带有机械杠杆放大的光纤位移传感器制造技术

技术编号:22283586 阅读:69 留言:0更新日期:2019-10-14 06:16
本实用新型专利技术提供一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器,属于光纤传感技术领域,底壳、面壳、长支架和短支架构成固定支架部分,传动杆、第一弧形杠杆、第二弧形杠杆、第一横向支架、中心横轴和第二横向支架构成活动支架部分,拉杆和摇杆构成辅助支架部分,进光段、第一进光弯曲段、第二进光弯曲段、第三进光弯曲段、回光段、第三出光弯曲段、第二出光弯曲段、第一出光弯曲段和出光段分别为一根连续光纤上的不同段,第一进光弯曲段、第二进光弯曲段、第三进光弯曲段、第三出光弯曲段、第二出光弯曲段和第一出光弯曲段构成传感光纤部分,本传感器灵敏度较高,传感器光纤部分不受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰,不受潮气和灰尘影响。

Optical Fiber Displacement Sensor with Mechanical Lever Amplification

【技术实现步骤摘要】
带有机械杠杆放大的光纤位移传感器
本专利技术涉及一种光纤位移传感器,尤其涉及一种带有机械杠杆放大的光强调制型光纤位移传感器,属于光纤传感

技术介绍
光纤位移传感器由于其传输距离远,不受电磁环境干扰,已被广泛应用,其调制形式主要有光强调制型、光纤光栅型和光纤干涉型,目前在光纤位移传感器方面已有较多专利技术,这些光纤传感器各有其特点,有的灵敏度较高,有的组成结构复杂,有的技术含量太高,它们虽能很好适应位移信号的转换,但大部分传感器的制造成本较高,有的则使用条件较为苛刻,例如有的传感器其光纤端面或光栅缝隙受到潮气、灰尘和发霉等侵蚀时,传感器的灵敏度和准确性会受到严重影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种灵敏度较高,且能在复杂环境条件下长期稳定使用的带有机械杠杆放大的光强调制型光纤位移传感器。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:所述传感器由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成。底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分,传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分,拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分,进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段,第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分。面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20),长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接,短支架(20)下方设有摇杆(21),摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接,长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28),方孔(28)内设有刀口(26),面壳(4)中心设有套筒(12),套筒(12)内穿有传动杆(11),传动杆(11)顶部设有感应片(13),感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接,传动杆(11)底部设有中心横轴(29),中心横轴(29)与传动杆(11)垂直,中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30)。摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25),第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24),第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直,第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23),长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33),第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34),第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直,第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7),第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27),且凹口(27)离中心横轴(29)较近,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点,使第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)具有杠杆放大作用。面壳(4)下方设有两个固纤座(10),底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19),底壳(1)底部一侧设有底座(37),传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8),拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接,拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接,拉杆(8)另一端设有拉环(3),拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2),弹簧(2)顶端与拉环(3)连接,弹簧(2)底端与底座(37)连接,长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构。底壳(1)内设有所述的一根连续光纤,其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23),光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)。当外界位移作用于感应片(13)后,感应片(13)通过传动杆(11)的传动,第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动,拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘,弹簧(2)拉长,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘,第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖,即曲率半径减小,第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)的光纤损耗加大,与此同时,第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)被固纤套(7)压扁,且固纤套(7)使第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)变尖,即第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)的光纤损耗均加大,加上所述的杠杆放大作用,即第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)一端的较小变动变为第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)一端的较大翘动,使所述传感光纤部分各段的曲率半径进一步减小,光纤损耗进一步增大,即所述传感器的灵敏度被提高。由于采用上述技术方案,本专利技术所具有的优点和积极效果是:本光纤传感器带有机械杠杆放大,灵敏度较高,光纤部分不受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰影响,不会因潮气、灰尘、发霉等侵蚀而影响传感器的性能,传感器能长时间稳定工作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明,本专利技术有如下7幅附图:图1是本传感器的主视剖视图,图2是本传感器工作时的状态图,图3是本传感器工作前后的局部放大图,图4是本传感器活动支架部分的示意图,图5是连续光纤上不同段的立体图,图6是光路前进方向的示意图,图7是本传感器的俯视剖视图。在附图中所标各数字分别表示如下:1.底壳,2.弹簧,3.拉环,4.面壳,5.第一进光弯曲段,6.第一出光弯曲段,7.固纤套,8.拉杆,9.长支架,10.固纤座,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器,由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成;底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分,传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分,拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分,进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段,第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分;其特征在于:面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20),长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接,短支架(20)下方设有摇杆(21),摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接,长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28),方孔(28)内设有刀口(26),面壳(4)中心设有套筒(12),套筒(12)内穿有传动杆(11),传动杆(11)顶部设有感应片(13),感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接,传动杆(11)底部设有中心横轴(29),中心横轴(29)与传动杆(11)垂直,中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30);摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25),第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24),第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直,第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23),长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33),第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34),第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直,第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7),第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27),且凹口(27)离中心横轴(29)较近,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)构成杠杆;面壳(4)下方设有两个固纤座(10),底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19),底壳(1)底部一侧设有底座(37),传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8),拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接,拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接,拉杆(8)另一端设有拉环(3),拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2),弹簧(2)顶端与拉环(3)连接,弹簧(2)底端与底座(37)连接,长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构;底壳(1)内设有所述的一根连续光纤,其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23),光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15);当外界位移作用于感应片(13)后感应片(13)通过传动杆(11)的传动第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动,拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘,弹簧(2)拉长,第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘,第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖...

【技术特征摘要】
1.一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器,由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成;底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分,传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分,拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分,进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段,第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分;其特征在于:面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20),长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接,短支架(20)下方设有摇杆(21),摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接,长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28),方孔(28)内设有刀口(26),面壳(4)中心设有套筒(12),套筒(12)内穿有传动杆(11),传动杆(11)顶部设有感应片(13),感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接,传动杆(11)底部设有中心横轴(29),中心横轴(29)与传动杆(11)垂直,中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30);摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25),第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24),第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直,第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23),长支...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯越陶正帆郝婧
申请(专利权)人:盐城师范学院
类型:新型
国别省市:江苏,32

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