Оптический датчик давления

ОЮЗ СОВЕТСКОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК ик 1 Ь 11/О В.ЕСОЮЗНАЯ В 1 ЕЛЫ к ,:ВЕМ ББЛЗО ЕА.И. Лози А.И. 01 ни 040 85. ТЧИК ДАВЛЕНИЯтносится к контой технике и поз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И 30 ВТОРСКОМУ СВ(57) Изобретениерольно"измеритель яет повысить точность измерения д пения оптически прозрачных газосред. При прохождении светового пучка от источника излучения 1 через камеру 2 с газом, в которой искусственно создан градиент показате ля преломления при помоЧи нагрева одной, параллельной пучку, стенки нагревателем пучок отклоняется и его положение фиксируется приемником излучения. При изменении давления изменяется градиент показателя преломления газа н световой пучок отклоняется от исходного положения. 3 ил.35 1 14780Изобретение относится к контрольно-иэмерительной технике и можетбыть использовано для измерения давления,Целью изобретения является повыше 5ние точности.На фиг,1 изображен оптическийдатчик давленияф, на фиг.2 - разрезА-А на фиг.1; на фиг.З - вариант выполнения датчика.Датчик содержит источник 1 монохроматического излучения, камеру 2 сгазом, оборудованную светопроницае- гмыми окнами 3, и датчик 4 перемещения светового пучка. Одна из стеноккамеры 2 с газом, расположенная .вдоль оси распространения световогопучка, оборудована нагревательнымэлементом 5 (фиг.2).Камера 2 с газом соединена с датчиком 4 световодом 6. Датчик содержит светоприемник 7 в виде позиционно-чувствительного фоторезистора ирегистрирующий блок 8. 26Принцип работы датчика давленияоснован на зависимости показателяпреломления сред от термодинамийческнх параметров. При создании темили иным способом неоднородного распределения показателя преломления вгазовой среде световой пучок отклоняется,Датчик работает следующим образом.При измерении давления световойпучок от источника 1 направляют через,окно 3 в камеру 2 с газом, изкоторой он по световоду 6 попадаетна светоприемник 7 датчика 4 перемещения. Нагреватель 5 создает градиент температуры и, следовательно,градиент показателя преломления по,перек камеры. В результате этогопучок отклоняется в сторону большихзначений показателя преломления среды,При изменении давления в камересветовой пучок отклоняется от исходной траектории и последовательно освещает концы волокон световода 6 ичерез них различные элементы светоприемника 7, где производится преобразование оптического сигнала в элект.рический; регистрирующий блок 8 проводит необходимую обработку. 60 2Для уменьшения влияния флуктуации газа внутри камеры за счет конвекции нагревательным элементом оборудуется верхняя стенка камеры и сама камера может быть разделена на ряд сообщающихся объемов. В условиях стационарного тепло- обмена, не осложненного конвективными процессами, в измерительной камере устанавливается линейное распределение температуры газа, а смеще" ние луча пропорционально отношению давления газа в измерительной камере к атмосферному давлению с коэффициентом пропорциональности. При заполнении рабочей камеры длиной 1 м углекислым газом и использовании позиционно-чувствительного фоторезистора с точностью измерения координаты сфокусированного фокального пятна 10 мкм диапазон измеряемых давлений достигает 2,8 бар при точности измерения 2,8 10 бар . При этом диапазон измеряемого давления может быть изменен за счет изменения перепада температуры на стенках камеры путем регулировки мощности нагревателя. С этой целью можно, варьировать длину камеры или высоту зазора в ней. При этом реальная длина измерительной камеры может быть значительно сокращена при сохранении неизменной ее эффективной оптической длины, а значит, и чувствительности устройства за счет установки на внутренней стороне ее передней и задней стенок плоских параллельных зеркал (фиг.З). Формула из обретения Оптический датчик давления, содержащий герметичную камеру со светопроницаемыми окнами, заполненную газом, источник светового пучка и приемник излучения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в нем верхняя стенка камеры, расположенная вдоль оси источника светового пучка, снабжена нагревателем, а приемник излучения выполнен в виде фотоэлектрического датчика перемещения светового пучка.1478060Составитель И. Невский Редактор В.Петраш Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова Заказ 2354/41 Тираж 790 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101