Устройство для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1620867 А 1 С 9 011 1",(5Д;ь, 01,ОГгл3й. д1 . к,с. 1; 4 ьл Е 1 в"сЕ 1.А ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬ плако ко А.И. и Петнипреобразователи товодов, - Радиорация радиосигптическая линия ектроника, Т. 11 Минчен тические нных све 2,%20, В.В, Гене лазер - о товая эл ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Кравцов Ю,Аков В.Г. Акустоопна основе волокотехника. Т.37, 198Григорьянцналов в системезадержки. - Кван1984, %4,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в системах автоматического регулирования и позволяет повысить точность измерения давления, Устройство содержит источник 1 излучения, оптический ответвитель 2, оптический пороговый элемент 4, волоконный световод 3, фотоприемник 5, усилитель 6 и частотомер 7. Оптическое излучение от источника 1 посылается через оптический ответвитель 2 на пороговый элемент 4, а затем - в световод 3, При достижении мощности излучения порогового значения элемент 4 изменяет коэффициент излучения от величины, близкой к единице, до величины, близкой к нулю, в результате излучение начинает поступать на вход фотоприемника 5, этот процесс длится в течение времени Лт =/С, где- длина световода 3; С - скорость света. После этого мощность излучения на входе элемента 4 падает ниже пороговой, и процесс начинается сначала, При этом на вход фотоприемника 5 поступаютС импульсы излучения с частотой 1 =, которая зависит отдавления из-за растяжения световода 3 измеряемым давлением. Так как частота следования импульсов зависит только от длины световода 3 и не зависит от подводящих участков, то достигается повышение точности измерения давления, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования для управления производственными процессами.Цель изобретения - повышение тоцности измерений,На цертеже представлена схема волоконно-оптического датчика давления,Устройство для измерения давления содеркит истоцник 1 излучения, оптический ответвитель 2, волоконный световод 3, оптический пороговый элемент 4, фотоприемник 5, усилитель 6 и цастотомер 7. Истоцник излучения (лазер) подключен к первому из входов оптического ответвителя 2, второй и третий входы которого соединены между собой через волокон н ый свето вод 3. В ы ход оптического ответвителя 2 соединен с входом оптического порогового элемента 4, выход которого через фотоприемник 5 и усилитель 6 подключен к частотомеру 7.Оптический пороговый элемент представляет собой нелинейный бистабильный оптический элемент, коэффициент пропускания которого скачкообразно изменяется при достижении интенсивности входного излучения некоторого порогового значения. При этом время переключения определяется размерами элемента и составляет доли пикосекунды.Оптицеский ответвитель, имеющий три входа и один выход, может быть изготовлен, например, из двух направленных ответвителей, включеннных последовательно и представляющих собой сплавленные волоконные световоды.Устройство работает следующим образом.Источник 1 излучения генерирует моно- хроматическое излучение, поступающее через оптический ответвитель 2 на вход оптического порогового элемента 4, Мощность этого излучения подбирается таким образом, чтобы она составляла 0,7 - 0,9) Рп, где Р, - пороговое значение входной мощности оптицеского порогового элемента, при этом коэФФициент отражения его близок к единице. Отразившись от порогового элемента, излучение через оптический ответвитель 2 поступает в световод 3 и через время, определяемое длиной . световода 3, суммируется в оптическом ответвителе 2 с излучением источника и поступает на оптической пороговый элемент. Без учета потерь в ответвителе 2 суммарная жидкость мощность излучения составит 1,2-1,5) Рп, цто превышает пороговое значение. Это приве 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 дет к переключению порогового элемента и поступлению излучения на фотоприемник 5, Коэффициент отражения порогового элемента при этом близок к нулю, т,е. поступление излуцения в световод 3 прекратится и через время, определяемое длиной световода 3, устройство вернется в первоначальное состояние,Таким образом, в устройстве возникнут импульсные колебания интенсивности излучения скважностью с частотой, определяемой суммарной задержкой в световоде и оптическом пороговом элементе. Импульсы излуцения после фотоприемника 5 и усилителя 6 поступают на частотомер 7, который измеряет частоту их следования. При изменении длины световода 3 под действием измеряемого давления происходит пропорциональное изменение частоты следования импульсов, которое регистрируется частотомером 7.В данном устройстве измеряемое давление воздействует на световод 3, изменяя время распространения света по нему. При этом частота колебаний определяется в основном длинойсветовода 3, поскольку при=2 м время переключения оптического порогового элемента( 0,1 пс) на 5 порядков меньше времени распространения света в световоде 3, Поэтому изменение температуры окружающей среды, например, на 50 С приведет из-за изменения длины световода 3 коэффициент линейного расширения кварца0,5110 1/С) к уходу частоты колебаний порядка Ж/1 3 10 , а следовательно, к погрешности измерений не более 3 10 т.е.достигается повышениеточности измерений.Формула изобретения Устройство для измерения давления, содержащее источник излучения, волоконный световод, внешней поверхностью воспринимающий давление, и последовательно вклюценные фотоприемник, усилитель и частотомер, о т л и ч а ю щее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены оптический ответвитель, имеющий первый, второй и третий входы и выход, и оптический пороговый элемент, при этом первый вход оптического ответвителя подключен к выходу источника излучения, к второму и третьему его входам подключен световод, а выход соединен оптически с входом оптического порогового элемента, выход которого подключен к входу фотоприемника.