Волоконно-оптический преобразователь усилий и перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокочувствительных системах измерения давления и перемещения. Цель изобретения - повышение чувствительности. Противолежащие профили поверхностей 9 деформеров 1 и 2 выполнены волнистыми. Между деформерами 1 и 2 размещена катушка 3 с волоконным чувствительным элементом 4. Профили поверхностей 7 катушки 3, обращенные к деформерам, выполнены волнистыми. На боковых поверхностях катушки установлены упругие элементы 8. Выступы деформеров 1 и 2 расположены против впадин катушки 3. Под действием нагрузки деформеры 1 и 2 перемещаются и изгибают витки волоконного элемента 4. Часть оптической энергии излучается из его сердцевины в оболочку. Чем сильнее изгиб волоконного элемента 4, тем большая часть световой энергии излучается в оболочку. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3,ЛИ3

Яйлой!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4368245/24=10 (22) 28.01.88 (46) 23.09.89, Бюл, 1! - 35 (71) Институт электроники АН БССР (72) В,M. Лукашев и .И.А. Гончаренко (53) 681.7.068(088,8) (56) Патент СИА И - 4294513, кл. G 02 В 5/172, 1981.

Волоконная оптика и приборостроение./Под ред. М.М, Бутусова, Л.-M., 1987, с. 101, рис, 3,14а, (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокочувствительных системах измерения давления и перемещения ° Цель изобретения — повышение. SU„„1509794 А1 (51)4 G 02 В 6/28 G 01 L 11/00

2 чувствительности. Противолежащие профили поверхностей 9 деформеров 1 и

2 выполнены волнистыми. Между деформерами 1 и 2 размещена катушка 3 с волоконным чувствительным элементом

4, Профили поверхностей 7 катушки 3, обращенные к деформерам, выполнены волнистыми, На боковых поверхностях катушки установлены упругие элементы 8. Выступы деформеров 1 и 2 расположены против впадин катушки 3.

Под действием нагрузки деформеры 1 и

2 перемещаются и изгибавт витки волоконного элемента 4, Часть оптической энергии излучается из его сердцевины в оболочку. Чем сильнее изгиб волоконного элемента 4," тем большая часть световой энергии излучается. в оболочкч. 2 ил.

3 !5097

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокочувствительных системах измерения давления и перемещения.

Целью изобретения является повьппение чувствительности и надежности волоконно-оптического преобразователя усилий и перемещений при сохранении или незначительном увеличении его габаритов.

На фиг. 1 представлен волоконнооптический преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — характеристика пропускания чувствительного элемента в зависимости от его величины прогиба под действием внешних сил.

Волоконно-оптический преобразователь усилий и перемещений содержит два деформера 1 и 2, установленную 20 между ними катушку 3 с намотанным с образованием витков волоконным чувствительным элементом 4. Волоконный чувствительный элемент 4 имеет оптические вход 5 и выход 6, Профи- 25 ли поверхности 7 катушки 3, обращенные к деформерам 1 и 2, выполнены волнистыми с образованием выступов и впадин, а на боковых поверхностях катушки закреплены упругие элементы 8. 30

Витки волоконного чувствительного элемента 4 расположены поперек волнистых профилей катушки 3. Внутренние противолежащие профили поверхности 9 деформеров 1 и 2.выполнены волнистыми с образованием выступов и впадин, при этом выступы деформеров 1 и 2 расположены соответственно против впадин катушки 3. Упругие элементы 8 способствуют плотной намотке волоконного 40 чувствительного элемента 4 и предот.вращает его разрушение под действием нагрузки.

Устройство работает следующим образом

Под действием нагрузки деформеры

1 и 2 прижимаются к катушке 3. При этом волоконный чувствительный элемент 4, намотанный на катушку 3, изгибается на выступах и впадинах дефор50 меров и катушки. На изгибах волокон» ного чувствительного элемента часть оптической энергии излучается иэ его сердцевины в оболочку. Чем сильнее .,изгиб волоконного элемента 4, тем а

94

C большая часть световой энергии излу— чается в оболочку, Существует диапазон изменения величины прогиба волоконнога элемента

4, в котором интенсивность световой энергии изменяется линейно, Поэтому все измерения целесообразно проводить именно в этом диапазоне. Для этого необходимо задавать начальный изгиб световода.

При изгибе волоконного чувстви" тельного элемента 4 упругие элементы 8, расположенные на меньших гранях катушки, сжимаются, благодаря чему волоконный элемент 4 не растягивается и не разрушается.

Когда сдавливающее действие на волоконный чувствительный элемент .4 прекращается, деформеры возвращаются в исходное положение под действием упругих сил материала волоконного чувствительного элемента 4 и упругих элементов 8, На фиг.2 показан график зависимости пропускания световой энергии от величины прогиба волоконного элемента 4 под действием внешних сил. формула и з о б р е т е н и я

Волоконно-оптический преобразователь усилий и перемещений, содержащий два деформера, размещенный между ними волоконный чувствительный элемент с оптическим входом и выходом, при этом внутренние противолежащие профили поверхности деформеров выполнены волнистыми с образованием выступов и впадин, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что., с целью повьппения чув" ствительности, он снабжен катушкой с закрепленными на ее поверхностях упругими элементами, на которой размещены витки волоконного чувствительного элемента, при этом профили поверхностей катушки, обращенные к деформерам, выполнены волнистыми с образованием выступов и впадин, а витки волоконного чувствительного элемента расположены поперек ее волнистых профилей, при этом выступы деформеров расположены соответственно против впадин катушки, 1509794 г l60

200 g_#_

Q NKl1

100

Фиг.2

Составитель Е, Швая

Редактор С.Пекарь Техред М.Дидык Корректор Т. Малец

Заказ 5805/41

Тираж 513

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101