Оптоэлектронный датчик вибрации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ956999лв делам иэовретеннй и открытийОпубликовано 07.09.82. БюллетеньЗЗДата опубликования описания 17.09.82(54) ОПТОЭ,ЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ВИБРАЦИИ Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров вибрации.Известен оптоволоконный вибратор, содержащий последовательно соединенные источник излучения, световод, закрепляемый на вибрирующей части объекта измерения, приемник и второй световод, не имеющий непосредственного контакта с объектом, соединенный параллельно первому 1.Недостатком этого устройства является сложность конструкции, наличие узлов соединения световодов и, как следствие этого, низкая надежность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является оптоэлектронный датчик вибрации, содержащий последовательно расположенные источник излучения, чувствительный элемент в виде изогнутого световода и приемник излучения 2.Принцип действия известного устройства заключается в изменении радиуса кривизны изогнутого световода при вибрации.Однако в этом датчике регистрация виброперемещения осуществляется по изменению излучения, прошедшего по световоду от источника излучения к приемнику. При этом аналогичный эффект может наблюдаться при старении элементов датчика, оседании пыли на оптике и т. п., что делает зависимыми показания датчика от внешних условий и снижает надежность его работы.Целью изобретения является повышениенадежности.Поставленная цель достигается тем, чтодатчик снабжен дополнительным приемни ком излучения, а изогнутый световод выполнен многослойным коаксиальным, состоит из внутреннего и внешнего оптических каналов, числовая апертура внутреннего канала меньше числовой апертуры внешнего, вход внутреннего оптического канала оптически 15связан с источником излучения, а выходы обоих каналов - каждый со своим приемником излучения.На чертеже изображена принципиальнаясхема оптоэлектронного датчика вибрации.20 Датчик содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, чувствительный элемент, выполненный в виде изогнутого многослойного коаксиального свето- вода 2, образующего внутренний 3 и внеш956999 Формула изобретения Составитель Л.,ЛобТехред А. БойкасТираж 507дарственного комитетизобретений и открытийЖ - 35, Раушская наб., д. 4/нт, г. Ужгород, ул. Проектна зоваКорректор А. ФереПодписноеа СССР дактор П. Коссей каз 6581/27 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва,Филиал ППП Патний 4 зависимые оптические каналы, и закрепленный на вибрирующей 5 и неподвижной 6 частях объекта измерения (не показан), приемники 7 и 8 излучения внутреннего и внешнего оптических каналов.Многослойный коаксиальный световод 2 выполнен таким образом, что показатели преломления его центральной и средней частей образуют для центральной части световод с одним значением числовой апертуры (внутренний канал 3), а показатели пре О ломления средней и внешней частей образуют для средней части световод с другим значением числовой апертуры (внешний канал 4), причем апертура внутреннего канала 3 меньше апертуры внешнего канала 4. Такая конструкция световода позволяет сде лать каналы 3 и 4 зависимыми, Для световодов с различными числовыми апертурами условия полного внутреннего отражения выполняются для различных конусов лучей. Тогда часть лучей, для которых при изги бе световода 2 во внутреннем канале 3 перестает выполняться условие полного внутреннего отражения, выйдет через боковую поверхность канала во внешний канал, где для них будут выполняться указанные условия, и начинает распространяться по внешнему каналу. Излучение от источника 1 излучения вводится во внутренний канал 3 с конусом, для которого выполняется условие полного внутреннего отражения в исходном положении датчика.Устройство работает следующим образом, При отсутствии вибрации излучение от. источника 1 излучения проходит по внутрен. нему каналу 3 световода 2 и попадает на приемник 7 излучения, на выходе которого сигнал не изменяется. Во внешнем канале 35 4, а значит и на входе приемника 8 излучения, сигнал отсутствует.При виброперемещении части 5 относительно части 6 объекта измерения радиус изгиба световода 2 изменяется. При этом часть излучения выходит из внутреннего канала 3 и попадает в канал 4, по которому распространяется к приемнику 8 излучения. Сигнал на выходе приемника 8 излучения увеличивается, а на выходе приемника 7 излучения уменьшается, т. е. происходит перераспределение излучения источника 1 излучения между каналами 3 и 4. По соотношению сигналов обоих приемников 7 и 8 излучения судят о величине перемещения.При старении оптики и других факторах сигналы обоих приемников излучения изменяются одинаково, и соотношение их сохраняется, что позволяет исключить влияние внешних факторов на работоспособность и точность устройства, т. е. повысить надежность,Оптоэлектронный датчик вибрации, содержащий последовательно расположенныеисточник излучения, чувствительный элементвиде изогнутого световода и приемникизлучения, отличающийся тем, что, с целью1 овышения надежности, он снабжен дополнительным приемником излучения, а изогнутый с вето вод выполнен многослойнымкоаксиальным, состоит из внутреннего ивнешнего оптических каналов, числовая апер.ура внутреннего канала меньше числовойапертуры внешнего, вход внутреннего оптического канала оптически связан с источником излучения, а выходы обоих каналов -каждый со своим приемником излучения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Приборы и системы для измерениявибрации шума и удара. Справочник, т, 2,М., Машиностроение, 1978, с. 44 - 45.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Хо 2875015/18 - 28, кл. Сг 01 Н 1/04,1980 (прототип).