Уровнемер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 15 ОО 8 1 Р 23/22, 23/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОТКРытипРи Гннт сссР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,(56) Авторское свидетельство СССР У 1108333, кл, 0 01 Р 23/22, 1980.Авторское свидетельство СССР У 285269, кл. С 01 Р 23/ОО, 1969. (54) УРОВНЕИЕР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении уровня жидких сред. Поплавковый узел с двум роликами 9, 10 при перемещении вместе с границей жидкости обеспечив ет перегиб волоконного световода Верхний конец световода согласов с выходом измерителя расстояния Подбором показателей преломления световода и его оболочки, а такж радиусов и взаимного расположения роликов добиваются такого поло жения, в котором луч света от дальномера входит в оболоч .ку световода на участке его перегиба, Наружная поверхность о лочки снабжена светорассеивающим элементами, обуславливающими отр ние света в обратном направлении измерителю расстояния. В качеств измерителя расстояния использует оптический Фазовый дальномер, 2150084Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении уровня жидкости.Цель изобретения - исключение вли-.5яния переменных свойств жидкости наточность измерений.Ьа фиг.1 представлена схема уровнемера; на фиг. 2 - гибкий преобразователь перемещения, ОУровнемер содержит волоконный световод 1, измеритель расстояния 2,который состоит из оптического фазо"ного дальномера 3, светоделительнойпластины 4, зеркала 5 и оптическогосогласующего элемента 6, поплавок7 и связанное с ним устройство изгиба волокна 8, выполненное на роликах9 и 10, направляющие поплавка 11,нижнее крепление 12, верхнее крепление 13 световода,Волоконный световод 1 состоит изсердцевины 14 с показателем и оболочки 15 с показателем преломленияи , оболочки 16 с показателем преломления пз и второго слоя оболочки17, содержащей светоотражательныепримеси 18, защитной оболочкиНижний конец световода сопряженс моделью абсолютно черного тела 3020, которая состоит из прозрачноготела 21. имеющего светопоглащающеепокрытие 22. Модель абсолютно черного тела 20 соединена с торцом световода 1,35На поверхности жидкости, уровенькоторой измеряют, находится поплавок7: При изменении уровня жидкостипоплавок 7 перемещается вдоль направпяющих штанг 11, 1 ежду направляю.-. 40щими штангами 11, параллельно им натянут волоконный световод 1, устройство уплотнения 13 которого сверху емкости зажато фланцами.Поплавок 7 имеет три отверстия:два крайних для прохода направляющих11 и одно центральное для волоконного световода 1, На поплавке установлено устройство изгиба 8 волоконного световода 1,Нижний конец волоконного световода 1 с помощью устройства крепления12 соединен с натягивающей пружиной.Торец нижнего конца световода 1отполирован и соединен с прозрачнымтелом 21 модели абсолютно черного тела 20. Коэффициент преломления прозрачного тела 21 равен коэффициентупреломления сердцевины 14 оптическо 4го волокнаПрозрачное тело 21 покрыто светопоглощающим покрытием 22. Благодаря этому интенсивность отра-, женного от торца световода светового потока минимальна и не влияет на процесс измерения. В качестве светопог. - лощающего покрытия 22 может быть использована тонкая пленка иридия.Показатель преломления оболочки 15 участка волоконного световода 1, используемого в качестве линии связи между емкостью с жидкостью и измерителем уровня 2, имеет значение п. Показатель преломления сердцевины 14- и 1, При этом п (и . На участке волоконного световода 1, находящегося в емкости с жидкостью у сердцевины 14 имеется два слоя светопроницаемой оболочки 16 и 17. Показатель преломления оболочки 16 - и выбран близ 3ким к показателю преломления и, сердцевины 14. Ьри этом ппд(п,. Этим достигается повьппение чувствительности оптического волокна к изгибам. Чем ближе показатель преломления и оболочки 16 к показателю преломэления п сердцевины 14, тем при большем радиусе изгиба волоконного световода 1 световой поток из сердцевины 14 выходит в оболочку б.Оболочка 17 изготовлена из того же материала, что и оболочка 16, имеет такой же показатель преломления и и содержит светоотражающиезвключения, в качестве которых использованы частицы флурресцентного вещества, например фосфора.Светоотражающими включениями могут являться также частицы алюминияили серебра,Волоконный световод 1 имеет такжеэластичную защитную светопроницаемуюоболочку 9, которая защищает его1от механических повреждений.Уровнемер работает следующим образом.Световой поток от измерителя 2уровня направляется в сердцевину 14волоконного световодав который онраспространяется до места изгиба роликами 9 и 10 поплавка 7. В изогнутом месте световой поток (частичноили весь) выходит из сердцевины воболочку 16 и достигает отражающихчастиц в оболочке 17, Часть отраженного в оболочке 17 светового потокапо тому же пути возвращается в серд-.,цевину 14 и распространяется в обрат5 15008 ном направлении к измерителю уровня 2. Благодаря тому, что оболочка 17 содержит специально введенные эффективно отражающие свет частицы, интенсивность светового потока отраженного в месте изгиба и приходящего к измерителю уровня 2 оказывается больше интенсивности световых потоков отраженных от различных неоднородностей, неизбежно имеющихся в волоконном световоде 1. Поэтому неод- нородности оптического волокна не оказывают влияния на процесс измере.ния уровня, 15Диаметр мердцевины 14 волоконного световода 1 имеет величину, равную диаметру сердцевин одномодовых оптических волокон, Это исключаетотражение светового потока проходяще го внутри сердцевины 14, от ее поверхности на ровных (не изогнутых) участках волоконного световода 1.Измеритель уровня 2 выполнен в виде измерителя расстояния проходимого светом.Уровень жидкости определяют, по формуле 41 6сующим элементом 6 направляется в сердцевину, 14 волоконного световода 1. Отраженньш от места изгиба волоконного световода 1 световой поток оптическим согласующим элементом 6 направляется на светоделительную плас". тину 4. Отражаясь от нее и зеркала 5 световой поток, отраженный от места изгиба, проходит на вход оптического фазового дальномера 3, которьп измеряет путь, пройденный светом по волоконному световодудо точки отражения в месте изгиба волоконного световода 1, роликами 9 и 10 и обратно.В уровнемере может быть использован оптический фазовый дальномер 3, у которого оптический выход совмещен с оптическим входом. При этом воло-. конньп световод 1 подключается не-, посредственно к входу дальномера через оптическое согласующее устройство 6. Светоделительная пластина 4 и зеркало 5 в этом случае не используется.Формула изобретения1Н=К2 где К - постоянный коэффициент равный полной длине волоконного световода 1;1 - измеренное расстояние, проходимое светом от измерителяуровня 2 до места изгиба волоконного световода 1.и обратно.Световой поток с выхода оптического фазового дальномера 3 направлен на светоделительную пластину 4. Эта пластина 4 выполнена таким образом, что световой поток от фазового дальномера 3, проходит через нее на оптический согласующий элемент б. А световой поток от согласующего элемента б отражается от светоделительной пластины 4 на зеркало 5.Световой поток, идущий с выхода фазового дальномера через светодели-., тельную пластину 4 оптическим соглаУровнемер, содержащий вертикаль ные направляющие в сосуде с жидкос -тью, поплавковый узел с двумя роли-.ками, между которыми размещен гибкийэлемент преобразователя перемещанияпоплавка, верхний и нижний концы которого закреплены в крышке и днищесосуда соответственно, и измерительдпины участков гибкого элемента,о т Л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью исключения влияния переменных 40 свойств жи;,кости на точность измерений в нем, гибкий преобразователь перемещения поплавка выполнен в видеволоконного световода с оболочкой,на внешней поверхности которой нане сено светорассеивающее покрытие, измеритель длины участков гибкого элемента выполнен в виде оптическогофазового дальномера, согласованногос верхним концом волоконного светово да, а нижний конец световода сопряжен с поглотителем света.каз 4851/34 ИИПИ Госуда ное ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Тираж 660венного комитета по изобретения113035, Москва, Ж-З 5, Раушская Поди открытиямб ю д. 4/5