[发明专利]光纤到位传感器和光纤到位传感系统及到位检测方法

权利要求书

1.一种利用基于光纤到位传感器的光纤到位传感系统的到位检测方法，其特征在于：所述光纤到位传感器包括传感器固定端(12)和传感器移动端(11)，所述传感器固定端包括固定端外壳(14)、光纤准直器(15)、准直器固定支座(16)和磁性金属弹片(17)，其中，准直器固定支座(16)安装在固定端外壳(14)内，准直器固定支座(16)上开设有准直器左段安装孔(16.1)、准直器右段安装孔(16.2)和弹片遮挡槽(16.3)，弹片遮挡槽(16.3)位于准直器左段探头安装孔(16.1)与准直器右段探头安装孔(16.2)之间，磁性金属弹片(17)的固定端(17.1)固定在准直器固定支座(16)上，磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)位于弹片遮挡槽(16.3)中，光纤准直器(15)的准直器左段探头(15.1)安装在准直器左段探头安装孔(16.1)中，光纤准直器(15)的准直器右段探头(15.2)安装在准直器右段安装孔(16.2)，准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间能由磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)遮挡；传感器移动端(11)设有磁铁(13)，该磁铁(13)能在传感器移动端(11)与传感器固定端(12)之间的相对位置处于到位状态时将磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)吸起，从而使准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间的激光信号导通；

光纤到位传感系统包括解调模块(1)、多芯光纤连接器(7)和光纤到位传感器(6)，其中，所述解调模块(1)包括激光光源(2)和光电探测器(3)，所述激光光源(2)的激光信号输出端依次通过传输光纤(8)和多芯光纤连接器(7)连接光纤到位传感器(6)中光纤准直器(15)的准直器左段探头(15.1)，光纤到位传感器(6)中光纤准直器(15)的准直器右段探头(15.2)依次通过多芯光纤连接器(7)和传输光纤(8)连接光电探测器(3)的光信号探测端，电探测器(3)的电信号输出端(4)用于输出是否到位的电信号；

激光光源(2)输出的激光信号分成四路经过传输光纤(8)进入多芯光纤连接器(7)，多芯光纤连接器(7)中的四路激光为光源(2)发出的激光信号，另外四路激光为激光信号经过光纤到位传感器(6)后返回的四路激光信号，接收的四路激光分别通过多芯光纤连接器(7)和传输光纤(8)进入四路光电探测器(3)中；

所述激光光源(2)的输出激光的光强范围为8～9dBm，输出激光经过分成四路后，每路激光信号的光强范围为2～3dBm，光电探测器(3)检测到返回的每路信号的光强为-5～-4dBm；

传感器固定端(12)与传感器移动端(11)的对应端离对齐状态还有30～40mm，一直到传感器固定端(12)与传感器移动端(11)处于对齐状态时，均为到位状态，此时磁铁(13)能吸起磁性金属弹片(17)；

所述准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)同轴设置；

光纤准直器(15)的作用是在一段工作距离内，将光纤中的传输光转变成准之光，耦合到另一端的光纤准直器(15)中，利用准直器固定支座对准两个光纤准直器(15)，减少光的传输损耗，以及保证在振动环境下不会影响光纤准直器(15)的传输，磁性金属弹片(17)的作用是控制光纤准直器(15)中传输光的通断，当待测设备中移动装置还没有到达指定位置时，传感器固定端(12)中的金属弹片(17)正好遮挡在两个光纤准直器(15)的工作距离中间，阻断了光的传输，当待测设备中移动装置到达指定位置时，传感器固定端(12)中的金属弹片(17)由于受到传感器移动端(11)中磁铁(13)的吸引而向上弹起，此时光纤准直器(15)中的光路导通，解调模块(1)中光电探测器(3)检测到光脉冲信号，进而转换为电信号输出，光纤准直器(15)均具有准直器连接光纤(10)实现光纤准直器(15)信号的导入导出；

到位检测的方法，包括如下步骤：

步骤1：将传感器固定端(12)设置在到位检测固定工位，将传感器移动端(11)设置在被测运动物体(9)上；

步骤2：激光光源(2)输出的激光信号依次通过传输光纤(8)和多芯光纤连接器(7)传输到光纤到位传感器(6)中光纤准直器(15)的准直器左段探头(15.1)，此时被测运动物体(9)上的传感器移动端(11)相对于传感器固定端(12)尚未处于到位状态，准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间由磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)隔开，无法导通激光信号，光电探测器(3)无法接收 到返回的激光信号；

步骤3：当传感器移动端(11)移动到相对于传感器固定端(12)的到位状态位时，传感器移动端(11)上的磁铁(13)将磁性金属弹片(17)的准直器激光信号遮挡端(17.2)吸起，此时准直器左段探头(15.1)与准直器右段探头(15.2)之间的激光信号导通，返回的激光信号经过通过多芯光纤连接器(7)和传输光纤(8)进入光电探测器(3)，使光电探测器(3)触发到位电信号。