Волоконно-оптический сигнализатор уровня жидкости

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Для снижения погрешности устройства оправа 8, в которой размещены волоконные световоды 2 и 3, выполнена с коническими поверхностями, что приводит к стягиванию поверхностным натяжением капель жидкости от зазора при изменении ее уровня. Поток излучения светодиода 1, проходящий по световодам 2и 3, попадает на чувствительную площадку 5 фотоприемника 4, а прошед:ший через световод 7, засвечивает площадку 6. Изменение фазы среды в зазоре между световодами 2 и 3 вызывает на входах схемы срав , нения электронного блока изменение знака электрических сигналов с площадок 5 и 6. Расстояние от торцов волоконньк световодов 2 и 3до оправы 8 выбрано равным не менее двум диаметрам световодов, а ширина зазора - больше двух их диа (/) метров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (S1) 4 С 0 1 F 2 3 / 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:-С - :, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (°

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь

k (21) 3847496/24-10 (22) 29.11.84 (46) 07.12.86. Бюл. И 45 ,(72) К.И.Куштанин и А.В.Леонова (53) 681.128.65 (088.8) (56) Optics Letters, 1980, 4, и 12, р.318;

Патент Швейцарии 11 559898, кл. G 01 F 23/28, 1975. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЭА ТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Для снижения погрешности устройства оправа 8, в которой размещены волоконные световоды 2 и 3, выполнена с коническими поверхностями, что приводит к стягиванию поверхностным натяжением капель жидкости от зазора при изменении ее уровня. Поток излучения светодиода 1, проходящий по световодам

2 и 3, попадает на чувствительную .площадку 5 фотоприемника 4, а прошед:ший через световод 7, засвечивает площадку 6. Изменение фазы среды в зазоре между световодами 2 и 3 вызывает на входах схемы сравнения электронного блока изменение знака электрических сигналов с площадок 5 и 6. Расстояние от торцов волоконных световодов 2 и

3 до оправы 8 выбрано равным не менее двум диаметрам световодов, а ширина зазора — больше двух их диаметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1275220

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля уровня жидкости.

Целью изобретения является сниже.ние погрешностей.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство состоит из светодиода

1, первого волоконного световада (ВС) 2, один конец которого расположен возле светодиода 1, а второй расположен соосно с торцом второго ВС 3, причем зазор между торцами должен быть больше 2 диаметров ВС. Второй

ВС 3 другим своим торцом подходит к фотоприемнику 4, имеющему две чувствительные площадки 5 и б и зас.вечивает только площадку 5. Между светодиодом 1 и чувствительной площадкой

6 расположен третий ВС 7. При этом расстояние между светодиодам 1 и

ВС 7 подбирается,таким, чта сигнал на чувствительной площадке 6 средний между сигналами, получаемыми на площадке 5 в двух рабочих режимах устройства. ВС 2 и 3 образуют измерительный тракт передачи света. ВС 7 образует опорный тракт передачи света.

Концы ВС крепятся и центруются в оправе 8. Последняя имеет конусные поверхности с углами не более

60, обращенные вершинами друг к другу. В конусах просверлены отверстия, в которьгх крепятся ВС 2 и 3.

Концы ВС 2 и 3 выступают из конусов не менее, чем на два своих диаметра.

Указанная форма конструкции устраняет образование капель в зазоре между ВС и обеспечивает быструю ликвидацию мениска.

Электронный блок устройства (не показан) содержит блок сравнения и электронный переключатель, на входы которого поступают сигналы с фотоприемника 4.

УстрайсTBo работает следующим образом.

Излучение светодиода 1 засвечивает торць1 ВС 2 и 7. Поток излучений идет по ВС 2, доходит до выходного торца и выходит из ВС 2 расходящимся конусом. Часть этого патах» излучения попадает в ВС 3. Относительная 55 величина попавшего в ВС 3 патака за.висит ат квадратов величивы зазора, показателя преломления среды, диаметра и апертурного угла BC. Переменной величиной является показатель преломления среды и в измерительном зазоре. У воздуха tt. = 1,0000029; у жидкости и = 1 33-1,7. Излучение от

ВС 2, попавшее в ВС 3, проходит по нему и попадает на чувствительную площадку 5 фотоприемника 4, Возникающий при этом электрический сигнал поступает на один вход схемы сравнения электронного блока. Поток излучения, вышедший из ВС 7, засвечивает чувствительную площадку 6 фотоприемника 4. Электрический сигнал с этой площадки поступает на второй вход схемы сравнения. При изменении фазы среды, находящейся в зазоре между ВС

2 и 3, величина электрического сигнала на чувствительной площадке 5 фотоприемника 4 меняется в 1,75

2,89 раз. При этом меняется знак разности электрических сигналов на входах схемы сравнения электрического блока и она выдает команду переключателю.

При изменении уровня жидкости на высоте конусов оправы 8 поверхностное натяжение стягивает капли жидкости от зазора. Малый диаметр ВС

/0,1-0,6 мм/ и большая длина конца

ЯС, кансольна выступающего из конуса, препятствуют образованию капель на торцах ВС, а мениск жидкости в зазоре имеет величину меньшую диаметра ВС.

Формул а и з а б р е т е н и я

1.Волоконно-оптический сигнализатор уровня жидкости, содержащий последовательна установленные и оптически сагпасаванные источник света, передающий волоконный светавод, чувствительный элемент, приемный волоконный светавад и фатаприемник, подключенный к электронному блоку, при этом чувствительный элемент выполнен в виде установленных в оправе с зазором двух отрезков волоконных световодов, одни торцы которых в зазоре перпендикулярны их оптическим осям, а другие — оптически согласованы соответственно с передающим и приемным волоконными светавадами, а т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью снижения погрешности, оправа в чувствительном элементе выполнена с коническими поверхностями, обращенными вершинами к зазору между от1275220

Составитель Ю.Власов

Техред Л.Олейник

Корректор E.Ñèðoõìàé

Редактор Н.Марголина

Заказ 6550/30 Тираж 705 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 резками волоконных световодов, при этом расстояние от торцов отрезков волоконных световодов до оправы — не менее двух диаметров волоконных световодов, а ширина зазора — больше двух их диаметров.

2. Сигнализатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что введен второй передающий волоконный световод и второйфотоприемник, оптически согласованныйчерез второй передающий волоконный световод с источником света