Способ определения давления в кольцевых лазерных гироскопах

Авторы патента:

Озаренко Александр Валентинович (RU)

G01J3/30 - путем измерения интенсивности спектральных линий непосредственно в самом спектре (G01J 3/42,G01J 3/44 имеют преимущество)

G01C19/00 - Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс

Владельцы патента RU 2687179:

Озаренко Александр Валентинович (RU)

Способ определения давления в кольцевых лазерных гироскопах заключается в том, что в кольцевом лазерном гироскопе с гелий-неоновой смесью кратковременно возбуждают электрический разряд, устанавливают рабочий ток и регистрируют спектр излучения в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм, определяют интенсивности линий неона 585,2 нм и гелия 587,5 нм, рассчитывают отношение интенсивности линии неона 585,2 нм к интенсивности линии гелия 587,5 нм и определяют давление гелий-неоновой смеси кольцевого лазерного гироскопа по калибровочному графику. Технический результат - повышение оперативности и точности измерения давления гелий-неоновой смеси кольцевых лазерных гироскопов при их производстве. 3 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано для определения давления рабочей гелий-неоновой смеси в кольцевых лазерных гироскопах.

Известен способ определения давления в разрядных лампах заключающийся в размещении и фиксировании на центральной части лампы внешних электродов, измерении напряжения пробоя между электродами и определении давления по графику зависимости напряжения пробоя от давления газа [Патент РФ №2199791, кл. H01J 9/42, опубликованный 27.02.2003.]. Задачей данного изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений, повышение точности и воспроизводимости результатов при определении давления на низких частотах.

Для достижения указанного технического результата в способе определения давления в разрядных лампах после размещения и фиксирования внешних электродов возбуждают два поперечных разряда между ними, устанавливают токи разрядов, протекающих между электродами, затем увеличивают напряжение до зажигания продольного разряда в промежутке между электродами и по измеренному напряжению пробоя определяют давление газа в лампах. Известно, что в поперечном разряде, в отличие от продольного, доминирующими становятся объемные процессы рекомбинации заряженных частиц в плазме, что обусловливает равномерное распределение концентрации электронов по сечению лампы, что позволяет повысить точность измерений.

Расширение диапазона измеряемых давлений, измерение на низких частотах достигается возбуждением в поперечном сечении лампы вспомогательных разрядов, в результате чего объемный механизм развития разряда превалирует над поверхностным (имеющим место при высоких давлениях), снижается напряжение зажигания разряда и повышается стабильность его величины как при измерении низких, так и высоких давлений.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не позволяет определять давление в кольцевых лазерных гироскопах из-за отсутствия возможности размещения внешних электродов на корпусе лазерного гироскопа.

Прототипом предполагаемого изобретения является способ и устройство для определения чистоты и/или давления газов в электрических лампах [Патент США №5920400, кл. G01J 3/46, опубликованный 6.07.1999 г.].

В соответствии с данным способом избирательно измеряют интенсивности спектральных линий газа, по меньшей мере одной независимой от давления (для определения примесей) и одной зависимой от давления (для определения давления газа). Для косвенного определения примесей используются длины волн интенсивность спектральных линий которых соответствует более высоким уровням энергии возбуждения атомов, чем энергия возбуждения атомов примесей. Интенсивность этих спектральных линий является мерой содержания примесей в газе. В качестве альтернативы интенсивность по меньшей мере одной из спектральных линий соответствующей примеси измеряется непосредственно. Чтобы устранить синфазную интерференцию измеряют две спектральные линии и из интенсивностей этих линий рассчитывают отношение. Отношение интенсивностей линий аргона длин волн λ₁=772,4 нм и λ₂=738,4 нм, в частности, оказалось приемлемым для косвенного обнаружения примесей в аргоне. Отношение интенсивностей аргоновых линий волн λ₁=763,5 нм и λ₂=738,4 нм оказалось приемлемым для определения давления аргона.

Данный процесс измерения хорошо подходит для интеграции в высокоскоростные производственные линии для выпуска газоразрядных ламп. Также весь процесс измерения занимает всего несколько минут, что значительно повышает оперативность контроля.

Недостатком прототипа является то, что данный способ не позволяет определять давление гелий - неоновой смеси.

Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение оперативности и точности измерения давления гелий - неоновой смеси кольцевых лазерных гироскопов при их производстве.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем.

В кольцевом газоразрядном лазерном гироскопе с гелий-неоновой смесью кратковременно возбуждают электрический разряд, устанавливают рабочий ток и регистрируют спектр излучения. На фиг. 1 и фиг. 2 представлены характерные спектры излучения кольцевых гелий-неоновых лазеров в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм полученные при давлениях гелий-неоновой смеси 660 Па и 726 Па соответственно.

В спектре излучения определяются интенсивности спектральных линий неона 585,2 нм и гелия 587,5 нм. При этом линия неона 585,2 нм является зависимой от давления, а линия гелия 587,5 нм - практически не изменяется от изменения полного давления гелий - неоновой смеси составленной в соотношении 20:1. Затем рассчитывают отношение интенсивности линии неона 585,2 нм к интенсивности линии гелия 587,5 нм. По калибровочному графику фиг.3 определяют давление гелий - неоновой смеси в кольцевом лазерном гироскопе.

Предложенный способ испытан на кольцевых лазерных гироскопах КЛ-3 в диапазоне давлений от 297 до 1287 Па. Погрешность определения давления не превышает 15%.

Способ позволяет повысить оперативность определения давления рабочей гелий-неоновой смеси кольцевых лазерных гироскопов, что обеспечивает его высокую доступность к интеграции в различные технологические процессы.

Способ определения давления в кольцевых лазерных гироскопах, заключающийся в том, что в кольцевом лазерном гироскопе с гелий-неоновой смесью кратковременно возбуждают электрический разряд, устанавливают рабочий ток и регистрируют спектр излучения в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм, отличающийся тем, что далее определяют интенсивности линий неона 585,2 нм и гелия 587,5 нм, рассчитывают отношение интенсивности линии неона 585,2 нм к интенсивности линии гелия 587,5 нм и определяют давление гелий-неоновой смеси кольцевого лазерного гироскопа по калибровочному графику.

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть применено для измерения высоты и скорости полета воздушных судов на основании использования аэрометрического метода.

Датчик вибраций // 2670220

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к волоконно-оптическим средствам измерения вибраций, давления и/или объемного напряженного состояния.

Волоконно-оптический датчик давления // 2664684

Использование: для создания волоконно-оптические средства измерения давления. Сущность изобретения заключается в том, что волоконно-оптический датчик давления содержит каркас, волоконно-оптический световод, расположенный коллинеарно оси каркаса, и приемник излучения, каркас представляет собой светодиод, состоящий из соединенных между собой слоя с p-проводимостью, слоя с n-проводимостью и расположенного между ними светоизлучающего p-n переходного слоя, на внешнюю сторону слоя с p-проводимостью и/или внешнюю сторону слоя с n-проводимостью каркаса нанесены пьезоэлектрические слои с направлением поляризации, обеспечивающим возникновение электрического напряжения в каркасе под действием давления, на внешние стороны пьезоэлектрических слоев, или пьезоэлектрического слоя и слоя с p-проводимостью, или пьезоэлектрического слоя и слоя с n-проводимостью нанесены непрерывные вдоль оси датчика управляющие электроды, при этом волоконно-оптический световод расположен внутри или вблизи светоизлучающего p-n переходного слоя с возможностью передачи выходящего из указанного слоя светового потока приемнику излучения.

Пьезоэлектрический датчик для измерения быстропеременного давления газа или жидкости // 2650735

Изобретение относится к средствам измерения, в частности к пьезоэлектрическим датчикам давления, в конструкции которых используется пьезоэлемент. Пьезоэлектрический датчик для измерения быстропеременного давления газа или жидкости содержит корпус датчика, мембрану, жестко закрепленную в корпусе и герметизируемую наружным сварным швом, по меньшей мере один пьезоэлемент, расположенный в корпусе, неразрывную кинематическую цепь деталей, передающих усилие от давления среды на пьезоэлемент, пружинную шайбу, обеспечивающую предварительное сжатие пьезоэлемента, цепь деталей, передающих усилие предварительного сжатия на пьезоэлемент, по меньшей мере одна из которых компенсирует температурные деформации других деталей датчика.

Волоконно-оптический датчик давления // 2630537

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к волоконно-оптическим средствам измерения давления. Волоконно-оптический датчик давления содержит оптическое волокно, приемник излучения.

Струйно-оптический преобразователь // 2591876

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для преобразования газоструйного сигнала в электрический. Устройство преобразования газоструйного сигнала в оптический содержит источник и приемник светового потока, проходящего через щелевой канал, в котором располагается вдоль этого канала гибкая лента, поглощающая или отражающая световой поток, закрепленная одним концом в этом канале.

Фотоэлектрический сенсор давления // 2590315

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидкостей и газов. Фотоэлектрический сенсор давления содержит упругий элемент в виде основного профилированного кремниевого кристалла с опорной рамкой, измерительной квадратной диафрагмой с жестким центром и V-канавкой, проходящей по оси симметрии опорной рамки и жесткого центра через одну из сторон рамки, в которой расположено и клеевым способом закреплено оптоволокно, один принимающий излучение конец которого расположен за пределами упругого элемента, и интегральный фотодиод, при этом в фотоэлектрический сенсор давления согласно изобретению введены дополнительный кремниевый кристалл с двумя отверстиями, дополнительный интегральный фотодиод, две вспомогательные V-канавки, цилиндрические направляющие и U-канавка, над которой расположен другой свободный излучающий конец оптоволокна и которая проходит по оси симметрии опорной рамки, пересекая другую противоположную сторону рамки, и ширина которой больше размера фотодиода, оба фотодиода расположены на дополнительном кристалле один над другим, разделены узким промежутком и включены дифференциально, на диоды направлен излучающий конец оптоволокна, а сам дополнительный кристалл прикреплен к внешнему краю опорной рамки упругого элемента перпендикулярно плоскости измерительной квадратной диафрагмы, а точная оптическая центровка конструкции сенсора достигается с помощью отверстий на дополнительном кристалле, в которые входят цилиндрические направляющие, закрепленные во вспомогательных V-канавках, расположенных на опорной рамке упругого элемента по обе стороны от оптоволокна.

Амплитудный волоконно-оптический сенсор давления // 2573708

Изобретение относится в области сенсорной электроники и может быть использовано для измерения параметров технологических сред, в медицине. Амплитудный волоконно-оптический сенсор давления содержит кремниевый мембранный упругий элемент с жестким центром, оптическое волокно, закрепленное на кремниевом мембранном упругом элементе с возможностью перемещения вместе с жестким центром кремниевого мембранного упругого элемента пропорционально измеряемому давлению, и фотоприемник, причем в него введен дополнительный фотоприемник, при этом оба фотоприемника включены по дифференциальной схеме и размещены на отдельной кремниевой пластине, закрепленной параллельно указанному кремниевому мембранному упругому элементу.

Микромеханический волоконно-оптический датчик давления // 2571448

Изобретение относится к измерительной технике. Микромеханический волоконно-оптический датчик давления выполнен на основе оптического волокна, содержащего участки ввода и вывода излучения, а также участок, размещенный в пропускном канале корпуса.

Оптоволоконный интерферометрический датчик статического и динамического давления // 2568072

Изобретение относится к области измерения статических и динамических давлений на основе использования оптических интерферометрических схем и оптических волокон.

Способ количественной оценки химически связанного органического вещества с наноалмазом // 2555350

Изобретение относится к области медицине, а именно к фармацевтической технологии, и касается способа количественной оценки химически связанных органических веществ, прежде всего, биологически активных и лекарственных веществ, с поверхностью наноалмаза в его конъюгате.

Способ определения степени кристалличности составов на основе дифениламина // 2546675

Изобретение относится к способу определения степени кристалличности бинарных флегматизирующих составов на основе дифениламина(ДФА), не содержащих других имино- и аминосоединений.

Способ анализа акустического поля сложного источника // 2541682

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска зон повышенного акустического излучения по длине транспортных средств - на автомобильном или железнодорожном транспорте, а также на судах различного назначения при их диагностическом обследовании.

Способ локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства // 2498238

Использование: в способе локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства. Сущность: в способе локализации зон шумоизлучения по длине движущегося транспортного средства, включающем прием сигналов в двух произвольных точках его волнового поля, полосовую фильтрацию принятых сигналов, задержку сигнала, снимаемого с выхода приемника, ближнего к траектории движения транспортного средства, на величину, равную максимальной относительной задержке принимаемых сигналов, определение корреляционной функции между полученными сигналами и ее свертку с функцией, имеющей спектр, обратный спектру корреляционной функции для независимого точечного источника шумоизлучения, после фильтрации принятых сигналов на измененной частоте и задержки отфильтрованные сигналы и корреляционная функция умножаются по частоте в число раз, равное отношению начальной и измененной частот фильтрации.

Двухфотонный сканирующий микроскоп // 2472118

Изобретение относится к области физических и химических исследований свойств материалов, в частности касается конструкции автоматизированного цифрового микроскопа для исследования микро- и наноструктур на длинах волн второй оптической гармоники и двухфотонной люминесценции.

Устройство для термолинзовой спектроскопии // 2463568

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к спектрометрии, спектроскопии и спектрофотометрии. .

Способ определения температурного распределения частиц конденсированной фазы в двухфазном плазменном потоке // 2383873

Изобретение относится к технике измерения температуры. .

Система обнаружения взрывчатых веществ методом спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения (мнпво) в процессе биометрической идентификации // 2343430

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ измерения параметров спектральных линий при спектральном анализе // 2291406

Изобретение относится к измерительной технике. .

Маркирующая добавка во взрывчатое вещество, способ ее приготовления, способ определения происхождения взрывчатого вещества и устройство для его осуществления // 2283823

Изобретение относится к маркировке взрывчатых веществ. .

Способ калибровки вибрационного гироскопа // 2687101

Группа изобретений относится к способу калибровки вибрационного гироскопа. Способ калибровки вибрационного гироскопа содержит этапы, на которых осуществляют возбуждение вибрации вдоль оси возбуждения резонансной структуры, при этом ось возбуждения позиционируется в первой угловой позиции, считывание вибрации резонансной структуры на первой оси считывания резонансной структуры в то время, когда ось возбуждения позиционируется в первой угловой позиции, формирование первого сигнала считывания, указывающего считываемую вибрацию резонансной структуры на первой оси считывания, непрерывное вращение оси возбуждения вокруг резонансной структуры во вторую угловую позицию, считывание вибрации резонансной структуры на второй оси считывания резонансной структуры в то время, когда ось возбуждения позиционируется во второй угловой позиции, формирование второго сигнала считывания, указывающего считываемую вибрацию резонансной структуры на второй оси считывания, и суммирование первого сигнала считывания со вторым сигналом считывания, чтобы извлекать смещение гироскопа.