CN105590527A - 光纤漏光与光纤传感演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光纤漏光与光纤传感演示装置，主要包括底座、光纤底托、光纤连接杆、标尺、砝码、磁铁、托盘、光纤环、发光二极管阵列、入射光纤、激光笔、电路板、暗盒、柱面凹面镜、出射光纤和立杆，光纤底托、光纤支架、立杆座和立杆构成固定机构，立杆套筒、砝码、磁铁、托盘和光纤连接杆构成活动机构，激光笔、入射光纤、光纤环和出射光纤构成传输机构，发光二极管阵列构成显示机构，光电二极管和电路板构成信号测量机构，本装置制作容易，演示直观，不仅可以在网络工程培训方面演示光纤微弯造成的漏光损耗对网络传输信号产生的影响，也能在传感器教学方面演示利用光纤微弯原理进行光强调制的传感器技术，演示出重量传感、压力传感、位移传感和振动传感的基本原理。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤教学演示仪器，尤其涉及一种利用光纤微弯进行光强调制的传感器演示装置，属于光纤应用技术领域。
背景技术
在传感器教学和网络工程培训方面，有一些演示仪器和专利申请，这些仪器中，有的功能单一，不能多用；有的不够直观，演示效果不理想；有的在传感器教学和网络工程培训中不能互相通用。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能用于光纤传感器原理演示，也能用于网络工程培训中光纤微弯漏光损耗演示的光纤漏光与光纤传感演示装置。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：本装置包括底座1、光纤底托2、光纤连接杆3、标尺4、透气孔5、光纤连接杆6、标尺支架7、砝码8、磁铁9、托盘10、光纤环11、标尺12、发光二极管阵列13、入射光纤14、标尺支架15、激光笔16、套筒17、电路板18、光纤支架19、暗盒20、柱面凹面镜21、光纤支架22、出射光纤23、立杆24、立杆座25、立杆套筒26、电池组27、电池盒28和出射光纤端面31；
底座1、柱面凹面镜21和标尺4构成附属机构，光纤底托2、光纤支架19、光纤支架22、立杆座25和立杆24构成固定机构，立杆套筒26、光纤连接杆6、砝码8、磁铁9、托盘10和光纤连接杆3构成活动机构，激光笔16、入射光纤14、光纤环11和出射光纤23构成传输机构，发光二极管阵列13构成显示机构，光电二极管D和电路板18构成测量机构；
底座1上方设有光纤底托2、立杆座25、立杆24、标尺支架7、标尺支架15、暗盒20、柱面凹面镜21、激光笔16和套筒17，立杆24上套有立杆套筒26，立杆套筒26顶端设有光纤连接杆6、托盘10、磁铁9和砝码8，立杆套筒26顶端与光纤连接杆6的连接处两侧留有透气孔5，标尺支架7上刻有标尺4，光纤环11的顶部穿入光纤连接杆6中，光纤环11的左右腰部穿入光纤连接杆3中，光纤环11的底部安放在光纤底托2上，主光路前进方向上依次为激光笔16、入射光纤14、光纤环11、出射光纤23、暗盒20，柱面凹面镜21设置在出射光纤端面31和暗盒20两者缝隙的后方，柱面凹面镜21的切线与出射光纤23成45°放置，暗盒20中设有光电二极管D；
磁铁9呈圆片状并固定在托盘10中，当托盘10中没有放置砝码8时，光纤环11腰部弯曲程度呈漏光的临界状态且光纤环11腰部不发光，当托盘10中放置砝码8时，砝码8被磁铁9吸附在托盘10中，可随磁铁9和托盘10一起上下运动，此时，光纤环11腰部弯曲程度在砝码8的压力下超过漏光的临界状态，光纤环11腰部发光，而且，砝码8的质量越大，光纤环11腰部被压得越扁，光纤环11腰部的发光越亮，当砝码8、磁铁9、托盘10、光纤连接杆6和立杆套筒26顺着立杆24的方向上下振动时，光纤环11腰部的发光出现周期性变亮或变暗；
底座1下方设有电路板18、电池组27和电池盒28，电路板18上设有集成电路IC1和集成电路IC2，集成电路IC1和集成电路IC2的型号为LM3914，底座1的右后方设有标尺支架15，标尺支架15上刻有标尺12并设有发光二极管阵列13，发光二极管阵列13为点状发光，当托盘10中没有放置砝码8时，发光二极管阵列13全黑，当托盘10中放置轻质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近顶部处的发光二极管点亮，当托盘10中放置重质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近底部处的发光二极管点亮，砝码8质量的大小与发光二极管阵列13中的发光位置成正比关系，当砝码8和托盘10上下振动时，发光二极管阵列13中的发光位置出现周期性上下跳动。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：本装置不仅可以在网络工程培训方面演示光纤微弯造成的漏光损耗对网络传输信号的影响，也能在传感器教学方面演示利用光纤微弯原理进行光强调制的传感器技术，演示出重量传感、压力传感、位移传感和振动传感的工作原理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下5幅附图：
图1是本装置的正视图，
图2是本装置的俯视图，
图3是本装置移除托盘10后的俯视图，
图4是本装置的仰视图，
图5是本装置附属的电路原理图。
附图中所标各数字分别表示如下：
1.底座，2.光纤底托，3.光纤连接杆，4.标尺，5.透气孔，6.光纤连接杆，7.标尺支架，8.砝码，9.磁铁，10.托盘，11.光纤环，12.标尺，13.发光二极管阵列，14.入射光纤，15.标尺支架，16.激光笔，17.套筒，18.电路板，19.光纤支架，20.暗盒，21.柱面凹面镜，22.光纤支架，23.出射光纤，24.立杆，25.立杆座，26.立杆套筒，27.电池组，28.电池盒，29.按钮，30.缺口，31.出射光纤端面，①～18.集成电路引脚编号，C1.电容，C2.电容，C3.电容，D.光电二极管，IC1.集成电路，IC2.集成电路，R1.电阻，R2.电阻，R3.电阻，R4.电阻，R5.电阻，R6.电阻，R7.电阻，LED1～LED10.发光二极管，LED11～LED20.发光二极管，T.晶体管，V+.电源正极，VR.可变电阻。
具体实施方式
1.根据图1至图5，本装置包括底座1、光纤底托2、光纤连接杆3、标尺4、透气孔5、光纤连接杆6、标尺支架7、砝码8、磁铁9、托盘10、光纤环11、标尺12、发光二极管阵列13、入射光纤14、标尺支架15、激光笔16、套筒17、电路板18、光纤支架19、暗盒20、柱面凹面镜21、光纤支架22、出射光纤23、立杆24、立杆座25、立杆套筒26、电池组27、电池盒28和出射光纤端面31。
2.底座1、柱面凹面镜21和标尺4构成附属机构，光纤底托2、光纤支架19、光纤支架22、立杆座25和立杆24构成固定机构，立杆套筒26、光纤连接杆6、砝码8、磁铁9、托盘10和光纤连接杆3构成活动机构，激光笔16、入射光纤14、光纤环11和出射光纤23构成传输机构，发光二极管阵列13构成显示机构，光电二极管D和电路板18构成测量机构。
3.底座1上方设有光纤底托2、立杆座25、立杆24、标尺支架7、标尺支架15、暗盒20、柱面凹面镜21、激光笔16和套筒17，立杆24上套有立杆套筒26，立杆套筒26顶端设有光纤连接杆6、托盘10、磁铁9和砝码8，立杆套筒26顶端与光纤连接杆6的连接处两侧留有透气孔5，标尺支架7上刻有标尺4，光纤环11的顶部穿入光纤连接杆6中，光纤环11的左右腰部穿入光纤连接杆3中，光纤环11的底部安放在光纤底托2上，主光路前进方向上依次为激光笔16、入射光纤14、光纤环11、出射光纤23、暗盒20，柱面凹面镜21设置在出射光纤端面31和暗盒20两者缝隙的后方，柱面凹面镜21的切线与出射光纤23成45°放置，暗盒20中设有光电二极管D。
4.磁铁9呈圆片状并固定在托盘10中，当托盘10中没有放置砝码8时，光纤环11腰部弯曲程度呈漏光的临界状态且光纤环11腰部不发光，当托盘10中放置砝码8时，砝码8被磁铁9吸附在托盘10中，可随磁铁9和托盘10一起上下运动，此时，光纤环11腰部弯曲程度在砝码8的压力下超过漏光的临界状态，光纤环11腰部发光，而且，砝码8的质量越大，光纤环11腰部被压得越扁，光纤环11腰部的发光越亮，当砝码8、磁铁9、托盘10、光纤连接杆6和立杆套筒26顺着立杆24的方向上下振动时，光纤环11腰部的发光出现周期性变亮或变暗。
5.底座1下方设有电路板18、电池组27和电池盒28，电路板18上设有集成电路IC1和集成电路IC2，集成电路IC1和集成电路IC2的型号为LM3914，底座1的右后方设有标尺支架15，标尺支架15上刻有标尺12并设有发光二极管阵列13，发光二极管阵列13为点状发光，标尺12和发光二极管阵列13用于指示出射光纤23在出射光纤端面31处的光强大小，柱面凹面镜21可以直接观察出射光纤端面31处的光线亮暗，当托盘10中没有放置砝码8时，发光二极管阵列13为全黑，当托盘10中放置轻质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近顶部处的发光二极管点亮，当托盘10中放置重质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近底部处的发光二极管点亮，砝码8质量的大小与发光二极管阵列13中的发光位置成正比关系，当砝码8和托盘10上下振动时，发光二极管阵列13中的发光位置出现周期性上下跳动。
6.演示时，顺时针旋转激光笔16，使按钮29离开缺口30，按钮29被套筒17压住，激光笔16点亮，当托盘10中没有放置砝码8时，调整可变电阻VR的位置，使发光二极管阵列13处于快要点亮但为全黑的临界状态，用手指对托盘10施加不同的压力，根据发光二极管阵列13中的发光位置和标尺12可演示压力传感原理；根据立杆套筒26相对于标尺4的位置以及发光二极管阵列13中的发光位置和标尺12可演示位移传感原理；当托盘10中放入不同质量的砝码8，根据发光二极管阵列13中的发光位置和标尺12可演示重量传感原理；在托盘10中放入一个砝码8，用手指压下砝码8并迅速松开手指，砝码8和托盘10随即上下振动，可演示振动传感原理。
7.根据光纤环11腰部光纤连接杆3处的光亮度可以演示光纤漏光情况，当光纤环11被压得越扁，光纤连接杆3处的光越亮，且亮光区域越大；当托盘10中没有放置砝码8时，光纤连接杆3处不亮，说明光纤没有漏光现象。
Claims (3)
1.一种光纤漏光与光纤传感演示装置，包括底座1、光纤底托2、光纤连接杆3、标尺4、透气孔5、光纤连接杆6、标尺支架7、砝码8、磁铁9、托盘10、光纤环11、标尺12、发光二极管阵列13、入射光纤14、标尺支架15、激光笔16、套筒17、电路板18、光纤支架19、暗盒20、柱面凹面镜21、光纤支架22、出射光纤23、立杆24、立杆座25、立杆套筒26、电池组27、电池盒28、出射光纤端面31；
底座1、柱面凹面镜21和标尺4构成附属机构，光纤底托2、光纤支架19、光纤支架22、立杆座25和立杆24构成固定机构，立杆套筒26、光纤连接杆6、砝码8、磁铁9、托盘10和光纤连接杆3构成活动机构，激光笔16、入射光纤14、光纤环11和出射光纤23构成传输机构，发光二极管阵列13构成显示机构，光电二极管D和电路板18构成测量机构；
其特征在于：底座1上方设有光纤底托2、立杆座25、立杆24、标尺支架7、标尺支架15、暗盒20、柱面凹面镜21、激光笔16和套筒17，立杆24上套有立杆套筒26，立杆套筒26顶端设有光纤连接杆6、托盘10、磁铁9和砝码8，立杆套筒26顶端与光纤连接杆6的连接处两侧留有透气孔5，标尺支架7上刻有标尺4，光纤环11的顶部穿入光纤连接杆6中，光纤环11的左右腰部穿入光纤连接杆3中，光纤环11的底部安放在光纤底托2上，主光路前进方向上依次为激光笔16、入射光纤14、光纤环11、出射光纤23、暗盒20，柱面凹面镜21设置在出射光纤端面31和暗盒20两者缝隙的后方，柱面凹面镜21的切线与出射光纤23成45°放置，暗盒20中设有光电二极管D。
2.根据权利要求1所述的一种光纤漏光与光纤传感演示装置，其特征在于：磁铁9呈圆片状并固定在托盘10中，当托盘10中没有放置砝码8时，光纤环11腰部弯曲程度呈漏光的临界状态且光纤环11腰部不发光，当托盘10中放置砝码8时，砝码8被磁铁9吸附在托盘10中，可随磁铁9和托盘10一起上下运动，此时，光纤环11腰部弯曲程度在砝码8的压力下超过漏光的临界状态，光纤环11腰部发光，而且，砝码8的质量越大，光纤环11腰部被压得越扁，光纤环11腰部的发光越亮，当砝码8、磁铁9、托盘10、光纤连接杆6和立杆套筒26顺着立杆24的方向上下振动时，光纤环11腰部的发光出现周期性变亮或变暗。
3.根据权利要求1所述的一种光纤漏光与光纤传感演示装置，其特征在于：底座1下方设有电路板18、电池组27和电池盒28，电路板18上设有集成电路IC1和集成电路IC2，集成电路IC1和集成电路IC2的型号为LM3914，底座1的右后方设有标尺支架15，标尺支架15上刻有标尺12并设有发光二极管阵列13，发光二极管阵列13为点状发光，当托盘10中没有放置砝码8时，发光二极管阵列13全黑，当托盘10中放置轻质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近顶部处的发光二极管点亮，当托盘10中放置重质砝码8时，发光二极管阵列13中靠近底部处的发光二极管点亮，砝码8质量的大小与发光二极管阵列13中的发光位置成正比关系，当砝码8和托盘10上下振动时，发光二极管阵列13中的发光位置出现周期性上下跳动，所述的传感包括重量传感、压力传感、位移传感和振动传感。
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