[实用新型]光码变送器

说明书

本实用新型涉及一种光纤传感器，尤指一种集光、机、电技术于一体的光纤传感器。

以前，在石油化工领域，对危险液体液位的检测通常是采用传统的人工观测仪表的方式进行测量。随着科学技术的不断发展，近期出现了一种利用光纤通迅技术进行检测的仪表。它由机械传动部分、光缆光电器件、码盘等部件构成，运用集光、机、电于一体的技术进行检测。该仪表固然可以实现对危险液体液位的检测，但是它的缺点亦很明显：首先，它的机械传动部分易出现卡带、断带、打滑问题；其次，由于密封不严，油、水或蒸汽、灰尘等容易渗入内腔，造成对光路的污染，导致光的断路或光强的耦合效率低、损耗增大以及安装调试困难等问题，从而给使用者带来了诸多的不便；另外，仅靠两光纤端面相对校准对直的耦合方式进行检测，对光源的利用率太低，影响了该仪表长期使用的可靠性。

鉴于上述原因，设计和制造这种实用新型光码变送器的目的在于提供一种集光、机、电技术于一体、机械传动部分设计合理、密闭性好、精确度高、可靠光码变送器性高的光码变送器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：一种光码变送器，它由壳体、机械接口部件、被动轴、磁耦合器、机械编码盘、光路耦合器、光缆密封头组成；光码变送器通过固定在壳体上的机械接口部件与其他测量仪表相连；机械接口部件由螺孔、主动轴构成，所述螺孔设在壳体上，主动轴通过密封圈固定在螺孔内；被动轴通过磁耦合器、以非接触式与所述主动轴相连；被动轴上设有机械编码盘、光路耦合器；光路耦合器输出的测量信号通过所述光缆密封头，由光缆传送。

所述壳体由前壳体、后壳体通过密封圈密封而成。所述磁耦合器包括有两个磁耦合环和一个隔板；所述两个磁耦合环分别固定在相邻的主动轴、被动轴一端；两个磁耦合环的磁力线透过隔板相互吸引；所述磁耦合环上的磁片的N、S极相间排列；每一个环上安装有4-6个永磁体，其直径为4-16毫米，其厚度为4-8毫米，两环之间的间隔为1至6毫米。所述光路耦合器是由两个光纤端头微型透镜相对组合而成，其公共焦点F断面直径为0.4至2毫米，焦距f1为2至40毫米，两个光路耦合器之间相差机械码周期(2n＋1)π/2的角度。微型透镜，可以选用0.29节距的自聚焦透镜、或球透镜、或棒透镜或平凸棒透镜。所述编码盘的轴心与被动轴的轴心重合，其厚度为0.1—4毫米，直径为20—300毫米范围，其外沿为辐射状的齿和缺口，齿和缺口的尺寸大小相等，或为辐射状的黑白透射光栅，其条纹和空白均匀一致，它的长度为1—10毫米，一个齿和相邻的缺口，或一个条纹与一个相邻的空白光栅为一个码。

本实用新型是集光、机、电技术于一体的一种光纤传感器。它可与根据轴的正反向转角、轴的转速进行测量的仪表配套使用，从而对危险环境的压力、流量、液位进行安全检测，如膜合压力表、涡轮流量计、钢带液位表等，即它是一种依靠指针在刻度盘转过的角度或靠齿轮组合的机械码度量数据进行测量的仪表。对不同的测量仪表，仅改动光码变送器的机械接口、外壳尺寸和编码盘的精细度即可。上述仪表配用光码变送器后，不仅对原仪表的性能没有任何影响，而且扩展了其功能；同时也可以将测量到的数据通过光缆以光(脉冲)码的形式传到远离现场的调度室或值班室或机房，进行数字化处理；另外，被测现场和信号传输途径是不带电的无电流、无电压、无热源系统，安全可靠。适合石油、化工等易燃易爆环境下使用；配用光码变送器后，可以多参量(压力、流量、液位等)多点(众多的被测点)联网，实现计算机的现代化管理。

下面结合附图和具体实例作进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型光纤端头组装微型透镜的原理图；

图3是本实用新型光路耦合器原理图；

图4是本实用新型光路耦合器结构示意困。

如图1所示，本实用新型光码变送器主要由：壳体、机械接口部件、磁耦合器、被动轴、机械编码盘、光路耦合器、光缆密封头组成；光码变送器通过固定在壳体上的机械接口部件与其他测量仪表相连；机械接口部件由螺孔、主动轴构成，所述螺孔设在壳体上，主动轴通过密封圈固定在螺孔内；被动轴通过磁耦合器、以非接触式与所述主动轴相连；被动轴上设有机械编码盘、光路耦合器；光路耦合器输出的测量信号通过光缆密封头，由光缆传送。

所述壳体由前壳体16、后壳体26通过密封圈21密封而成。

在前壳体16中间开有螺孔8，螺孔8内通过密封圈固定有一主动轴9，所述螺孔8、主动轴9构成机械接口部件；本实用新型就是通过机械接口部件与其它依靠轴的正反向转角、轴的转速进行测量的仪表配套使用。