CN204536360U - 基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器 - Google Patents
基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器 Download PDFInfo
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Abstract
基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器属于风速测量技术领域，目的在于解决现有技术中风速传感器容易受到干扰甚至损坏的问题。本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器包括带均匀分布的透光部分和遮光部分的码盘、光纤固定座、反射式光纤、红外发光二极管、红外接收三极管和放大变换和处理电路；所述红外发光二极管发射红外光，通过反射式光纤中的发射光纤将红外光发射到码盘上，照射到码盘上的红外光分别经透光部分透射及遮光部分反射，经遮光部分反射的红外光经反射式光纤的接收光纤传播到红外接收三极管，红外接收三极管输出强度变化的电压信号，所述电压信号经放大变换和处理电路滤波整形得到COMS电平的方波信号。
Description
技术领域
本实用新型属于风速测量技术领域，具体涉及一种基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器。
背景技术
风速风向传感器在环境监测、野外作业等方面有广泛的应用，目前，风要素测量中的风速传感器主要采用电缆通信，其在野外容易受到雷电和强电磁环境的干扰甚至损坏，特别是夏季的雷雨季节，返修率特别高，而且有些雷击浪涌信号通过电缆传导到采集器，整套系统被雷电击毁，造成很大的经济损失。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器，解决现有技术存在的风速传感器容易受到雷电和强电磁环境的干扰甚至损坏的问题。
为实现上述目的，本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器包括：
带均匀分布的透光部分和遮光部分的码盘，所述码盘与底座平行，码盘通过连接杆与风杯连接；
光纤固定座，所述光纤固定座放置在底座上；
反射式光纤，所述反射式光纤内部有两根光纤，一根为发射光纤，一根为接收光纤，所述反射式光纤通过光纤固定座与底座相连；
红外发光二极管；
红外接收三极管；
放大变换和处理电路，将接收的电信号放大整形；
所述红外发光二极管发射红外光，通过反射式光纤中的发射光纤将红外光发射到码盘上，照射到码盘上的红外光分别经透光部分透射及遮光部分反射，经遮光部分反射的红外光经反射式光纤的接收光纤传播到红外接收三极管，红外接收三极管输出强度变化的电压信号，所述电压信号经放大变换和处理电路滤波整形得到CMOS电平的方波信号。
所述红外发光二极管采用870nm中心波长，红外接收三极管采用870nm中心波长。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器通过光学的方式测量风杯旋转的速度，信号发射和信号接收都是光信号，采集器与本实用新型的风速传感器之间通过光纤连接，其介质为绝缘材料，不导电，本实用新型的风速传感器上的干扰电信号不会传到到采集器上。通过光纤输出信号变化的快慢反算码盘的旋转速度。风速传感器内部主要是一个码盘，没有其他的电子元件，对外界的电磁干扰不敏感。可以极大提高传感器抗雷击的能力，避免损坏。
附图说明
图1为本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器的工作示意图；
图2为本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器的结构示意图；
其中：1、码盘，2、底座，3、反射式光纤，301、发射光纤，302、接收光纤，4、红外发光二极管，5、红外接收三极管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
参见附图1和附图2，本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器包括：
带均匀分布的透光部分和遮光部分的码盘1，所述码盘1与底座2平行，码盘1通过连接杆与风杯连接；
光纤固定座，所述光纤固定座放置在底座2上，用于固定反射式光纤3；
反射式光纤3，所述反射式光纤3内部有两根光纤，一根为发射光纤301，一根为接收光纤302，所述反射式光纤3通过光纤固定座与底座2相连；
红外发光二极管4，发射一定强度的红外光；
红外接收三极管5，接收红外光；
放大变换和处理电路，将接收的电信号放大整形；
所述红外发光二极管4发射红外光，通过反射式光纤3中的发射光纤301将红外光发射到码盘1上，照射到码盘1上的红外光分别经透光部分透射及遮光部分反射，经遮光部分反射的红外光经反射式光纤3的接收光纤302传播到红外接收三极管5，红外接收三极管5输出强度变化的电压信号，所述电压信号经放大变换和处理电路滤波整形得到COMS电平的方波信号。
所述红外发光二极管4采用870nm中心波长，红外接收三极管5采用870nm中心波长，对其他波长的信号不敏感，可以消除其他波长的光线的影响。
本实用新型的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器的红外发光二级发射红外光，通过反射式光纤3把红外光传播到码盘1上，码盘1其圆周上均匀分布着透光结构和遮光结构，从反射式光纤3发出的光有的穿过码盘1的透光结构，反射式光纤3中的接收光纤302没有接收到红外光，从反射式光纤3发出的光有的照射码盘1的遮光结构时，反射式光纤3中的接收光纤302接收到红外光，红外光从反射式光纤3中的接收光纤302传播到红外接收三极管5，红外接收三极管5有光照射时输出高低压，没有光照射时输出低电压，通过放大变化和处理电路可以将其变化为幅值为5V的方波，方波的频率随风速的变化而变化。底座2上的光纤固定座主要是固定反射式光纤3，反射式光纤3和底座2通过光纤固定座可以方便插拔，不同的测量距离可以配置不同长度的反射式光纤3。反射式光纤3另一端也通过光纤固定座与红外发光二极管4和红外接收三级管连接，其也可以方便的插拔。风速传感器不需要供电，只需要一根光纤就可以实现光信号的变换，结构简单，加工容易，密封性可以做的很高。
本实用新型通过光信号在反射式光纤3中传播，外界的电磁干扰对光信号的影响极其微小，对测量结果不会产生影响。风速检测采用光线的变化快慢随风速不同而不同，通过光线的变化快慢反算码盘1的旋转速度，其测量精度主要受码盘1上透光结构和遮光结构的机械加工的精度的影响，在采用线切割工艺，其测量精度可以优于0.1m/s。
在测量的过程中，信号的传递是靠红外光在反射式光纤3中传播，传播距离可以达到1000米，并且光信号不受电磁干扰的影响，测量的精度和长期稳定性比先有的电缆连接的传感器都更强。
Claims (2)
1.基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器，其特征在于，包括：
带均匀分布的透光部分和遮光部分的码盘(1)，所述码盘(1)与底座(2)平行，码盘(1)通过连接杆与风杯连接；
光纤固定座，所述光纤固定座放置在底座(2)上；
反射式光纤(3)，所述反射式光纤(3)内部有两根光纤，一根为发射光纤(301)，一根为接收光纤(302)，所述反射式光纤(3)通过光纤固定座与底座(2)相连；
红外发光二极管(4)；
红外接收三极管(5)；
放大变换和处理电路，将接收的电信号放大整形；
所述红外发光二极管(4)发射红外光，通过反射式光纤(3)中的发射光纤(301)将红外光发射到码盘(1)上，照射到码盘(1)上的红外光分别经透光部分透射及遮光部分反射，经遮光部分反射的红外光经反射式光纤(3)的接收光纤(302)传播到红外接收三极管(5)，红外接收三极管(5)输出强度变化的电压信号，所述电压信号经放大变换和处理电路滤波整形得到CMOS电平的方波信号。
2.根据权利要求1所述的基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器，其特征在于，所述红外发光二极管(4)采用870nm中心波长，红外接收三极管(5)采用870nm中心波长。
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| CN201520212704.5U CN204536360U (zh) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 基于光纤的具有抗电磁干扰能力的风速传感器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105973278A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-28 | 北京轩宇智能科技有限公司 | 一种伺服电机及其耐辐照光电编码器 |
| CN107199853A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-26 | 刘琨 | 车窗挡风设备自控方法 |
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