Волоконно-оптический датчик скорости

 

Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано для определения одной компоненты вектора скорости в ламинарных и тур булентных потоках сплошных сред вне зависимости от их прозрачности и электропроводности. Цель изобретения - повышение чувствительности, помехоустойчивости устр-ва и определение направления скорости. В датчике световод 1 выполнен в форме Л-образной петли, закрепленной на торце ножки зонда 2. По крайней мере на одной ветви петли в месте макс, радиуса кривизны при деформации изгиба удалена часть оболочки и нанесен слой светопоглощающего материала 3, Изменение степени поглощения слоя .материала 3 при изгибе световода обусловлено изменением геометрической апертуры светового канала на обработанных участках. Фиксируемое фотоприемником 5 количество света характеризует скорсоть потока. Протяженность удаленной части оболочки и нанесенного слоя составляет 10-50 диаметров световода, ее площадь ограничена периметром, равным 0,5-1,5 диаметра световода. 1 ил. Ф СО со ю . 01

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО! !ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 G 01 Р 5/02, !3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;3, Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ % - ., (21) 4011690/24-10 (22) 21.01.86 (46) 23.09.87. Вюл. № 35 (» ) Ярославский государственный педагогический институт и Институт физики АН ЛатвССР (72) В.М.Виноградов, К1.!!.Гельфгат, Л.А.Горбунов, С.В.Турунтаев и П.Г.Штерн (53) 532,57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 463908, кл.G 01 P 5/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 781698, кп.G 01 P 3/36, G 01 Р 13/00, 1978, (54) ВОЛОКОННΠ†ОПТИЧЕСК ДАТЧИК

СКОРОСТИ (57)Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано для определения одной компоненты вектора скорости в ламинарных и тур булентных потоках сплошных сред вне зависимости от их прозрачности и злектропроводности. Цель изобретения — повышение чувствительности, помехоустойчивости устр-ва и определение направления скорости. В датчике световод 1 выполнен в форме Л-образной петли, закрепленной на торце ножки зонда 2. По крайней мере на одной ветви петли в месте макс. радиуса кривизны при деформации изгиба удалена часть оболочки и нанесен слой светопоглощающего материала 3, Изменение степени поглощения слоя, материала 3 при изгибе световода обусловлено изменением геометрической апертуры светового канала на обработанп ных участках. Фиксируемое фотоприемником 5 количество света характери— зует скорсоть потока. Протяженность удаленной части оболочки и нанесенного слоя составляет 10-50 диаметров световода, ее площадь ограничена периметром, равным 0,5 — 1,5 диаметра световода. 1 ил.

133о45) Тираж 77б Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

))-!Обгоетение ОтпОси гс;1 измерив

ТЕЛ)-На!" ТЕХ. г!КЕ И МожЕТ >f>) lib ИСГ(О.IЬ-.

ЗО))ЯНО ЦflH ИЗЬ Едят:ИЯ О;т))Ой КОМПОНЕНTbl ВE. !<ТОРЯ СКОРОСТИ )! Лс".)ИНBPEIb)X И турбу..)сп и!)х потоках сплошных сред вне .)янисимости от . таких свойств средь)> «як прозрачность "l электроIlPO В(1ДПО СТЬ .

Цель изобретения — IIO >bi!!Ie)IEIe чувствительностн, помехоустойчивости и определение направления скорости.

Ця чертеже показан предлагаемый датчик скорости.

Б <ячестзе -)увствительного элемента датчика используют мно.-омодовый

В Ол О; О! Ii lb т".- С В Е Т 0 В 0 Гт 1, 11 Ы П О Ли Е Н НЫЙ

1> формс Л-обр=- зной Iå;ли, консоль))о и жестl<0 закрепленнь)Й ня торце ножки зонда 2.

Быступающая консольная часть петли

cF1eò<1i)oöà l!одвергнута специальной обработке, закспочя)ощейся B удалении

Час 1 И С ГЕКЛНННОЙ ОбОЛОт)к И СIIp I С>Водя на )0-50 диаметров по длине и 0,5-!,5 диаметра по периметру вопокня и нанесении я обнаженное светопровоДЯЩЕЕ ЛЦРО ТОНКОГО ПРОс)1 ОГO СЛОЯ С.ВЕтопоглощающего материала 3.

:-Оны обрабо гки рясполс.жены пя o;),Ной т.)лт.-; цВ>ГХ т»г» ГГГс)1< у ОС) ОВаНИ?Ч,"— Об—

pc 0 ок петли, т. е. 3 месте мяксимяль— ногс> радиуса .сривизпы прк де )op!);Iции изгиба и сориен гировяны в одну староFI >> ) > П !1 О С К О С Ти П ар с1ЛЛ Е- I ) > 1» Ой Птl О С 1< 0 С тн 1)Я>.СПОЛОжЕНЬ)Я ПЕТ1П:.т (ЧС Ртаж, Снпат вя )

Треугольная форма пе г 1И обеспечивае Bbicoi<5>)0 жесткость lc силовым тЗОЗДЕЙСТВИЯМ ПОТ> Кя В ПЛОСКОСТИ Пт= Т ли II малу!о;«pcò:.ñoo>!» (Упругу)о десоорМ)?РонсЯННОС-Г1?) -s НаПОЯВЛЕП).,)И с>ЕО тOIIдикул "Ir>)10 I плоскости петли, Сне топо глоп)а)оптий слой в ме с тс кон— так я со светопротзоцящим ядром обра-зуl 1 оглощяю «уго с груктуру . Степсян) поглощения светя н!. зтои структуре зависит От величины дефсзрмации йзг:I бя световодя в няпрявлен(п Мт перПЕ)l)> )КУЛЯ)ОНО I ПЛОСКОСТ)т г!ЕТ))И 1)P d стк я»,>i!òòÎé ОpHен > Pr)1ии oбp>iбОтя))нь)х поверхностей.

При изгибе петли в сторону обработанных участков светог)ропускание возряс т".åò, при )згибе в противопоВг>1 т-ИЛ> 1 Бяка -) 4 ° ) 3/33

Г)РОИЗГ) . - -,I"OEEFII"r;, НР--ГИЕ с Г.

1Б

2Б

ЗБ

40 с) Б

55 ложную сторону уменьшается по сравнению с нецеформированным состоянием.

Эффект объясняется изменением геометрической апертуры светового канала (ядро световода) на обработанных участках.

Светоподводящие и светоотводящие волокна проходят через трубчатую стальную ножку зонда и вводятся в корпус прибора, в котором соединены с источником 4 света и фотоприемником 5. Б том же корпусе расположен усилитель и блок питания (не показаны), Усилитель производит электрическую компенсацию фототока, когда волокно находится в недеформированном состоянии и выводит стандартный сигнал в виде постоянного напряжения, соответствующего выбранному диапазону измерений скорости.

Барьируя длину выступающей консоли петли, а также диаметр исходного волокна, можно в широких пределах менять жесткость консоли и приспосабливать чувствительный элемент к заданному циапазону измерения скорости.

Устройство работает следующим образом.

Поток воздействует на световод ортогонально плоскости петли, Количество света, попадаемого на фотоприемник 5, в зависимости от скорости потока изменяется.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Болоконно-оптический датчик скорости, содержаший источник света и фотоприемник, оптически согласованные. через изогнутый в виде петли световод, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, помехоустойчивости и определе— ния направления скорости, световод изогнут в виде консольно закрепленной концами Л-образной петли, по крайней мере на одной из ветвей которой удалена часть оболочки и нанесен поглощающий слой, при этом протяженность удаленной части оболочки и нанесенного поглощающего слоя равна

)0-50 диаметрам световода, а ее площадь ограничена периметром, равным

0,5-),5 диаметрам световода.