本发明专利技术提供一种光纤半绝对值编码器，所要解决的问题是：石油化工的各种油品储罐，对其内部的液位测量难度较大，尤其是安全精确测量；本发明专利技术包括：它包括壳体、光码变送机构和光码数据处理模块，其特征是：光码变送机构和光码数据处理模块通过光纤连接在一起；所述光码变送机构包括安装在壳体内的增量型光码机构和绝对值光码机构，增量型光码机构通过齿轮组与绝对值光码机构连接在一起；本发明专利技术的优点是：绝对值编码可自动校正增量型光码数据；当失电后又来电时可以恢复其原点数据，实现了绝对值性质的修复性数据，提高了整体测量机构的操作稳定和方便性；这样就实现了安全测量并且不需要人工到现场测量的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液位、物位的线性测量领域，具体说是一种在失电后自动恢复测量读数，对易燃、易爆、有毒物品的液位、物位进行线性测量的光纤半绝对值编码器。
技术介绍
石油化工的各种油品储罐，压凝式液体压力容器，各种化工原料、试剂储罐，各种易燃气体容器；这些容器体积庞大有几万立方米，对其内部的液位测量难度较大，尤其是安全精确测量，目前用的测控光电编码器虽然精度可以保证，但由于光电编码器的特性还是有“引燃”的不安全因素存在，给测量带来了极高的风险存在。即使人工到现场测量的方法也有着人的不安全因素和数据准确性的误差较大。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种在失电后自动恢复测量读数，对易燃、易爆、有毒物品的液位、物位进行线性测量的光纤半绝对值编码器。本专利技术的技术方案是:包括壳体、光码变送机构和光码数据处理模块，其特征是:光码变送机构和光码数据处理模块通过光纤连接在一起； 所述光码变送机构包括安装在壳体内的增量型光码机构和绝对值光码机构，增量型光码机构通过齿轮组与绝对值光码机构连接在一起； 所述增量型光码机构包括安装在前轴承座上的前轴，在前轴承座与前轴之间安装滚动轴承，增量型码盘置于两片夹板之间，夹板固定在前轴上；在前轴承座上方固定两个光路器，两个光路器置于增量型码盘的左右两侧，在其中一个光路器与增量型码盘之间固定光栅座，在光栅座上固定光栅盘；光纤把有源器件发出的连续光束，传递给左端的光路器，左端的光路器把光束截面积扩大后照射在增量型码盘上。在增量型码盘转动过程中和光栅盘的光栅共同作用下，右端光路器就形成了有规律的有光照和无光照的物理特征，并通过光纤传递给有源器件的光敏元件。光敏元件有光照时产生高电位脉冲，无光照时产生低电位脉冲，在光码数据处理模块中把高、低电位的每一次变化都当做一个新的数据“ I”进行处理。根据增量型码盘和光栅盘光栅组合的顺序关系以递增加I或递减减I的方式进行计数。所述绝对值光码机构包括安装在后轴承座上的后轴，在后轴承座与后轴之间安装滚动轴承，绝对值码盘置于两片夹板之间，夹板固定在后轴上；在后轴承座上方固定两个绝对值光路器，两个绝对值光路器置于绝对值码盘的两侧；光纤把有源器件发出的连续光束，传递给左端绝对值光路器，左端绝对值光路器把光束截面积扩大后照射在绝对值码盘上。在绝对值码盘转动过程中，在通光量不同的光栅作用下，右端绝对值光路器就形成了有规律的强、弱光照和无光照的物理特征，并通过光纤传递给有源器件的光敏元件。光敏元件在强、弱光照下产生不同的大、小电流(4一20Ma)，根据赋值要求在不同的电流下就有不同的数据，无光照时不读数，实现了机械位置读数的绝对值属性。所述光码数据处理模块包括单片机，单片机安装在PCB板上，PCB板与光缆连接，PCB板上还设置有红外发射晶体管和红外接收晶体管，红外发射晶体管和红外接收晶体管与单片机连接。本专利技术的有益效果是通过绝对值的编码可以自动的校正增量型的光码数据，解决了光纤增量型编码器失电时同时失去坐标基准点问题。当失电后又来电时，运动到绝对值的某一机械位置时，绝对值数据自动更新增量型编码器数据，恢复其原点数据，实现了绝对值性质的修复性数据，提高了整体测量机构的操作稳定和方便性；这样就实现了安全测量并且不需要人工到现场测量的目的。附图说明图1是本专利技术的剖面结构示意简图。图2是本专利技术的光路器剖面结构示意简图。图3是本专利技术的绝对值码盘结构示意简图。图4是本专利技术的光电转换板原理图。图5是图4的变送模块光电转换板信号放大滤波电路原理图。图6是图4的方向判断正向信号放大电路原理图。图7是图4的方向判断反向信号放大电路原理图。图8是图4的修正信号放大电路原理图。图9是本专利技术的变送模块主板图。图10是图9的主板CUP及外围部分电路放大图。具体实施例方式光码变送机构和光码数据处理模块通过光纤44连接在一起； 所述光码变送机构包括安装在壳体3内的增量型光码机构和绝对值光码机构，增量型光码机构通过齿轮组31与绝对值光码机构连接在一起； 所述增量型光码机构包括安装在前轴承座上的前轴1，夹板22固定在前轴上，增量型码盘8置于两片夹板之间；在前轴承座7上方固定两个光路器，两个光路器6置于增量型码盘的两侧，在其中一个光路器与增量型码盘之间固定光栅座10，在光栅座上固定光栅盘9 ; 所述绝对值光码机构包括安装在后轴承座38上的后轴39，绝对值码盘42置于两片夹板之间，夹板固定在后轴上；在后轴承座上方固定两个光路器，两个光路器置于绝对值码盘的两侧； 所述光码数据处理模块包括单片机50，单片机安装在PCB板51上，PCB板与光缆52连接，PCB板上还设置有红外发射晶体管53和红外接收晶体管54，红外发射晶体管和红外接收晶体管与单片机连接。所述光路器6由光路器壳体61和光码传输系统62组成；所述光路器壳体呈筒状，光码传输系统安装在光路器壳体内；所述光码传输系统的结构是凸透镜621连接在尾纤622的一端，尾纤的另一端与光纤连接。本专利技术在工作时，1、3号光纤把有源器件发出的连续光束，传递给图1所示1、II号光路的左端光路器，左端光路器把光束截面积扩大后照射在增量型码盘上。在增量型码盘转动过程中和光栅盘的光栅共同作用下，1、II号光路的右端光路器就形成了有规律的有光照和无光照的物理特征，并通过2、4号光纤传递给有源器件的光敏元件。光敏元件有光照时产生高电位脉冲，无光照时产生低电位脉冲，在光码数据处理模块中把高、低电位的每一次变化都当做一个新的数据“I”进行处理。根据增量型码盘和光栅盘光栅组合的顺序关系以递增加I或递减减I的方式进行计数。5号光纤把有源器件发出的连续光束，传递给图1所示I号光路的左端光路器，左端光路器把光束截面积扩大后照射在绝对值码盘上。在绝对值码盘转动过程中，在通光量不同的光栅作用下，III号光路的右端光路器就形成了有规律的强、弱光照和无光照的物理特征，并通过6号光纤传递有源器件的光敏元件。光敏元件在强、弱光照下产生不同的大、小电流(4一20Ma)，根据赋值要求在不同的电流下就有不同的数据，无光照时不读数，实现了机械位置读数的绝对值属性。光纤保护罩12的作用是保护光纤不受其外界各种因素损伤。本专利技术在整体结构上进行了小型化设计，在实际中最大直径在80 mm左右，比初步的光码增量型变送器要小50%左右。增量型码盘用不锈钢板蚀刻精密加工，使每转可以有1200-1500的读数精度，已经接近了光电编码器的水平，增量型码盘与绝对值编码的数据关系用齿轮组的传动比来确定，在设计不同测量范围时，齿轮组的传动比也就不一样。在增量型编码 器中采用了光电编码器的光栅盘结构，使其光码读数清晰度大幅提高，由此将整个编码器分辨率提高了一倍多。采用4一20mA式绝对值码盘，码盘的设计可根据绝对值修正点的数量来设计码盘光栅孔NI Ni的数量NI Ni光栅孔的宽度是不一样的，最小通光孔感应读数电流为4mA，最大的通光孔感应电流为20mA，各个光栅孔随对应的绝对值数据是人工输入的，使该码盘的结构非常简单，便于加工制造，成本低廉。光路器中凸透镜与尾纤的结合面为无尘要求，根据这一要求，密封圈为一橡胶弹性材料，而橡胶中的一些有机成分不能产生挥发现象，挥发后会飘移到尾纤与凸透镜的结合面处，而影响光束的传递本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤半绝对值编码器，它包括壳体、光码变送机构和光码数据处理模块，其特征是：光码变送机构和光码数据处理模块通过光纤连接在一起，所述光纤一端接在光码变送机构的光路器上，另一端接在光码数据处理模块的PCB板上；所述光码变送机构包括安装在壳体内的增量型光码机构和绝对值光码机构，增量型光码机构通过齿轮组与绝对值光码机构连接在一起；所述增量型光码机构包括安装在前轴承座上的前轴，前夹板固定在前轴上，增量型码盘置于两片前夹板之间；在前轴承座上方固定第一光路器和第二光路器，上述两个光路器置于增量型码盘的左右两侧，在第二光路器与增量型码盘之间固定光栅座，在光栅座上固定光栅盘；所述绝对值光码机构包括安装在后轴承座上的后轴，后夹板固定在后轴上，绝对值码盘置于两片后夹板之间；在后轴承座上方固定第三光路器和第四光路器，上述两个光路器置于绝对值码盘的左右两侧；所述光码数据处理模块包括单片机，单片机安装在PCB板上，在PCB板还设置有红外发射晶体管和红外接收晶体管，红外发射晶体管和红外接收晶体管与单片机连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘万更，
申请(专利权)人：刘万更，
类型：发明
国别省市：
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