專利名稱：預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位移傳感裝置，特別涉及一種預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置。
背景技術(shù)：
拉線式位移傳感器在上世紀(jì)五十年代面世后，廣泛用于機(jī)械加工測量及其他生產(chǎn)生活中，其基本結(jié)構(gòu)包括外殼、拉線、卷線輪、蝸簧和電位器，卷線輪與電位器同軸固定連接，外殼上有出線孔，測試待測物體位移時，拉線從拉線孔伸出，其原理是將拉線伸長過程中，帶動卷線輪的轉(zhuǎn)動，然后通過電位器將卷線輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為可以計量、傳送的電信號， 在將電信號換算為拉線伸長的距離，達(dá)到測試待測物體位移的目的。由于其工作原理簡單、 成本低、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)且精度高，所以應(yīng)用范圍較廣。但由于卷線輪與電位器是同軸的，在電位器旋轉(zhuǎn)圈數(shù)較多時，電位器磨損嚴(yán)重，使其精度和使用壽命大打折扣；另外傳統(tǒng)的拉線式位移傳感器是以電荷為基礎(chǔ)傳送信號，則在許多有電磁干擾及強(qiáng)電磁場環(huán)境下使用中干擾多，并在需要構(gòu)件傳感器陣列及遠(yuǎn)距離信號傳輸時問題很多，系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本急劇上升，從而限制了其使用。如在對山體滑坡進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測中，需要時刻跟蹤山體表面分布多個裂縫的擴(kuò)展大小及速度，采用拉線式傳感器是一種較好的選擇，但現(xiàn)有的以電荷為基礎(chǔ)的拉線傳感器一方面構(gòu)建分布式或準(zhǔn)分布式傳感器陣列困難，另一方面對電磁干擾敏感，而現(xiàn)實生活中當(dāng)出現(xiàn)較大雨量時也正是山體滑坡最危險的關(guān)鍵時刻，而此時一般都會伴隨雷暴天氣，從而使傳統(tǒng)的拉線傳感器無法勝任該項工作。中國專利申請?zhí)?00810201667. 2《一種拉線式光纖光柵位移傳感器》的專利中提出了一種方案是以光纖光柵為傳感單元替代了傳統(tǒng)拉線傳感器的電位器來對拉線的伸長進(jìn)行計量，并通過光纖將該信號傳輸，該種光纖光柵拉線式位移傳感器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如抗電磁干擾、體積小、精度高、易于構(gòu)建準(zhǔn)分布式傳感器陣列，以及可以將光信號的遠(yuǎn)距離傳輸達(dá)到遠(yuǎn)距離監(jiān)測的目的，使監(jiān)測人員脫離了諸如山體滑坡這樣的危險區(qū)域。但光纖光柵類型的傳感器都有一個共同的缺點(diǎn)是監(jiān)測儀器成本較高，其光源不僅需要是寬帶光源，還要求具有較高的功率，特別是組網(wǎng)陣列型傳感系統(tǒng)需要更寬的輸出光譜和更高輸出光功率的光源，另外對回波光信號的檢測需要較高精度的設(shè)備，這也使監(jiān)測設(shè)備復(fù)雜成本高，這些都限制了該類光纖光柵拉線傳感器的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好、成本低，并且可以根據(jù)需要構(gòu)建傳感陣列，滿足大范圍、大長度監(jiān)測的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于包括殼體、測試單元和處理單元，所述殼體內(nèi)設(shè)置有卷線輪、拉線、蝸簧、滑桿、基板一、基板二、信號光纖和傳動單元，所述拉線纏繞在卷線輪上且拉線的末尾端固定在卷線輪上，所述拉線的起始端通過拉線口從所述殼體伸出，所述拉線的起始端設(shè)置有拉線頭，所述傳動單元的輸入端安裝在卷線輪上，所述基板一安裝在傳動單元的輸出端，所述基板一能在傳動單元的帶動下相對傳動單元發(fā)生位移，所述蝸簧安裝在傳動單元上用于對傳動單元的復(fù)位，所述滑桿的一端活動安裝在基板一的上端，所述滑桿的另一端通過基板二固定在殼體上，所述基板一和基板二之間設(shè)置有彈性材料，所述信號光纖固定在彈性材料表面且所述信號光纖為波紋形狀，所述信號光纖的兩端分別通過延長光纖與測試單元連接，所述測試單元與處理單元連接。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述傳動單元為轉(zhuǎn)動軸和傳動桿， 所述轉(zhuǎn)動軸通過軸承一安裝在殼體內(nèi)壁，所述傳動桿與轉(zhuǎn)動軸同軸連接，所述基板一安裝在傳動桿上且所述基板一和傳動桿為螺紋配合，所述蝸簧安裝在轉(zhuǎn)動軸上。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述彈性材料上設(shè)置有波紋齒。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述基板二固定殼體內(nèi)壁。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述基板二上設(shè)置有與基板二滑動配合的調(diào)整螺桿，所述調(diào)整螺桿穿出殼體，且所述調(diào)整螺桿與殼體螺紋配合。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述彈性材料通過輔助彈簧與基板二連接。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述的信號光纖的一端安置有光反射裝置，信號光纖的另一端通過延長光纖連接一 1X2光分路器的輸入端，1X2光分路器的輸出端接測試單元。上述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，所述蝸簧安裝在一個蝸簧殼內(nèi)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、操作方法方便且使用方式靈活、靈敏度高；2、本發(fā)明因使用預(yù)置彎曲的信號光纖，使本裝置具有抗電磁干擾、靈敏度高、電絕緣性好、安全可靠、耐腐蝕、可遠(yuǎn)距離檢測、便于復(fù)用組網(wǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)；3、本發(fā)明由于可以采用的光源-光功率法測試，從而可以大幅度降低測試單元的成本，從而使本裝置的整體成本大幅度降低，使本裝置具有廣闊的使用范圍。4、本發(fā)明因利用了預(yù)置彎曲光纖傳感的高精度和高敏感特點(diǎn)，從而可以根據(jù)需要選擇合適的拉線長度滿足實際需求，其拉線長度可以輕松的達(dá)到數(shù)米至數(shù)十米的范圍，使本裝置具有更廣的使用范圍。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、 使用效果好，并具有成本低、可以遠(yuǎn)距離檢測、易組網(wǎng)復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，使本發(fā)明的裝置具有良好的使用前景。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明
權(quán)利要求
1.預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于包括殼體(10)、測試單元(5)和處理單元(7)，所述殼體(10)內(nèi)設(shè)置有卷線輪(13)、拉線(15)、蝸簧(17)、滑桿(21)、基板一 O)、基板二(3)、信號光纖(3 和傳動單元，所述拉線(1 纏繞在卷線輪(1 上且拉線(15)的末尾端固定在卷線輪(13)上，所述拉線(15)的起始端通過拉線口 04)從所述殼體(10)伸出，所述拉線(15)的起始端設(shè)置有拉線頭(20)，所述傳動單元的輸入端安裝在卷線輪(13)上，所述基板一(2)安裝在傳動單元的輸出端，所述基板一(2)能在傳動單元的帶動下相對傳動單元發(fā)生位移，所述蝸簧(17)安裝在傳動單元上用于對傳動單元的復(fù)位， 所述滑桿的一端活動安裝在基板一 O)的上端，所述滑桿的另一端通過基板二 (3)固定在殼體(10)上，所述基板一(2)和基板二(3)之間設(shè)置有彈性材料(6)，所述信號光纖(3 固定在彈性材料(6)表面且所述信號光纖(3 為波紋形狀，所述信號光纖(33) 的兩端分別通過延長光纖(1)與測試單元( 連接，所述測試單元( 與處理單元(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述傳動單元為轉(zhuǎn)動軸(11)和傳動桿(18)，所述轉(zhuǎn)動軸(11)通過軸承一(1 安裝在殼體(10) 內(nèi)壁，所述傳動桿(18)與轉(zhuǎn)動軸(11)同軸連接，所述基板一( 安裝在傳動桿(18)上且所述基板一( 和傳動桿(18)為螺紋配合，所述蝸簧(17)安裝在轉(zhuǎn)動軸(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述彈性材料(6)上設(shè)置有波紋齒?！?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述基板二(3)固定殼體(10)內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述基板二 C3)上設(shè)置有與基板二 C3)滑動配合的調(diào)整螺桿(30)，所述調(diào)整螺桿(30)穿出殼體 (10)，且所述調(diào)整螺桿(30)與殼體(10)螺紋配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述彈性材料(6)通過輔助彈簧0 與基板二( 連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述的信號光纖(3 的一端安置有光反射裝置(46)，信號光纖(3 的另一端通過延長光纖(1) 連接一 1X2光分路器05)的輸入端，1X2光分路器05)的輸出端接測試單元(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，其特征在于所述蝸簧(17)安裝在一個蝸簧殼(16)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)置彎曲的光纖型拉線位移傳感裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有卷線輪、拉線、蝸簧、滑桿、基板一、基板二、信號光纖和傳動單元，拉線纏繞在卷線輪上，拉線的起始端通過拉線口從殼體伸出，拉線的起始端設(shè)置有拉線頭，傳動單元的輸入端安裝在卷線輪上，基板一安裝在傳動單元的輸出端，蝸簧安裝在傳動單元上用于對傳動單元的復(fù)位，滑桿的一端活動安裝在基板一的上端，滑桿的另一端通過基板二固定在殼體上，基板一和基板二之間設(shè)置有彈性材料，信號光纖固定在彈性材料表面且所述信號光纖為波紋形狀，信號光纖的兩端與測試單元連接，測試單元與處理單元連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、靈敏度高、成本低。
文檔編號G01B11/02GK102486370SQ20101057375
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司