Сигнализатор скорости потока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Соцналнстнческнк Республик(22) Заявлено 270678 (21) 2643525/18-10 с присоединением заявки йо С 01 Р 3/366 01 Р 13/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088. 8) Дата опубликования описания 25.1130(54) СИГНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ПОТОКА 1. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сигнализации и измерения скоростей потоков жидкостей и газов.Известны сигиализаторы потока га за и жидкости, работающие на различ- ных принципах (флажковые, вихревые, перепада давления, термоанемометрические идр.,), с помощью которых измеряют скорость потока жидкости или 10 газа, либо сигнализируют о ее изменений 13.Однако все эти сигнализаторы сложны по, конструкции и имеют сравнительно болыаую кассу и габариты, 15Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является. волоконный анемометр, содержащий источник света, волоконный чувствительеяйФэлемент, отклоняемый потоком, 20 отометрический клин и фотоэлектрическую схему регистрации отклонения чувствительного элемента 121.К недостаткам известного устройства относятся: невозможность работы 25 в запыленных и непрозрачных средах и малая точность измерения скорости в турбулизированных потоках,Цель изобретения - увеличение точности сигнализации заданной скорости 30 потока и обеспечение работы сигнализатора на запыленных и непрозрачных потоках.Указанная цель достигается тем, что волоконный чувствительный элемент сигнализатора выполнен в виде плоской петли из одномодового (либо маломодового) световолокна с радиусом изгиба более критического, а в оптический канал устройства пеРед входным торцом чувствительного элемента введен уэконолосный светофильтр.На фиг. 1 изображена схема сигнализатора; на фиг. 2 - чувствительный элемент, вид сбоку.Сигнализатор выполнен в виде единой конструкции из жестко соединенных между собой патрубка 1, державки 2 сигнализатора, корпуса 3 сигнализатора, во внутренней полости которого расположены электрическая и электронная схемы и цепи питания (4-7), и концй чувствительного элемента (световолоконной петли 8). Державка 2, соединенная герметически с корпусом, представляет собой блок из пластика, в ко" тором залиты концы волоконной петли 8. Торцы державки, на которые выходят концы волоконной петли, полированы н на них установлены осветитель 9 и уз50 кополосный светофильтр 10 (на входном)и Фотодетектор 11 (на выходном).Волоконный сигнализатор работаетследующим образом.При включении цепи питания сигнализатора загорается осветитель 9 (све 5тодиод) и чеоез узкополосный светофильтр 10 (пропускающий длины волн,соответствующие модам световолоконного чувствительного элемента) освещает входной торец чувствительного эле.мента 8. Монохроматизированный светпроходит сквозь чувствительный элемент 8 и попадает на фотодетектор 11(фотодиод), Так как радиус изгибасветоволоконного чувствительного элемента 8 выбран более критического, 15то затухание света в нем невелико иуровень светбвого сигнала достаточен, чтобы напряжение с Фотодиода 11на входе компаратора 5 заставило егосрабатывать и выдать через выходной 2 Окаскад б сигнал "Авария" на разъем 7(потока в трубопроводе нет), Когдав патрубке 1 сигнализатора появляется поток и начинает изгибать волокоНную петлю чувствительного элемента 8у основания державки 2, то как толькорадиус сгиба достигает критического,- в "волокне начинается рассеяние светасквозь оболочку и уровень света навыходном торце чувствительного элемента резко падает. Напряжение на вы- ЗОходе фотоэлемента 11 понижается довеличины меньшей, чем напряжение, подаваемое на инверсный вход компаратора 5 (величина этого напряжения определяет скорость срабатывания сигна - 35лизатора),Компаратор 5 возвращается в исходное состояние и выдает через выходнойкаскад б в цепь сигнализации (разъем,7) сигнал "Работа" (сигнал, означаю Ощий, что скорость потока в трубопроводе равна либо выше заданной).Применение одномодового волокнав петлевом чувствительном элементесигнализатора, имеющем очейь высбку 4чувствительность и нелинейную зависимость затухания от изгиба (удвоение радиуса изгиба одномодового волокна), приводит к изменению затухания волокна приблизительно в 6,5ф 10 раз, позволяет обеспечить практически релейный характер работы чувствительного элемента и резко увеличивает точность сигнализации достижения заданной скорости потока.Замена одномодового световолоконного элемента 8 с радиусом изгиба более критического на маломодовый(первые три моды колебания волокна) позволяет получать практически линейную зависимость амплитуды оптического сигнала, проходящего сквозь волоконный чувствительный элемент, от радиуса изгиба, т.е. позволяет реализовать измеритель скорости потока при соответствующем. переключении компаратора 5 электронной схемы в режим усиления и нагрузке выходного каскада б на регистрирующий (стрелочйый либо циФровой) прибор,формула изобретения1. Сигнализатор скорости потока, содержащий волоконный чувствительный элемент, расположенный в потоке, осветитель, фотоэлектрический приемник и электронную измерительно-регистрационную схему, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности сигнализации достижения заданной скорости потока и обеспечения работы сигнализатора на запыленных и непрозрачных потоках, волоконный чувствительный элемент сигнализатора выполнен из одномодового световода в виде плоской .петли с радиусом изгиба больше критического, а перед входным торцом чувствительного элемента установлен узкополосный светофильтр.2. Сигнализатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью измерения скоростей потока, волоконный чувствительный элемент выполнен из маломодового волоконного световода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Петунин А.Н. Аэрометрическиеприборы для измерения скоростей идавлений. Труды ЦАГИ. М., 1959,вып. 734, с. 3-66.2. Трохан А.М. "Измерительная техника", 1968, Р б, с. 42-45 (прототип),781698 Составитель Ю, ВласоТехред А.Ач Корректор В. Синицкая Редактор Л. К Тираж 1019 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/ каз 8121/48 филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4