專利名稱：光纖車速傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖車速傳感器，它屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，其利用光纖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)信
號感知和信號傳輸，入射光為連續(xù)光，出射光為脈沖光，脈沖光信號轉(zhuǎn)換成脈沖電信號供汽 車儀表盤使用。
二、 現(xiàn)有技術(shù) 現(xiàn)有車速傳感器又叫里程表傳感器，技術(shù)有三種方式， 一是干簧管接近式，二式金 屬接近式，三是霍爾開關(guān)感應(yīng)式，這三種方式各自原理如下 干簧管接近式干簧管是一種磁敏開關(guān)，它的兩個觸點由稀有金屬材料制成，被封 裝在真空的玻璃管里，只要用磁鐵接近它，干簧管兩個觸點就會吸合在一起，使電路導(dǎo)通。 因此可以作為傳感器用，用于計數(shù)，限位等等。 金屬接近式金屬接近式屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩 器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體 內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā) 生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。 霍爾開關(guān)感應(yīng)式霍爾效應(yīng)集成傳感器是由穩(wěn)壓電源，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大 器，施密特觸發(fā)器和輸出放大器組成的磁敏傳感電路，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個數(shù) 字電壓信號。
現(xiàn)有技術(shù)均為電磁轉(zhuǎn)換原理，在信號采集部位均有電磁元件存在， 一次端信號均 為電信號；缺點由于汽車環(huán)境電磁干擾多、震動復(fù)雜、且車速傳感器與儀表盤有一定距 離，信號需長線傳輸，存在連接故障和傳輸干擾；另一方面，現(xiàn)有技術(shù)零部件多，制造工藝復(fù) 雜，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)一致性難以保障。
三、發(fā)明的目的 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有傳感器弊端，提供一種采用光電技術(shù)原理，利用光纖將 連續(xù)光輸入到旋轉(zhuǎn)柵一面，再利用光纖從另一面接收，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵旋轉(zhuǎn)時，連續(xù)光被調(diào)制為脈 沖光，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后，脈沖光在儀表盤部位被轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，供儀表盤使用的光纖車速 傳感器。 本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的光纖車速傳感器它由齒輪軸、信號采集腔，信號傳 輸體，光電轉(zhuǎn)換體四個部分構(gòu)成，采集腔是一個無塵密閉的空腔，內(nèi)鉗光纖及旋轉(zhuǎn)柵，信號 采集腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)柵由齒輪軸與汽車變速箱連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動時，輸入光纖的的連續(xù)光被 調(diào)制為輸出光纖的脈沖光，脈沖光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字電信號，供儀表盤使用；所述的密 閉信號采集腔它由腔體、端蓋、封塵橡膠片、旋轉(zhuǎn)柵、光纖導(dǎo)入管構(gòu)成，腔體分為上下兩腔， 上腔安裝封塵橡膠片，下腔安裝旋轉(zhuǎn)柵，旋轉(zhuǎn)柵安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，光纖導(dǎo)入管從底部接入信 號采集腔內(nèi)。所述的旋轉(zhuǎn)柵是一個園片，周邊刻有均勻分布的凹槽或小孔；所述信號采集腔 與齒輪軸用軸端蓋固定密封；所述的信號采集腔的封塵橡膠片為彈性防塵墊；所述的轉(zhuǎn)速 信號的采集、傳輸利用光纖實現(xiàn)；所述的光電轉(zhuǎn)換體內(nèi)部裝有發(fā)光管、接收管、調(diào)頻電路、光電轉(zhuǎn)換電路。 本發(fā)明提供的光纖車速傳感器，信號采集腔外部裝有齒輪軸，內(nèi)部裝有旋轉(zhuǎn)柵，通
過齒輪軸將轉(zhuǎn)速傳遞給旋轉(zhuǎn)柵，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動時，輸入光纖的連續(xù)光被調(diào)制為輸出光纖的
脈沖光；光電轉(zhuǎn)換內(nèi)部裝有發(fā)光管、接收管、調(diào)頻電路、光電轉(zhuǎn)換電路等，該部分功能為產(chǎn)生 連續(xù)光，接收脈沖光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)，輸出為電脈沖信號；光電轉(zhuǎn)換裝于汽車儀表盤上，電脈沖 信號直接進(jìn)入儀表盤，儀表盤處理后，顯示車速及里程。 本發(fā)明改變傳統(tǒng)的電磁傳感方式為光電傳感方式，它利用光纖將連續(xù)光輸入到旋 轉(zhuǎn)柵一面，再利用光纖從另一面接收，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動時，接收到的信號為脈沖光信號，脈沖 數(shù)/圈、占空比由旋轉(zhuǎn)柵決定；它采用一體化的光纖采集與傳輸技術(shù)，將旋轉(zhuǎn)物理量轉(zhuǎn)換為 數(shù)字光電脈沖，實現(xiàn)了速度的感知。在汽車環(huán)境使用中，具有抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、抗腐 蝕等有點，并且成本低、產(chǎn)品性能一致性好。
四

附圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
附圖2為本發(fā)明的信號采集腔的結(jié)構(gòu)圖。
附圖3為本發(fā)明的凹槽形旋轉(zhuǎn)柵的結(jié)構(gòu)圖。
附圖4為本發(fā)明的小孔形旋轉(zhuǎn)柵的結(jié)構(gòu)圖。
五、 具體實現(xiàn)方式 參照附圖，本發(fā)明光纖車速傳感器，它由齒輪軸(1)、信號采集腔(3)、信號傳輸體
(2) 、光電轉(zhuǎn)換體(4)四個部分構(gòu)成采集腔(3)是一個無塵密閉的空腔，內(nèi)鉗光纖管(8)、 齒輪軸(1)及旋轉(zhuǎn)柵(8)，信號采集腔(3)的齒輪軸(1)連接變速箱齒輪；當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動 時，輸入光纖的連續(xù)光被調(diào)制為輸出光纖的脈沖光，脈沖光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字電信號， 供儀表盤使用；信號傳輸體(2)的一端的嵌入光纖導(dǎo)管(8)另一端嵌入光電轉(zhuǎn)換體(4);光 電轉(zhuǎn)換體(4)內(nèi)設(shè)光發(fā)射、光接收電路，安裝在于汽車儀表盤上。 所述的密閉信號采集腔(3)它由腔體、齒輪軸(1)、封塵橡膠片(5)、旋轉(zhuǎn)柵(9)、 光纖導(dǎo)入管(8)及軸端蓋(7)構(gòu)成，腔體分為上，下兩部，上部安裝封塵橡膠片(5)，下腔安 裝有旋轉(zhuǎn)柵(8)，旋轉(zhuǎn)柵(8)安裝在齒輪軸(1)上，光纖導(dǎo)入管(8)從底部接入信號采集腔
(3) 內(nèi)；光纖導(dǎo)入管安裝后，用固化膠密封管腔連接處，輸入、輸出光纖安裝后，用密封膠封 堵光纖與管腔縫隙。 所述的旋轉(zhuǎn)柵(8)是一個園片，周邊刻有均勻分布的凹槽或小孔，輸入、輸出光纖 裝于旋轉(zhuǎn)柵孔(齒)圓周上下位置，且二者位于同一條垂線上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵旋轉(zhuǎn)時，入射連續(xù) 光受到柵格遮擋，變?yōu)槌錾涞拿}沖光，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后，變?yōu)殡娒}沖信號。所述的信號采集腔 (3)與齒輪軸(1)用軸端蓋(7)固定密封； 所述的信號采集腔(3)的封塵橡膠片(5)為彈性防塵墊。光電轉(zhuǎn)換體內(nèi)部裝有發(fā) 光發(fā)射電路，光接收電路，其功能為產(chǎn)生連續(xù)光，接收脈沖光，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)，輸出為電脈沖信 號；光電轉(zhuǎn)換裝于汽車儀表盤上，電脈沖信號直接進(jìn)入儀表盤，儀表盤處理后，顯示車速及 里程。
權(quán)利要求
一種光纖車速傳感器，其特征在于它由齒輪軸(1)、信號采集腔(3)、信號傳輸體(2)、光電轉(zhuǎn)換體(4)四個部分構(gòu)成，信號采集腔(3)是一個無塵密閉的空腔，內(nèi)鉗光纖(7)及旋轉(zhuǎn)柵(8)，信號采集腔(3)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)柵(3)由齒輪軸(1)與汽車變速箱連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動時，輸入光纖的連續(xù)光被調(diào)制為輸出光纖的脈沖光，脈沖光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字電信號，供儀表盤使用；傳輸體(2)一端嵌入采集腔(3)，另一端嵌入光電轉(zhuǎn)換體(4)，光電轉(zhuǎn)換體(5)安裝在于汽車儀表盤上；所述的密閉信號采集腔(3)它由腔體、軸端蓋(6)、封塵橡膠片(5)、旋轉(zhuǎn)柵(8)、光纖導(dǎo)入管(7)構(gòu)成，腔體分為上、下兩腔，上腔安裝封塵橡膠片(5)，下腔安裝旋轉(zhuǎn)柵(8)，旋轉(zhuǎn)柵(8)安裝在齒輪軸(1)上，光纖導(dǎo)入管(7)從底部接入信號采集腔內(nèi)(3)。
2. 如權(quán)利要求l所述的光纖車速傳感器，其特征在于旋轉(zhuǎn)柵(8)是一個園片，周邊刻 有均勻分布的凹槽或小孔。
3. 如權(quán)利要求l所述的光纖車速傳感器，其特征在于信號采集腔(3)與齒輪軸(1)用 軸端蓋(6)固定密封。
4. 如權(quán)利要求1所述的光纖車速傳感器，其特征在于信號采集腔(3)的封塵橡膠片 (5)為彈性防塵墊。
5. 如權(quán)利要求l所述的光纖車速傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)速信號的采集、傳輸利用光纖 實現(xiàn)。
6. 如權(quán)利要求l所述的光纖車速傳感器，其特征在于所述的光電轉(zhuǎn)換體(4)內(nèi)部裝有發(fā)光發(fā)射電路，光接受電路。信號采集腔(3)及信號傳輸體(4)無電信號存在。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖車速傳感器，它是針對現(xiàn)有電磁感應(yīng)原理傳感器弊端，提供一種基于光電轉(zhuǎn)換原理的新型傳感器，它利用光纖將連續(xù)光輸入到旋轉(zhuǎn)柵一面，再利用光纖從另一面接收，當(dāng)旋轉(zhuǎn)柵轉(zhuǎn)動時，接收到的信號為脈沖光信號，脈沖數(shù)/圈、占空比由旋轉(zhuǎn)柵決定；脈沖光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字電信號，供儀表盤使用。該傳感器由信號采集腔、信號傳輸體、光電轉(zhuǎn)換體三個部分構(gòu)成采集腔是一個無塵密閉的空腔，內(nèi)鉗光纖導(dǎo)管及旋轉(zhuǎn)柵，旋轉(zhuǎn)柵用齒輪軸與變速箱相連；信號傳輸體是兩根等長的光纖，一端嵌入采集腔，另一端嵌入光電轉(zhuǎn)換體；光電轉(zhuǎn)換體產(chǎn)出續(xù)光信號，接收脈沖光信號，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，安裝于汽車儀表盤上。傳感器的信號感知與傳輸無電路及電信號，只有光信號，在汽車環(huán)境使用中，具有抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、抗腐蝕、重量輕等優(yōu)點，并且成本低、產(chǎn)品性能一致性好。
文檔編號G01P3/36GK101710129SQ200910219378
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者蔡挺 申請人:咸陽辰和電氣有限公司