[发明专利]用于扫描传感器的光纤电缆收线机构

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于确定移动软电缆的路线的设备，其中，保持电缆的弯曲半径和标称总弯曲长度，本发明还涉及控制穿过一系列弯曲的光纤路径的装置，即便是在光纤沿着限定的线性路径来回移动时，这些弯曲也不改变数量或直径。

背景技术

通常希望在制造期间获得薄板材料的已选特征的测量结果。虽然可通过离线实验室测试检测薄板材料的各种特性，但由于对试样采集和分析所需的时间有要求，所以这些测试往往并不实用。而且，实验室测试具有所获取的用于测试的试样可能并不精确地代表已经生产的薄板材料的缺点。

为了克服薄板材料实验室测试的缺点，已将各种传感器系统用于“在线”检测薄板特性，即在运行中的薄板制造机械上进行检测。通常运行在线传感器装置，以在制造期间定期检查或“扫描”薄板材料的行进薄片。通常以交叉方向进行扫描，即以与薄板行进的方向垂直的方向进行扫描。根据薄板制造的运行方式，交叉方向上的距离伸展达约10米或更长。

已将多种扫描传感器装置用于薄板材料的在线测量。如图6A和6B所示，扫描传感器系统100通常包括固定框架102，固定框架102具有直立式端部构件对，直立式端部构件对立在工厂地面上，以支撑引导构件104，引导构件104水平延伸穿过行进中的薄板(未示出)。安装电机驱动的支架以在引导构件104上行进。该支架连接到驱动系统，以将支架驱动来回穿过薄板。扫描传感器系统还包括安装在支架构件上的扫描头106。扫描头106包括检测器件。例如，在分光计分析仪的情况下，扫描仪头可包括红外光源、准直与分光镜以及光敏检测器。

扫描仪头106由线108电子连接，线108连接到处理控制器110。扫描仪头106沿着邻近于进行分析的行进中的薄板的交叉方向来回行进。在图6A中，扫描仪头106在框架102的一个侧面，并朝向框架102的中间移动，如图6B所示。正如可从图中看出的那样，由于缺乏足够的支撑，重力导致悬线108下垂。

对于现有技术中的扫描传感器来讲，位于扫描仪头中的检测器件在支架来回移动时易受到振动。而且，相对较重的检测器件在扫描头中的出现使得驱动支架和控制支架的速度更加困难。这些现象组合起来降低检测器的精确度和准确度。最后，将检测器件包括在扫描仪头中使得它们不太易卸，实际上，检测器件无论在何时需要检查，必须将支架停止，而且必须将扫描仪头拆解。

发明内容

本发明基于这样一种认识：可通过形成分光计扫描系统来实现各种向内优点，分光计扫描系统如红外扫描系统，在这种系统中，降低了移动扫描仪或传感器头的重量。在优选实施例中，这通过设计移动扫描仪头来实现，这种扫描仪头基本上容纳一些光学元件，而与测量相关的其它所有的电子和光学元件基本上容纳在易卸隔室中，该隔室远离移动扫描仪头。

本发明的另一个特征是形成扫描系统，这种扫描系统采用光纤将光从光源传输到移动传感器头，并且穿过光纤将光信号传递到检测器系统，以进行信号处理。光源和检测器系统均位于系统外的位置。由于测量的光谱性质和光纤的机械性能，对光纤的取向和、或配置的扰动可对返回到检测器系统的光的光谱容量造成不利影响。这会对材料造成干扰。例如，在扫描过程期间，通过弯曲的引入或去除的光纤净弯曲长度的改变可引起光功率的改变如损失或衰减和、或光纤抗张应力的改变。由于将光纤弯曲而导致的光损失具有波长依赖性，这种波长依赖性会对任何分光系统造成不利影响。

本发明提供控制光纤路径的实用方式，光纤路径通过一系列弯曲连接到移动扫描仪头，这些弯曲的数量、直径或长度薄板改变。在这种方式中，扫描系统产生移动薄板或薄片一个或多个特征的精确而一致的测量结果。

在一个实施例中，本发明涉及扫描机构，这种扫描机构用于沿着主扫描方向将光学装置第一端部移动到第二端部，这种扫描机构包括：

第一固定转动滑轮，该第一固定转动滑轮位于主扫描方向的第一端部附近；

第二固定转动滑轮，该第二固定转动滑轮位于主扫描方向的第二端部附近；

电缆，该电缆部分地卷绕在第一和第二固定滑轮周围，其中，电缆具有紧固的第一端部和紧固的第二端部；

移动光学装置，该移动光学装置操作性地连接到第一和第二固定转动滑轮之间的电缆；

用于在移动光学装置沿着主扫描方向移动时保持基本上相同的总弯曲长度和半径的装置；

用于在移动光学装置沿着主扫描方向移动时保持电缆上基本上相同的张力的装置；

用于沿着主扫描方向驱动移动光学装置的装置。