[发明专利]一种差分光纤型扭转角度检测装置

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及利用双光纤检测单元的一种差分光纤型扭转角度检测装置。

背景技术

扭转角度是现实生活及各行各业最常用的参量之一，如阀门的开闭及开闭的角度、旋钮的转动角度、汽车方向盘的旋转方向和角度等众多场合均需对扭转角度进行测试，现有常用的传感器有通过滑动电阻器检测的，也有通过光电器件进行传感测试的，前者存在着精度差、磨损严重、监测角度小，以及不能抗电磁干扰等缺点；后者典型结构是通过测试转动光栅的变化达到测试旋转参量的目的，也存在着精度低、不防尘、机构复杂成本高等缺点，这些都限制了现有传感器的使用范围。

光纤传感器作为新一代的传感器广受瞩目，其具有体积小、易弯曲、精度高、抗电磁干扰等诸多优点。中国专利申请号02291260.6《双向扭转光纤传感器》的专利公开了一种方案：是通过在扭梁上分别缠绕金属丝和光纤，扭梁扭转后通过测试光纤产生的微弯损耗的变化达到测试扭转角度的目的，该传感器具有结构简单、抗电磁干扰等特点，但该传感器的扭转角度范围小，不超过180度，且光纤所受的微弯弯曲曲率与金属丝外径接近，严重影响光纤的使用寿命，使该光纤传感器的使用范围受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种差分光纤型扭转角度检测装置。本发明能有效避免光源功率的波动造成的测试误差，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。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种差分光纤型扭转角度检测装置，其特征在于：包括光纤弯曲传动单元，所述光纤弯曲传动单元包括壳体，所述壳体内设置有移动基板，所述移动基板上连接有扭转杆，且所述移动基板在扭转杆的转动下能沿壳体内壁上下滑动，所述移动基板的两侧分别设置有一个光纤弯曲传感单元，所述两个光纤弯曲传感单元均包括信号光纤和供信号光纤穿过的曲线形测试通道，每个光纤弯曲传感单元内的信号光纤通过延长光纤连接有对信号光纤中的光信号功率变化量进行同步测试与分析处理的测试单元，所述测试单元与同一个处理单元相连接，所述曲线形测试通道包括曲线形支架以及连续布设在所述曲线形支架上相对两侧的多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，多个A侧变形齿和多个B侧变形齿之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，所述移动基板的位置变化分别使两个光纤弯曲传感单元的长度一个伸长、另一个缩短。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述扭转杆上方固定有齿轮二，所述齿轮二的一侧设置有与齿轮二相啮合的齿轮一，所述齿轮一上设置有传动杆，所述传动杆的转动通过齿轮一和齿轮二使扭转杆扭转。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述壳体底部设置有穿过壳体的调整螺杆，所述调整螺杆的上端设置有基板且所述基板与调整螺杆的上端为滑动接触。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述曲线形支架为曲线形壳体。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述曲线形支架为弹簧，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在弹簧中相邻相邻两圈弹簧丝之间。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述曲线形支架为波纹管，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在波纹管的管壁上内凹处的相对两个侧面上。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，所述曲线型支架为分别设置在所述壳体内顶部和底部的两块锯齿板，且每块锯齿板通过辅助弹簧与移动基板相连接。

上述的一种差分光纤型扭转角度检测装置，每个曲线形壳体中的信号光纤的一端设置有光反射装置，所述信号光纤的另一端通过延长光纤连接1X2光分路器的1口，1X2光分路器的2口接测试单元。