CN102103012A - 用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 - Google Patents
用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102103012A CN102103012A CN2010105872446A CN201010587244A CN102103012A CN 102103012 A CN102103012 A CN 102103012A CN 2010105872446 A CN2010105872446 A CN 2010105872446A CN 201010587244 A CN201010587244 A CN 201010587244A CN 102103012 A CN102103012 A CN 102103012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coverboard
- rotating speed
- shell
- automobile engine
- vibration sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，有：由上壳板、下壳板和后壳板一体形成的外壳，分别连接在外壳两侧的第一侧壳板和第二侧壳板，连接在外壳前侧的前面板，外壳与第一侧壳板、第二侧壳板以及前面板共同形成封闭的内腔，第一侧壳板的内侧设置有悬臂梁夹持板，悬臂梁夹持板上固定有悬臂梁，悬臂梁上表面上设置有反射涂层，上壳板里外贯通的形成有发射通孔和接收通孔，在上壳板的内侧对应发射通孔密封固定设置有发射系统，在上壳板的外侧对应接收通孔密封固定有接收器。本发明具备结构简单紧凑，抗电磁干扰，精度高，性能稳定可靠的特点。本发明可广泛应用于需要检测汽车发动机转速的场合，也可用于工业测量中需要检测仪器振动情况的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种振动传感器。特别是涉及一种基于强度调制的悬臂梁式的光纤振动传感器，即用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器。
背景技术
目前世界上绝大多数汽车采用的都是往复活塞式发动机。在这种发动机中，燃烧压力作用在活塞上，活塞往复运动带动曲轴转动。曲轴转动一周工作压力变化一次，由此产生了转矩波动。在四缸发动机中，曲轴每转一周，产生2次转矩波动；在六缸发动机中，则产生3次转矩波动。这些波动经离合器传至变速器，继而传给驱动轴，使车辆产生振动和噪声，引起各种冲击振动损坏，这些都会严重地引起驾驶员身心疲劳，影响汽车行驶的安全性、平顺性和汽车寿命，影响周围环境，这些影响在共振时后果更为严重。
为了保持汽车发动机的良好运转以及汽车的运行的平稳安全，对汽车发动机转速的实时监测显得尤为重要。
目前，国内外已经有一部分用于汽车发动机转速检测的装置，它们各自有其特点和缺点。如申请号92206439.3的中国专利中提出了一种电磁式的汽油发动机转速检测装置，它将发动机点火线圈的低压线直接夹持在磁芯中间，利用霍尔感应元件感应出同发动机转速成正比的脉冲电信号，进而对电信号进行分析处理，显示出发动机的转速。这种方法信号极容易受到外界电磁信号的干扰，且需要提供合适的位置使装置能够夹持点火线圈的低压线。申请号200920087434.4的中国专利中提出了一种通用式机动车发动机转速检测仪，它的基本检测原理为利用车用电源的谐波信号反映了机动车发动机的转速信号，从而实现目的。这种方法虽然可以测量各种发动机转速，且适用各种汽车电源电压，但其信号容易受到外界电磁干扰，而且对谐波信号的处理上比较繁琐。申请号200410044329.4的中国专利中提出了一种汽车发动机转速的检测方法，它的特点是利用汽车排气口位置检测到的噪声信号，从其频域谱中找出发动机噪声基频值，从而得到汽车发动机转速。这种方法由于是利用排气口噪声，所以检测中极其容易受到外界噪声的干扰，且后续检测电路较为复杂，容易受到外界电磁信号的干扰。
从上面的专利中可以看到，传统用于汽车发动机转速检测的传感器一般采用电学量传感器，而后经过电缆将信号传输至终端进行处理。由于电子元件对恶劣的环境适应性差，电信号容易受到电磁干扰，以及远距离传输使得信号大幅度衰减等不足，这就要求一种新的测量方式来替代原来的电测量。
由于光纤传感器是一种高灵敏度传感器，具有质轻径细、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、能实现绝对测量、稳定性好、容易重复等优点，利用光纤传感器可以很好的检测汽车发动机的转速。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单紧凑，性能稳定可靠，抗电磁干扰，成本低且测量准确的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器。
本发明所采用的技术方案是：一种用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，包括有：由上壳板、下壳板和后壳板一体形成的外壳，分别连接在外壳两侧的第一侧壳板和第二侧壳板，连接在外壳前侧的前面板，所述的外壳与第一侧壳板、第二侧壳板以及前面板共同形成封闭的内腔，所述的第一侧壳板的内侧设置有悬臂梁夹持板，所述的悬臂梁夹持板上固定有悬臂梁，所述的悬臂梁上表面上设置有反射涂层，所述的上壳板里外贯通的形成有发射通孔和接收通孔，在上壳板的外侧对应发射通孔密封固定设置有发射系统，在上壳板的外侧对应接收通孔密封固定有接收器。
所述的发射系统是由光纤和与其相连的准直透镜组成，所述的准直透镜包括C-lens透镜、自聚焦透镜和球透镜系统中的一种。
所述的接收器采用准直装置或裸纤，或由透镜和光纤构成的接收结构，或是一光电探测器探头。
所述的上壳板和下壳板的内侧且位于前边缘处对应的形成有凹槽，所述前面板的上、下两端分别对应的嵌入到形成在上壳板和下壳板上的凹槽内。
所述的第一侧壳板和第二侧壳板与外壳之间是通过螺钉实现固定。
所述的第一侧壳板与悬臂梁夹持板之间通过螺钉进行可靠连接。
所述的悬臂梁夹持板与悬臂梁之间通过螺钉进行可靠连接。
所述的外壳的下壳板上形成有用于与磁性底座连接的连接孔，所述的磁性底座吸附在汽车发动机上面。
本发明的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，用基于强度调制的悬臂梁法具有结构简单紧凑、易安装和精度高的优点，进行汽车发动机的振动情况测试，进而检测出发动机的转速。具备结构简单紧凑，抗电磁干扰，精度高，性能稳定可靠的特点。在经济效益方面，本发明专利可广泛应用于需要检测汽车发动机转速的场合，也可用于工业测量(如大型发电机等)中需要检测仪器振动情况的场合。
附图说明
图1是本发明的光纤振动传感器的结构示意图。
其中：
1：外壳 11：上壳板
12：下壳板 13：后壳板
2：第一侧壳板 3：第二侧壳板
4：前面板 5：悬臂梁夹持板
6：悬臂梁 7：发射通孔
8：接收通孔 9：接收器
10：凹槽 20：连接孔
14：发射系统
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器做出详细说明。
如图1所示，本发明的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，包括有：由上壳板11、下壳板12和后壳板13一体形成的外壳1，分别连接在外壳1两侧的第一侧壳板2和第二侧壳板3，连接在外壳1前侧的前面板4，所述的上壳板11和下壳板12的内侧且位于前边缘处对应的形成有凹槽10，所述前面板4的上、下两端分别对应的嵌入到形成在上壳板11和下壳板12上的凹槽10内。所述的第一侧壳板2和第二侧壳板3与外壳1之间是通过螺钉实现固定。前面板4是通过第一侧壳板2和第二侧壳板3来固定其位置。所述的外壳1与第一侧壳板2、第二侧壳板3以及前面板4共同形成封闭的内腔。
所述的外壳1的下壳板12上形成有用于与磁性底座(图中未示)连接的连接孔20，所述的磁性底座吸附在汽车发动机上面。
所述的第一侧壳板2的内侧设置有悬臂梁夹持板5，所述的第一侧壳板2与悬臂梁夹持板5之间通过螺钉进行可靠连接。所述的悬臂梁夹持板5上固定有悬臂梁6，所述的悬臂梁夹持板5与悬臂梁6之间通过螺钉进行可靠连接。所述的悬臂梁6上表面上设置有反射涂层，所述的上壳板11里外贯通的形成有发射通孔7和接收通孔8，在上壳板11的外侧对应发射通孔7密封固定设置有发射系统14，在上壳板11的外侧对应接收通孔8密封固定有接收器9。
安装和调节时，可先将前面板4卸下，这样便于观察悬臂梁6，发射端和接收端的位置，便于调节。
所述的发射系统14是由光纤和与其相连的准直透镜组成，所述的准直透镜包括C-lens透镜、自聚焦透镜和球透镜系统中的一种。所述的接收器9的作用是接收由受迫振动的悬臂梁上表面反射涂层反射形成的反射光信号，所以该接收器可直接使用准直系统或者裸纤，也可设计一小透镜和光纤的系统进行接收，或者设计一光电探测器探头进行接收。其中后两种方式复杂，但提高了光耦合效率，精度高。
为了保证发射端和接收端位置的准确性，当光路调整好后发射端的准直系统和接收端的接收器分别与外壳1之间通过密封胶进行胶合。
本发明的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器的工作原理是：光源通过发射端发射系统形成一束平行光，入射到由外壳形成的封闭内腔中，平行光在内腔中通过受迫振动的悬臂梁6上表面的反光涂层(漫发射系数90％)如柯达相纸反射，反射形成的反射光信号由接收端的接收器接收。当系统由外壳1通过下端连接孔与磁性底座连接，并吸附在汽车发动机上面时，由于发动机转动时引起的振动，导致悬臂梁受迫振动，此时接收器接收到的光强随着振动变化，从而得到汽车发动机的振动情况，进而通过其振动情况可计算的发动机的转速。
Claims (8)
1.一种用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，包括有：由上壳板(11)、下壳板(12)和后壳板(13)一体形成的外壳(1)，分别连接在外壳(1)两侧的第一侧壳板(2)和第二侧壳板(3)，连接在外壳(1)前侧的前面板(4)，所述的外壳(1)与第一侧壳板(2)、第二侧壳板(3)以及前面板(4)共同形成封闭的内腔，所述的第一侧壳板(2)的内侧设置有悬臂梁夹持板(5)，所述的悬臂梁夹持板(5)上固定有悬臂梁(6)，所述的悬臂梁(6)上表面上设置有反射涂层，所述的上壳板(11)里外贯通的形成有发射通孔(7)和接收通孔(8)，在上壳板(11)的外侧对应发射通孔(7)密封固定设置有发射系统(14)，在上壳板(11)的外侧对应接收通孔(8)密封固定有接收器(9)。
2.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的发射系统(14)是由光纤和与其相连的准直透镜组成，所述的准直透镜包括C-lens透镜、自聚焦透镜和球透镜系统中的一种。
3.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的接收器(9)采用准直装置或裸纤，或由透镜和光纤构成的接收结构，或是一光电探测器探头。
4.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的上壳板(11)和下壳板(12)的内侧且位于前边缘处对应的形成有凹槽(10)，所述前面板(4)的上、下两端分别对应的嵌入到形成在上壳板(11)和下壳板(12)上的凹槽(10)内。
5.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的第一侧壳板(2)和第二侧壳板(3)与外壳(1)之间是通过螺钉实现固定。
6.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的第一侧壳板(2)与悬臂梁夹持板(5)之间通过螺钉进行可靠连接。
7.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的悬臂梁夹持板(5)与悬臂梁(6)之间通过螺钉进行可靠连接。
8.根据权利要求1所述的用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器，其特征在于，所述的外壳(1)的下壳板(12)上形成有用于与磁性底座连接的连接孔(20)，所述的磁性底座吸附在汽车发动机上面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105872446A CN102103012A (zh) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | 用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105872446A CN102103012A (zh) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | 用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102103012A true CN102103012A (zh) | 2011-06-22 |
Family
ID=44155948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105872446A Pending CN102103012A (zh) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | 用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102103012A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102680073A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-09-19 | 天津大学 | 一种新型光纤测振仪器 |
| CN102809663A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-12-05 | 重庆邮电大学 | 采用无接触光纤组检测哥氏振动的角速率传感系统 |
| CN103712635A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 深圳市华信天线技术有限公司 | 光耦传感装置 |
| CN108663113A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-16 | 西安交通大学 | 一种光纤悬臂梁振动传感器及其制备方法 |
| CN114136428A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-03-04 | 西安交通大学 | 测量振动和键相信号的悬臂转子振动光纤测试方法及系统 |
-
2010
- 2010-12-14 CN CN2010105872446A patent/CN102103012A/zh active Pending
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《传感器技术》 19941231 向清 大型电力设备用光纤振动传感器 20-23 1-8 , 第1期 2 * |
| 《传感器技术》 19951231 刘桂雄等 悬臂梁式光纤振动传感的一种光调制方法的特性研究 20-22 1-8 , 第3期 2 * |
| 《传感器技术》 20021231 江毅等 多通道光纤振动传感器系统 8-10 1-7 第21卷, 第3期 2 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102680073A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-09-19 | 天津大学 | 一种新型光纤测振仪器 |
| CN102809663A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-12-05 | 重庆邮电大学 | 采用无接触光纤组检测哥氏振动的角速率传感系统 |
| CN103712635A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 深圳市华信天线技术有限公司 | 光耦传感装置 |
| CN108663113A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-16 | 西安交通大学 | 一种光纤悬臂梁振动传感器及其制备方法 |
| CN114136428A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-03-04 | 西安交通大学 | 测量振动和键相信号的悬臂转子振动光纤测试方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102103012A (zh) | 用于检测汽车发动机转速的光纤振动传感器 | |
| CN201892569U (zh) | 基于mmf-tfbg光纤结构的高灵敏低频振动传感器 | |
| JPH06201331A (ja) | 高さセンサ及び空気ばね | |
| CN1821727A (zh) | 光纤声传感器 | |
| CN2816801Y (zh) | 水下溶解氧测量传感器 | |
| CN212110305U (zh) | 一种汽车的传动轴扭振测试装置及测试系统 | |
| CN101038205A (zh) | 啁啾光纤光栅称重传感器及其强度解调系统 | |
| CN1110397A (zh) | 使用相位变异的光学测距装置及其方法 | |
| CN107388990B (zh) | 基于多面旋转棱镜的激光光栅条纹投射系统 | |
| CN2651754Y (zh) | 光纤光栅式加速度计 | |
| CN2890861Y (zh) | 光纤声传感器 | |
| US8171805B2 (en) | Non-contact torque determination system and method for a non-mechanically coupled rotating system | |
| CN112345135A (zh) | 非接触式动态扭矩传感器 | |
| CN208595993U (zh) | 一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置 | |
| CN103900747B (zh) | 偏心误差修正式的船舶轴系扭矩测量探头 | |
| CN205580638U (zh) | 一种光电式轴功率测量装置的探头 | |
| CN114136428A (zh) | 测量振动和键相信号的悬臂转子振动光纤测试方法及系统 | |
| CN106597457A (zh) | 基于光谱技术的测距仪及方法 | |
| CN103308229B (zh) | 激光光电轴功率测量探头 | |
| CN1123763C (zh) | 利用光电传感对传动轴的扭矩进行测量的方法 | |
| CN204832024U (zh) | 一种固定式透射型激光的酒驾测试装置 | |
| CN103926532A (zh) | 线性电机性能参数检测系统 | |
| CN2733335Y (zh) | 车辆行驶工况车载测试装置 | |
| WO2012071692A1 (zh) | 转速测量装置 | |
| CN216012174U (zh) | 一种试验台高速驱动端自动对中装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110622 |