[发明专利]光纤角度传感器

说明书

本发明提供一种光纤角度传感器，所述传感器包括框形支架、入光卷、出光卷、轴座、外柱、转轴、入射缓冲段、出射缓冲段、固纤座、缓冲套、入光段、入射接头、出射接头、出光段、刻度盘、回光段、观察窗、锤尖、内柱和指针，框形支架、轴座、转轴、指针、锤尖和刻度盘构成指针式角度指示器，入射接头、入光段、入射缓冲段、入光卷、回光段、出光卷、出射缓冲段、出光段和出射接头构成光纤角度传感机构，入光卷与出光卷以及入射缓冲段与出射缓冲段之间均用软质胶粘合，形成双纤结构，其剖面图为8字形，胶合后的入光卷和出光卷的双纤盘绕成游丝状，本传感器的灵敏度较高，光强调制幅度较大，抗电磁干扰能力较强，光纤传输距离较远。

技术领域

本发明涉及角度传感器，尤其涉及一种光纤角度传感器，属于新型传感器技术领域。

背景技术

光纤角度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，其调制形式主要有强度调制型、光纤光栅型和干涉型，目前在光纤角度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，有的技术含量较高，它们虽能很好适应角度信号的转换，但大部分传感器的制造成本较高，有的使用条件较为苛刻，例如有的传感器内部存在光纤端面或光栅缝隙，容易受到潮气、灰尘和发霉等侵蚀，传感器的灵敏度和准确性会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在复杂环境条件下长时间使用的光纤角度传感器。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：所述传感器包括底板1、边条2、螺丝3、卡槽4、框形支架5、前框6、入光卷7、出光卷8、轴座9、锥体凹10、外柱11、转轴12、轴尖13、入射缓冲段14、出射缓冲段15、固纤座16、缓冲套17、入光段18、入射接头19、出射接头20、出光段21、外壳22、螺孔23、刻度盘24、回光段25、观察窗26、锤尖27、卡口28、内柱29、指针30、侧耳31、套柱32和铆钉33。

框形支架5、轴座9、转轴12、指针30、锤尖27和刻度盘24构成指针式角度指示器，入射接头19、入光段18、入射缓冲段14、入光卷7、回光段25、出光卷8、出射缓冲段15、出光段21和出射接头20构成光纤角度传感机构。

入光卷7与出光卷8以及入射缓冲段14与出射缓冲段15之间均用软质胶粘合，形成双纤结构，其剖面图为8字形，胶合后的入光卷7和出光卷8的双纤盘绕成游丝状，入光卷7和出光卷8的靠近回光段25的部分嵌入内柱29内且内柱29的一端与指针30腰部连接，入光卷7与入射缓冲段14的过度处以及出光卷8与出射缓冲段15的过度处嵌入外柱11内且外柱11的顶面与外壳22的顶部连接。

指针30腰部的内柱29牵动入光卷7和出光卷8卷紧时，入光卷7和出光卷8上各处的曲率半径减小，光纤损耗增加，出光段中的光强减小，入光卷7和出光卷8被卷得越紧，入光卷7和出光卷8上各处的曲率半径越小，光纤损耗越大，出光段中的光强越小。

指针30腰部的内柱29牵动入光卷7和出光卷8放松时，入光卷7和出光卷8上各处的曲率半径增加，光纤损耗减小，出光段中的光强增加，入光卷7和出光卷8被放得越松，入光卷7和出光卷8上各处的曲率半径越大，光纤损耗越小，出光段中的光强越大。

游丝状光纤卷的卷数为2.5-5.5圈，卷数越多，能产生光纤微弯损耗的部分越多，传感器的灵敏度越高，光强调制幅度越大，大卷直径Φ为1.8-2.2厘米，小卷直径φ为1-1.2厘米，传感器所用的光纤为50μm/125μm多模光纤，类型为阶跃型，材质为玻璃。

入光卷7与出光卷8以及入射缓冲段14与出射缓冲段15均为没有护套和漆皮保护的裸纤，以减小入光卷7与出光卷8双纤结构的厚度，同时增强入光卷7与出光卷8的胶合牢度。

所述光纤角度传感机构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，角度的大小与出光段中的光强大小成正比或反比关系。