Оптоэлектронный датчик напряженности магнитного поля

(5 )М. Кл. 6 О 1 й 33/02 веударстеенный кемнтет СССР пв делам нзееретеннй н ютнрытнй(53) УД К 621. 317. .44(088.8) В,н, Бусурин, В.Е. Иахотиин, А.В. НировзорОО б":и О.И. ЧеремысинаМосковский ордена Ленина авиационный инститсут,им. Серго Орджоникидзе и физический иим. ПН, Лебедева(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯИзобретение относится к преобра" зователям магнитного поля и можетбыть использовано в измерительной технике и в системах автоматическо управления.Известно устройство для измерения напряженности электрического и магнитного полей, состоящее из двух оптических волноводов, соединенных при помощи других оптических волноводов с фотоприемниками. Один из оп" тических волноводов или подложка, или верхний слой подложки выполнены из электрооптического или магнитного материала (ГеВО) 1.Недостатками устройства являются узкий. диапазон измеряемых магнитных полей, ограниченный напряженностью насыщения указанных магнитооптичес" ких материалов, составляющий единицы эрстед, и низкая точность измерения, обусловленная низкой стабильностью интенсивности светового потока от источника излучения при измерении температуры окружающей среды и с течением времени.Известен также оптоэлектронный датчик напряженности магнитного поля, содержащий источник излучения, подводящий волоконный световод, соединенный через полновод с выходящиьР волоконным световодом и фотоприемником, и слой жидкокристаллического вещества с показателем преломления меньшим, чем у волновода, расположенныи между прокладками из диэлектрического материала на поверхности волновода и ограниченный защитным стеклом 21.Недостатком указанного устройства является низкая точность измерения.Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что оптоэлектрический датчик напряженности магнитного поля, содержащий. источник излучения, подводящий волоконный световод, соединенный3 93583 через волновод, на поверхности которого размещен слой жидкокристаллического вещества между диэлектрическими прокладками, с выводящим волоконным световодом и фотоприемником, снабжен дополнительными выводящим волоконным световодом и фотоприемником, а также сумматором, при этом слой жидкокристаллического вещества размещен на половине поверхности вол новода, а каждая половина волновода через соответствующие волоконный световод и фотоприемник соединена с сумматором.На Фиг, 1 изображена схема оптоэлектронного датчика напряженности магнитного поля; на Фиг, 2 - волна" вод с подводящим волоконным светово"дом, выходящими волоконными .световода-, ми и слоем жидкокристаллического ш вещества, ограниченного прокладками из диэлектрического материала и защитным стеклом, разрез.Оптоэлектронный датчик напряженности магнитного поля содержит ис" точник 1 излучения, связанный через подводящий волоконный световод 2 с волноводом 3. Плоский волновод 3 раэ" делен на две равные части, на одной из которых расположен спой 4 жидкокристаллического вещества с показателем преломления меньшим, чем у волновода 3, ограниченный прокладками 5 из диэлектрического материала и защитным стеклом 6. На концах каж" дой из частей плоского волновода 3М расположены выходящие волоконные световоды 7, связанные с фотоприемниками 8, один из которых подсоединен к суммирующему входу, а другойк вычитающему входу сумматора .9.Датчик работает следующим обра" зом.Луч света от источника 1 излучения пройдя по подводящему волоконУ45 ному световоду 2, распространяется по плоскому волноводу 3. Показатели преломления плоского волновода .3, слоя В и угол ввода луча света по" добраны таким образом, чтобы свет, испытывая полное внутреннее отражение ф50 на границах плоского волновода 3, достигал выходящих волоконных свето" водов 7, связанных с фотоприемника" ми 8. Один из Фотоприемников 8 подсоединен к суммирующему входу, а дру",гойк вычитающему входу сумматора 9, поэтому результирующий сигнал уст" ройства .определяется разностью сигна 8 4лов Фотоприемников 8 и при отсутствии измеряемого магнитного поля он равен нулю, При изменении интенсивности светового потока от источникаизлучения сигнал на обоих фото" приемниках 8 изменяется одинаково, а следовательно, разность сигналов остается постоянной. При наличии магнитного поля, превышающего пороговое значение, показатель преломления слоя 4 жидкокристаллического вещества изменяется. Это приводит к нарушению условия полного внутреннего отражения в одной из частей плоского волновода 3. Световая энергия начинает вытекать через поверхность плоского волноЪода 3 и сигнал с одного из Фотоприемников 8, подсоеди" ненного к этой части плоского волновода 3, уменьшается. При этом изменяется и снимаемый с выхода сумматора 9 сигнал устройства в целом, равный разности сигналов с фотоприемников 8.В результате теоретических и экспериментальных исследований известных оптоэлектронных устройств для измерения напряженности магнитного поля установлено, что сигнал на выходе устройств сильно зависит от стабильности интенсивности светового потока от источника излучения. При использовании таких широко распрост" раненных и перспективных источников излучения как светодиоды выходной сигнал датчика при отсутствии магнитного поля.при изменении температуры от 0 до 70 С за счет температурной нестабильности источника излучения изменяется на 30-50. Кроме того, для всех источников излучения характерен процесс старения, т.е. изменение интенсивности света с течением времени, что также снижает точность указанных приборов. Результаты исследования данного устройства показывают что точность его работы примерно на порядок выше. Это определяется тем, что выходной сигнал, равный разности сигналов с Фотоприемников, не зависит от интенсивности .светового потока от источника излучения. Поэтому исполь" зование данного оптоэлектронного датчика напряженности магнитного поля в измерительной технике и в системах автоматического управления повысит точность и надежность их работы,И Составитель Ф. Торнопольскаяактор Л. Алексеенко Техред 3. Палий Корректор М. Демчик Тираж 717 НИИПИ Государственн по делам изобретен 303, Москва, Ж4202/4 Подписноего комитета СССРй и открытийРаушская наб., д илиал ППП "Патент.", г. Ужго л. Проектная, 4 Оптоэлектронный датчик напряженности магнитного поля, содержащий источник излучения, подводящий волоконный световод, соединенный через волновод, на поверхности которого размещен слой жидкокристаллического вещества между диэлектрическими прокладками, с выводящим волоконным световодом и Фотоприемником, о тл и ч а ю щ и й с я тем., что, с целью повывения точности, он снабжен дополнительными выводящим .волоконным 5838 6световодом и фотоприемником, а такжесумматором, при этом слой жидкокристаллического вещества размещен наполовине поверхности волновода, а3 каждая половина волновода черезсоответствующие волоконный световоди Фотоприемник соединена с сумматором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеВ 1, Патент Франции М 2308105,кл. 6 01 й 33/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2756234, кл. 6 01 й 33/02,1979 (прототип).