Волоконно-оптический преобразователь

(19) 01 В 11 Е К АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ ско теп уно Е ительвано в преоб- реме.д.) в го из- повыобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМОРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Специализированное канструктобюрос опытным производством Отделлофизики АН УЗССР(57) Изобретение относится к измерной технике и может быть использоустройствах, предназначенных дляразования измеряемого параметра(пщения, давления, ускорения и тизменение интенсивности оптическолучения. Целью изобретения является Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вустройствах, предназначенных для преобразования измеряемого параметра (перемещения, давления, ускорения и т.д.) визменение интенсивности оптического излучения,Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя эасчет введения дополнительной модуляцииизлучения, прошедшего световод, в результате вытекания направленных мод.На чертеже представлена схема преразователя,Преобразователь содержит корпус 1,волоконный световод (ВС) 2, отражатель 3,чувствительный элемент 4, соединительныепластины 5 и 6 и упругие элементы 7 и 8. шение чувствительности преобразователя эа счет введения дополнительной модуляции излучения в результате вытекания направленных мод. В преобразователе при воздействии измеряемого параметра на чувствительный элемент происходит изменение расстояния между выходным торцом излучающего волоконного световода и отражателем, жестко связанным с чувствительным элементом, и одновременно изменение радиуса изгиба Я участка петли волоконного световода, расположенного между наруж- ной поверхностью стенки неподвижного корпуса и внутренней поверхностью чувствительного элемента. Дополнительная модуляция излучения, попадающего обратна на вход преобразователя за счет изменения радиуса петли В световода, увеличивает чувствительность преобразователя на 2 - 3 порядка. 1 ил. В корпусе 1 параллельно его стенке 9 расположен отражатель 3, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса 1 под действием измеренного параметра в направлении, перпендикулярном плоскости стенки 9 корпуса 1. Отражатель 3 закреплен в корпусе 1 посредством упругих элементов 7 и 8. установленных, например. между внутренней поверхностью стенки 10 корпуса 1 и отражателем 3 с возможностью деформироваться в направлении перемещения отражателя 3.Вне корпуса 1 параллельно отражателю .3 установлен чувствительный элемент 4, жестко соединенный с отражателем 3 посредством, например, соединительных пластин 5 и 6. Соединительные пластины 5 и 6 установлены параллельно друг другу и переме 1620820щаются в корпусе 1, например в отверстиях его стенки 9.Между наружной поверхностью стенки 9 и чувствительным элементом 4 расположен ВС 2, выходной торец которого закреплен в стенке 9 таким образом, что плоскость выходного торца лежит в плоскости внутренней поверхности стенки 9, Непосредственно вблизи выходного торца ВС 2 .сформирована петля радиусом изгиба й, причем плоскость изгиба расположения петли ВС 2 перпендикулярна плоскости стенки 9, а й петли определяется выражением;й2(йкр+ б)+ Хмакс,где йкр - критический радиус изгиба ВС 2;б - диаметр ВС 2;Хмакс- величина максимального смещения чувствительного элемента 4,Участок ВС 2, изогнутый в форме петли, контактирует с наружной поверхностью стенки 9 и внутренней поверхностью чувствительного элемента 4,Преобразователь работает следующим образом.Вводимое в преобразователь по ВС 2 излучение проходит изогнутый в виде петли участок и выходит из торца ВС 2, Некоторая часть излучения отражается от отражателя 3, возвращается в ВС 2, после чего вторично проходит участок ВС 2, изогнутый в форме петли, Интенсивность этой части излучения, прошедшего преобразователь, является функцией следующих параметров: расстоя. ния между выходным торцом ВС 2 и отражателем 3; диаграммы направленности выходного торца ВС 2; определяемого угловой расходимостью а и осью диаграммы направленности О; радиуса й изгиба петли ВС 2.Под действием измеряемого параметра, приложенного к чувствительному элементу 4, происходит его перемещение, а также перемещение связанного с ним жесткой связью отражателя 3 относительно неподвижного корпуса 1, Перемещение отражателя 3 приводит к изменению значения Х и, следовательно, к изменению доли излучения, попадающего обратно в ВС 2. Одновре менно чувствительный элемент 4 изменяетрадиус й петли ВС 2, что в свою очередь изменяет диаграмму направленности излучения и приема входного торца ВС 2, а именно: параметры а и О изменяют долю 10 излучения, подаваемого к отражателю 3 ипроходящего от отражателя через ВС 2 к входу преобразователя,Сочетание модуляции величин радиусаизгиба петли й, расстояния между отража телем 3 и торцом ВС 2 позволяет на 2 - 3порядка повысить чувствительность преобразователя по сравнению с прототипом. Формула изобретения20Волоконно-оптический преобразователь, содержащий корпус, волоконный световод (ВС), изогнутый вблизи выходного торца в плоскости, перпендикулярной стен ке корпуса, и закрепленный в этой стенкетак, что выходной торец ВС лежит в плоскости стенки корпуса, отражатель, установленный упруго в корпусе параллельно плоскости выходного торца ВС с возможно-, 30 стью перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости выходного торца ВС, и чувствительный элемент, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, чувствительный эле мент установлен вне корпуса параллельноотражателю и связан с ним жесткой механической связью, ВС изогнут в форме петли и размещен так, что участки петли контактируют с наружной поверхностью корпуса и 40 внутренней поверхностью чувствительногоэлемента, а радиус й петли 2(йкр+ б)+ Хмакс, где йкр - критический радиус изгиба световода, б - диаметр световода, Хмакс - максимальная величина смещения чувствительного 45 элемента.Редак Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагари каз 4237 . ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5