Способ измерения давления и устройство для его осуществления

(56) АвУ 8321981. 088.8)тво СССРО, опубл 158417981. е- еГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ У СВИДЕТЕЛЬСТВ Патент Великобритании С 01 Ь 1/24, опублик(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к воло но-оптическим измерителям давлени позволяет повысить чувствительнос способа, Вводят в световод 6 излу ние источника 4 в виде мод высшег порядка, Воздействие давления на образователь 7 приводит к изгибу В 6/00 С 01 Ь 11/00 товода, вызывающего переход частиэнергии мод высшего порядка к модамнизшего порядка. На выходе световодаизмеряют мощность излучения мод низшего порядка, с которой суммируют дополнительно зарегистрированную на выходе световода мощность излучениямод высшего порядка, взятую с обратным знаком. Выделение мод высшегопорядка излучения источника 4 осуществляется входным согласующим элементом 5, выполненным с круговым экраном 14. Иодовый фильтр 8, выполняющий ф-цию модового расщепителя, содержит зеркальный экран 15, установленный под углом к оси коллимирующейлинзы 16 и через линзу 18 связанныйс фотодетектором 10. Оба фотодетектора 9 и 10 подключены к диф. у-лю 11.2 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к волоконно-оптическим датчикам давления.1 ель изобретения - повьппение чувствительности,На фиг,1 показаны кривые, харак 5теризующие распределение мощности излучения по углу на выходе волоконного световода; на фиг.2 - схема устройства измерения давления.10Согласно способу в световод вводят излучение мод высшего порядка,При этом на выходе световода интенсивность мод низшего порядка относительно мала, а мод высшего порядкавелика - кривая 1 на фиг.1. При изгибе световода под воздействием давления часть энергии мод высшего порядка переходит к модам низшего порядка - кривая 2. Кривая 3 показь;вает 20относительное изменение интенсивностиизлучения на выходе световода. Благодаря тому, что в световод вводят модывысшего порядка, на его выходе приизгибе наблюдается относительно большая величина изменения интенсивностимод низшего порядка (кривая 3) на фоне относительно малого уровня интенсивности этих мод при отсутствии изгиба (кривая 1), поэтому согласно способу на выходе световода измеряют интенсивность мод низшего порядка,Дополнительно измеряют интенсивность мод высшего порядка и суммируют с противоположным знаком к изме 35 ренному значению интенсивности мод низшего порядка. Это обусповлено тем свойством, что при вводе мод высшего порядка на выходе световода изменение интенсивности мод высшего порядка противоположно по знаку изме нию интенсивности мод низшего пор ядка.Моды высшего порядка два; ъ пропускают через световод (путем их обратного отражения на выходе светово 45 да), а возникшие при обратном прохождении мод высшего порядка моды низшего порядка направляют также назад в световод (путем их отражения), так что на выходе наблюдается почти удвоенное значение изменения интен 50 сивности мод низшего порядка.Устройство для измерения давления содержит источник 4 излучения, входной согласующий элемент 5, волоконныи 5 световод 6 с установленным на нем преобразователем 7 давления в изгибы светония, модовый фильтр 8, первый 9 и второй 1 О фотодетекторы и дифференциальный усилитель 11, Согласующий элемент 5 выполнен с двумя линзами 12 и 13, между которыми установлен круговой экран 14. Модовый фильтр8 выполнен отражательным и выполняетфункцию модового расщепителя. Для этого он выполнен с зеркальным экраном 15, установленным между линзами16 и 17 фильтра. Фильтр содержит также линзу 18, связывающую зеркальный экран 15 с вторым фотодетектором 1 О.При работе в устройстве суммируются с разными знаками изменения мощности мод низшего и высшего порядка,как описано вьппе.Формула изобретения1, Способ измерения давления,включающий ввод оптического излученияв световод, преобразование давления в изгиб световода и регистрацию мощности излучения на выходе световода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, излучение в световод вводят в виде мод высшего порядка, а на выходе регистрируют мощность излучения модвысшего порядка.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что дополнительнона выходе световода регистрируют мощность излучения мод высшего порядка и зарегистрированную величину суммируют с обратным знаком с зарегистрированной величиной мощности излучения мод низшего порядка.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я теМ, что выходящее из выходного конца световода излучение мод высшего порядка и выходящее из входного конца световода излучение мод низшего порядка направляют обратнов световод.4, Устройство для измерения давления, содержащее последовательно установленные источник излучения, согласующий элемент с вьгходной фокусирующей линзой, световод с установленнымна нем преобразователем давления в изгибы световода, модовый фильтр с входной коллимирующей линзой и круговым экраном и первый фотодетектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повьшения чувствительности устройства, в него введены второй фотодетектор и дифференциальный усилитель, входы которого соединены с вы1372265 ходами фотодетекторов, согласующийэлемент выполнен с круговым экраном,экран в модовом фильтре выполнен зерМЮО оставитель И.Шилоехред А.Кравчук ектор Л.Пата актор П.Г Заказ 478/3 Подписномитета СССР открытииая наб д, 4/5 1 ронзв венно-полиграфическое предприятие,г, Ужгород, ул. Проектна Р ЮИ8 Тираж 533ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш кальным и установлен с наклоном коси коллимирующей линзы и оптическисвязан с вторым фотодетектором.