[实用新型]多用途光纤束传感器

说明书

本实用新型属于测量用光纤传感器。

本实用新型作出之前，实用中的反射式或透射式光纤传感器在结构上主要有两种方式，其一是单根光纤与半导体光源LED（发光二极管）和光探测器相耦合构成一个整体，但耦合效率低，输出功率小，这种形式的光纤传感器主要用于光纤通讯系统；其二是光纤束与外部光源（如氦氖激光器、卤灯、氙灯等）和光探测器（如光电池等）相耦合构成的，各部件互相分离，结构松散，难于调整，不便于应用（永田昭彦：“光纤式工艺过程浓度计的开发和应用”《计装》VOL.27.№4.34－39    1984）。总之，上述两种方式的光纤传感器均使其应用范围受到限制，不但制造工艺复杂，成本高，而且用同一光纤传感器仅能测量某一种物理量。

本实用新型的目的是克服上述缺点，提供一种耦合效率高，输出功率大，结构紧凑，易于制造，使用灵活的多用途光纤束传感器。

本实用新型的要点是：

1.本实用新型所提供的多用途光纤束传感器主要由一个光纤束，该光纤束一端有一个光纤束分支1和一个光纤束分支2、一个半导体光源LED（发光二极管）、一个半导体光探测器件如光电池、一个发射端机械定位耦合装置、和一个接收端机械定位耦合装置构成；

2.所述发射端机械定位耦合装置主要由一个定位座、一个发光二极管管座、一个发光二极管、一个精密定位套筒、一个定位套筒、一个垫片、和一个压紧螺母构成；

3.所述接收端机械定位耦合装置主要由一个定位座、一个引线座、兼管座、一个精密定位套筒、一个垫片、和一个压紧螺母构成。

附图1是所述多用途光纤束传感器的示意图。附图1表明，半导体光源LED（发光二极管）〔3〕和光纤束分支1〔4〕分别固定在发射机械定位耦合装置〔2〕的轴线方向的两端，光电池〔8〕和光纤束分支2〔7〕分别固定在接收端机械定位耦合装置〔9〕的轴线方向的两端。由电极引线〔1〕输入电能的半导体光源LED（发光二极管）〔3〕发出的光经光纤束分支1〔4〕进入光纤束〔5〕并通过光纤束〔5〕到达被测对象〔6〕，经被测对象〔6〕反射后的光经光纤束〔5〕进入光纤束分支2〔7〕并通过光纤束分支2〔7〕到达接收端，机械定位耦合装置〔9〕由光电池〔8〕转变成电信号经电极引线〔10〕输出，从而完成传感过程。

附图2是所述多用途光纤束传感器的发射端机械定位耦合装置〔2〕的剖面示意图。附图2表明，电极引线〔1〕固定在引线座〔12〕的轴线位置上，引线座〔12〕固定在定座〔11〕的轴线的底部，固定有发光二极管〔3〕的发光二极管管座〔14〕的引线〔13〕与电极引线〔1〕相连接，同时所述管座〔14〕又被精密定位套筒〔15〕紧紧地压在定位座〔11〕的轴线上，精密定位套筒〔15〕与定位套筒〔16〕一起对光纤束分支1〔4〕起着精密定位作用（包括轴向定位、径向定位和角向定位），垫片〔18〕和压紧螺母〔17〕将定位套筒〔16〕压紧并固定，从而将光纤束分支1〔4〕固定，构成一个完整的发射端。

附图3是所述多用途光纤束传感器的接收端机械定位耦合装置〔9〕的剖面示意图。附图3表明，电极引线〔10〕固定在引线座兼管座〔20〕的轴线位置上，引线座兼管座〔20〕固定在定位座〔19〕的轴线位置的底部，光电池〔8〕固定在引线座兼管座〔20〕上，并且光电池〔8〕的引线〔24〕与电极引线〔10〕相连接，精密定位套筒〔21〕兼有将光纤束分支2〔7〕精密定位和固定的双重作用。垫片〔23〕和压紧螺母〔22〕将紧密定位套筒〔21〕压紧并固定，从而将光纤束分支2〔7〕固定，构成一个完整的接收端。

所述定位座〔11〕，〔19〕、精密定位套筒〔15〕，〔21〕、和定位套筒〔16〕、系用金属材料制成；引线座〔12〕、和引线座兼管座〔20〕系用绝缘材料制成；垫片〔18〕，〔23〕和压紧螺母〔17〕，〔22）可用金属材料或绝缘材料制成。

本实用新型所提供的多用途光纤束传感器具有如下特点：

1.耦合效率达50％以上，可用于多种物理量的传感，如微小位移、微弱振动、水声方向与强度、表面光洁度、和液体浓度（浊度）等等；

2.技术难度低，使用中无需技术人员进行聚焦耦合的反复调整，便于普通工人操作；

3.制造工艺简单，结构紧凑，体积小巧，便于工业化生产。

由此可见，本实用新型所提供的多用途光纤束传感器耦合效率高，应用范围广，优于已为人知的光纤传感器。另外，在地震予测予报，水下寻的等重大国计民生和国防上具有潜在的实用价值。