Оптический преобразователь давления

О П И С А Н И Е960561ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сете э Советск ивСоциалистически кРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл, .С 0111(00 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет 3 Ьвудвратюцай кеммтат СССР да делам иэобретеним м вткрытмВ(088,8) Дата опубликования описания 29.09.82 1Московский ордена Ленина авиационный инстим. Серго Орджоникидзе(72) Авторы изобретения БИИИчР 4(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к олтическйм измерительным преобразователям и мо- жет использоваться для измерения давления силы и др.Известны оптические преобразовате 5 ли, содержащие источник излучения, волоконные световоды, обьединенные в одном корпусе, управляющую светоотражаюшую мембрану или отражатель, прикреп ленный к мембране, фотоприемник 13.Недостатком таких устройств является наличие больших оптических потерь и нелинейность характеристики, обусловленной расходимостью пучка света, выхо-,5 дяшего из волоконного световода. Известен оптический преобразователь давления в электрический сигнал, содер жащий прозрачную полусферу, мембрану 20 и кольцевую прокладку, расположенную между мембраной и плоской поверхностью полусферы, источник излучения и фотоприемник С 23. Недостатком этого преобразователя является нелинейная зависимость интенсивности отраженного света от зазора между пленкой и плоской поверхностью полусферы. Цель изобретения - повышение линейности статической характеристики преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем прозрачное основание в виде полусферы, мембрану с упругим светопоглощающим элементом, установленную через прокладку на плоскости полусферы симметрично относительно вертикальной оси, источник излучения и фотоприемник, светопоглощающий элемент выполнен в форме эллиптического параболоида, установленного симметрично относительно оси мебраны вершиной к плоскости основания, причем большая полуось сечения параболоида расположена в плоскости падения лучей, а его форма выбрана из условияХф2: +с 08 62 Ь Егде 6 - заданный угол пацения лучей;Ь - величина большой полуоси сечения параболоида;х )9)7 - координаты точек параболоида,На чертеже изображена конструкция оптического. преобразователя давления. 30Устройство содержит источник 1 излучения прозрачное основание 2 в форме полусферы, прокладку 3, гибкую мембрану 4, упругий светопоглощаюший элемент 5, цва конденсатора 6, фотоприем пик 7.Мембрана 4 установлена по периметру на плоской поверхности основания 2 через прокладку 3 так, что между ними образована герметичная поцмембранная по- рО лость, Источник 1,излучения и фотоприемник 7 установлены под углом, обеспечи,вающим полное внутреннее отражение свето.Оптический преобразователь давления 25 работае)т следующим образом.При наличии разности давления между внешней средой и подмембранной полостью мембрана 4 прогибается, в результате чего образуется йятно оптического контакта упругого светопоглощающего элемента 5 с плоской поверхностью полусферы 2 в виде эллипса, где вид контакта определяется следующим выражением35х 1; причем - прогиб мембраны (деформа 40 цця эллиптического параболоида по оси симметрии), при этом нарушается полное внутреннее отражение и происходит поглощение света светопоглощаюшим элементом 5, В. отраженном пучке света, попацаюшего на фотоприемник 7, это пят но видно как темный круг с радиусом, который является проекцией эллипса оп 1 1тическаго контакта на плоскость фотоприемника 7.Следовательно, зависимость отраженного светового потока от величины прогиба мембраны линейна.Таким образлм, использование изобретения обеспечивает линейность статической характеристики и позволяет плавно менять интенсивность отраженного света.ф ормула изобретенияОптический преобразователь давления, содержащий прозрачное основание в вице полусферы, мембрану с упругим светопоглощающим элементом, установле иную через прокладку на плоскости полусферы симметрично отнссительно ее вертикальной оси, источник излучения и фотоприемник, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения линейности статической.характеристики преобразователя, светопоглошающий элемент выполнен в форме эллиптического параболоида, установленного симметрично относительно оси мембраны вершиной к плоскости основания, причем большая полуось сечения параболоида расположена в плоскости падения лучей, а его форма выбрана из условиях /)".).)+ )0362,с)2где 6 - заданный угол падения лучей,х )Ъ,Е - коорцинаты точек параболоида 3Ь - величина большой полуосисечения параболоида.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3789667,кл. 73-406, 05.07.74.2. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М., фМирф, 1970, с. 193195 (прототип).С оставителРедактор А, 1 озориз Техред М,тор Л, Бокшан За одписное ППП патент, г. Ужгород, ул, Проектна з 7249(46 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035 Москва, Ж 35, Раущская наб.,