[发明专利]接近传感器

说明书

公开了一种用于利用光纤应力传感器非接触地检测目标的接近传感器和一种用于操作多个这样的接近传感器的系统。接近传感器包括光纤，具有联接到主要部分的光纤应力传感器，响应于目标而移动。主要部分可以是磁体，在含铁的目标在磁体的磁场内时移动使得磁体移动并对光纤应力传感器施加应力。光纤应力传感器可包含光纤的折射率中周期性变化，例如光纤布拉格光栅。接近传感器可包括感测温度的第二光纤传感器或联接到第二磁体的第二光纤传感器，第二磁体与第一磁体对立地操作。联接多个接近传感器的系统可包括访问装置，具有光源和检测器，每个连接到处理器。处理器比较阈值和来自接近传感器的频率信息，以确定目标是否在其对应的接近传感器的附近。

技术领域

本发明涉及一种用于目标的非接触检测的接近传感器。更具体地，本发明涉及一种用在飞机上的接近传感器系统。

背景技术

目前存在多样的非接触式接近检测器。这些的绝大多数是电性质的，使用通过合适目标的存在引起的电感应或电容的变化以允许目标的检测。其他的传感器采用光学方法，其使用来自目标的光反射，或采用类似方法，其使用超出传感器的光束的传递及随后的变化光束的检测。

大部分现存的光纤接近检测器采用传送及检测光纤，并依靠外部的光反射到传感器，以提供目标存在的指示。虽然适用于多样的任务，但这些传感器不适合于传感器的发射或传感部分因灰尘、泥土或其他的污染物而变模糊的肮脏环境。

在飞机应用中，通常使用诱导型的接近传感器。传感器典型地采用两根或三根线电连接到访问系统，该访问系统用于访问传感器和确定其电感应，并据此推断目标是“近”或“远”。虽然系统实际中是被证明可靠的，但当期望包含大量的传感器的系统时，所需的电连接的绝对数量会变大。另外，需要花费巨大的努力以确保对高强度辐射场、雷击和线长度限制进行适当保护。

由于飞机结构从以金属建造材料(如铝)为主向更多有机复合材料建造改变，需要重视低电阻、包围所有电气元件的导电飞机所赋予的遮蔽和雷击保护的整体缺乏。

光纤接近传感器的现有技术包括两个主要类型的传感器——外部反射式传感器，其中光从一个光纤传播并且在“近的”情况下目标镜将该光反射至邻近的检测光纤；和采用法拉第效应的磁性传感器。磁性传感器采用两个光纤，并利用磁体充当目标，以改变从一根光纤穿过传感器到另一光纤的光的偏振。由于没有外部光发射组件，这种传感器在飞机应用中是可行的。但是，每个传感器具有两个光纤的需求在大型系统中是麻烦的，并且为了访问每个传感器可能需要大量的光纤和电子器件。

发明内容

因此，提供了一种用于目标在传感器的附近位置的检测的接近传感器，该传感器包含具有光纤应力传感器的光纤和柔性地联接到光纤的主要部分，主要部分构造成响应于目标的附近位置而移动，其中主要部分的移动改变施加到光纤应力传感器的应力。在一些方面，光纤应力传感器具有响应于施加的应力而改变的特征频率响应。光纤应力传感器可以包含光纤的折射率中周期性变化，例如布拉格光栅、长周期光纤光栅和手性光栅中的任意一种。在一些方面，光纤还可以包括光纤温度传感器，其与主要部分的移动隔离，光纤温度传感器具有响应于温度而变化的特征频率响应。温度传感器可以邻近应力传感器。在一些方面，光纤可以包括光学延迟元件，诸如一段光纤，以区分温度传感器和应力传感器之间的的特征频率响应。

在一些方面，主要部分是磁体并且响应于目标而移动。在一些方面，接近传感器可以进一步包含联接到主要部分的阻尼器。在另外的方面，接近传感器可以包括将主要部分联接到光纤的弹性连接器。在另一方面，接近传感器可以进一步包括第二光纤应力传感器，其柔性地联接到第二主要部分，第二主要部分被构造成响应于目标的附近位置而在与主要部分相反的方向上移动。

根据第二方面，提供一种用于非接触地检测目标的接近传感器，包含容纳具有光纤布拉格光栅的光纤的壳体和由磁性材料形成的主要部分，其在邻近光纤布拉格光栅的部分联接到光纤，主要部分被构造成响应于目标而相对于光纤移动。主要部分可操作以在活动位置和非活动位置之间移动，其中，活动位置位于光纤的远端，并且非活动位置位于光纤的近端。