專利名稱：一種防爆式光柵位移傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光柵位移傳感器，特別是涉及一種防爆式光柵位移傳感器。
背景技術：
現有高精度光柵位移傳感器多采用紅外發光管作為光源，紅外發光管以及包括光敏三極管、差分放大電路、細分電路、辨向電路、可 逆計數電路、計算處理電路的光電轉換裝置設于位移傳感器內或鄰近位移傳感器，這種光柵位移傳感器由于工作時可能因電子元件故障而產生電火花，因此不適于易燃易爆現場使用。為了保證易燃易爆測試現場的安全，需要將光柵位移傳感器內的帶電部分移出置于遠離易燃易爆現場的區域，由此產生了本發明。
發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于易燃易爆現場的防爆式光柵位移傳感器。為達到上述目的，本發明采用的解決方案是該防爆式光柵位移傳感器光柵副、光電轉換裝置、光源、測頭和測桿，光柵副由一個標尺光柵和一個指不光柵組成，標尺光柵固定在標尺光柵座上，指示光柵固定在指示光柵座上，標尺光柵座與測桿連接，光電轉換裝置包括光敏三極管、差分放大電路、細分電路、辨向電路、可逆計數電路和計算處理電路，所述光源采用激光二級管，光電轉換裝置及激光二極管通過四路光纖傳輸系統安裝在遠離易爆測試現場的區域，每路光纖傳輸系統包括發射光纖電纜、發射光纖準直器、接收光纖準直器和接收光纖電纜，發射光纖電纜的兩端分別與激光二級管和發射光纖準直器連接，將激光二極管發射的光信號傳輸至發射光纖準直器，接收光纖電纜的兩端分別與接收光纖準直器和光敏三極管連接，將接收光纖準直器拾取的莫爾條紋光學信號傳輸至光敏三極管，四個發射光纖準直器和四個接收光纖準直器分別通過發射光纖準直器安裝板和接收光纖準直器安裝板安裝在指示光柵座上，四個光敏三極管輸出的相互正交的四相模擬信號通過差分放大電路差分放大為正弦和余弦兩相正交信號。上述四個發射光纖準直器和四個接收光纖準直器分別沿測量桿的移動方向設置。本發明防爆式光柵位移傳感器工作時激光二極管發射光信號，該光信號通過發射光纖電纜及發射光纖準直器照射到計量光柵副上形成莫爾條紋，當被測物體產生位移時測量頭帶動傳感器內的標尺光柵和指示光柵發生相對運動，此時莫爾條紋隨光柵副的相對運動而變化，接收光纖準直器將莫爾條紋的變化信號通過接收光纖電纜傳輸到遠離易燃易爆現場的光電轉換裝置中依次進行光電轉換、差分放大、高倍細分、辨向、可逆計數和計算處理，其中光敏三極管將光信號轉換成模擬電信號，差分放大電路將四個光敏三極管輸出的微弱的0°、90°、180°、270°四相正交模擬信號差分放大為正弦和余弦兩相正交信號，細分電路將該兩相信號進行高倍細分，最終能夠獲得分辨率至0. 01 y m的測量數據。本發明具有如下效果(I)由于采用將光電轉換裝置安裝在遠離易燃易爆現場的區域，并通過光纜傳輸光信號，從而不僅能有效杜絕現場采用電子元件及電纜帶來的安全隱患，而且因為測量現場只存在光信號，因而其測量結果不會因雷擊、輻射等受到影響，抗干擾能力強，測量精度聞;(2)由于采用半導體激光器作為光源，從而不僅光的信號強，光的單頻性能好，而且能避免其它光的干擾；(3)光信號傳輸距離遠，最遠可達25Km，可實現遠程監測。
圖I為本發明的外觀結構示意圖。圖2為本發明的結構及原理示意圖。
圖3為本發明去掉光電轉換裝置、光纜后的局部結構的主視圖(圖中部分結構剖視)。圖4為本發明去掉光電轉換裝置、光纜后的局部結構的俯視圖(圖中部分結構剖視)。圖5為本發明的局部結構(發射光纖準直器、接收光纖準直器部分)的主視示意圖。圖6為圖4所示結構的左視示意圖。圖7為圖4所示結構的右視示意圖。圖中1 一測頭 2—測桿 3—標尺光柵 4一標尺光柵座5—指不光柵6—指示光柵座 7—光電轉換裝置 8—激光二級管9一發射光纖電纜 10—發射光纖準直器 11一接收光纖準直器12—接收光纖電纜 13—發射光纖準直器安裝板14 一接收光纖準直器安裝板
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明作進一步詳細說明。如圖I、圖2、圖3所示，本發明包括測頭I、測桿2、標尺光柵3、指示光柵5、光電轉換裝置7、光源和四路光纖傳輸系統，標尺光柵3固定在標尺光柵座4上,指光柵5固定在指示光柵座6上，標尺光柵座4與測桿2連接，光源采用激光二級管8，其由安裝于光電轉換裝置7中的激光二極管驅動器驅動。光電轉換裝置7包括光敏三極管、差分放大電路、細分電路、辨向電路、可逆計數電路和計算處理電路，光電轉換裝置7通過四路光纖傳輸系統安裝在遠離易爆測試現場的區域。每路光纖傳輸系統包括發射光纖電纜9、發射光纖準直器10、接收光纖準直器11和接收光纖電纜12，發射光纖電纜9的兩端分別與激光器二極管8和發射光纖準直器10連接，將激光二極管8發射的光信號傳輸至發射光纖準直器，接收光纖電纜12的兩端分別與接收光纖準直器11和光敏三極管連接，將接收光纖準直器11拾取的莫爾條紋光學信號傳輸至光敏三極管。如圖4、圖5、圖6所示，四個發射光纖準直器10和四個接收光纖準直器11分別通過發射光纖準直器安裝板13和接收光纖準直器安裝板14安裝在指示光柵座5上，所述發射光纖準直器安裝板13和接收光纖準直器安裝板14用螺釘固定示光柵座5上，其上分別設有四個孔，四個發射光纖準直器10和四個接收光纖準直器11分別插在孔中并用粘接劑固定。本實施例中四個發射光纖準直器10和四個接收光纖準直器11分別沿測桿的移動方
向“一”字型布置。本發明工作時四個接收光纖準直器11拾取的莫爾條紋信號通過四路接收光纖 電纜12傳輸至四個光敏三極管進行光電轉換，四個光敏三極管輸出的微弱的0° >90°、180°、270°四相正交模擬信號通過差分放大電路差分放大為正弦和余弦兩相正交信號，該信號再經高倍細分、辨向、可逆計數后提供給后級顯示、運算及控制操作。
權利要求
1.一種防爆式光柵位移傳感器，包括光柵副、光電轉換裝置、光源、測頭(I)和測桿(2)，光柵副由ー個標尺光柵(3)和ー個指示光柵(5)組成，標尺光柵(3)固定在標尺光柵座(4)上，指示光柵(5)固定在指示光柵座(6)上，標尺光柵座(4)與測桿(2)連接，光電轉換裝置包括光敏三極管、差分放大電路、細分電路、辨向電路、可逆計數電路和計算處理電路，其特征在干光源采用激光二級管(8)，光電轉換裝置(7)及激光二極管(8)通過四路光纖傳輸系統安裝在遠離易爆測試現場的區域，每路光纖傳輸系統包括發射光纖電纜(9)、發射光纖準直器(10)、接收光纖準直器(11)和接收光纖電纜(12)，發射光纖電纜(9)的兩端分別與激光二級管(8)和發射光纖準直器(10)連接，將激光二極管(8)發射的光信號傳輸至發射光纖準直器(10)，接收光纖電纜(12)的兩端分別與接收光纖準直器(10)和光敏三極管連接，將接收光纖準直器(11)拾取的莫爾條紋光學信號傳輸至光敏三極管，四個發射光纖準直器(10 )和四個接收光纖準直器(12 )分別通過發射光纖準直器安裝板(13 )和接收光纖準直器安裝板(14)安裝在指示光柵座(6)上，四個光敏三極管輸出的相互正交的四相模擬信號通過差分放大電路差分放大為正弦和余弦兩相正交信號。
2.根據權利要求I所述的ー種防爆式光柵位移傳感器，其特征在于四個發射光纖準直器(10)和四個接收光纖準直器(12)分別沿測桿(2)的移動方向設置。
全文摘要
本發明公開了一種防爆式光柵位移傳感器，該防爆式光柵位移傳感器包括測頭、測桿、標尺光柵、指示光柵、光電轉換裝置、光源和四路光纖傳輸系統，光源采用激光二級管，光電轉換裝置包括光敏三極管、差分放大電路、細分電路、辨向電路、可逆計數電路和計算處理電路，光電轉換裝置通過四路光纖傳輸系統安裝在遠離易爆測試現場的區域，每路光纖傳輸系統包括發射光纖電纜、發射光纖準直器、接收光纖準直器和接收光纖電纜，發射光纖電纜的兩端分別與激光器二極管和發射光纖準直器連接，接收光纖電纜的兩端分別與接收光纖準直器和光敏三極管連接。本發明能有效杜絕現場采用電子元件及電纜帶來的安全隱患。
文檔編號G01B11/02GK102679884SQ20121014229
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者譚進, 趙紅利, 陶玉玲 申請人:成都遠恒精密測控技術有限公司