CN101710129A - 光纤车速传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤车速传感器，它是针对现有电磁感应原理传感器弊端，提供一种基于光电转换原理的新型传感器，它利用光纤将连续光输入到旋转栅一面，再利用光纤从另一面接收，当旋转栅转动时，接收到的信号为脉冲光信号，脉冲数/圈、占空比由旋转栅决定；脉冲光信号经光电转换变为数字电信号，供仪表盘使用。该传感器由信号采集腔、信号传输体、光电转换体三个部分构成：采集腔是一个无尘密闭的空腔，内钳光纤导管及旋转栅，旋转栅用齿轮轴与变速箱相连；信号传输体是两根等长的光纤，一端嵌入采集腔，另一端嵌入光电转换体；光电转换体产出续光信号，接收脉冲光信号，进行光电转换，安装于汽车仪表盘上。传感器的信号感知与传输无电路及电信号，只有光信号，在汽车环境使用中，具有抗干扰能力强、故障率低、抗腐蚀、重量轻等优点，并且成本低、产品性能一致性好。

Description

光纤车速传感器

一、技术领域

本发明涉及一种光纤车速传感器，它属于光电技术领域，其利用光纤进行旋转信号感知和信号传输，入射光为连续光，出射光为脉冲光，脉冲光信号转换成脉冲电信号供汽车仪表盘使用。

二、现有技术

现有车速传感器又叫里程表传感器，技术有三种方式，一是干簧管接近式，二式金属接近式，三是霍尔开关感应式，这三种方式各自原理如下：

干簧管接近式：干簧管是一种磁敏开关，它的两个触点由稀有金属材料制成，被封装在真空的玻璃管里，只要用磁铁接近它，干簧管两个触点就会吸合在一起，使电路导通。因此可以作为传感器用，用于计数，限位等等。

金属接近式：金属接近式属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流，这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。

霍尔开关感应式：霍尔效应集成传感器是由稳压电源，霍尔电压发生器，差分放大器，施密特触发器和输出放大器组成的磁敏传感电路，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号。

现有技术均为电磁转换原理，在信号采集部位均有电磁元件存在，一次端信号均为电信号；缺点：由于汽车环境电磁干扰多、震动复杂、且车速传感器与仪表盘有一定距离，信号需长线传输，存在连接故障和传输干扰；另一方面，现有技术零部件多，制造工艺复杂，产品技术指标一致性难以保障。

三、发明的目的

本发明的目的是针对现有传感器弊端，提供一种采用光电技术原理，利用光纤将连续光输入到旋转栅一面，再利用光纤从另一面接收，当旋转栅旋转时，连续光被调制为脉冲光，经光电转换后，脉冲光在仪表盘部位被转换为数字电信号，供仪表盘使用的光纤车速传感器。

本发明的任务是这样来完成的：光纤车速传感器它由齿轮轴、信号采集腔，信号传输体，光电转换体四个部分构成，采集腔是一个无尘密闭的空腔，内钳光纤及旋转栅，信号采集腔内的旋转栅由齿轮轴与汽车变速箱连接，当旋转栅转动时，输入光纤的的连续光被调制为输出光纤的脉冲光，脉冲光经光电转换后变为数字电信号，供仪表盘使用；所述的密闭信号采集腔它由腔体、端盖、封尘橡胶片、旋转栅、光纤导入管构成，腔体分为上下两腔，上腔安装封尘橡胶片，下腔安装旋转栅，旋转栅安装在旋转轴上，光纤导入管从底部接入信号采集腔内。所述的旋转栅是一个园片，周边刻有均匀分布的凹槽或小孔；所述信号采集腔与齿轮轴用轴端盖固定密封；所述的信号采集腔的封尘橡胶片为弹性防尘垫；所述的转速信号的采集、传输利用光纤实现；所述的光电转换体内部装有发光管、接收管、调频电路、光电转换电路。

本发明提供的光纤车速传感器，信号采集腔外部装有齿轮轴，内部装有旋转栅，通过齿轮轴将转速传递给旋转栅，当旋转栅转动时，输入光纤的连续光被调制为输出光纤的脉冲光；光电转换内部装有发光管、接收管、调频电路、光电转换电路等，该部分功能为产生连续光，接收脉冲光，进行光电转，输出为电脉冲信号；光电转换装于汽车仪表盘上，电脉冲信号直接进入仪表盘，仪表盘处理后，显示车速及里程。

本发明改变传统的电磁传感方式为光电传感方式，它利用光纤将连续光输入到旋转栅一面，再利用光纤从另一面接收，当旋转栅转动时，接收到的信号为脉冲光信号，脉冲数/圈、占空比由旋转栅决定；它采用一体化的光纤采集与传输技术，将旋转物理量转换为数字光电脉冲，实现了速度的感知。在汽车环境使用中，具有抗干扰能力强、故障率低、抗腐蚀等有点，并且成本低、产品性能一致性好。

四、附图说明

附图1为本发明的结构图。

附图2为本发明的信号采集腔的结构图。

附图3为本发明的凹槽形旋转栅的结构图。

附图4为本发明的小孔形旋转栅的结构图。

五、具体实现方式

参照附图，本发明光纤车速传感器，它由齿轮轴(1)、信号采集腔(3)、信号传输体(2)、光电转换体(4)四个部分构成：采集腔(3)是一个无尘密闭的空腔，内钳光纤管(8)、齿轮轴(1)及旋转栅(8)，信号采集腔(3)的齿轮轴(1)连接变速箱齿轮；当旋转栅转动时，输入光纤的连续光被调制为输出光纤的脉冲光，脉冲光经光电转换后变为数字电信号，供仪表盘使用；信号传输体(2)的一端的嵌入光纤导管(8)另一端嵌入光电转换体(4)；光电转换体(4)内设光发射、光接收电路，安装在于汽车仪表盘上。

所述的密闭信号采集腔(3)它由腔体、齿轮轴(1)、封尘橡胶片(5)、旋转栅(9)、光纤导入管(8)及轴端盖(7)构成，腔体分为上，下两部，上部安装封尘橡胶片(5)，下腔安装有旋转栅(8)，旋转栅(8)安装在齿轮轴(1)上，光纤导入管(8)从底部接入信号采集腔(3)内；光纤导入管安装后，用固化胶密封管腔连接处，输入、输出光纤安装后，用密封胶封堵光纤与管腔缝隙。

所述的旋转栅(8)是一个园片，周边刻有均匀分布的凹槽或小孔，输入、输出光纤装于旋转栅孔(齿)圆周上下位置，且二者位于同一条垂线上，当旋转栅旋转时，入射连续光受到栅格遮挡，变为出射的脉冲光，经光电转换后，变为电脉冲信号。所述的信号采集腔(3)与齿轮轴(1)用轴端盖(7)固定密封；

所述的信号采集腔(3)的封尘橡胶片(5)为弹性防尘垫。光电转换体内部装有发光发射电路，光接收电路，其功能为产生连续光，接收脉冲光，进行光电转，输出为电脉冲信号；光电转换装于汽车仪表盘上，电脉冲信号直接进入仪表盘，仪表盘处理后，显示车速及里程。

Claims (6)

1.一种光纤车速传感器，其特征在于：它由齿轮轴(1)、信号采集腔(3)、信号传输体(2)、光电转换体(4)四个部分构成，信号采集腔(3)是一个无尘密闭的空腔，内钳光纤(7)及旋转栅(8)，信号采集腔(3)内的旋转栅(3)由齿轮轴(1)与汽车变速箱连接，当旋转栅转动时，输入光纤的连续光被调制为输出光纤的脉冲光，脉冲光经光电转换后变为数字电信号，供仪表盘使用；传输体(2)一端嵌入采集腔(3)，另一端嵌入光电转换体(4)，光电转换体(5)安装在于汽车仪表盘上；所述的密闭信号采集腔(3)它由腔体、轴端盖(6)、封尘橡胶片(5)、旋转栅(8)、光纤导入管(7)构成，腔体分为上、下两腔，上腔安装封尘橡胶片(5)，下腔安装旋转栅(8)，旋转栅(8)安装在齿轮轴(1)上，光纤导入管(7)从底部接入信号采集腔内(3)。

2.如权利要求1所述的光纤车速传感器，其特征在于：旋转栅(8)是一个园片，周边刻有均匀分布的凹槽或小孔。

3.如权利要求1所述的光纤车速传感器，其特征在于：信号采集腔(3)与齿轮轴(1)用轴端盖(6)固定密封。

4.如权利要求1所述的光纤车速传感器，其特征在于：信号采集腔(3)的封尘橡胶片(5)为弹性防尘垫。

5.如权利要求1所述的光纤车速传感器，其特征在于：转速信号的采集、传输利用光纤实现。

6.如权利要求1所述的光纤车速传感器，其特征在于：所述的光电转换体(4)内部装有发光发射电路，光接受电路。信号采集腔(3)及信号传输体(4)无电信号存在。

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