全文摘要
本实用新型提供一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器，属于光纤传感技术领域，底壳、面壳、长支架和短支架构成固定支架部分，传动杆、第一弧形杠杆、第二弧形杠杆、第一横向支架、中心横轴和第二横向支架构成活动支架部分，拉杆和摇杆构成辅助支架部分，进光段、第一进光弯曲段、第二进光弯曲段、第三进光弯曲段、回光段、第三出光弯曲段、第二出光弯曲段、第一出光弯曲段和出光段分别为一根连续光纤上的不同段，第一进光弯曲段、第二进光弯曲段、第三进光弯曲段、第三出光弯曲段、第二出光弯曲段和第一出光弯曲段构成传感光纤部分，本传感器灵敏度较高，传感器光纤部分不受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰，不受潮气和灰尘影响。
主设计要求
1.一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器，由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成；底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分，传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分，拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分，进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段，第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分；其特征在于：面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20)，长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接，短支架(20)下方设有摇杆(21)，摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接，长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28)，方孔(28)内设有刀口(26)，面壳(4)中心设有套筒(12)，套筒(12)内穿有传动杆(11)，传动杆(11)顶部设有感应片(13)，感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接，传动杆(11)底部设有中心横轴(29)，中心横轴(29)与传动杆(11)垂直，中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30)；摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25)，第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24)，第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直，第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23)，长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33)，第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34)，第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直，第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7)，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27)，且凹口(27)离中心横轴(29)较近，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)构成杠杆；面壳(4)下方设有两个固纤座(10)，底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19)，底壳(1)底部一侧设有底座(37)，传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8)，拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接，拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接，拉杆(8)另一端设有拉环(3)，拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2)，弹簧(2)顶端与拉环(3)连接，弹簧(2)底端与底座(37)连接，长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构；底壳(1)内设有所述的一根连续光纤，其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23)，光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)；当外界位移作用于感应片(13)后感应片(13)通过传动杆(11)的传动第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动，拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘，弹簧(2)拉长，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖，即曲率半径减小，第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)被固纤套(7)压扁，且固纤套(7)使第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)变尖，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)一端的变动较小，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)一端的翘动较大。
设计方案
1.一种带有机械杠杆放大的光纤位移传感器，由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成；
底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分，传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分，拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分，进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段，第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分；
其特征在于：面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20)，长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接，短支架(20)下方设有摇杆(21)，摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接，长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28)，方孔(28)内设有刀口(26)，面壳(4)中心设有套筒(12)，套筒(12)内穿有传动杆(11)，传动杆(11)顶部设有感应片(13)，感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接，传动杆(11)底部设有中心横轴(29)，中心横轴(29)与传动杆(11)垂直，中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30)；
摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25)，第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24)，第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直，第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23)，长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33)，第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34)，第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直，第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7)，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27)，且凹口(27)离中心横轴(29)较近，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)构成杠杆；
面壳(4)下方设有两个固纤座(10)，底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19)，底壳(1)底部一侧设有底座(37)，传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8)，拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接，拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接，拉杆(8)另一端设有拉环(3)，拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2)，弹簧(2)顶端与拉环(3)连接，弹簧(2)底端与底座(37)连接，长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构；
底壳(1)内设有所述的一根连续光纤，其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23)，光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)；
当外界位移作用于感应片(13)后感应片(13)通过传动杆(11)的传动第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动，拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘，弹簧(2)拉长，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖，即曲率半径减小，第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)被固纤套(7)压扁，且固纤套(7)使第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)变尖，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)一端的变动较小，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)一端的翘动较大。
设计说明书
技术领域
本发明涉及一种光纤位移传感器，尤其涉及一种带有机械杠杆放大的光强调制型光纤位移传感器，属于光纤传感技术领域。
背景技术
光纤位移传感器由于其传输距离远，不受电磁环境干扰，已被广泛应用，其调制形式主要有光强调制型、光纤光栅型和光纤干涉型，目前在光纤位移传感器方面已有较多专利技术，这些光纤传感器各有其特点，有的灵敏度较高，有的组成结构复杂，有的技术含量太高，它们虽能很好适应位移信号的转换，但大部分传感器的制造成本较高，有的则使用条件较为苛刻，例如有的传感器其光纤端面或光栅缝隙受到潮气、灰尘和发霉等侵蚀时，传感器的灵敏度和准确性会受到严重影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灵敏度较高，且能在复杂环境条件下长期稳定使用的带有机械杠杆放大的光强调制型光纤位移传感器。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：所述传感器由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成。
底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分，传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分，拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分，进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段，第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分。
面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20)，长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接，短支架(20)下方设有摇杆(21)，摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接，长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28)，方孔(28)内设有刀口(26)，面壳(4)中心设有套筒(12)，套筒(12)内穿有传动杆(11)，传动杆(11)顶部设有感应片(13)，感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接，传动杆(11)底部设有中心横轴(29)，中心横轴(29)与传动杆(11)垂直，中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30)。
摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25)，第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24)，第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直，第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23)，长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33)，第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34)，第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直，第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7)，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27)，且凹口(27)离中心横轴(29)较近，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点，使第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)具有杠杆放大作用。
面壳(4)下方设有两个固纤座(10)，底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19)，底壳(1)底部一侧设有底座(37)，传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8)，拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接，拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接，拉杆(8)另一端设有拉环(3)，拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2)，弹簧(2)顶端与拉环(3)连接，弹簧(2)底端与底座(37)连接，长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构。
底壳(1)内设有所述的一根连续光纤，其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23)，光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)。
当外界位移作用于感应片(13)后，感应片(13)通过传动杆(11)的传动，第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动，拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘，弹簧(2)拉长，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖，即曲率半径减小，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)的光纤损耗加大，与此同时，第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)被固纤套(7)压扁，且固纤套(7)使第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)变尖，即第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)的光纤损耗均加大，加上所述的杠杆放大作用，即第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)一端的较小变动变为第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)一端的较大翘动，使所述传感光纤部分各段的曲率半径进一步减小，光纤损耗进一步增大，即所述传感器的灵敏度被提高。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：本光纤传感器带有机械杠杆放大，灵敏度较高，光纤部分不受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰影响，不会因潮气、灰尘、发霉等侵蚀而影响传感器的性能，传感器能长时间稳定工作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明有如下7幅附图：
图1是本传感器的主视剖视图，
图2是本传感器工作时的状态图，
图3是本传感器工作前后的局部放大图，
图4是本传感器活动支架部分的示意图，
图5是连续光纤上不同段的立体图，
图6是光路前进方向的示意图，
图7是本传感器的俯视剖视图。
在附图中所标各数字分别表示如下：
1.底壳，2.弹簧，3.拉环，4.面壳，5.第一进光弯曲段，6.第一出光弯曲段，7.固纤套，8.拉杆，9.长支架，10.固纤座，11.传动杆，12.套筒，13.感应片，14.进光段，15.出光段，16.进光接纤头，17.出光接纤头，18.进光耦合器，19.出光耦合器，20.短支架，21.摇杆，22.回光段，23.回光段钢丝环，24.第一横向支架，25.第一弧形杠杆，26.刀口，27.凹口，28.方孔，29.中心横轴，30.中心钢丝环，31.第三进光弯曲段，32.第三出光弯曲段，33.第二弧形杠杆，34.第二横向支架，35.第二进光弯曲段，36.第二出光弯曲段，37.底座，38.侧耳，39.螺丝孔，40.第一销轴，41.第二销轴，42.第三销轴，43.第四销轴，44.摇动方向，45.光路前进方向。
具体实施方式
1.根据图1至图7，所述传感器由底壳(1)、弹簧(2)、拉环(3)、面壳(4)、第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、固纤套(7)、拉杆(8)、长支架(9)、固纤座(10)、传动杆(11)、套筒(12)、感应片(13)、进光段(14)、出光段(15)、进光接纤头(16)、出光接纤头(17)、进光耦合器(18)、出光耦合器(19)、短支架(20)、摇杆(21)、回光段(22)、回光段钢丝环(23)、第一横向支架(24)、第一弧形杠杆(25)、刀口(26)、凹口(27)、方孔(28)、中心横轴(29)、中心钢丝环(30)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二弧形杠杆(33)、第二横向支架(34)、第二进光弯曲段(35)、第二出光弯曲段(36)和底座(37)组成。
2.底壳(1)、面壳(4)、长支架(9)和短支架(20)构成固定支架部分，传动杆(11)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、第一横向支架(24)、中心横轴(29)和第二横向支架(34)构成活动支架部分，拉杆(8)和摇杆(21)构成辅助支架部分，进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)分别为一根连续光纤上的不同段，第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)构成传感光纤部分。
3.面壳(4)下方且在底壳(1)内设有垂直的长支架(9)和短支架(20)，长支架(9)和短支架(20)顶端均与面壳(4)底面连接，短支架(20)下方设有摇杆(21)，摇杆(21)顶部通过第三销轴(42)与短支架(20)底部连接，长支架(9)和摇杆(21)底部均设有方孔(28)，方孔(28)内设有刀口(26)，面壳(4)中心设有套筒(12)，套筒(12)内穿有传动杆(11)，传动杆(11)顶部设有感应片(13)，感应片(13)底面中心与传动杆(11)顶端连接，传动杆(11)底部设有中心横轴(29)，中心横轴(29)与传动杆(11)垂直，中心横轴(29)两端均设有中心钢丝环(30)。
4.摇杆(21)底部的刀口(26)上方设有第一弧形杠杆(25)，第一弧形杠杆(25)远离中心横轴(29)的一端设有第一横向支架(24)，第一横向支架(24)与第一弧形杠杆(25)垂直，第一横向支架(24)两端均设有回光段钢丝环(23)，长支架(9)底部的刀口(26)上方设有第二弧形杠杆(33)，第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)的一端设有第二横向支架(34)，第二横向支架(34)与第二弧形杠杆(33)垂直，第二横向支架(34)两端均设有固纤套(7)，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)的一端均通过第四销轴(43)与中心横轴(29)连接，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)上面且位于刀口(26)上方均设有凹口(27)，且凹口(27)离中心横轴(29)较近，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)以刀口(26)为支点，使第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)具有杠杆放大作用。
5.面壳(4)下方设有两个固纤座(10)，底壳(1)一侧设有进光耦合器(18)和出光耦合器(19)，底壳(1)底部一侧设有底座(37)，传动杆(11)中部设有横向的拉杆(8)，拉杆(8)一端通过第二销轴(41)与传动杆(11)中部连接，拉杆(8)中部通过第一销轴(40)与长支架(9)中部连接，拉杆(8)另一端设有拉环(3)，拉环(3)与底座(37)之间设有弹簧(2)，弹簧(2)顶端与拉环(3)连接，弹簧(2)底端与底座(37)连接，长支架(9)、传动杆(11)、拉杆(8)和第二弧形杠杆(33)的围合部分构成一个可活动的四边形结构。
6.底壳(1)内设有所述的一根连续光纤，其穿过固纤座(10)、固纤套(7)、中心钢丝环(30)和回光段钢丝环(23)，连续光纤两端分别设有进光接纤头(16)和出光接纤头(17)，且进光接纤头(16)插在进光耦合器(18)一端，出光接纤头(17)插在出光耦合器(19)一端，固纤座(10)与进光接纤头(16)以及与出光接纤头(17)间的光纤段分别为进光段(14)和出光段(15)，固纤座(10)至固纤套(7)之间且靠近固纤座(10)一侧的光纤段分别为第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)，固纤座(10)至固纤套(7)之间且靠近固纤套(7)一侧的光纤段分别为第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)，固纤套(7)至回光段钢丝环(23)之间的光纤段分别为第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)，两个回光段钢丝环(23)之间的光纤段为回光段(22)。
7.光路前进方向依次分为进光段(14)、第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、回光段(22)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)、第一出光弯曲段(6)和出光段(15)，光路中，进光段(14)、出光段(15)和回光段(22)的形状是固定的，产生的光衰耗为定值，对传感的变化量不产生影响，所述传感器依据光纤微弯损耗原理，微弯损耗对光纤中的光信号产生了光强调制，光纤总损耗等于第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)六个微弯段的微弯损耗之和，从出光段(15)输出的光信号大小与外界位移大小成正比关系。
8.当外界位移作用于感应片(13)后，感应片(13)通过传动杆(11)的传动，第二销轴(41)、第四销轴(43)、中心横轴(29)和中心钢丝环(30)向下移动，拉杆(8)以第一销轴(40)为支点使拉环(3)上翘，弹簧(2)拉长，第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)分别以各自的刀口(26)为支点分别使回光段钢丝环(23)和固纤套(7)上翘，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)在中心钢丝环(30)的作用下被拉尖，即中心钢丝环(30)处的光纤曲率半径减小，第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)的光纤损耗加大，与此同时，第一进光弯曲段(5)和第一出光弯曲段(6)被固纤套(7)压扁，且固纤套(7)使第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)变尖，即靠近固纤套(7)一侧的第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)被形成，第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)的光纤损耗均加大，加上所述的杠杆放大作用，即第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)靠近中心横轴(29)一端的较小变动变为第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)远离中心横轴(29)一端的较大翘动，使所述传感光纤部分各段的曲率半径进一步减小，光纤损耗进一步增大，即所述传感器的灵敏度被提高。
9.位移较小时，第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)的曲率半径较大，第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)的弯曲不明显，所述光纤传感段的光纤总损耗较小。
10.位移越大，第一进光弯曲段(5)、第一出光弯曲段(6)、第三进光弯曲段(31)和第三出光弯曲段(32)的曲率半径越小，第二进光弯曲段(35)和第二出光弯曲段(36)的弯曲越明显，所述光纤传感段的光纤总损耗越大，外界位移撤销后，所述活动支架部分和所述传感光纤部分在弹簧(2)的作用下均恢复原状。
11.本传感器需要另行配置激光器、激光器稳压电源，聚焦透镜、光敏器件、信号处理电路和数据显示器，信号处理电路至少包括前置放大、直流平衡和线性补偿等功能，激光器发出的光源通过外置的光纤跳线及其光纤接头与进光耦合器(18)连接，光源经本传感器的传感后变为光信号且由出光耦合器(19)输出，出光耦合器(19)通过外置的光纤跳线及其光纤接头与光敏器件前面的聚焦透镜连接，光信号经过聚焦透镜的聚焦和光敏器件的光电转换后由信号处理电路进行处理，处理后的信号由数据显示器显示。
12.由于本传感器内的光纤为一根连续光纤即其中部不存在光纤接缝或光纤端面，所以，所述传感光纤部分不受环境清洁度影响，即空气中的潮气和灰尘不会干扰传感器工作，由于传感器的光纤总损耗等于第一进光弯曲段(5)、第二进光弯曲段(35)、第三进光弯曲段(31)、第三出光弯曲段(32)、第二出光弯曲段(36)和第一出光弯曲段(6)六个微弯段的微弯损耗之和，加上第一弧形杠杆(25)和第二弧形杠杆(33)的机械杠杆放大作用，所以本传感器的灵敏度较高，传感器所用的光纤为100μm\/125μm多模塑料光纤，固纤座(10)和固纤套(7)的材质均为软橡胶，进光接纤头(16)和出光接纤头(17)的类型为ST型。
13.侧耳(38)和螺丝孔(39)用于传感器的安装，底壳(1)、面壳(4)、感应片(13)、第一弧形杠杆(25)、第二弧形杠杆(33)、固定支架部分和活动支架部分的材质均为铝合金，长支架(9)、短支架(20)、传动杆(11)和摇杆(21)的横截面均为长方形，当传动杆(11)向下移动时，摇杆(21)底部会在第一弧形杠杆(25)的牵连下略微偏向传动杆(11)一侧。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920087654.0
申请日:2019-01-20
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209485380U
授权时间:20191011
主分类号:G01D 5/353
专利分类号:G01D5/353;G01B11/02
范畴分类:31B;
申请人:盐城师范学院
第一申请人:盐城师范学院
申请人地址:224007 江苏省盐城市亭湖区希望大道南路2号
发明人:冯越;陶正帆;郝婧
第一发明人:冯越
当前权利人:盐城师范学院
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计