Устройство для измерения угла наклона

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) А 1 4 С 01 С 9/О КОМИТЕТ СССР КИЙ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫ .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У(56) Патлах топропуска оптических троника, 1 А.Л., Се е изогну олокон.3, т,10 тво СССР36,3101.73 ЕРЕНИЯ УГЛА е свидетелл. С 01 С Авторс507129,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИАКЛОНА иг ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений угла наклона Световоды устройства выполнены в виде системы нерегулярных оголенных во локон 2, 3 равной длины, которые могут быть, например, частично изогнуты по полуокружностям, одна из которых полностью погружена в жидкость.При изменении угла наклона контролируемого объекта и соответственно отклонении уровня 15 жидкости в кювете 6 происходит изменение длин участков световодов 7 и 8, размещенных в жидкости и воздухе. Величины изменения сигналов фотоприемников 11 и 12 дают информацию об угле наклона. 3 з.п, ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения углов наклона объектовГ;Целью изобретения является расширение диапазона измерений.На фиг.1 изображена схема устройства с двумя прямолинейными световодамй; на фиг,2 - схема устройства с 10 четырьмя световодами; на фиг.3 - схема устройства со световодами, изогнутыми по полуокружности,Устройство содержит источник 1 излучения (возможен вариант, когда каж дый световод возбуждается своим источником), световоды 2-5, которые внутри кюветы 6 выполнены нерегулярными (участки 7-10) . Световоды 2 - 5 одним торцом подведены к источнику 1, 2 а другим - каждый к своему фотоприемнику 11-14, причем фотоприемники включены попарно встречно. Кювета 6 заполнена жидкостью на половину объема (уровень 15 жидкости) . 25Встречное включение фотоприемников 11-14 (попарно) и применение двух(четырех) световодов 2 и 3 (4,5) позволяют реализовать дифференциальную схему устройства, а тем самым из бавиться от постоянной составляющей сигнала на выходе датчика и снизитье уровень помех из-за нестабильности источника 1 излучения.Под нерегулярным волоконным световодом с повышенным поверхностным рассеянием без покрьггий подразумевается освобожденный от полимерных покрьггий, например, кварц-полимерный световод (жила из кварца, световодная 4 п оболочка из полимера; освобождение от Полимера осуществляется механическим срезанием полимерных оболочек либо их химическим травлением), диаметр которого вдоль продольной оси изме в 45 няется, например, по случайному закону, приче в спектре продольных нерегулярностей должна и обязательно присутствует составляющая, обеспечи вающая связь распространяющихся мод световода с модами излучения. Как известно, в процессе вытяжки световоды всегда получаются продольно нерегулярными, а в воздухе они очень силь-. но рассеивают излучение, так как при большой разности показателей преломления сердцевины и оболочки, функцию которой выполняет воздух, нерегулярности выражены более явно, чем в случае меньшей разности, например, при погружении оголенного световода в жидкость и тем более при его покрытии полимерной оболочкой, т.е, светопропускание такого световода, погруженного в жидкость, больше, чем помещенного в воздухе,Таким образом, нерегулярный световод с повышенным поверхностным рас.еянием имеет более высокое затухание на воздухе, чем в жидкости, например в воде, а при изменении угла наклона контролируемого объекта изменяются длины участков одного и того же световода, находящиеся в воздухе и в жидкости. В результате опытнбй проверки устройства установлено, что в случае использования в качествесветовода чувствительного элемента оголенного кварц-полимерного свето- вода КПон при длине оголенного участка 20 см, возбуждении светодиодом АЛ, на нагрузке фотодиода ФДК, установленного у выходного торца световода, обеспечивает сигналы 4 мкЛ на воздухе и 20 мкА в воде, т,е. легко регистрируемое и измеряемое изменение фототока.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии уровень 15 жидкости установлен как показано на фиг.1-3, т.е. соответствует горизонтальному положению контролируемого объекта. При этом световоды (фиг.1) имеют одинаковые длины погруженных в жидкость участков 7 и 8 нерегуляр- ных световодов, а значит, одинаковы их с.ветопропускания, и на выходе встречно включенных фотоприемников 11 и 12 сигнал равен нулю. В устройстве (фиг,2) участки 7 и 10 световодов находятся полностью на воздухе, а участ ки 8 и 9 - полностью в жидкости,при этом, так как световоды работают попарно (участки 7, 8 и 9, 10), на выходе встречно включенных фотоприемников 11-14 сигнал разбаланса имеет наибольшую величину. Сигнал разбаланса максимален и в исходном состоянии устройства по фиг.3. При изменении угла наклона контролируемо ообъекта происходит отклонение уровня 15 относительно кюветы 6 (пунктир на фиг,1-3), при этом изменяются длины участков 7 и 8 световодон, погруженных в жидкость13286 (участок 7 погружается, а участок 8 выходит из жидкости). Это приводит к тому, что светопропускание участка 8 световода уменьшается, а участка 7увеличивается. В результате появляется разбаланс в устройстве (фиг.1) или уменьшается разбаланс в устройствах (фиг.2 и 3) . Величины изменения сигналов фотоприемников во всех случаях несут информацию об угле наклона контролируемого объекта, Участки 9 и 10 световодов устройства (фиг.2) начинают работать с углов, при которых участок 10 световода начинает погру жаться в жидкость, а участок 9 - в воздух.Устройство (фиг. 1) может работать в диапазоне положительных и отрицательных углов наклона, ограниченных углами, при которых один из световодов (участки 7 и 8) полностью погрузится в жидкость, а другой - в воздух. Далее наступает чувствительность устройства к изменению углов наклона. 25Устройство (фиг.2) может работать в неограниченном диапазоне углов, так как при полном погружении в жидкость участка 7 световода и в воздух участка 8 участки 9 и 10 световодов продолжают реагировать на изменение угла наклона, и сигнал о нем снимается с выхода фотоприемников 13 и 14.Устройство (фиг,3) также работает в диапазоне сколь угодно больших уг лов наклона, так как при любом изменении угла наклона происходит изме 71пение длин участков световодов, помещенных в жидкость и в воздух, Формула изобретения1. Устройство для измерения угла наклона, содержащее кювету, частично заполненную жидкостью, и последовательно расположенные источник света, световоды и приемный блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, световоды выполнены в.виде системы нерегулярных оголенных волокон равной длины, расположенной в плоскости измерения и полупогруженной в жидкость, а приемный блок выполнен в виде фотоприемников, оптически связанных с выходными торцами соответствующих волокон.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что система волокон выполнена в виде двух волокон, расположенных под равными углами к поверхности жидкости.3. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что система волокон выполнена в виде четырех попарно перекрещивающихся волокои, причем при отсутствии наклона одна пара перекрещивающихся волокон полностью покрыта жидкостью.4, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что система волокон выполнена в виде двух изогнутых по полуокружности волокон, одно из которых при отсутствии наклона полностью покрыто жидкостью.. Редактор О.Юрковецка орректор М.шаро Заказ 3475 4 Тираж 676ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб д. одписноПроектная город оизводственно-полиграфическое предприяти