Световодный датчик температуры

 

Изобретение касается измерения температур и может быть использовано в различных приборах для измерения температуры. Цель изобретения - повышение точности измерения. В световодном датчике температуры в качестве источника 1 света используется активное излучающее волокно 2, обладающее температурной стабильностью. Световоды сигнального и опорного плеч датчика заключены в защитный кожух, что позволяет избежать погрешности измерения, вызываемой механическими воздействиями. Применение интерференционных фильтров 6 исключает появление помех на входах фотоприемников 7. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 G 01 К 11/12

6 ;.Е8Ю 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4358621/31-10 (22) 04. 01. 88 (46) 23.09.89. Бюл.. N- 35 (7l ) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.М.А.БончБруевича (72) С.Л. Галкин, В.П. Махнюк и В.E. Стригалев (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 800704, кл. G 01 К 11/12, 1981.

Патент США 4302970, кл. G 01 Кl/00,,1981.

„„SU„„1509633 А 1

2 (54) СВЕТОВОДНЫИ ДАТЧИК ТЕ1"1ПЕРАТУРЫ (57) Изобретение касается измерения температур и может быть использовано в различных приборах для измерения температуры. Цель изобретения — повышение точности измерения. В световодном датчике температуры в качестве источника l света используется активное излучающее волокно 2, обладающее температурной стабильно-. стью. Световоды сигнального и опорного плеч датчика заключены в защитный кожух, что позволяет избежать погрешности измерения, вызываемой механическими воздействиями.Применение интерференционных фильтров 6 исключает появление помех на входах фотоприемников 7. 2 э.п. ф-лы, 2 ил.

3 1509633

Изобретение относится к измерению температур и может быть использовано в различных приборах для измерения температуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры.

На фиг. 1 представлена структурная схема датчика; на фиг. 2 — блоксхема блока обработки. !0

Источник света оптически свяэан с активным излучающим волокном

2, первый выход которого связан через первый объектовый световод 3 с термочувствительным световодом 4, !5 связанным через второй объектовый световод 5, первый интерференционный фильтр 6 с первым фотоприемником 7, который подключен через первый синхронный детектор 8 к первому 20 входу I блока 9 обработки. Второй выход волокна 2 связан с дополнительным световодом 10, который через интерференциальный фильтр б, фотоприемник 7, синхронный детектор 8 соединен со вторым II входом блока

9 обработки. Синхронизирующие выходы I, II блока 9 обработки подключены к синхровходам синхронных детекторов и входу источника 1 света 30 соответственно. Причем первый 3 и второй 5 объектовые светоды объединены с соответствующими участками дополнительного световода 1 0 в единую защитную оболочку, выполненную, например, в виде двухжильного оптического кабеля 11, Блок обработки (фиг.2) содержит первый 12 и второй 13 логарифмические усилители, схему 14 вычитания, 40 экспоненциальный генератор 15, пиковыйй де тек тор 1 б, генератор 1 7, усилитель 18, дифференциальную схему 19, ждущий мультивибратор 20, причем первый и второй входы блока 45 обработки, обозначенные II u I свя" заны с входом первого 12 и второго

13 логарифмических усилителей,, Выходы усилителей 12 и 13 связаны с соответствующими входами схемы 14 вычитания, выход которой связан с входом экспоненциального генерато" ра 15, выход которого связан со входом пикового детектора 16, выход которого является выходом блока обработки, выход генератора 17 связан с входами усилителя 18 и дифференцирующей схемы 19, выход усилителя 18 является вторым синхровходом блока обработки и обозначен II>, выход ТТ схемы !9 связан с .входом ждущего мультивибратора 20, выход которого является первым синхровыходом блока обработки и обозначен I

Датчик работает следуюшим образом.

Генератор 17 формирует на выходе последовательность положительных импульсов длительностью С и периодом

Т, эти импульсы поступают на схему

19 и усилитель 18, с выхода которого усиленный импульс поступает на синхровыход II и на запуск впомога5 тельного источника l света (фиг. l ) .

За время о ц источника 1 испускает свет с длиной волны h которая совпадает с одной из полос поглощения активного волокна 2. Волокно 2 за время (Ф„ + ) испускает свет на другой длине волны А, причем на

2 излучение эа время после окончания импульса накачки не влияют нестабильности- излучения исI точника 1. Излучение на h поступает в световод 3, а затем в термочувствительный световод 4, где частично поглощается, причем интенсивность поглощения зависит от температуры.

Материал световада 4 подобран таким образом, чтобы на длине волны Я у него была полоса поглощения, интенсивность которого максимально зависит от температуры. Поглощенное излучение спектрально фильтруется в фильтре.б (пропускается только 3 ) и поступает через фотоприемник 7 на детектор 8. Излучение, которое из волокна 2 поступает в световод 10, также очищается в фильтре 6 и через при1 емник 7 поступает на детектор 8.

Электрический импульс, поступивший на вход схемы !9, задним фронтом запускает ждуший мультивибратор, который на выходе Формирует импульс длительностью „ <, сдвинутый е относительно переднего фронта импульса с генератора 17 на „ .Этот импульс с синхровыхода I5 поступает на синхровходы детекторов 8 и 8 и л открывает их на время „. Т.е. на входы блока обработки поступают сигналы, свободные от шумов, вызванных нестабильностью вспомогательного источника l (фиг.l).Выход I uc5 пользуется также для синхронизации микроЭВМ.

В блоке обработки с помощью элементов 12-15 определяется отношение

Составитель В. Ярыч

Техред А.Кравчук Корректор М. Васильева

Редактор I . Волкова

Заказ 5793/33 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 10

15 сигналов на I u II входах блока 9 обработки, такая операция позволяет избавиться от паразитных шумов волокна 2, Далее сигнал поступает на пиковый детектор 16, где происходит запоминание максимального его значения на входе на время, необходимое для считывания на ЭВМ. После

/с окончания импульса ь„через синхроисходит C6poc схемы

19 в исходное состояние. формула изобретения

1. Световодный датчик температуры, содержащий источник света, пер вый объектовый, световод, оптически сопряженный через термочувствительный световод и второй объектовый световод с первым фотоприемником, вход которого через первый синхронный детектор соединен с первым входом блока обработки, со вторым входом которого через второй синхронный детектор соединен выход второго фотоприемника, о т л и ч а ю щ и йе я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены активное излучающее волокно, соединен09633 ное со входами дополнительного световода и первого объектового световода и два интерференционных фильтра, размещенных между выходами вто5 рого объектового световода и дополни. тельного световода и входами первого и второго фотоприемников соответственно, первый выход блока обработки соединен с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов, вто рой выход блока обработки соединен с входом источника света, который оптически сопряжен с активным излу15 чающдм Волокноме

2. Датчик по и. l, о т л и ч а- ю m и и с я тем, что первый и второй объектовые световоды объединены с соответствующими участками. допол.—

20 нительного световода в единую защитную оболочку, а один из участков дополнительного световода объединен с термочувствителъным световодом.

3. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что активное излучающее волокно и термочувствительный световод изготовлены из материала, имеющего перекрывающиеся спектры излучения и поглощения °

qrl