动态调节光纤传感器阈值的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及传感领域，尤其是关于动态调节光纤传感器阔值的方法。
【背景技术】
[0002] 传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在该一过程中， 光纤传感器该个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如；具有抗 电磁和原子福射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐 水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的 地区（如核福射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所 感受不到的外界信息。
[0003] 如图1所示，光纤传感器包括发射端10和接收端20,其中发射端10和接收端20 通过禪合传输系统30进行光学连结。其中，当禪合传输系统30中的镜头受到污染或偏离对 准、光纤传感器的发射端10的光源发光效率下降、或者接收端响应度降低等因素发生时， 均会造成光纤传感器接收端输出电流的下降，如果此时仍采用初始状态时设置的阔值作为 判断标准，光纤传感器容易误判而造成经济损失或安全事故。
【发明内容】
[0004] 本发明提供动态调节光纤传感器阔值的方法，在禪合传输系统由于上述原因阔值 发生变化时，控制程序电路自动调节判断阔值，从而达到准确检测的目的。
[0005] 为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下；动态调节光纤传感器阔值 的方法，其光纤传感器包括发射端和接收端，其中发射端和接收端通过禪合传输系统进行 光学连结；其步骤包括；首先，根据初始状态下有无被测物体时接收端的光电流值，设置初 始阔值；其次，当光纤传感器运行到某一状态时，采样接收端的光电流，并将采样到的光电 流与初始状态无被测物时接收端的光电流做比较；最后，根据上一步骤的比较结果，判断执 行阔值的动态调节。
[0006] 其中，优选实施方式为；当光纤传感器运行到某一状态时，采样接收端的光电流超 过预设范围时，将上一次的预制更新为当前阔值；再返回上一步判断下一采样节点的接收 端光电流。
[0007] 其中，优选实施方式为；当光纤传感器运行到某一状态时，采样接收端的光电流未 超过预设范围时，阔值不变；再返回上一步判断下一采样节点的接收端光电流。
[000引其中，优选实施方式为；上述方法可应用于透射型或反射型的光纤传感器中。
[0009] 本发明的动态调节光纤传感器阔值的方法相比于现有技术来说具有W下优点和 积极效果；当禪合传输系统中的镜头受到污染或偏离对准、光纤传感器的发射端的光源发 光效率下降、或者接收端响应度降低等因素发生时，造成光纤传感器接收端输出电流的下 降时，采用本发明的阔值动态调节方法，控制程序自动判断调节阔值，从而达到准确检测的 目的。
【附图说明】
[0010] 图1为光纤传感器的光路结构示意图。
[0011] 图2为本发明的光纤传感器阔值动态调节的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合附图详细说明如 下。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0013] 请参考图1，图1为光纤传感器的光路结构示意图。光纤传感器包括发射端10和 接收端20,其中发射端10和接收端20通过禪合传输系统30进行光学连结。
[0014] 当光纤传感器应用在透射型场合时，该里的透射型场合指光纤传感器的发射端10 发出的光透射过被测物体到达接收端20,其初始状态设置如下：
[0015] 初始状态无被测物体时，发射端10的光功率为？。1，禪合传输系统30的禪合传输 效率为n1，此时接收端20的光电流ifi为；
[0016] Irl=n1?Pel(公式la)
[0017]初始状态有被测物体时，发射端10的光功率为Pel,禪合传输系统30的禪合传输 效率为112,此时接收端20的光电流1,2为：
[001 引 Id=n2.Pel (公式化）
[0019] 此时，光纤传感器的阔值Ith。为：
[0020]
(公式Ic)
[0021] 当光纤传感器的发射端10的光源发光效率下降或者禪合传输系统30的禪合传输 效率降低时，此时，光纤传感器的某一状态如下；
[0022] 光纤传感器的某一状态无被测物体时，发射端10的光功率为禪合传输系统30 的禪合传输效率为ns，此时接收端20的光电流1,3为：
[002引 1"=n3?Pe2(公式 2a)
[0024] 光纤传感器的某一状态有被测物体时，发射端10的光功率为禪合传输系统30 的禪合传输效率为n4,此时接收端20的光电流1,4为：
[002引 Ir4=n4 ?Pe2 (公式化）
[0026] 光纤传感器发射端10的某一状态的光功率P。,与初始状态的光功率P具有W下 关系：
[0027] Pe2=xPe。其中，0《X《1， （公式 3a)
[002引由于光纤传感器的发射端10的镜头污染或偏离对准等造成的禪合传输系统30的 传输效率降低时，某一状态无被测物体时的禪合传输效率113与初始状态无被测物体时的 禪合效率111具有如下的对应关系：
[0029] ri3=yn。其中，〇《y《1 (公式 3b)
[0030] 同理，某一状态有被测物体时的禪合传输效率n4与初始状态有被测物体时的禪 合传输效率112具有如下的对应关系：
[0031] ri4=yn2,其中，0《y《1 (公式 3c)
[003引因此，当光纤传感器处于某一状态时，阔值Ithi为：
[0033]
(公式 3d)
[0034] 将公式化、公式化、公式3a及公式3c带入公式3d得出：
[003引
其中，0《巧《1 (公式4a)
[0036] 一般的，当光纤传感器应用在透射型场合时，某一状态无被测物体时的接收端20 的电流I,趣远大于初始状态有被测物体时接收端20的电流I。，因此，某一状态时的阔值 1化1近似为：
[0037]
(公式 4b)
[003引由上述公式4b可W得出，某一状态时的阔值Ithi与某一状态无被测物体时的接收 端20的电流和初始状态有被测物体时接收端20的电流I呈线性关系。
[0039] 请再参照图2,图2为动态调节光纤传感器阔值的方法流程图。其步骤如下：
[0040] S10 ;光纤传感器开始工作；
[0041] S20 ;判断初始状态下，是否存在被测物体。其中，无被测物体时，接收端20的光电 流为Ifi;初始状态有被测物体时，接收端20的光电流为1,2。
[0042]S30 ;计算初始阔值Ith。。其中初始阔值Ith。与S20中的光电流Ir及I,2之间的关 系为
[0043]S40;某一状态无被测物体时，光纤传感器在预设的时间间隔内采样到的大电流信 号值为1,3,即此时采样到的接收端20的光电流的数值。
[0044] S50 ;控制程序将I。与I作比较。
[0045] S501;如果1,3超过预设的范围S，该里预设的范围S可用如下表达式表达；S= 其中R为预定义的系数，其范围为0《R《1 ;1,3满足表达式113>R*I时，则将I替换为1,3,并将阔值更新为（Ifi+IJ/2,即返回步骤S30,按照步骤S30、S40、S50依次循环 判断执行，达到自动调节阔值的目的。
[0046] S502 ;如果I。未超过预设的范围，即I,3满足表达式IR*Irl时，阔值不变，进 入下一采样节点，开始重复执行步骤S40、S50,达到动态调节阔值的目的。
[0047] 上述实施例W光纤传感器应用于透射型场合作为代表，其同样也可应用于反射型 场合，其动态调节方法与上类似，再此不再寶述。
[0048] 本发明的动态调节光纤传感器阔值的方法相比于现有技术来说具有W下优点和 积极效果：当禪合传输系统30中的镜头受到污染或偏离对准、光纤传感器的发射端10的光 源发光效率下降、或者接收端响应度降低等因素发生时，造成光纤传感器接收端输出电流 的下降时，采用本发明的阔值动态调节方法，控制电路自动判断调节阔值，从而达到准确检 测的目的。
[0049] W上所述，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发 明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
【主权项】
1. 动态调节光纤传感器阈值的方法，其光纤传感器包括发射端（10)和接收端（20)，其 中发射端（10)和接收端（20)通过耦合传输系统（30)进行光学连结；其步骤包括：首先，根 据初始状态下有无被测物体时接收端（20)的光电流值，设置初始阈值；其次，当光纤传感 器运行到某一状态时，采样接收端（20)的光电流，并将采样到的光电流与初始状态无被测 物时接收端（20)的光电流做比较；最后，根据上一步骤的比较结果，判断执行阈值的动态 调节。2. 如权利要求1所述的动态调节光纤传感器阈值的方法，其特征在于：当光纤传感器 运行到某一状态时，采样接收端（20)的光电流超过预设范围时，将上一次的阈值更新为当 前阈值；再返回上一步判断下一采样节点的接收端（20)光电流。3. 如权利要求1所述的动态调节光纤传感器阈值的方法，其特征在于：当光纤传感器 运行到某一状态时，采样接收端（20)的光电流未超过预设范围时，阈值不变；再返回上一 步判断下一采样节点的接收端（20)光电流。4. 如权利要求1、2或3所述的动态调节光纤传感器阈值的方法，其特征在于：上述方 法可应用于透射型或反射型的光纤传感器中。
【专利摘要】本发明提供动态调节光纤传感器阈值的方法，其光纤传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端通过耦合传输系统进行光学连结；其步骤包括：首先，根据初始状态下有无被测物体时接收端的光电流值，设置初始阈值；其次，当光纤传感器运行到某一状态时，采样接收端的光电流，并将采样到的光电流与初始状态无被测物时接收端的光电流做比较；最后，根据上一步骤的比较结果，判断执行阈值的动态调节；当耦合传输系统中的镜头受到污染或偏离对准、光纤传感器的发射端的光源发光效率下降、或者接收端响应度降低等因素发生时，造成光纤传感器接收端输出电流的下降时，采用本发明的阈值动态调节方法，控制程序自动判断调节阈值，从而达到准确检测的目的。
【IPC分类】G01D18/00
【公开号】CN104949705
【申请号】CN201510340636
【发明人】蒋呈阅
【申请人】昂纳信息技术（深圳）有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月18日