專利名稱：光纖稱重系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明及一種微彎曲光纖稱重傳感系統(tǒng)，尤其是能在各種惡劣環(huán)境及易燃易爆環(huán)境下實現(xiàn)快速稱重，亦可實現(xiàn)使攜及遠程監(jiān)測。
背景技術：
目前公知的稱重傳感系統(tǒng)主要是電子稱重傳感系統(tǒng)。這種電子系統(tǒng)難以用于強電磁場，強腐蝕，易燃易爆的應用環(huán)境。對於濕度較大的應用環(huán)境，該系統(tǒng)須配備真空密封系統(tǒng)。現(xiàn)有電子稱重傳感系統(tǒng)的不足包括抗干擾能力低，機構復雜，成本高，響應速度慢等，同時，這種電子稱重傳感系統(tǒng)一般需配有金屬臺面，因而體積和重量都比較大，尤其不利於便攜式應用。
光纖微彎曲是指在外力作用下光纖發(fā)生微彎曲，當彎曲超過臨界曲率時，在光纖內傳輸?shù)墓庑盘栐趶澢牡胤疆a生泄漏損耗，彎曲越大損耗越嚴重。利用這一原理可設計出各種應力/壓強傳感器。光纖系統(tǒng)具有克服電子稱重傳感系統(tǒng)不足的優(yōu)點。光纖的微彎曲現(xiàn)象早在幾十年以前就被人們發(fā)現(xiàn)。但到目前為止市場上仍然沒有光纖微彎曲稱重傳感系統(tǒng)。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有稱重傳感系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供新一代光纖稱重傳感系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術方案是微彎曲光纖稱重傳感器1通過傳導光信號的光纖2與光發(fā)射器3和光接收器4相連，光發(fā)射器3發(fā)射恒定光信號，光接收器4將微彎曲光纖稱重傳感器1發(fā)出的稱重光信號轉換成電信號，該光發(fā)射器3和光接收器4分別連接光收發(fā)器驅動電路5，該光收發(fā)器驅動電路5與高速模擬轉換器6連接，該高速模擬轉換器6與對數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償?shù)臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)7連接。工作過程如下稱重時，樹脂筒14和樹脂棒13在重力的壓迫下變形從而使繞在樹脂棒13上的光纖發(fā)生曲率變化，實現(xiàn)微彎曲，微彎曲光纖稱重傳感器1的光信號通過光纖2與光發(fā)射器3和光接收器4相連；恒定光信號從光發(fā)射器3通過光纖2送入微彎曲光纖稱重傳感器1，稱重光信號通過光纖2回饋給光接收器4并轉換成電信號，然后通過光收發(fā)器驅動電路5放大，再經(jīng)過高速模擬轉換器6變成數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7對這些數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償達到稱重的目的。
光纖中傳輸光信號的損耗隨光纖微彎曲的加強而增大，通過對光纖的特殊包裝加工使其承重彎曲，亦稱之為彈性體。微彎曲光纖稱重傳感器主要是由光纖和彈性體構成。光纖中傳輸光信號來自于光發(fā)射器，彈性體把承重信號轉換為光纖的微彎曲，進而造成光信號的損耗并通過光接收器轉換成電信號，再經(jīng)過模擬轉換器變成數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對這些數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償達到稱重的目的。稱重靈敏度量程的選擇是通過對光纖的選擇以及對彈性體的設計和加工實現(xiàn)的。光纖越細，靈敏度越低；光纖的數(shù)字孔徑越大，靈敏度越低；彎曲半徑越大，靈敏度越低。樹脂棒13的粗細是由光纖的彎曲半徑?jīng)Q定的，樹脂棒13的半徑必須大於光纖的彎曲半徑。光纖2的纏繞周期越短則靈敏度越高。樹脂筒14的粗細與保護強度，靈敏度，以及線性響應都有一定關系。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所采用的數(shù)學模式可根據(jù)不同應用的特點而改變。如果是靜態(tài)測量，數(shù)據(jù)處理可采用簡單的平均處理模式；如果是快速測量，數(shù)據(jù)處理需采用復雜的積分運算和統(tǒng)計運算模式。該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)同時要完成對測量系統(tǒng)的溫度漂移及非線性的補償。在某些特殊應用中，因具有較強的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同時給出其它參數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是成本低，便攜，可在各種惡劣環(huán)境，易燃易爆環(huán)境下實現(xiàn)快速稱重和其它參數(shù)的測量，亦可實現(xiàn)遠程報警和監(jiān)測。


圖1是本發(fā)明光纖稱重傳感系統(tǒng)示意圖。
圖2是一種便攜式微彎曲光纖稱重傳感器的結構示意圖。
具體實施例方式
微彎曲光纖稱重傳感器1通過傳導光信號的光纖2與光發(fā)射器3和光接收器4相連，光發(fā)射器3發(fā)射恒定光信號，光接收器4將微彎曲光纖稱重傳感器1發(fā)出的稱重光信號轉換成電信號，該光發(fā)射器3和光接收器4分別連接光收發(fā)器驅動電路5，該光收發(fā)器驅動電路5與高速模擬轉換器6連接，該高速模擬轉換器6與對數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償?shù)臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)7連接；其中微彎曲光纖稱重傳感器1為光纖的一部分11封裝在一條樹脂棒13的軸線上，光纖的另一部分12繞在樹脂棒13的表面并用另一條樹脂筒14保護起來。
權利要求
1.一種光纖稱重系統(tǒng)，其特征是微彎曲光纖稱重傳感器(1)通過傳導光信號的光纖(2)與光發(fā)射器(3)和光接收器(4)相連，光發(fā)射器(3)發(fā)射恒定光信號，光接收器(4)將微彎曲光纖稱重傳感器(1)發(fā)出的稱重光信號轉換成電信號，該光發(fā)射器(3)和光接收器(4)分別連接光收發(fā)器驅動電路(5)，該光收發(fā)器驅動電路(5)與高速模擬轉換器(6)連接，該高速模擬轉換器(6)與對數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償?shù)臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)(7)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種光纖稱重系統(tǒng)，其特征是微彎曲光纖稱重傳感器(1)為光纖的一部分(11)封裝在一條樹脂棒(13)的軸線上，光纖的另一部分(12)繞在該樹脂棒(13)的表面，該繞有光纖的樹脂棒(13)外部有樹脂筒(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖稱重系統(tǒng)，屬于微彎曲光纖稱重領域。微彎曲光纖稱重傳感器1通過傳導光信號的光纖2與光發(fā)射器3和光接收器4相連，光發(fā)射器3發(fā)射恒定光信號，光接收器4將微彎曲光纖稱重傳感器1發(fā)出的稱重光信號轉換成電信號，該光發(fā)射器3和光接收器4分別連接光收發(fā)器驅動電路5，該光收發(fā)器驅動電路5與高速模擬轉換器6連接，該高速模擬轉換器6與對數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)處理和補償?shù)臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)7連接。有益效果是成本低，便攜，可在各種惡劣環(huán)境，易燃易爆環(huán)境下實現(xiàn)快速稱重和其它參數(shù)的測量，亦可實現(xiàn)遠程報警和監(jiān)測。
文檔編號G01G9/00GK1710390SQ200410010930
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權日2004年6月18日
發(fā)明者梁少華 申請人:梁少華