CN109946045B - 一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法，基于平行光照射投影原理，设计光纤传感接收器结构，以各光纤所构单排结构的端部，针对待检化纤投影进行接收，基于投影区与非投影区所对应的不同光照，获得各光电传感器之间不同的输出电信号，通过针对对应于待检化纤投影的电信号的统计，结合光纤芯径，实现待检化纤粗细度的检测，整个装置系统及检测方法，受环境影响小，可以被应用在化纤生产的恶劣环境中，而且检测速度快，可以支持生产过程的在线检测，此外基于光纤芯径的选择，能够实现高精度检测，使得待检化纤的检测精度能够达到10um级。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法，属于化纤检测技术领域。
背景技术
化纤粗细度检测是化纤领域一种常用的操作，现有的检测方法是通过电容式传感器来完成化纤粗细的检测，但是电容式传感器受环境温湿度包括灰尘的影响比较大，使得现有化纤粗细的精度比较低，而且现有化纤检测技术中，没有办法实现化纤生产过程的在线监测，大大影响到了化纤检测的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于投影技术原理，能够高效实现化纤粗细度检测操作的基于光纤传感的化纤粗细检测系统。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，用于实现待检化纤粗细数据值的检测，包括平行光光源和光纤传感接收器；
其中，光纤传感接收器包括数组接收转换装置，各接收转换装置的结构彼此相同，各接收转换装置分别均包括一根光纤和一个光电传感器，所有接收转换装置中光纤的芯径彼此相同，所有接收转换装置中光纤上的其中一端并排固定设置为单排结构，且相邻光纤上该端部的相对侧面彼此接触，所有光纤该端部的表面彼此相共面，且所有光纤该端部表面的指向方向相同，所有接收转换装置中光纤端部组成的单排结构作为光纤传感接收器的接收端；接收转换装置的数量满足所有光纤芯径之和大于预设化纤粗细最大数据值的要求；各接收转换装置中光纤的另一端分别对接对应光电传感器上的传感检测端，各接收转换装置中光电传感器的输出端构成光纤传感接收器的输出端；
平行光光源和光纤传感接收器彼此相对位置固定，平行光光源的光束方向指向光纤传感接收器的接收端，且光纤传感接收器接收端上光纤端部表面指向方向所在直线、与平行光光源光束方向所在直线相平行，以及平行光光源的光束覆盖光纤传感接收器的接收端；待检化纤以拉直状态、其所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成单排结构相垂直的姿态，置于平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，实现待检化纤粗细数据值的检测。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括电信号统计终端，所述光纤传感接收器的输出端对接电信号统计终端，电信号统计终端用于针对光纤传感接收器输出端中所述各光电传感器的输出电信号进行统计。
作为本发明的一种优选技术方案：所述平行光光源为850nm稳定平行光光源、1310nm激光平行光光源或1550nm激光平行光光源中的任意一种。
作为本发明的一种优选技术方案：所述所有接收转换装置中光纤的芯径均为10um。
与上述相对应，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对基于光纤传感的化纤粗细检测系统的检测方法，应用待检化纤在平行光下的投影，通过所设计光纤传感接收器实现投影接收，高效实现待检化纤粗细度检测操作。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对基于光纤传感的化纤粗细检测系统的检测方法，首先将待检化纤拉直，并置于所述平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，且待检化纤所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成的单排结构相垂直；
然后平行光光源工作发出光束，光纤传感接收器内各接收转换装置中的光电传感器、分别针对所连光纤进行光信号检测；
最后根据待检化纤在平行光光源光束照射下的投影，针对各光电传感器所输出的电信号进行统计，按待检化纤投影光信号所对应的电信号数目，结合光纤的芯径，实现对待检化纤粗细数据值的检测。
本发明所述一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法，基于平行光照射投影原理，设计光纤传感接收器结构，以各光纤所构单排结构的端部，针对待检化纤投影进行接收，基于投影区与非投影区所对应的不同光照，获得各光电传感器之间不同的输出电信号，通过针对对应于待检化纤投影的电信号的统计，结合光纤芯径，实现待检化纤粗细度的检测，整个装置系统及检测方法，受环境影响小，可以被应用在化纤生产的恶劣环境中，而且检测速度快，可以支持生产过程的在线检测，此外基于光纤芯径的选择，能够实现高精度检测，使得待检化纤的检测精度能够达到10um级。
附图说明
图1是本发明设计基于光纤传感的化纤粗细检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，用于实现待检化纤粗细数据值的检测，包括平行光光源、光纤传感接收器和电信号统计终端。
其中，如图1所示，光纤传感接收器包括数组接收转换装置，各接收转换装置的结构彼此相同，各接收转换装置分别均包括一根光纤和一个光电传感器，所有接收转换装置中光纤的芯径彼此相同，所有接收转换装置中光纤上的其中一端并排固定设置为单排结构，且相邻光纤上该端部的相对侧面彼此接触，所有光纤该端部的表面彼此相共面，且所有光纤该端部表面的指向方向相同，所有接收转换装置中光纤端部组成的单排结构作为光纤传感接收器的接收端；接收转换装置的数量满足所有光纤芯径之和大于预设化纤粗细最大数据值的要求；各接收转换装置中光纤的另一端分别对接对应光电传感器上的传感检测端，各接收转换装置中光电传感器的输出端构成光纤传感接收器的输出端。
平行光光源和光纤传感接收器彼此相对位置固定，平行光光源的光束方向指向光纤传感接收器的接收端，且光纤传感接收器接收端上光纤端部表面指向方向所在直线、与平行光光源光束方向所在直线相平行，以及平行光光源的光束覆盖光纤传感接收器的接收端；待检化纤以拉直状态、其所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成单排结构相垂直的姿态，置于平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，光纤传感接收器的输出端对接电信号统计终端，电信号统计终端用于针对光纤传感接收器输出端中所述各光电传感器的输出电信号进行统计，实现待检化纤粗细数据值的检测。
将上述所设计基于光纤传感的化纤粗细检测系统应用于实际当中，平行光光源采用850nm稳定平行光光源、1310nm激光平行光光源或1550nm激光平行光光源中的任意一种；对于光纤传感接收器来说，所有接收转换装置中光纤的芯径均为10um，电信号统计终端具体即设计采用PC，基于此，本发明进一步设计了具体的检测方法，如图1所示，首先将待检化纤拉直，并置于所述平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，且待检化纤所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成的单排结构相垂直。
然后平行光光源工作发出光束，平行光束照射在待检化纤上，并最终落在光纤传感接收器接收端单排结构中的各个光纤端面上，各个光纤端面上所接收到的光信号包括平行光的直射光信号、以及待检化纤投影信号，相应各个光纤将其端面所接收到光信号分别输送至其所连接的光电传感器中，各个光电传感器根据所接收到的光信号输出相对应的电信号，即输出平行光直射光信号所对应的电信号，以及待检化纤投影信号所对应的电信号，此过程即光纤传感接收器内各接收转换装置中的光电传感器、分别针对所连光纤进行光信号检测。
最后根据待检化纤在平行光光源光束照射下的投影，针对各光电传感器所输出的电信号进行统计，按待检化纤投影光信号所对应的电信号数目，结合光纤的芯径，实现对待检化纤粗细数据值的检测，即基于光纤芯径尺寸，根据待检化纤投影信号所对应电信号的统计数据，即可获得待检化纤的粗细尺寸，完成待检化纤粗细数据值的检测，并且实际应用中，设计采用芯径为10um的光纤，使得待检化纤粗细检测的精度能够达到10um级别。
上述技术方案所设计基于光纤传感的化纤粗细检测系统及检测方法，基于平行光照射投影原理，设计光纤传感接收器结构，以各光纤所构单排结构的端部，针对待检化纤投影进行接收，基于投影区与非投影区所对应的不同光照，获得各光电传感器之间不同的输出电信号，通过针对对应于待检化纤投影的电信号的统计，结合光纤芯径，实现待检化纤粗细度的检测，整个装置系统及检测方法，受环境影响小，可以被应用在化纤生产的恶劣环境中，而且检测速度快，可以支持生产过程的在线检测，此外基于光纤芯径的选择，能够实现高精度检测，使得待检化纤的检测精度能够达到10um级。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，用于实现待检化纤粗细数据值的检测，其特征在于：包括平行光光源和光纤传感接收器；
其中，光纤传感接收器包括数组接收转换装置，各接收转换装置的结构彼此相同，各接收转换装置分别均包括一根光纤和一个光电传感器，所有接收转换装置中光纤的芯径彼此相同，所有接收转换装置中光纤上的其中一端并排固定设置为单排结构，且相邻光纤上该端部的相对侧面彼此接触，所有光纤该端部的表面彼此相共面，且所有光纤该端部表面的指向方向相同，所有接收转换装置中光纤端部组成的单排结构作为光纤传感接收器的接收端；接收转换装置的数量满足所有光纤芯径之和大于预设化纤粗细最大数据值的要求；各接收转换装置中光纤的另一端分别对接对应光电传感器上的传感检测端，各接收转换装置中光电传感器的输出端构成光纤传感接收器的输出端；
平行光光源和光纤传感接收器彼此相对位置固定，平行光光源的光束方向指向光纤传感接收器的接收端，且光纤传感接收器接收端上光纤端部表面指向方向所在直线、与平行光光源光束方向所在直线相平行，以及平行光光源的光束覆盖光纤传感接收器的接收端；待检化纤以拉直状态、其所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成单排结构相垂直的姿态，置于平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，实现待检化纤粗细数据值的检测。
2.根据权利要求1所述一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，其特征在于：还包括电信号统计终端，所述光纤传感接收器的输出端对接电信号统计终端，电信号统计终端用于针对光纤传感接收器输出端中所述各光电传感器的输出电信号进行统计。
3.根据权利要求1或2所述一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，其特征在于：所述平行光光源为850nm稳定平行光光源、1310nm激光平行光光源或1550nm激光平行光光源中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统，其特征在于：所述所有接收转换装置中光纤的芯径均为10um。
5.一种针对权利要求1至4中任意一项所述一种基于光纤传感的化纤粗细检测系统的检测方法，其特征在于：
首先将待检化纤拉直，并置于所述平行光光源输出端与所述光纤传感接收器接收端之间，且待检化纤所在直线与光纤传感接收器接收端中光纤端部所组成的单排结构相垂直；
然后平行光光源工作发出光束，光纤传感接收器内各接收转换装置中的光电传感器、分别针对所连光纤进行光信号检测；
最后根据待检化纤在平行光光源光束照射下的投影，针对各光电传感器所输出的电信号进行统计，按待检化纤投影光信号所对应的电信号数目，结合光纤的芯径，实现对待检化纤粗细数据值的检测。
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