基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于風(fēng)速測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)速風(fēng)向傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)、野外作業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用，目前，風(fēng)要素測(cè)量中的風(fēng)速傳感器主要采用電纜通信，其在野外容易受到雷電和強(qiáng)電磁環(huán)境的干擾甚至損壞，特別是夏季的雷雨季節(jié)，返修率特別高，而且有些雷擊浪涌信號(hào)通過電纜傳導(dǎo)到采集器，整套系統(tǒng)被雷電擊毀，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的風(fēng)速傳感器容易受到雷電和強(qiáng)電磁環(huán)境的干擾甚至損壞的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器包括:
[0005]帶均勻分布的透光部分和遮光部分的碼盤，所述碼盤與底座平行，碼盤通過連接桿與風(fēng)杯連接；
[0006]光纖固定座，所述光纖固定座放置在底座上；
[0007]反射式光纖，所述反射式光纖內(nèi)部有兩根光纖，一根為發(fā)射光纖，一根為接收光纖，所述反射式光纖通過光纖固定座與底座相連；
[0008]紅外發(fā)光二極管；
[0009]紅外接收三極管；
[0010]放大變換和處理電路，將接收的電信號(hào)放大整形；
[0011]所述紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光，通過反射式光纖中的發(fā)射光纖將紅外光發(fā)射到碼盤上，照射到碼盤上的紅外光分別經(jīng)透光部分透射及遮光部分反射，經(jīng)遮光部分反射的紅外光經(jīng)反射式光纖的接收光纖傳播到紅外接收三極管，紅外接收三極管輸出強(qiáng)度變化的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)經(jīng)放大變換和處理電路濾波整形得到CMOS電平的方波信號(hào)。
[0012]所述紅外發(fā)光二極管采用870nm中心波長，紅外接收三極管采用870nm中心波長。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器通過光學(xué)的方式測(cè)量風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)的速度，信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接收都是光信號(hào)，采集器與本實(shí)用新型的風(fēng)速傳感器之間通過光纖連接，其介質(zhì)為絕緣材料，不導(dǎo)電，本實(shí)用新型的風(fēng)速傳感器上的干擾電信號(hào)不會(huì)傳到到采集器上。通過光纖輸出信號(hào)變化的快慢反算碼盤的旋轉(zhuǎn)速度。風(fēng)速傳感器內(nèi)部主要是一個(gè)碼盤，沒有其他的電子元件，對(duì)外界的電磁干擾不敏感?？梢詷O大提高傳感器抗雷擊的能力，避免損壞。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器的工作示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:1、碼盤，2、底座，3、反射式光纖，301、發(fā)射光纖，302、接收光纖，4、紅外發(fā)光二極管，5、紅外接收三極管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。
[0018]參見附圖1和附圖2，本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器包括:
[0019]帶均勻分布的透光部分和遮光部分的碼盤1，所述碼盤I與底座2平行，碼盤I通過連接桿與風(fēng)杯連接；
[0020]光纖固定座，所述光纖固定座放置在底座2上，用于固定反射式光纖3 ；
[0021]反射式光纖3，所述反射式光纖3內(nèi)部有兩根光纖，一根為發(fā)射光纖301，一根為接收光纖302，所述反射式光纖3通過光纖固定座與底座2相連；
[0022]紅外發(fā)光二極管4，發(fā)射一定強(qiáng)度的紅外光；
[0023]紅外接收三極管5，接收紅外光；
[0024]放大變換和處理電路，將接收的電信號(hào)放大整形；
[0025]所述紅外發(fā)光二極管4發(fā)射紅外光，通過反射式光纖3中的發(fā)射光纖301將紅外光發(fā)射到碼盤I上，照射到碼盤I上的紅外光分別經(jīng)透光部分透射及遮光部分反射，經(jīng)遮光部分反射的紅外光經(jīng)反射式光纖3的接收光纖302傳播到紅外接收三極管5，紅外接收三極管5輸出強(qiáng)度變化的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)經(jīng)放大變換和處理電路濾波整形得到COMS電平的方波信號(hào)。
[0026]所述紅外發(fā)光二極管4采用870nm中心波長，紅外接收三極管5采用870nm中心波長，對(duì)其他波長的信號(hào)不敏感，可以消除其他波長的光線的影響。
[0027]本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器的紅外發(fā)光二級(jí)發(fā)射紅外光，通過反射式光纖3把紅外光傳播到碼盤I上，碼盤I其圓周上均勻分布著透光結(jié)構(gòu)和遮光結(jié)構(gòu)，從反射式光纖3發(fā)出的光有的穿過碼盤I的透光結(jié)構(gòu)，反射式光纖3中的接收光纖302沒有接收到紅外光，從反射式光纖3發(fā)出的光有的照射碼盤I的遮光結(jié)構(gòu)時(shí)，反射式光纖3中的接收光纖302接收到紅外光，紅外光從反射式光纖3中的接收光纖302傳播到紅外接收三極管5，紅外接收三極管5有光照射時(shí)輸出高低壓，沒有光照射時(shí)輸出低電壓，通過放大變化和處理電路可以將其變化為幅值為5V的方波，方波的頻率隨風(fēng)速的變化而變化。底座2上的光纖固定座主要是固定反射式光纖3，反射式光纖3和底座2通過光纖固定座可以方便插拔，不同的測(cè)量距離可以配置不同長度的反射式光纖3。反射式光纖3另一端也通過光纖固定座與紅外發(fā)光二極管4和紅外接收三級(jí)管連接，其也可以方便的插拔。風(fēng)速傳感器不需要供電，只需要一根光纖就可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的變換，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，密封性可以做的很尚。
[0028]本實(shí)用新型通過光信號(hào)在反射式光纖3中傳播，外界的電磁干擾對(duì)光信號(hào)的影響極其微小，對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響。風(fēng)速檢測(cè)采用光線的變化快慢隨風(fēng)速不同而不同，通過光線的變化快慢反算碼盤I的旋轉(zhuǎn)速度，其測(cè)量精度主要受碼盤I上透光結(jié)構(gòu)和遮光結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工的精度的影響，在采用線切割工藝，其測(cè)量精度可以優(yōu)于0.lm/so
[0029]在測(cè)量的過程中，信號(hào)的傳遞是靠紅外光在反射式光纖3中傳播，傳播距離可以達(dá)到1000米，并且光信號(hào)不受電磁干擾的影響，測(cè)量的精度和長期穩(wěn)定性比先有的電纜連接的傳感器都更強(qiáng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器，其特征在于，包括: 帶均勻分布的透光部分和遮光部分的碼盤(I)，所述碼盤(I)與底座(2)平行，碼盤(I)通過連接桿與風(fēng)杯連接； 光纖固定座，所述光纖固定座放置在底座(2)上； 反射式光纖(3)，所述反射式光纖(3)內(nèi)部有兩根光纖，一根為發(fā)射光纖(301)，一根為接收光纖(302)，所述反射式光纖(3)通過光纖固定座與底座(2)相連； 紅外發(fā)光二極管(4)； 紅外接收三極管(5)； 放大變換和處理電路，將接收的電信號(hào)放大整形； 所述紅外發(fā)光二極管(4)發(fā)射紅外光，通過反射式光纖(3)中的發(fā)射光纖(301)將紅外光發(fā)射到碼盤(I)上，照射到碼盤(I)上的紅外光分別經(jīng)透光部分透射及遮光部分反射，經(jīng)遮光部分反射的紅外光經(jīng)反射式光纖(3)的接收光纖(302)傳播到紅外接收三極管(5)，紅外接收三極管(5)輸出強(qiáng)度變化的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)經(jīng)放大變換和處理電路濾波整形得到CMOS電平的方波信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器，其特征在于，所述紅外發(fā)光二極管(4)采用870nm中心波長，紅外接收三極管(5)采用870nm中心波長。
【專利摘要】基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器屬于風(fēng)速測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)速傳感器容易受到干擾甚至損壞的問題。本實(shí)用新型的基于光纖的具有抗電磁干擾能力的風(fēng)速傳感器包括帶均勻分布的透光部分和遮光部分的碼盤、光纖固定座、反射式光纖、紅外發(fā)光二極管、紅外接收三極管和放大變換和處理電路；所述紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光，通過反射式光纖中的發(fā)射光纖將紅外光發(fā)射到碼盤上，照射到碼盤上的紅外光分別經(jīng)透光部分透射及遮光部分反射，經(jīng)遮光部分反射的紅外光經(jīng)反射式光纖的接收光纖傳播到紅外接收三極管，紅外接收三極管輸出強(qiáng)度變化的電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)經(jīng)放大變換和處理電路濾波整形得到COMS電平的方波信號(hào)。
【IPC分類】G01P5-26
【公開號(hào)】CN204536360
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520212704
【發(fā)明人】張宇翔, 王昆鵬
【申請(qǐng)人】長春希邁氣象科技股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日