Устройство для измерения параметров жидких и газообразных сред

 

Изобретение относится к аналитической технике, а именно к оптическим анализаторам на основе волоконной оптики . Цель изобретения - повышение точности измерений. Для формирования сравнительного и измерительного сигналов волоконный световод выполняют с изгибом на 90° и размещают в цилиндрической кювете с жидкостью, показатель преломления которой близок к показателю преломления оболочки оптического волокна. Сравнительный оптический сигнал регистрируют при выходе из изгиба в направлении распространения введенного излучения, а измерительный - в направлении распространения отраженного излучения, причем сравнительный и измерительный фотосигналы подают в измерительное устройство , а результат измерения определяют отношением измерительного фотосигнала к сравнительному. 1 ил. с SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 И 21/41 ть ог (Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 4 1 2506 7 / 25 (22) 29, 09 . 8 7 (4 б ) 1 5 . 04 . 9 1, Бюл . №- 1 4 (7 1 ) Тбили сское научно-произв одств енное объединение "Аналитприбор " (72 ) С .А . Хуршудян, M . ß, Иеш, Г . A . Юдин, M . А . Кар абегов, С . В, Локоть и Г . А . Аб зианидзе (53 ) 53 5 . 24 (08 8, 8 ) (56 ) Per son ick S D . Photon Probe and

op t i;ca l Е 1е ber time-domain ref l e c tomet e r . Bell Sys t . Tech . J" . v . 65, ¹ 3, 1 9 7 7, р ° 35 5 .

Патент. Великобритании № 2 1 03 78б, кл . G О 1 N 2 1 / 2 7, 1 983 . (54 ) УСТРОЙСТВО ДИ ИЗИЕРЕНИЯ ПАРАИЕТ-Р0В ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД (5 7 ) Изобретение относится к аналитичес кой технике, а именно к оптическим

Изобретение относится к анали тической технике, а именно к оптическим анализаторам на основе волоконной оптики, и может быть использовано для дистанционного контроля технологических процессов в нефтеперер абатывающей, химической, пищевой, биологич еской, и других отраслях промышленности .

Целью изобретения .является повышение точности измерений .

На чертеже представлена схема устройства для оптического измерения параметров жидких и газообразных сред .

Устройство содержит источник 1 излучения, волоконно-оптическую линию .

„.Я0„„1642332 А 1

2 анализаторам на основе волоконной onтики, Цель изобретения — повышение точности измерений. Для формирования сравнительного и измерительного сигналов волоконный световод выполняют с изгибом на 90 и размещают.в цио линдрической кювете с жидкостью, показатель преломления которой близок к показателю преломления оболочки оптического волокна ° Сравнительный оптический сигнал регистрируют при выходе из изгиба в направлении распространения введенного излучения, а измерительный — в направлении распространения отраженного излучения, причем сравнительный и измерительный фото- д

Cl сигналы подают в измерительное устройство, а результат измерения определяют отношением измерительного фотосигнала к сранннтельному. I нл. С

2, на конце которой установлен волоконно-оптический датчик 3. Иежлу источником 1 и датчиком 3 находится цилиндрическая кювета 4, внутри которой

f о находится изгиб на 90 волоконно-оп1тической линии 2. За кюветой 4 перпендикулярно друг другу расположены измерительный 5 и сравнительный 6 фотоприемники, которые подключены к измерительному устройству 7.

Устройство работает следующим образом.

Часть светового потока I источника 1 излучения вводится в волоконнооптическую линию. При прохождении из-

1642332 гиба часть излучения выходит из волокна и попадает на сравнительный фотоприемник 6. Выходу излучения из оптического волокна способствует ра5 диус изгиба, который составляет 5-7 мм для одномодового волокна и 3-5 мм для многомодового волокна, и жидкость, заполняющая кювету. ) 1идкость подбирается из. условия близости ее показате- 10 ля преломления показателю преломления оболочки оптического волокна, Фотоприемник 6 регистрирует сиг 1 где К вЂ” коэффициент, характеризующий выход излучения. из изгиба и зависящий от значения радиуса; . К вЂ” коэффициент преобразования фотоприемника 6.

Прошедшее излучение, равное (1 — К q) I поступает в волоконно II- 25

О тическии датчик, где взаимодействует

;. о средой. В. результате взаимодействия меняется световой поток и направление распространения излучения в датчике, в результате чего оно вновь по- 1р падает на изгиб и выходит из него, Измерительный фотоприемник регистрирует сигнал U .

9 гце К вЂ” коэффициент преобразования фотоприемника 5;

Л коэффициент, характеризующий влияние измеряемого парамет- 40 ра среды на световой поток.

Фотометрические сигналы U < и U поступают на входы измерительного устройства 7, где они делятся и обрабатываются в соответствии с алгоритмом измерения, При делении сигналов исI ключается влияние светового потока I, введенного в волоконно-оптическую линию, на результат измерения,а также исключается влияние качества стыковки источника и волокна, например, при вибрации, тепловых эффектах. (в результате чего меняется амплитуда светового потока, вводимого в волоконно-оптическую линию).

Устройство содержит одну волоконнооптическую линию и не требует сложных операций, например, по стыковке торцов.

При измерениях параметров жидких и газообразньгх сред погрешность уменьшается в 1,5 раза, а стабильность повышается в 6-10 раз.

Формул а из оорет ения

Устроиство для измерения параметров жидких и газообразных сред, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучечия волоконный световоц, на конце которого установлен волоконно-оптическии датчик двухпролетного типа, и фотоприемник, подключенный к измерительному устройству, о т,п и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство дополнительно введены второй фотоприемник и цилиндрическая кювета, заполненная иммерсионной жидкостью с показателем преломления, равным показателю преломления оболочки волоконного световоца, а волоконный световод выполнен с изгибом на 90, расположенным внутри цилиндрической кюветы, причем первый и второй фотоприемники установлены за цилиндрической кюветой, при этом первыи фотоприемнчк расположен по ходу отраженного датчиком излучения, а второй — по ходу введенного излучения и соединен с измерительным устройством.

1642332

Составитель С ° Голубев

Техред Л.Олийнык Корректор О, Ципле

Редактор М. Циткина

Заказ 1142 Тираж 417 Подписное

ВН ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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