[发明专利]新型光纤阀位回讯器

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测阀门开关及开启大小的检测装置，更确切地说，涉及一种利用光纤弯曲损耗变化检测阀门开启状态的装置。

背景技术

现有的流体运输都需要通过管道输送进行，其中诸多环节均要由不同的阀门来对各个管道进行控制，因此阀位的控制及其状态信息的获取就显得非常重要。现有的阀位回讯器主要有机械触点式、磁簧开关式、电磁式等，但它们的缺点很多，如机械触点式由于密封不严，造成漏水、漏气、漏液，结果导致触点腐蚀，接触不良；磁簧开关式和电磁式因为器件不可靠以及强烈的电磁干扰，会经常误检误报。

中国专利申请号为01229930.8《光纤阀位回讯器》、中国专利申请号为01269646.3《阀位回讯器》以及中国专利申请号为200420071046.4《用于直行程气缸阀门的光纤回讯器》的三项专利申请均提出了一种原理近似的光纤阀位回讯器，即通过阀位探杆的移动驱动一阻挡物或反射物来改变光纤探测回路中的光信号的变化，其优点是防电磁干扰、可以远距离检测，但其缺点是光纤在探测点处是断开的，导致其需要精确的对准装置，以及采取抗震、防灰尘等多种抗干扰措施；另外，该方案的光纤阀位回讯器只能检测到阀位的开关状态，对于阀位开启的过程状态没能力检测，从而限制了该类传感器的使用范围。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于光纤弯曲损耗的阀位回讯器，其结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，并且生产、使用、维护成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型光纤阀位回讯器，包括壳体10，主弹簧15，辅助弹簧16，在壳体10内设置有与阀门相连接的探杆9，其特征在于：位于壳体10内、通过辅助弹簧16与探杆9连接的有一多圈型微弯元件，多圈型微弯元件内的相对两侧布设有多个变形齿，变形齿间夹持有信号光纤6，信号光纤6的通过延长光纤1接测试单元5，测试单元5后接处理单元7。

阀门的阀位变化时，带动探杆9的移动，从而使壳体10内的多圈型微弯元件的长度变化，多圈型微弯元件内的相对两侧的变形齿之间的距离改变，这样也会改变夹持在相对两侧变形齿间信号光纤6的弯曲曲率，测试单元5通过检测信号光纤6内部传输光信号功率的变化获取探杆9的移动距离，测试单元5将检测到的信号传递给处理单元7，处理单元7计算出阀门的阀位变化的状态。

所述的多圈型微弯元件是由一个曲线型壳体4构成，布设在所述的曲线型壳体4内部相对两侧的多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，所述的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2呈交错布设，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤6的两侧。

所述的多圈型微弯元件是由一个弹簧型的、在相邻两圈弹簧丝8上布设有相互交错对应变形齿的微弯元件构成，两列变形齿间夹有信号光纤。

所述的多圈型微弯元件是由一个波纹管20构成，在波纹管20的管壁2的内凹处的相对两个侧面上安置有多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，所述的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2呈交错布设，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤6的两侧。

所述的多圈微弯元件是由单层的平板锯齿型微弯元件构成，即两块锯齿板18构成。

所述的多圈微弯元件是由单层的平板锯齿型微弯元件构成，且所述的信号光纤以螺旋盘绕的方式形成多圈结构并夹持于平板锯齿型微弯元件中。

所述的多圈微弯元件是由两层或两层以上的平板锯齿型微弯元件构成，即由三块或三块以上的锯齿板18构成。

在所述的壳体10内，只有探杆9的部分和多圈微弯元件。

位于所述的多圈微弯元件的夹持于两列变形齿之间的信号光纤6的一端安置有光反射装置46，如反射镜或光纤光栅。

所述的信号光纤6的另一端与1X2分路器45的1口连接，1X2分路器45的2口与测试单元5的连接。

二个或二个以上的壳体10中的多圈型微弯元件中的信号光纤6串联在一根光纤。在任意两个多圈型微弯元件之间安置有光反射装置46，优选的做法是低反射损耗的反射镜或光纤光栅。

所述的阀门是安全阀、减压阀、呼吸阀、电磁阀或电动阀。

在壳体10内填充有阻水油膏。

所述信号光纤6为外部包有多层光纤保护层的光纤，如紧套光纤、碳涂覆光纤、聚酰亚胺涂覆光纤等；所述信号光纤也可以是塑料光纤、多芯光纤、细径光纤或光子晶体光纤。

本发明与现有技术相比具有以下优点：