本发明专利技术公开了光纤到位传感器，准直器固定支座安装在固定端外壳内，准直器固定支座的弹片遮挡槽位于准直器左段探头安装孔与准直器右段探头安装孔之间，磁性金属弹片的固定端固定在准直器固定支座上，其准直器激光信号遮挡端位于弹片遮挡槽中，光纤准直器的准直器左段探头安装在准直器左段探头安装孔中，光纤准直器的准直器右段探头安装在准直器右段安装孔，准直器左段探头与准直器右段探头能由磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端遮挡；传感器移动端设磁铁，磁铁能在传感器移动端与传感器固定端之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端吸起。本发明专利技术可以应用在强电磁干扰环境下。
Optical fiber in place sensor and optical fiber in place sensor system and in place detection method
【技术实现步骤摘要】
光纤到位传感器和光纤到位传感系统及到位检测方法
本专利技术涉及光纤传感
，具体地指一种光纤到位传感器和光纤到位传感系统及到位检测方法。技术背景光纤传感技术具有电绝缘性、抗电磁干扰、耐腐蚀，化学稳定性强、测量范围广、距离长等特点。目前到位检测系统都是基于电类传感器比如电容式接近传感器，电感式接近传感器等。其工作原理为当被测物体接近传感器的感应区域时，将位置信息转换为电信号，利用电缆将电信号传输到控制中心，从而驱动其他设备工作，并且大多应用于自动化工业生产，但是在要求抗电磁干扰的应用场合下，传统的电类到位传感器无法达到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种基于光纤传感的到位检测系统及方法，本专利技术对甚低频高场强、大温差、强振动的设备运行环境，将光纤传感技术用于设备部件运动位置检测和信号传输，主要解决如下技术难题：(1)解决强电磁环境下的定位检测技术难题，通过光纤接近开关，将设备运动时的到位信号转换为光信号，利用不带铠装的光纤将光信号传输至解调模块；解决光纤接近开关能够精准的检测设备运动位置信息，并迅速做出响应等问题。(2)解决在高场强、大温差、强振动等极端环境下，接近开关工作的准确性、可靠性和稳定性问题。为实现此目的，本专利技术所设计的一种光纤到位传感器，其特征在于：它包括传感器固定端和传感器移动端，所述传感器固定端包括固定端外壳、光纤准直器、准直器固定支座和磁性金属弹片，其中，准直器固定支座安装在固定端外壳内，准直器固定支座上开设有准直器左段安装孔、准直器右段安装孔和弹片遮挡槽，弹片遮挡槽位于准直器左段探头安装孔与准直器右段探头安装孔之间，磁性金属弹片的固定端固定在准直器固定支座上，磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端位于弹片遮挡槽中，光纤准直器的准直器左段探头安装在准直器左段探头安装孔中，光纤准直器的准直器右段探头安装在准直器右段安装孔，准直器左段探头与准直器右段探头之间能由磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端遮挡；传感器移动端设有磁铁，该磁铁能在传感器移动端与传感器固定端之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端吸起，从而使准直器左段探头与准直器右段探头之间的激光信号导通。一种基于上述传感器的光纤到位传感系统，它包括解调模块、多芯光纤连接器和光纤到位传感器，其中，所述解调模块包括激光光源和光电探测器，所述激光光源的激光信号输出端依次通过传输光纤和多芯光纤连接器连接光纤到位传感器中光纤准直器的准直器左段探头，光纤到位传感器中光纤准直器的准直器右段探头依次通过多芯光纤连接器和传输光纤连接光电探测器的光信号探测端，电探测器的电信号输出端用于输出是否到位的电信号。一种利用上述系统进行到位检测的方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：将传感器固定端设置在到位检测固定工位，将传感器移动端设置在被测运动物体上；步骤2：激光光源输出的激光信号依次通过传输光纤和多芯光纤连接器传输到光纤到位传感器中光纤准直器的准直器左段探头，此时被测运动物体上的传感器移动端相对于传感器固定端尚未处于到位状态，准直器左段探头与准直器右段探头之间由磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端隔开，无法导通激光信号，光电探测器无法接受到返回的激光信号；步骤3：当传感器移动端移动到相对于传感器固定端的到位状态位时，传感器移动端上的磁铁将磁性金属弹片的准直器激光信号遮挡端吸起，此时准直器左段探头与准直器右段探头之间的激光信号导通，返回的激光信号经过通过多芯光纤连接器和传输光纤进入光电探测器，使光电探测器触发到位电信号。本专利技术中到位检测系统依托于光纤传感技术，实现了远距离、多点设备到位信号的无源检测功能。它是通过光纤到位传感器，将设备到位信号转换为光信号，再通过光纤及连接器，将光信号传输至解调模块，最终由解调模块将光信号转变为电信号输出。到位状态检测系统可以实现同时检测4路待测设备状态信号。每路设备状态信号的检测都有一个光纤到位传感器。光纤到位传感器是由传感器移动端和传感器固定端两部分组成。两部分均安装在待测设备内。本专利技术依据待测设备结构设计，当待测设备工作时，会推动传感器移动端移动；当传感器移动端对准传感器固定端时，传感器固定端会由于磁力的吸引，使得传感器固定端的弹片向上弹起，两个光纤准直器之间的光路导通，所以经过光源发出的光经过准直器后回到解调模块的光电探测器。解调模块利用光电探测器检测是否有光返回来判断待测设备移动的位置。本专利技术的到位传感器采用光纤准直器实现光路耦合，利用全光纤实现信号的传输，相比于传统的电类接近传感器，本专利技术可以应用在强电磁干扰环境下，不仅可以利用光缆实现远距离信号传输，而且传输速度远大于电类传感器。附图说明图1为本专利技术的光纤位检测系统结构示意图；图2为本专利技术的光纤到位传感器在到位状态时的结构示意图；图3为本专利技术的光纤到位传感器在到位之前的结构示意图；图4为本专利技术的光纤到位传感器固定端结构示意图；图5为本专利技术的光纤准直器结构示意图；图6为本专利技术的光纤到位传感器工作距离示意图。其中，1—解调模块、2—激光光源、3—光电探测器、4—电信号输出端、5—上盖、6—光纤到位传感器、7—多芯光纤连接器、8—传输光纤、9—被测运动物体、10—准直器连接光纤、11—传感器移动端、12—传感器固定端、13—磁铁、14—固定端外壳、15—光纤准直器、15.1—准直器左段探头、15.2—准直器右段探头、16—准直器固定支座、16.1—准直器左段安装孔、16.2—准直器右段安装孔、16.3—弹片遮挡槽、17—磁性金属弹片、17.1—固定端、17.2—准直器激光信号遮挡端。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术所涉及的一种光纤到位传感器，如图2～6所示，它包括传感器固定端12和传感器移动端11，所述传感器固定端包括固定端外壳14、光纤准直器15、准直器固定支座16和磁性金属弹片17，其中，准直器固定支座16安装在固定端外壳14内，准直器固定支座16上开设有准直器左段安装孔16.1、准直器右段安装孔16.2和弹片遮挡槽16.3，弹片遮挡槽16.3位于准直器左段探头安装孔16.1与准直器右段探头安装孔16.2之间，磁性金属弹片17的固定端17.1固定在准直器固定支座16上，磁性金属弹片17的准直器激光信号遮挡端17.2位于弹片遮挡槽16.3中，光纤准直器15的准直器左段探头15.1安装在准直器左段探头安装孔16.1中，光纤准直器15的准直器右段探头15.2安装在准直器右段安装孔16.2，准直器左段探头15.1与准直器右段探头15.2之间能由磁性金属弹片17的准直器激光信号遮挡端17.2遮挡；传感器移动端11设有磁铁13，该磁铁13能在传感器移动端11与传感器固定端12之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片17的准直器激光信号遮挡端17.2吸起，从而使准直器左段探头15.1与准直器右段探头15.2之间的激光信号导通，触发到位信号。上述技术方案中，所述传感器固定端12设置在到位检测固定工位，传感器移动端11设置在被测运动物体9上。传感器固定端12中的磁性金属弹片17体积小，质量轻，当受到磁铁13的吸引时，会沿受力的方向产生弹性变形。当磁铁13的引力超出工作范围时，磁性金属弹片17会本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光纤到位传感器，其特征在于：它包括传感器固定端(12)和传感器移动端(11)，所述传感器固定端包括固定端外壳(14)、光纤准直器(15)、准直器固定支座(16)和磁性金属弹片(17)，其中，准直器固定支座(16)安装在固定端外壳(14)内，准直器固定支座(16)上开设有准直器左段安装孔(16.1)、准直器右段安装孔(16.2)和弹片遮挡槽(16.3)，弹片遮挡槽(16.3)位于准直器左段探头安装孔(16.1)与准直器右段探头安装孔(16.2)之间，磁性金属弹片(17)的固定端(17.1)固定在准直器固定支座(16)上，磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)位于弹片遮挡槽(16.3)中，光纤准直器(15)的准直器左段探头(15.1)安装在准直器左段探头安装孔(16.1)中，光纤准直器(15)的准直器右段探头(15.2)安装在准直器右段安装孔(16.2)，准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间能由磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)遮挡；传感器移动端(11)设有磁铁(13)，该磁铁(13)能在传感器移动端(11)与传感器固定端(12)之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)吸起，从而使准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间的激光信号导通。...
【技术特征摘要】
1.一种光纤到位传感器，其特征在于：它包括传感器固定端(12)和传感器移动端(11)，所述传感器固定端包括固定端外壳(14)、光纤准直器(15)、准直器固定支座(16)和磁性金属弹片(17)，其中，准直器固定支座(16)安装在固定端外壳(14)内，准直器固定支座(16)上开设有准直器左段安装孔(16.1)、准直器右段安装孔(16.2)和弹片遮挡槽(16.3)，弹片遮挡槽(16.3)位于准直器左段探头安装孔(16.1)与准直器右段探头安装孔(16.2)之间，磁性金属弹片(17)的固定端(17.1)固定在准直器固定支座(16)上，磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)位于弹片遮挡槽(16.3)中，光纤准直器(15)的准直器左段探头(15.1)安装在准直器左段探头安装孔(16.1)中，光纤准直器(15)的准直器右段探头(15.2)安装在准直器右段安装孔(16.2)，准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间能由磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)遮挡；传感器移动端(11)设有磁铁(13)，该磁铁(13)能在传感器移动端(11)与传感器固定端(12)之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)吸起，从而使准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间的激光信号导通。2.根据权利要求1所述的光纤到位传感器，其特征在于：所述传感器固定端(12)设置在到位检测固定工位，传感器移动端(11)设置在被测运动物体(9)上。3.根据权利要求1所述的光纤到位传感器，其特征在于：所述准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)同轴设置。4.根据权利要求1所述的光纤到位传感器，其特征在于：所述传感器固定端还包括上盖(5)，上盖(5)用于将固定端外壳(14)密封。5.根据权利要求1所述的光纤到位传感器，其特征在于：所述磁铁(13)为钕铁硼磁铁，磁性金属弹片(17)为高锰钢。6.一种基于权利要求1所述传感器的光纤到位传感系统，其特征在于：它包括解调模块(1)、多芯光纤连接器(7)和光纤到位传感器(6)，其中，所述解调模块(1)包括激光光源(2)和光电探测器(3)，所述激光光源(2)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪海，程志洋，李政颖，杨茜，王立新，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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