CN102486382A - 一种光纤型接近传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤型接近传感装置，包括基板，基板上设置有检测单元，检测单元包括曲线型支架，布设在曲线型支架内部相对两侧的多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，A侧变形齿和B侧变形齿呈交错布设，A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在信号光纤的两侧，所述曲线型支架与基板大致垂直，磁性体安装在曲线型支架上远离基板的一端，在磁性体一侧且与磁性体相间隔的设置有待测物体，待测物体上设置有与磁性体相配合的永久磁铁体，信号光纤的两端分别连接有测试单元，测试单元连接有处理单元。本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好、成本低。

Description

一种光纤型接近传感装置

技术领域

本发明涉及一种传感装置，特别涉及一种光纤型接近传感装置。

背景技术

接近传感器，也称为接近开关，是传感器家族中众多种类中的一个，是一种位置传感器。它能通过传感器与物体之间的位置关系变化，将非电量或电磁量转化为所希望的电信号，从而达到控制或测量的目的。接近传感器广泛应用于各个行业和生活的许多方面，如工业设备上常用的转向控制、汽车轮胎转速传感装置等都有使用的是接近传感装置的。接近传感器目前所采用的原理有电感式、磁式、光学式、超声式和电容式等。这几种接近传感器各有优缺点，但其共同的缺点是传递信号还是依靠光电信号，这容易受到现场环境的电磁干扰而造成误差的产生。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种光纤型接近传感装置。本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好、成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤型接近传感装置，其特征在于：包括基板，所述基板上设置有检测单元，所述检测单元包括信号光纤、曲线型支架和磁性体，布设在所述曲线型支架内部相对两侧的多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，所述A侧变形齿和B侧变形齿呈交错布设，A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在信号光纤的两侧，所述曲线型支架与基板大致垂直，所述磁性体安装在曲线型支架上远离基板的一端，在所述磁性体一侧且与磁性体相间隔的设置有待测物体，所述待测物体上设置有与磁性体相配合的永久磁铁体，当磁性体接近待测物体时，磁性体与永久磁铁体相互排斥或吸引，所述磁性体在永久磁性体的作用下使曲线型支架的长度压缩或伸长，从而使曲线形支架内的信号光纤的弯曲曲率变化，所述信号光纤的两端分别通过延长光纤连接有测试单元，所述测试单元连接有处理单元，所述测试单元通过延长光纤检测信号光纤内部传输光信号功率的变化并传递给处理单元，所述处理单元对测试单元的数据进行处理并计算后得出磁性体与待测物体接近的距离。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述曲线型支架为曲线型壳体，所述基板上设置有与基板相垂直的滑轨，所述磁性体与滑轨是滑动配合。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述曲线型支架由弹簧构成，A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在弹簧中相邻相邻两圈弹簧丝之间，所述基板上设置有与基板相垂直的滑轨，所述磁性体与滑轨是滑动配合。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述曲线型支架由波纹管组成，所述A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在波纹管的管壁上内凹处的相对两个侧面上。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述曲线型支架由两块与基板相平行锯齿板组成，信号光纤夹持在两锯齿板之间，远离基板的锯齿板通过辅助弹簧与磁性体连接。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述的信号光纤的一端安置有光反射装置，信号光纤的另一端通过延长光纤连接一1X2光分路器的输入端，1X2光分路器的输出端接测试单元。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述信号光纤为外部包有多层保护光纤，所述保护光纤为紧套光纤、碳涂覆光纤或聚酰亚胺涂覆光纤。

上述的一种光纤型接近传感装置，所述信号光纤为塑料光纤、多芯光纤、细径光纤或光子晶体光纤。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明具有结构简单、设计合理、操作方法方便且使用方式灵活、灵敏度高；

2、本发明因使用光纤弯曲传感技术，使本装置具有抗电磁干扰、灵敏度高、电绝缘性好、安全可靠、耐腐蚀、可远距离检测、便于复用组网等诸多优点；

3、本发明由于可以采用的光源-光功率法测试，从而可以低成本的完成检测任务，从而使本装置的具有广阔的使用范围。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，并具有成本低、可以远距离检测、易组网复用等优点，使本发明的装置具有良好的使用前景。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图。

图2为本发明实施例1中曲线型壳体的横截面结构示意图。

图3为本发明实施例2结构示意图。

图4为本发明实施例2中弹簧的横截面结构示意图。

图5为本发明实施例3结构示意图。

图6为本发明实施例3中波纹管的局部结构示意图。

图7为本发明实施例4结构示意图。

图8为本发明实施例5结构示意图。

附图标记说明：

1-延长光纤；	4-1-A侧变形齿；	4-2-B侧变形齿；
			4-曲线型壳体；	5-测试单元；	7-处理单元；
9-待测物体；	10-磁性体；	15-滑轨；
			19-锯齿板；	20-基板；	30-辅助弹簧；
33-信号光纤；	38-弹簧；	40-波纹管；

42-管壁；

45-1X2光分路器；

46-光反射装置。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种光纤型接近传感装置，包括基板20，所述基板20上设置有检测单元，所述检测单元包括信号光纤33、曲线型支架和磁性体10，布设在所述曲线型支架内部相对两侧的多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，所述A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2呈交错布设，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤33的两侧，所述曲线型支架与基板20大致垂直，所述磁性体10安装在曲线型支架上远离基板20的一端，在所述磁性体10一侧且与磁性体10相间隔的设置有待测物体9，所述待测物体9上设置有与磁性体10相配合的永久磁铁体，当磁性体10接近待测物体9时，磁性体10与永久磁铁体相互排斥或吸引，所述磁性体10在永久磁性体的作用下使曲线型支架的长度压缩或伸长，从而使曲线形支架内的信号光纤33的弯曲曲率变化，所述信号光纤33的两端分别通过延长光纤1连接有测试单元5，所述测试单元5连接有处理单元7，所述测试单元5通过延长光纤1检测信号光纤33内部传输光信号功率的变化并传递给处理单元7，所述处理单元7对测试单元5的数据进行处理并计算后得出磁性体10与待测物体9接近的距离。

本实施例中，所述曲线型支架为曲线型壳体4，所述基板20上设置有与基板20相垂直的滑轨15，所述磁性体10与滑轨15是滑动配合。磁性体10可以是磁铁，也可以是铁、镍或相关的合金材料，是可以与磁铁能相互作用的顺磁性材料。布设在所述的曲线型壳体4内部相对两侧的多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，所述的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2呈交错布设，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤33的两侧。当磁性体10与待测物体9接近时，两者相互吸引或排斥，磁性体10在滑轨15上移动，使曲线型壳体4的长度压缩或伸长，从而使曲线形壳体4包含的信号光纤33的弯曲曲率变化，测试单元5通过延长光纤1检测信号光纤33内部传输光信号功率的变化并传递给处理单元7，处理单元7对测试单元5的数据进行处理并计算后得出磁性材料10与待测物体9接近的距离。

所述信号光纤33为外部包有多层保护光纤，所述保护光纤为紧套光纤、碳涂覆光纤或聚酰亚胺涂覆光纤。所述信号光纤33为塑料光纤、多芯光纤、细径光纤或光子晶体光纤。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述曲线型支架由弹簧38构成，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在弹簧38中相邻相邻两圈弹簧丝之间，所述基板20上设置有与基板20相垂直的滑轨15，所述磁性体10与滑轨15是滑动配合。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

实施例3

如图5、图6所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述曲线型支架由波纹管40组成，所述A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在波纹管40的管壁42上内凹处的相对两个侧面上，同时免去使用滑轨15。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

实施例4

如图7所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述曲线型支架由两块与基板20相平行锯齿板19组成，信号光纤33夹持在两锯齿板19之间，远离基板20的锯齿板19通过辅助弹簧30与磁性体10连接。本实施例中，磁性体10也是磁铁，并且极性与待测物体9上固定的磁铁相反，从而在磁性体10靠近待测物体9时产生排斥力，压缩辅助弹簧30，并使两锯齿板19之间的压紧力变大，使信号光纤33的弯曲曲率变化，测试单元5检测到该变化。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

实施例5

如图8所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述的信号光纤33的一端安置有光反射装置46，信号光纤33的另一端通过延长光纤1连接一1X2光分路器45的输入端，1X2光分路器45的输出端接测试单元5。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光纤型接近传感装置，其特征在于：包括基板(20)，所述基板(20)上设置有检测单元，所述检测单元包括信号光纤(33)、曲线型支架和磁性体(10)，布设在所述曲线型支架内部相对两侧的多个A侧变形齿(4-1)和多个B侧变形齿(4-2)，所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)呈交错布设，A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)对应布设在信号光纤(33)的两侧，所述曲线型支架与基板(20)大致垂直，所述磁性体(10)安装在曲线型支架上远离基板(20)的一端，在所述磁性体(10)一侧且与磁性体(10)相间隔的设置有待测物体(9)，所述待测物体(9)上设置有与磁性体(10)相配合的永久磁铁体，当磁性体(10)接近待测物体(9)时，磁性体(10)与永久磁铁体相互排斥或吸引，所述磁性体(10)在永久磁性体的作用下使曲线型支架的长度压缩或伸长，从而使曲线形支架内的信号光纤(33)的弯曲曲率变化，所述信号光纤(33)的两端分别通过延长光纤(1)连接有测试单元(5)，所述测试单元(5)连接有处理单元(7)，所述测试单元(5)通过延长光纤(1)检测信号光纤(33)内部传输光信号功率的变化并传递给处理单元(7)，所述处理单元(7)对测试单元(5)的数据进行处理并计算后得出磁性体(10)与待测物体(9)接近的距离。

2.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述曲线型支架为曲线型壳体(4)，所述基板(20)上设置有与基板(20)相垂直的滑轨(15)，所述磁性体(10)与滑轨(15)是滑动配合。

3.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述曲线型支架由弹簧(38)构成，A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)对应布设在弹簧(38)中相邻相邻两圈弹簧丝之间，所述基板(20)上设置有与基板(20)相垂直的滑轨(15)，所述磁性体(10)与滑轨(15)是滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述曲线型支架由波纹管(40)组成，所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)对应布设在波纹管(40)的管壁(42)上内凹处的相对两个侧面上。

5.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述曲线型支架由两块与基板(20)相平行锯齿板(19)组成，信号光纤(33)夹持在两锯齿板(19)之间，远离基板(20)的锯齿板(19)通过辅助弹簧(30)与磁性体(10)连接。

6.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述的信号光纤(33)的一端安置有光反射装置(46)，信号光纤(33)的另一端通过延长光纤(1)连接一1X2光分路器(45)的输入端，1X2光分路器(45)的输出端接测试单元(5)。

7.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述信号光纤(33)为外部包有多层保护光纤，所述保护光纤为紧套光纤、碳涂覆光纤或聚酰亚胺涂覆光纤。

8.根据权利要求1所述的一种光纤型接近传感装置，其特征在于：所述信号光纤(33)为塑料光纤、多芯光纤、细径光纤或光子晶体光纤。

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