Устройство для измерения виброперемещений

-) Ц ФЯ Бф уПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ДЕТЕПЬС ОРСК ых ортогонально водятся через согв первое оптичесез согласующий сующии элементе волокно 8 и с-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель иэобретения -повышение КПЦ за счет применения оптического волокна в качестве единогозакрытого тракта передачи. Излучениеквантового генератора 1 расщецляетсяна два ортогонально поляризованныхлуча, один из которых модулируется.почастоте модулятором.3. Немодулированный (опорный) луч направляется зеркалами б и 7 на второй поляризованныйответвитель 5. Оба луча, полязированэлемент 10 поступают на третин,полярзационньй ответвитель 11, где лучиразделяются так, что сигнальный лучпадает на призму 12, а опорный -на четвертый направленный полярнзационный ответвитель 13. Сигнальныйи опорный лучи совмещаются направленным поляризационным.ответвителем 13и падают на анализатор 14, после прохождения последнего, входного элемента 16 согласования, второго оптического волокна 15, выходного элемента12 согласования принимаются фотопри"емником 18. Электрический сигнал сфотоприемника 18 поступает на усилитель 19, настроенный на частоту и,а затем через ограничитель 20 в чатотный детектор 21. Напряжение навыходе частотного детектора несет всебе информацию об амплитуде механических колебаний.ил.Сигнальный и опорный лучи совмещаются направленным поляризационным ответвителем 13, Электрические составляющие электромагнитного поля для ортогонально поляризованных лучей описываются выражениями Е=Е,сов(ио)9 В где а, - частота лазерного излучения; я- частота модулятора.11386854 2Изобретение относится к измеритель- Мемодулированный (ный (опо )ный) лучн й технике и предназначено для опти- направлявляется зеркалами 6 и 7 на вточеского измерения ви рации, в чаб част" рой поляризационньв ответвитель 5,г е опо ный и сигнальный лучи совмеости для дистанционного оптического 5 д рСъема ви рации вб " условиях загрязне- щаются. Оба луча, поля изованных орРтогонально вводятся через согласуюНия радиации и сильных электромаг"9щий элемент 9 в первое оптическое вонитных помех.Цель изобретения - повышение КПД локно р8 и че ез согласующий элемента счет использования ортогональной 10 10 по уст пают на третий поляризационный ответвитель 11. На последнем луоляризации опорного и сигнальногои аз еляются так, что сигнальныйучей, применения оптического волокна ч р дч па ает на отражатель 12, а опоркачестве единого закрытого тракта лу дный луч - на четвертый направленныйпередачи.На че теже представлена схема уст поляризац оионный ответвитель 13. Сигройства для измерения виброперемеще- нальныи луч, пройдя ра черт жой я че ез призму,получает фазовый набегустройство содержит оптический еп =4 х(с) /к = 4 ЕАсое(ас /к,квантовый генератор 1, первый направленный поляризационный ответвитель 2 где А, Д, - а удмплит а и частота мехамодулятор 3 генератор 4 высоких ча- нических колебаний,стот второй направленный поляризаци 9онный ответвитель 5, зеркала 6 и 7,первое оптическое волокно 8, согласующие элементы 9 ввода и 10 выводасвета для первого оптического волокна,третий направленный поляризационныйответвитель 11, уголковый отражатель12, четвертый направленный поляризапленный ответвителв (3, енеливетар е,=е сан)(аа +са (4 аае(пас)/91).14, второе оптическое волокно 15,согласующие элементы 16 ввода и 17вывода света для второго оптическоговолокна, фотоприемник 18, Усилитель З 5 где Е - напряженность электрического19, ограничитель 20 и частотный деполя сигнального луча;тектор 21Ео - напряженность электрическогоВ качестве оптического квантовогополя опорного луча;генератора используют лазер, все по- Е - амплитуда поля.аляризационные ответвители выполнены 40 Совмещенные опорный и сигнальныйв виде склеек призм исландского шпа- лучи падают на анализатор 14, Напрята клеем (бальзамом)9 волокно - одженность электрического поля, прошедномодовое в жесткой оплетке. щего через анализатор 14 (фиг. 1), сУстройство работает следующим об- учетом его пропускания описываетсяразом,45 выражениемИзлучение квантового генератора 142Г ипадает на первый направленный поля- Е = - (Е -Е )ехан 2 сризационный ответвитель 2 и расщепляется на два ортогонально поляризован- -- Есовр +у +(4 АдвпЮ)/33 -2 Г Гных луча. Один из лучей модулируетсяпо частоте модулятором 3, который - совыподключен к генератору 4 высоких частот. Частота модулированного сигналь- Частота сигнала, несущего инфорного луча мацию о вибрации, после прохождения55 через анализатор 14, входной элемент16 согласования, второе оптическоеС О М 9волокно 15, выходной элемент 17 согласования и принимаемого фотоприемником 18 равна1386854 и =Я +(4 ТАйзхпМ) Ь 11 и (с) =8(4 ТАПзп а С) /Р ) Составитель В. КлимоваТехред Л.Сердюкова Редактор И. Горная Корректор Л, Патай Заказ 1488/41 Тираж 524 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Ф Электрический сигнал с фотоприемника 18 поступает на усилитель 19,5 настроенный на частоту Я, а затем через ограничитель 20 - в частотный детектор 21. Напряжение на выходе последнего несет в себе информацию об амплитуде механических колебаний. где Б - напряжение на выходе частотного детектора;.8 - крутизна характеристики частотного детектора. Формула изобретенияУстройство для измерения виброперемещений, содержащее лазер, отражающее зеркало, модулятор с генератором высоких частот и последовательно электрически соединенные фотоприемник, усилитель, ограничитель и частотный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения КПД, она снабжено уголковым отражателем, предназначенным для закрепления на объекте,четырьмя направленными поляризационными ответвителями, один из которых установлен между лазером и модулятором и оптически связан с зеркалом, вторым отражающим зеркалом, оптически связанным с первым зеркалом и вторым ответвителем, расположенным последовательно по ходу излучения за модулятором, анализатором и двумя оптическими волокнами с согласующими элементами, один из которых установлен между вторым и третьим ответвителями,другой - между фотоприемником и анализатором, последовательно размещенным в ходе излучения от четвертогоответвителя, оптически связанного стретьим, уголковый отражатель ориентирован так, что его ортогональныеотражающие поверхности образуют углый/4 с оптическими осями, проходящимисоответственно через первый и третийответвители и фотоприемник и четвертый ответвитель, ответвители ориентированы так, что плоскость склейкитретьего ответвителя ортогональнаплоскости склейки четвертого ответвителя, второго ответвителя - плоскости склейки первого и параллельнаплоскости склейки третьего, плоскостьсклейки первого ответвителя образуетугол ЗЮ 4 с проходящей через нее оптической осью, второго ответвителяугол /4 с той же осью, анализаторориентирован так, что его плоскостьпропускания образует угол /4 с боковой гранью четвертого ответвителя,первые зеркало и ответвитель расположены так, что проходящая через нихоптическая ось образует угол/4 снормалью к плоскости склейки, а второе зеркало и ответвитель расположенытак, что проходящая через них оптическая ось образует угол /4 с плоскостью склейки второго ответвителя.