CN204535664U - 一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器 - Google Patents

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陈玉
祝琳
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Abstract

本实用新型公开一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，探头内置有发射光纤和N根接收光纤，光源连接至探头的发射光纤，N根接收光纤的输出端连接至光电探测器，光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，A/D转换模块接入单片机，单片机上连接有LED显示器。本实用新型采用发射光纤和接收光纤同轴多层排列的方式以及参考光路和信号光路双光路，增加了光纤传感器的灵敏度和分辨率，提高了光纤传感器的性能。

Description

一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器
技术领域
本实用新型属于传感器设备领域，具体涉及一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器。
背景技术
光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器，它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。具有1）抗电磁干扰、电绝缘、耐一腐蚀、本质安全、化学稳定性好，总的来说就是环境适应性强、2）灵敏度高、3）重量轻、体积小、可挠曲、4）测量对象广泛、5）对被测介质影响小，可用于航空航天的复合材料中，可以实现非接触、非破环性的测量、 6）便于复用和成网、7）综合性价比高、8）信号处理相对来说简便等优点，但是虽然光纤位移传感在通信、城市建设、能源行业和航天工业中也有着很大的发展潜力，其价格低廉，但是其智能化以及精度和分辨率、光信号的补偿以及恶劣环境下适用的光纤传感器仍存在很大问题。这也是光纤传感技术的主要发展方向，归结如下：（1）提高分布式传感器的分辨率，灵敏度，并且能够设计出复杂的光纤传感器网络；（2）新型传感技术和传感材料的开发以及智能化传感器的开发；（3）在恶劣环境下实现低成本传感器和传感网络的开发，实现多种传感器的融合；（4）光纤信号的补偿方法的研究，这也是目前研究的热点问题。
实用新型内容
本实用新型应光纤位移传感器的发展以及应用需求，提出一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，通过控制去实现位移的测量和显示，采用单片机作为中央处理系统，处理数据以及控制系统动作，用A/D转换器将传感器的信号进行模数转换，再送入处理器进行处理，并将结果通过LED显示器显示处理。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，其特征在于：所述探头内置有一根发射光纤和N根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述N根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器
所述发射光纤和接收光纤均为多模光纤，接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。
所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
所述光源为波长940nm的红外LED光源。
所述光源驱动电路采取直流驱动或脉冲驱动。
本实用新型的有益效果体现在：本实用新型采用发射光纤和接收光纤同轴多层排列的方式以及参考光路和信号光路双光路，增加了光纤传感器的灵敏度以及分辨率，提高了光纤传感器的性能。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的接收光纤和发射光纤排列图。
具体实施方式
如图1所示，一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，所述探头内置有一根发射光纤和N根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述N根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器。
所述发射光纤和接收光纤均为多模光纤，接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构，
所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
所述光源为波长940nm的红外LED光源。
所述光源驱动电路采取直流驱动或脉冲驱动。

Claims (7)

1.一种新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，其特征在于：所述探头内置有一根发射光纤和N根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述N根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器。
2.根据权利要求1所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述发射光纤和接收光纤均为多模光纤，接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。
3.根据权利要求1所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
4.根据权利要求3所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
5.根据权利要求4所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
6.根据权利要求1所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述光源为波长940nm的红外LED光源。
7.根据权利要求1所述的新型结构的大量程反射式强度调制型光纤位移传感器，其特征在于：所述光源驱动电路采取直流驱动或脉冲驱动。
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