CN202188856U - 一种光纤光电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电检测传感器技术领域，具体涉及一种光纤光电传感器的结构。光纤光电传感器包括光发生器(2)，连接光发生器(2)与输出光纤(4)的座(3)，输出光纤(4)，套管(5)，输入光纤(6)，连接光接收器(8)与输入光纤(6)的座(7)，光接收器(8)，集成装入基座(1)内，将光发生器(2)的管脚(11)、光接收器(8)的管脚(10)引出，用环氧树脂(9)封装，构成了光纤光电传感器。本实用新型提出的光纤光电传感器集中了光纤传感器及由光发生器和光接收器构成的传感器这两种传感器的优点，将光纤与光发生器和光接收器集成一体，具有体积小，结构简单，安装简便，不易损坏，检测点光功率密度高，外界光线的干扰小，检测误差小，灵敏度高，节省资源的特点。

Description

一种光纤光电传感器

技术领域

本实用新型涉及光电检测传感器技术领域，具体涉及一种光纤光电传感器的结构。 

背景技术

现有各种仪器或医疗检测仪上使用的光电检测传感器，一种方法是将两根光纤做成探头，直接安装在检测点上方，两根光纤的另一端分别接到光源和光接收器上(如图2)，优点是探头离检测点近，不易受外界光线的干扰，却有以下不足：一是需要三个安装座，二是光纤有易断的特点；另外，要么是将光发生器和光接收器直接安装在检测点上方(如图3)，其不足的是体积大，光接收器离检测点远，光接收器除了接收检测点上的反射光外，还容易受到外界光线的干扰，造成检测误差。 

因此，有必要出现一种检测误差小，效果好，体积小，结构简单，安装简便，不易损坏，受外界光线干扰小，灵敏度高，节省资源的光电检测传感器。 

发明内容

针对现有技术中存在的各项问题而提出本发明。本发明的目的在于提供一种具有体积小，结构简单，安装简便，不易损坏，检测点光功率密度高，受外界光线干扰小，检测误差小，灵敏度高，节省资源的特点。 

本发明的光纤光电传感器如图1所示，其部件包括：基座(1)，光发生器(2)，连接光发生器与输出光纤的座(3)，输出光纤(4)，套管(5)，输入光纤(6)，连接光接收器与输入光纤的座(7)，光接收器(8)，封装环氧树脂(9)。 

本实用新型提出的光纤光电传感器，其特征在于，将光发生器(2)与输出光纤一端(4-1)，分别装入连接光发生器与输出光纤的座(3-1)、(3-2)两端内，光发生器(2)输出的光耦合进输出光纤(4-1)，将光接收器(8)与输入光纤(6-1)，分别装入连接光接收器与输入光纤的座(7-1)、(7-2)两端内，将输出光纤另一端(4-2)及输入光纤另一端(6-2)，一同装入套管(5)内，套管(5)与输入光纤(6-2)及输出光纤(4-2)组成传感器的探头，将上述组件装入基座(1)内，用环氧树脂(9)封装，即构成本实用新型光纤光电传感器(见图4)。 

上述光纤光电传感器是由一个光接收器(成品器件或其芯片)和一个或多个不同波长的光发生器(成品器件或其芯片)组装在同一基座内构成，使用的光发生器端面是平面，也可以是球面，输出光可以通过光发生器、连接光发生器与光纤的座及输出光纤的组件输出，也可以直接由光发生器输出，光发生器和光接收器的波长范围适用于光发生器和光接收器的所有波长，所述的光纤光电传感器使用的光纤，是石英光纤，石英光纤传光束，塑料光纤传光束，PMMA塑料光纤，PS塑料光纤，玻璃导光棒，光纤直径范围是φ0.001-φ3mm，基座内输出、输入光纤长度范围是5-30mm，输出光纤是一至数根，也可以不要输出光纤，输入光纤是一根或数根，光纤的端面是平面，也可以是球面，所述的光纤光电传感器使用的基座、套管及内部的结构件是金属件、塑料件或陶瓷件组成，所述的光纤光电传感器的外形形状可以为园形，也可为方形，所述的光纤光电传感器的套管与输出光纤、输入光纤组成的探头伸出基座的长度范围是0-300mm，探头外形尺寸范围是φ2.5-φ15mm或3-18×3-18mm，基座外形尺寸范围是5-50(长或园)×5-30(宽或园)×5-30(高)mm，基座的安装方式是六角螺纹结 构或方座结构，所述的光纤光电传感器的光发生器所包含器件如：LED发光二极管和半导体激光器以及这些器件的芯片，其端面是平面，也可以是球面，功率为0.1-50毫瓦，所述的光纤光电传感器，其特征在于，光接收器所包含器件如：光敏管二极管、颜色传感器以及这些器件的芯片。 

本实用新型的特点： 

本实用新型提出的光纤光电传感器集中了光纤传感器及由光发生器和光接收器构成的传感器这两种传感器的优点，将光纤与光发生器和光接收器集成一体，具有体积小，结构简单，安装简便，不易损坏，检测点光功率密度高，外界光线的干扰小，检测误差小，灵敏度高，节省资源的特点。 

附图说明：

本申请中包括的附图是说明书的一个构成部分，附图与说明书和权利要求书一起用于说明本发明的实质内容，用于更好地理解本发明。 

图1光纤光电传感器的结构示意图； 

图2现有光纤传感器图； 

图3现有LED发光二极管和光接收器示意图； 

图4单光源光纤光电传感器的结构图； 

图5三光源光纤光电传感器的结构图； 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例不对本发明构成任何限制。 

实施例1 

单光源光纤光电传感器的结构 

请参见图4的光纤光电传感器结构图。 

将红色LED发光二极管(2A)及输出光纤一端(4-1)，分别装入连接红色LED发光二极管(2A)与输出光纤的座(3-1)、(3-2)两端内，红色LED发光二极管(2A)输出的光耦合进输出光纤(4-1)，将光敏二极管(8)及输入光纤(6-1)，分别装入连接光接收器与输入光纤的座(7-1)、(7-2)两端内，将输出光纤另一端(4-2)及输入光纤另一端(6-2)一同装入金属套管(5)内，金属套管(5)与输出光纤(4-2)及输入光纤(6-2)组成传感器的探头，将上述组件装入基座(1)内，用环氧树脂(9)封装，即形成单光源光纤光电传感器，使用时用导线将LED发光二极管管脚(11)与电路板连接，用屏蔽线将光敏二极管(8)的管脚(10)与电路板连接，或将红色LED发光二极管(2A)的管脚(11)及光敏二极管(8)的管脚(10)直接与电路板连接。 

本实施例中，光纤光电传感器中的光发生器由红色LED发光二极管及塑料光纤、光接收器与基座等结构件组合而成，本实施例采用一个直径φ3mm，端面为平面的红色LED发光二极管为光源，红色LED发光二极管发射的光波波长为630nm，光接收器采用光敏二极管，共使用两根直径为φ1mm、长度为15mm的PMMA塑料光纤，基座外形为φ10×23mm，传感器的探头伸出基座的长度为零，本实施例中基座安装方式是六角螺纹结构。本领域的技术人员应当理解，实施例中所提供的器件及参数范围并不构成限制，在本发明的光纤光电传感器中，所用的器件及发射光的波长、功率、导光元件种类、光纤直径、数量及基座外形等参数可以根据实际需要加以选择。 

实施例2 

三光源光纤光电传感器结构 

请参见图5的光纤光电传感器结构图。 

将LED发光二极管(2A)、(2B)、(2C)及输出光纤(4A)、(4B)、(4C)一端(4A-1)、(4B-1)、(4C-1)分别装入连接LED发光二极管与输出光纤的座(3A-1)、(3B-1)、(3C-1)及(3A-2)、(3B-2)、(3C-2)两端内，LED发光二极管(2A)、(2B)、(2C)输出的光分别耦合进输出光纤(4A)、(4B)、(4C)的一端(4A-1)、(4B-1)、(4C-1)，将光敏二极管(8)装入连接光接收器与输入光纤的座(7-1)内，将输入光纤(6-1)装入连接光接收器与输入光纤的座(7-2)内，将输出光纤(4A)、(4B)、(4C)的另一端(4A-2)、(4B-2)、(4C-2)及输入光纤另一端(6-2)一同装入金属套管(5)内，金属套管(5)与输出光纤(4A-2)、(4B-2)、(4C-2)及输入光纤(6-2)组成了传感器的探头，将上述组件装入基座(1)内，将LED发光二极管(2A)、(2B)、(2C)的管脚(11A)、(11B)、(11C)及光接收器(8)的管脚(10)引出，用环氧树脂(9)封装，即构成三光源光纤光电传感器，使用时用导线将LED发光二极管(2A)、(2B)、(2C)的管脚(11A)、(11B)、(11C)与电路板连接，或将LED发光二极管(2A)、(2B)、(2C)的管脚(11A)、(11B)、(11C)直接与电路板连接，用屏蔽线将光敏二极管(8)的管脚(10)与电路板连接，或将光敏二极管(8)的管脚(10)直接与电路板连接。 

本实施例中，光纤光电传感器中的光发生器由红色LED发光二极管、绿色LED发光二极管、蓝色LED发光二极管及塑料光纤、光敏二极管与基座等结构件组合而成，本实施例采用三个直径为φ3mm，端面为平面的LED发光二极管光源，LED发光二极管发射的光波波长分别为630nm、520nm、450nm，光接收器采用光敏二极管，基座外形为φ12×28mm，共使用四根直径为φ1mm、长度为19mm的 PMMA塑料光纤，传感器的探头伸出基座的长度为零，本实施例中基座安装方式是六角螺纹结构。本领域的技术人员应当理解，实施例中所提供的器件及参数范围并不构成限制，在本发明的光纤光电传感器中，所用的器件及发射光的波长、功率、导光元件种类、光纤直径、数量及基座外形等参数可以根据实际需要加以选择。 

附图标记说明： 

1基座 

2光发生器 

2A红色LED发光二极管 

2B绿色LED发光二极管 

2C蓝色LED发光二极管 

3连接LED发光二极管与输出光纤的座 

3A连接红色LED发光二极管与输出光纤的座 

3B连接绿色LED发光二极管与输出光纤的座 

3C连接蓝色LED发光二极管与输出光纤的座 

3-1连接LED发光二极管与输出光纤的座的A端 

3-2连接LED发光二极管与输出光纤的座的B端 

3A-1连接红色LED发光二极管与输出光纤的座的A端 

3A-2连接红色LED发光二极管与输出光纤的座的B端 

3B-1连接绿色LED发光二极管与输出光纤的座的A端 

3B-2连接绿色LED发光二极管与输出光纤的座的B端 

3C-1连接蓝色LED发光二极管与输出光纤的座的A端 

3C-2连接蓝色LED发光二极管与输出光纤的座的B端 

4输出光纤 

4A与红色LED发光二极管连接的输出光纤 

4B与绿色LED发光二极管连接的输出光纤 

4C与蓝色LED发光二极管连接的输出光纤 

4-1输出光纤A端 

4-2输出光纤B端 

4A-1与红色LED发光二极管连接的输出光纤A端 

4A-2与红色LED发光二极管连接的输出光纤B端 

4B-1与绿色LED发光二极管连接的输出光纤A端 

4B-2与绿色LED发光二极管连接的输出光纤B端 

4C-1与蓝色LED发光二极管连接的输出光纤A端 

4C-2与蓝色LED发光二极管连接的输出光纤B端 

5套管 

6输入光纤 

6-1输入光纤A端 

6-2输入光纤B端 

7连接光接收器与输入光纤的座 

7-1连接光接收器与输入光纤的座A端 

7-2连接光接收器与输入光纤的座B端 

8光接收器 

9封装环氧树脂 

10光敏二极管管脚 

11光发生器管脚 

11A红色LED发光二极管管脚 

11B绿色LED发光二极管管脚 

11C蓝色LED发光二极管管脚。 

Claims (10)

1.一种光纤光电传感器，其特征在于，光纤光电传感器包括光发生器(2)，连接光发生器(2)与输出光纤(4)的座(3)，输出光纤(4)，套管(5)，输入光纤(6)，连接光接收器(8)与输入光纤(6)的座(7)，光接收器(8)，集成装入基座(1)内，将光发生器(2)的管脚(11)、光接收器(8)的管脚(10)引出，用环氧树脂(9)封装，构成了光纤光电传感器。

2.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器是由一个光接收器(8)和一个或多个不同波长的光发生器(2)组装在同一基座(1)内构成的光纤光电传感器。

3.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器使用的光发生器(2)和光接收器(8)的波长，适用于光发生器和光接收器的所有波长。

4.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器使用的输出光纤(4)及输入光纤(6)，是石英光纤，石英光纤传光束，塑料光纤传光束，PMMA塑料光纤，PS塑料光纤，玻璃导光棒，光纤直径范围是φ0.001-φ3mm，输出光纤(4)是一至数根，输入光纤(6)是一至数根，使用的光纤端面是平面，也可是球面。

5.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器的输出光，可以通过光发生器(2)，连接光发生器(2)与光纤的座(3)及输出光纤(4)的组件输出，也可以直接通过光发生器(2)输出。

6.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器的的基座(1)、套管(5)及内部的结构件可由金属件、塑料件或陶瓷件组成。 

7.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器的套管(5)与输出光纤(4)、输入光纤(6)组成的探头伸出基座的长度范围是0-300mm，探头外形尺寸范围是φ2.5-φ15mm或3-18×3-18。

8.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器使用的基座(1)的外形形状可为园形也可为方形，外形尺寸范围是5-50(长或园)×5-30(宽或园)×5-30(高)mm，基座(1)的安装方式是六角螺纹结构或方座结构。

9.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器的光发生器(2)包含的器件如：LED发光二极管和半导体激光器，以及这些器件的芯片，其端面是平面也可是球面，光功率为0.1-50毫瓦。

10.如权利要求1所述的光纤光电传感器，其特征在于，所述的光纤光电传感器的光接收器(8)包含的器件如：光敏管二极管、颜色传感器以及这些器件的芯片。 

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