一种光学变形和运动特征探测传感器的制作方法

1.本实用新型涉及一种光学探测位置、形态及震动等运动特征传感器，具体为一种光学变形和运动特征探测传感器，属于运动特征传感器技术领域。


背景技术：

2.现有的一些光学探测传感器大致有两类，一类是光栅式传感器，另一类是光纤束位移传感器，这些传感器一般完全在被测量物体之外，通过光学发射和感知获取被测量的通断信息等特征等指标。
3.现有的这些光学探测传感器反射光测量可探测距离小，范围窄，不能提供精确状态运动数据，且受到光环境，震动环境影响大，使用范围大大受限。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种光学变形和运动特征探测传感器。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种光学变形和运动特征探测传感器，包括：
6.传感端，所述传感端包括传感端筒体，所述传感端筒体内嵌设有接收光学信号传感组件；
7.接收光学信号传感组件；所述接收光学信号传感组件包括单个或者多个光学信号传感器和光学信号传感器板；
8.光源发射端，所述光源发射端包括光源传感端筒体，所述光源传感端筒体内嵌设有光源向后发射数据验证通道方向传感组件，且所述光源传感端筒体内部设置有光源发射组件；
9.所述光源向后发射数据验证通道方向传感组件包括光源向后发射数据验证通道方向传感器板，所述光源向后发射数据验证通道方向传感器板的板面设置有光源向后发射数据验证通道方向传感器；
10.光通道，所述光通道穿插连接在传感端筒体和光源传感端筒体中部之间；
11.光发射端光通道支座，所述光源传感端筒体和光通道通过光发射端光通道支座进行卡接，所述光发射端光通道支座的顶部设置有光发射端光通道支座校准螺丝；
12.光接收端光通道支座，所述传感端筒体和光通道通过光接收端光通道支座进行卡接，所述光接收端光通道支座的顶部设置有光接收端光通道支座校准螺丝；
13.可伸缩曲挠软接头，两个所述可伸缩曲挠软接头分别设置在传感端筒体和光源传感端筒体的顶端和底端之间。
14.优选的，所述传感端筒体的一侧设置有发射端盖，所述传感端筒体的顶端和底端分别设置有光学信号固定支座。
15.优选的，所述光源传感端筒体的另一侧设置有光源发射端盖，所述光源传感端筒
体的顶端和底端均设置有两个光源发射端固定支座。
16.优选的，所述光通道设置为三段，三段所述光通道通过两个光通道转接头固定连接，且其中两段分别穿插连接在传感端筒体和光源传感端筒体中部之间。
17.优选的，所述光源发射组件包括光源固定座，所述光源固定座的顶端固定连接有光发射器。
18.优选的，所述光学信号传感器板包括光学信号传感器靶盘，所述光学信号传感器靶盘通过光学信号靶盘调节连杆和光通道转动连接，且所述光学信号靶盘调节连杆的顶部贯穿传感端筒体的顶端，并固定连接有光学信号靶盘调节手柄。
19.优选的，所述光源向后发射数据验证通道方向传感器板包括光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘，所述光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘通过光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆和光通道转动连接，且所述光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆的顶部贯穿光源传感端筒体的顶端，并固定连接有光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节手柄。
20.优选的，所述传感端筒体的底端设置有光学信号采集盒和光学信号电源，所述光源传感端筒体的底端设置有光源向后发射数据验证通道方向采集盒和光源向后发射数据验证通道方向电源。
21.优选的，所述可伸缩曲挠包括四个软连接固定支座，四个所述软连接固定支座分别设置在传感端筒体和光源传感端筒体的顶端和底端，且四个所述软连接固定支座之间固定连接有弹性软连接头。
22.本实用新型的有益效果是：
23.1、该实用新型极大的拓宽使用范围，通过传感器和发射端信号对比，能够测量的特征值包括相对量，绝对量，偏移量，运动量等各种特征量，且该特征量均为数字化呈现，简单直观，利于光源发射端分析。
24.2、该实用新型结构简单，使用电池盒供电时，不需外接电源，使用无线发射时，无需接线，方便使用，使用场景大大丰富。
25.3、该实用新型测量范围可以按照需要进行随时调整，光源发射端和传感端可分可合，分开设置和合并测量均无效果的直接影响，同时可以按照物体的运动特征，设置多组多路光源传感器，可以避免被测量物体运动中带来的测量盲区和死角，可以完全真实的反应运动特点。
26.4、该实用新型由于发射端特定波长和接收端滤通机制，可以在各种强背景光的条件下使用，也可以部分实现透射功能，同时可以完全规避被测量物体本身的反光，折射光和光的衍射等现象带来的影响。
附图说明
27.图1为本实用新型整体结构平面示意图。
28.图中：1、传感端筒体；101、发射端盖；102、光学信号固定支座；2、光源传感端筒体；201、光源发射端盖；202、光源发射端固定支座；3、弹性软连接头；4、软连接固定支座；5、光通道；6、光通道转接头；7、光学信号传感器靶盘；8、光学信号传感器；9、光学信号靶盘调节连杆；10、光学信号靶盘调节手柄；11、光学信号采集盒；12、光源向后发射数据验证通道方
向传感器靶盘；13、光源向后发射数据验证通道方向传感器；14、光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆；15、光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节手柄；16、光源向后发射数据验证通道方向采集盒；17、光源固定座；18、光发射器；19、光发射端光通道支座；20、光接收端光通道支座；21、光接收端光通道支座校准螺丝；22、光发射端光通道支座校准螺丝。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.请参阅图1所示，一种光学变形和运动特征探测传感器，包括：
31.传感端，传感端包括传感端筒体1，传感端筒体1内嵌设有接收光学信号传感组件，传感端筒体1的一侧设置有发射端盖101，传感端筒体1的顶端和底端分别设置有光学信号固定支座102；
32.接收光学信号传感组件；接收光学信号传感组件包括单个或者多个光学信号传感器8和光学信号传感器板；
33.光学信号传感器板包括光学信号传感器靶盘7，光学信号传感器靶盘7通过光学信号靶盘调节连杆9和光通道5转动连接，且光学信号靶盘调节连杆9的顶部贯穿传感端筒体1的顶端，并固定连接有光学信号靶盘调节手柄10。
34.光源发射端，光源发射端包括光源传感端筒体2，光源传感端筒体2内嵌设有光源向后发射数据验证通道方向传感组件，且光源传感端筒体2内部设置有光源发射组件，光源传感端筒体2的另一侧设置有光源发射端盖201，光源传感端筒体2的顶端和底端均设置有两个光源发射端固定支座202；
35.光源发射组件包括光源固定座17，光源固定座17的顶端固定连接有光发射器18；
36.光发射器18发出的光为可见光和不可见光，包括红外线和紫外线x射线等光电子射线，且光源的发射按照编码的特征进行前光源向后发射数据验证通道方向发射，其中编码特征包括：光源的特定发射波长，特定发射时间间隔，及其延续时间，以及不同位置不同波长等光源编码规律发射，光源的光学信号发射指向光学信号传感器8，光源向后发射数据验证通道方向发射指向光源发射端的光源向后发射数据验证通道方向传感器13；
37.光的发射可以为同一位置的单一光源，或者是同一位置的多个集合发光体，也可以为不同位置的多个单一光源和不同位置的多个发光集合体，具体根据测量需要而定，若该光源使用穿透性射线源，就能够实现穿透发射，从而进行穿透式检查；
38.根据检测所需进行光源的按需设置，可以实现光源与传感器之间的一对一，多对多，一对多，多对一等各种模式组合，从而对需要从多个角度进行检查和测量的对象进行检测，同时避免光的直线传播带来的检查盲区，能够达到良好的检测效果。
39.光源向后发射数据验证通道方向传感组件包括光源向后发射数据验证通道方向传感器板，光源向后发射数据验证通道方向传感器板的板面设置有光源向后发射数据验证通道方向传感器13；
40.光学信号传感器8和光源向后发射数据验证通道方向传感器13的组成均为光敏传感器，包括光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电倍增管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器等，且两个传感器按照其设置的滤光和光通透特性，接受特定光谱光线，并输出电信号，光信号等不同信号，之后传感器所产生的数字信号通过光纤、电线或者无线通讯的方式向外传递；
41.传感器通过滤通膜或者涂层的方式，实现传感器接收单一或者多个光源信息的特点，当传感器能够实现接收多个信号并产生不同波形的情况下，能够容易的通过波形过滤的方式分析出多个光源到接收点的特征，包括线速度、角速度以及多个坐标系下的偏移量等。
42.光源向后发射数据验证通道方向传感器板包括光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12，光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12通过光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆14和光通道5转动连接，且光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆14的顶部贯穿光源传感端筒体2的顶端，并固定连接有光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节手柄15；
43.光学信号靶盘调节手柄10通过控制光学信号靶盘调节连杆9来对光学信号传感器8在光学信号传感器靶盘7板面的位置和方向进行调整，光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节手柄15通过控制光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆14来对光源向后发射数据验证通道方向传感器13在光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12板面的位置和方向进行调整。
44.光学信号传感器靶盘7和光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12均可设置为圆形或者扇形，且能够是金属或者非金属板，同时在两个靶盘上可以根据检测需要固定单个或者多个传感器。
45.光通道5，光通道5穿插连接在传感端筒体1和光源传感端筒体2中部之间，光通道5设置为三段，三段光通道5通过两个光通道转接头6固定连接，且其中两段分别穿插连接在传感端筒体1和光源传感端筒体2中部之间；
46.光通道5按照需要沿筒体壁或者中心位置单侧或者多侧均匀或者非均匀布置单个或者多个，光通道5采用钢材等金属材料或者硬塑料材料pe或者pvc等非塑性不可变形伸缩曲挠材料内衬镜面反光材料，或者采用光纤管固定在位置固定的光通道5内部；
47.光通道5并非在本传感器前段或者光源发射端通长连续设置，主要用于保障光源和光学信号及光源向后发射数据验证通道方向传感器13的方向上的一致性，可以按照现场震动位移情况，选择光源端和接收端的单独分别设置或者连通光源或者接收端的连通设置；
48.光发射端光通道支座19，光源传感端筒体2和光通道5通过光发射端光通道支座19进行卡接，光发射端光通道支座19的顶部设置有光发射端光通道支座校准螺丝22；
49.光接收端光通道支座20，传感端筒体1和光通道5通过光接收端光通道支座20进行卡接，光接收端光通道支座20的顶部设置有光接收端光通道支座校准螺丝21；
50.光发射端光通道支座19和光接收端光通道支座20按照实际需要可以使用单个或者多个，可以使用隔振支架弹性或者弹塑性材料做为支架。
51.光发射端光通道支座校准螺丝22和光接收端光通道支座校准螺丝21可以分别对
光发射端光通道支座19和光接收端光通道支座20的方向和位置进行调整，以此达到校准光通道5的目的。
52.弹性软连接头3，两个弹性软连接头3分别设置在传感端筒体1和光源传感端筒体2的顶端和底端之间；
53.弹性软连接头3和两个筒体之间的连接为可拆卸组合弹性软连接，能够方便传感端和光源发射端的自由拆解组合，丰富了整个装置的使用手段。
54.传感端筒体1的底端设置有光学信号采集盒11和光学信号电源，光源传感端筒体2的底端设置有光源向后发射数据验证通道方向采集盒16和光源向后发射数据验证通道方向电源；
55.光学信号电源和光源向后发射数据验证通道方向电源能够分别对两个部分进行自供电，使整个装置无需再外接电源，且光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16分别接收和收集由光学信号传感器8和光源向后发射数据验证通道方向传感器13所发出的光学信号，并可以通过无线传输等方式使这些信号在接收设备上进行数字化显示，对于数据的收集和整理更加的直白和方便。
56.可伸缩曲挠包括软连接固定支座4，四个软连接固定支座4分别设置在传感端筒体1和光源传感端筒体2的顶端和底端，且四个软连接固定支座4之间固定连接有弹性软连接头3；可伸缩曲挠内部设有软连接光通道5；
57.弹性软连接头3可以有效的规避运动以及静止等状态下的震动影响，且弹性软连接头3能够使传感端和光源发射端实现组合和完全分离。
58.一种光学变形和运动特征探测传感器，传感器的使用方式包括：
59.第一种，在测量对象相对较近的情况下，此时能够通过弹性软连接头3将光源发射端和传感端连接在一起，然后在分别固定连接在固定物和测量对象上，通过从光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16所得到的两项特征的数据，利用算法计算出测量对象的相对运动参数；
60.由于弹性软连接头3具有一定的可拉伸性，在测量相对移动距离较近的对象的运动特征时，可以采用第一种测量方式。
61.第二种，在测量对象相对较远的情况下，此时打开弹性软连接头3和软连接固定支座4之间的连接，将光源发射端和传感端分开，然后在分别固定连接在固定物和测量对象上，通过从光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16所得到的两项特征的数据，利用算法计算出测量对象的相对运动参数。
62.第三种，在测量对象完全不接触的情况下，此时打开弹性软连接头3和软连接固定支座4之间的连接，将光源发射端和传感端分开，然后在分别固定连接在固定物上，被测量物体位于发射端和传感端中间，由于被测物运动特征产生光发射遮挡信号，通过从光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16所得到的两项特征的数据，利用算法计算出测量对象的相对运动参数。
63.本实用新型在使用时，根据现场的检测条件，首先确定测量对象，测量对象的位置需要满足在本装置单体设计的可达长度范围内，在进行相对运动测量时，可以将传感端和光源发射端分别固定在待检测的运动物体相对的两端，分别启动光学信号电源和光源向后发射数据验证通道方向电源，利用光学信号电源和光源向后发射数据验证通道方向电源对
光学信号传感组件、光源向后发射数据验证通道方向传感组件和光源发射组件进行供电，同时启动接收无线信号的数据手机，数据手机接收来自光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16所收集发送出来的信号特征，然后可以根据收集来的两组特征数据，按照特定的运动特征算法，准确确定其相对运动的各个参数，包括：位置，位移，速度，震动，震频和振幅等等特征量。
64.本装置在测量范围内分为两种测定方式：
65.第一种，所需测量对象为相对较接近的固定物与测量对象测量，可以将光源发射端和传感端通过光学信号固定支座102和光源发射端固定支座202分别与固定端和测量对象进行固定连接，在测量后会得到两组特征的数据，通过该两组特征的数据，按照特定的运动特征算法，算出来的数据为相对运动的各个参数，包括：位置，位移，速度，震动，震频和振幅等特征量；
66.第二种，所需测量对象为相对较接远，则将弹性软连接头3拆开后，将光源发射端和传感端进行分开固定，这时其中的任意一端固定在测量端，另一端固定于被测量对象上，然后根据两个采集盒收集的两项特征的数据，按照特定的运动特征算法，能够准确确定其相对运动的各个参数，包括：位置，位移，速度，震动，震频和振幅等等特征量。
67.第三种，在测量对象完全不接触的情况下，此时打开弹性软连接头3和软连接固定支座4之间的连接，将光源发射端和传感端分开，然后在分别固定连接在固定物上，被测量物体位于发射端和传感端中间，由于被测物运动特征产生光发射遮挡信号，通过从光学信号采集盒11和光源向后发射数据验证通道方向采集盒16所得到的两项特征的数据，利用算法计算出测量对象的相对运动参数。
68.本装置在使用时，能够通过转动光学信号靶盘调节手柄10和光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节手柄15来分别带动光学信号靶盘调节连杆9和光源向后发射数据验证通道方向靶盘调节连杆14进行转动，以此能够分别对光学信号传感器靶盘7和光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12的位置和方向进行调整，通过调整光学信号传感器靶盘7和光源向后发射数据验证通道方向传感器靶盘12的位置和方向来对两者所连接的光学信号传感器8和光源向后发射数据验证通道方向传感器13的位置和角度进行调节；
69.本装置先设定好光发射器18的光源发射波长、特定发射时间间隔，以及延续时间，通过光学信号传感器8和光源向后发射数据验证通道方向传感器13所收集的数据，对比设定的参数进行运动特征数据的计算。
70.说明：
71.光学信号为指向探测目的传感器方向，向后发射是指指向光源发射端的后向，即与探测目的反向的方向。
72.数据验证通道是指光源发射端的后向传感器，用于验证光源发射端的特征值的数据采集通道。
73.测量特征值的方法为：通过采集光源发射特征值，和目标特征值得光学和时间特征，采集对象的相对运动和绝对运动特征的一种方法。
74.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。