思路
针对现有校准平行技术的不足，本专利技术旨在通过一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置及方法。本专利技术旨在通过一种便捷的光学传感器实现非接触面式传感器端面与待测物表面的相对倾角测量，进而帮助对与待测面相对不平行的安装面进行调整，以期提高非接触面式传感器的测量精度。本专利技术采用了以下技术方案达到上述专利技术目的：一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，包括一反射式光纤束倾角标示传感器和一内置反射镜面的反射镜筒；所述的反射式光纤束倾角标示传感器包括一支光源光纤和多支接收光纤，多支接收光纤呈圆周式分布在光源光纤外围，用于接收光源光纤发射出的光斑照射到反射镜面后，又反射回接收光纤端面的光信号；所述的反射镜筒为反射式光纤束倾角标示传感器提供反射面媒介，反射镜面活动设置在反射镜筒内，且反射镜面能够平行于反射镜筒底面的待测物表面滑动。所述的反射镜筒为圆柱形筒，反射镜筒内有滑动轨道和调节导轨；所述的反射镜面设置有滑动卡扣和滑动轨道嵌口；滑动轨道嵌口与滑动轨道配合连接，滑动卡扣与调节导轨连接。所述的调节导轨的旁边标注有刻度。所述的反射式光纤束倾角标示传感器置于封装壳内，光源光纤和接收光纤组成光纤束的端面置于探头封装壳一侧用来发射和接收光信号，光源光纤和接收光纤的另一端均穿出封装壳另一侧。所述的反射式光纤束倾角标示传感器的端面设置有透光板，透光板上多支接收光纤中点对应位置上刻有角度指示标，用以区分接收光纤的倾角方向。所述的反射镜筒半径为大于透光板的半径。其特征在于：还包括光源、驱动电路、光电信号调理电路和上位机，光电信号调理电路包括光电转换模块和滤波放大模块；所述的光源光纤接至后端的光源；接收光纤捆绑组成的测向光纤束接至后端的光电信号调理电路；光电信号调理电路中的光电转换模块进行光电转换与滤波放大模块进连接，滤波放大模块与上位机进连接。一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置的校准方法，包括以下步骤：所述的反射式光纤束倾角标示传感器由驱动电路输出驱动电压至光源，光源发出光信号至光源光纤，并由光源光纤发射出光斑至反射镜面，反射回的路光信号由接收光纤接收，送至光电调理电路中的光电转换模块进行光电转换，并由滤波放大模块进行滤波放大，后传送至上位机进行分析。还包括反射式光纤束倾角标示传感器位置调节步骤：若多支接收光纤的信号通道的光电转换电压相同，则端面与待测物体表面严格平行，若非，则由采集的强度调制式反射光纤束输出特性，检测多支接收光纤的信号中最小信号方向，则为原传感器安装端面偏离待测物表面最大的方向，则该方向安装表面朝向待测物表面位置下移。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术包括有一种强度调制式反射光纤倾角标示传感器，以及一种可滑动反射镜筒装置。该校准装置利用反射式光纤束传感器的输出特性进行倾斜方向检测。将反射镜筒放置固定于待测物体表面上，移动反射镜面至光纤束传感器可检测到光信号的高度，通过探头光纤束光源光纤发射出的光斑经由反射镜面调制后得到的光信号大小，便能分辨出待测物体表面和原传感器安装平面之前是否相对平行，以及倾角偏移方向等特征。为需要传感器端面与待测物体表面严格平行的非接触测量传感器提供了一种有效的安装校准工具，具有较高的工程实用价值。附图说明图1为本专利技术的反射式光纤束倾角标示传感器探头；图2为本专利技术的反射式光纤式倾角标示传感器光纤束端面；图3为本专利技术的内置可滑动反射镜面的反射镜筒；图4为本专利技术的反射镜面俯视图；图5为本专利技术的检测装置流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施情况做进一步的说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。如图1至图5所示，本专利技术一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，包括一个反射式光纤束倾角标示传感器1和一个内置可滑动反射面的反射镜筒2。其中的反射式光纤束倾角标示传感器1由1支光源光纤15和6支接收光纤16组成，其中6支接收光纤16制造参数完全一致。光源光纤15的光源由电源供电驱动的光源部件提供，6支接收光纤16呈圆周式分布在光源光纤15外围，用来接收光源光纤15发射出的光斑照射到反射镜面后，又反射回6支接收光纤16端面11的光信号。而传感器端面11和待测物表面的相对倾角信息将通过反射回的6路接收光信号大小体现出来，进而可通过对6路光信号的比较处理，来区分相对倾角分布规律特点。由反射式光纤传感器原理可知，当光纤束端面11与反射平面平行时，6支接收光纤16接收到的光强信号应完全一致，否则，将根据6支接收光纤16的不同位置而出现强度不一致的光强信号。我们将通过后端调理电路得到的6路光强信号的不一致特点来对传感器端面11与待测物体表面倾角方向与大小进行判别。反射反射镜筒2为圆柱形筒，内有对称的两条滑动轨道22，主要用于固定发射面镜面与筒壁的相对垂直，并使反射镜面21能根据光纤束传感器的量程范围进行上下滑动调节，保证对于传感器端面11和待测物表面有任意间距下都能接收到可采集的光强信号。除了滑动轨道22外，反射镜面外侧还留有滑动卡扣24，嵌于调节导轨23上，方便使用者根据待测物体和传感器安装位置间隔大小来手动调节反射面，以获得可采集的光强信号。反射反射镜筒2的设计主要是为光纤角度标示传感器提供理想的反射面媒介，以获得准确的方向甄别信号。参见图1为本专利技术的反射式光纤束倾角标示传感器探头，由1支光源光纤15和6支接收光纤16组成的光纤束是本专利技术的传感部件，光纤束固定于图1的反射式光纤束倾角标示传感器探头封装壳12内，光源光纤15和接收光纤16组成的光纤束端面11置于探头封装壳12一侧用来发射和接收光信号，而探头封装壳12另一侧引出两组光纤，其中一根光纤为光源光纤15，接至后端光源部件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：包括一反射式光纤束倾角标示传感器(1)和一内置反射镜面(21)的反射镜筒(2)；所述的反射式光纤束倾角标示传感器(1)包括一支光源光纤(15)和多支接收光纤(16)，多支接收光纤(16)呈圆周式分布在光源光纤(15)外围，用于接收光源光纤(15)发射出的光斑照射到反射镜面后，又反射回接收光纤(16)端面的光信号；所述的反射镜筒(2)为反射式光纤束倾角标示传感器(1)提供反射面媒介，反射镜面(21)活动设置在反射镜筒(2)内，且反射镜面(21)能够平行于反射镜筒(2)底面的待测物表面(3)滑动。
【技术特征摘要】
1.一种通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：包括一反射式光纤束倾角标示传感器(1)和一内置反射镜面(21)的反射镜筒(2)；所述的反射式光纤束倾角标示传感器(1)包括一支光源光纤(15)和多支接收光纤(16)，多支接收光纤(16)呈圆周式分布在光源光纤(15)外围，用于接收光源光纤(15)发射出的光斑照射到反射镜面后，又反射回接收光纤(16)端面的光信号；所述的反射镜筒(2)为反射式光纤束倾角标示传感器(1)提供反射面媒介，反射镜面(21)活动设置在反射镜筒(2)内，且反射镜面(21)能够平行于反射镜筒(2)底面的待测物表面(3)滑动。2.根据权利要求1所述的通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：所述的反射镜筒(2)为圆柱形筒，反射镜筒(2)内有滑动轨道(22)和调节导轨(23)；所述的反射镜面(21)设置有滑动卡扣(24)和滑动轨道嵌口(25)；滑动轨道嵌口(25)与滑动轨道(22)配合连接，滑动卡扣(24)与调节导轨(23)连接。3.根据权利要求2所述的通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：所述的调节导轨(23)的旁边标注有刻度。4.根据权利要求1所述的通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：所述的反射式光纤束倾角标示传感器(1)置于封装壳(12)内，光源光纤(15)和接收光纤(16)组成光纤束的端面(11)置于探头封装壳(12)一侧用来发射和接收光信号，光源光纤(15)和接收光纤(16)的另一端均穿出封装壳(12)另一侧。5.根据权利要求4所述的通用面式非接触传感器的光学平行校准装置，其特征在于：所述的反射式光纤束倾角标示传感器(1)的端面(11)设置有透光板(13)，透光板(13)上多支接收光纤(16)中点对应位置上刻有...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢思莹，郭保民，刘洋，解运浩，席梦佳，付程坤，付济邦，索玉昌，赵春晖，秦琴，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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