Дифманометр

О ЙИ-:С.А.Й И ЕИЗОБРЕТЕ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцмалистицвсеа Республик(23) Приоритет 51) М. 7 всудврственный квинтетСвввта Мнннсдрав СССРвв делам нзебретеннйн еткрмтнй Бюллетеньнсания 20.03.78 УДК531.787,61(088.8) 10, П. Ефремов и В. Авторыизобретены нисон(43) Опубликовано 15,04 (4 б) Дата опубликовани Изобретение относится к области контрольноизмерительной техники, в частности, к жидкостнымднфманометрам с интероферометрическим преобразователем перемещения уровня,Известны, ртутные манометры, содержащиеЧ.образную трубку, в которых расстояние междууровнями ртути сравнивается с перемещением одного из зеркал интерферометра, жестко связанного с отсчетным микроскопол и перемещающегосявдоль штриховой меры длины. Начало н аконец пе Оремещения отсчитывают после выведения ахроматической полосы в поле зрения на одну и ту жеотметку, например горизонтальную марку (1,В связи с наличием дисперсии показателяпреломления газа при увеличении разности давлений в коленах Ч.образной трубки манометраконтраст ахроматической полосы падает и возника.ет смещение ее, что приводит к увеличению по.грешности измерения разности высот уровней ртути интерференционных ртутных еанометров, дости-рогающей 1 мкм и более для разности давлений1000 мм рт.ст,Известны интерферометрические,.,манометры,содержащие заполненную рабочей жидкостью Ч.об-разную трубку, колена которой соединены с объе 2 ч мами, разность давлений газа в которых подлежит измерению, источника белого света; двухлучевой аперферометр по схеме Тваймана-Грина, состоя. щий из светоделителя и подвижных зеркал, роль которых выполняют поверхности жидкости в двух. коленах Ч-образной трубки; отсчетный интерферометр, оптическая ось которого совмещена с выход ной осью двухлучевого интерферометра, Одно из зеркал отсчетиого интерферометра закреплено не. подвижно, а второе помещено на движущейся карьг. ке микроскопа со шкалой, Движение каретки микроскопа происходит перпендикулярно поверх-, ности зеркала. Ось шкалы расположена вдоль дви жения каретки 2Недостатком известного манометра является то, что вследствие наличия у любого газа диспер. сни показателя преломления, равенство оптических разностей хода в двух интерферометрах, в общем случае, может быть достигнуто лишь для одной длины волны, поэтому ахроматическая полоса в таком приборе размыта и смещена, причем размытие и смещение зависит от разности измеряемых давлений и состава газа. Смещение ахроматической полосы прямо вызывает появление дополнительной погрешности измерения разности давлений. а раз.Так как оптические разности хода а двухлучеЫом и отсчетном интерферометрах в начале и вконце измерения равны, то равны и их изменения= Ь Следовательно,н:н. 5Ф т 1 зТак как коэффициент рефракции газа (и - 1)с очень высокой точностью пропорционален давлению газа (при давлениях, меньших давления на.сыщенньи паров), то есть и - 1 = а р, где а - коэффициент пропорциональности, зависящий от состава газа и его температуры, тоарф + Р 2)2+ аР 1 + аР 215Таким образом, разность уровней ртути в коле.нах 2 и 3 (разность давлений Р,-Р газа) равнаперемещению каретки с микроскопом, При Н= Нравенство оптических разностей хода в двухлучевоми отсчетном интерферометрах выполняется одновременно для всех длин волн, следовательно, влияние дисперсии показателя преломления на положение и форму ахроматической полосы исключается.В варианте схемы предлагаемого двойного,интерференционного манометра с многолучевым 25отсчетным интерферометром (фиг. 2) исключаютсясветоделительное зеркало 12, неподвижное зерка.ло 13, подвижное зеркало 14, каретка 15, микроскоп 16 и шкала 17. Многолучевой отсчетный интерферометр, например эталон Фабри-Перо 21, ломе- ЗОщен в камеру 19, Его входная оптическая осьсовмещена с выходной осью двухлучевого интерферометра, а выходная - с входной оптическойосью наблюдательной системы8. Полосы перена.ложения в белом свете появляются в поле зрения;наблюдательной системы, если разность высот ртути в коленах 2 и 3 трубки 1 кратна длине эталонаФабри-Перо 21.Н КН 1где Н - измеряемая разность высот уровней 4 ортути,Н - длина эталона Фабри-Перо,К - коэффициент кратности,Таким образом, эталон Фабри-Перо 21 выполняетроль своеобразной шкалы с ценой деления, равнойдлине эталона.В обоих вариантах предпагаемого устройстваполностью компенсируется влияние дисперсии показателя преломления на положение и форму ахроматической полосы, что приводит к повышениюточности ее фиксации и в конечном счете к ловы.шению точности измерения разности высот уровней ртути в коленах манометра до 0,2-4),1 мкм,то есть в 5-10 раз,Формула изобретенияДифманометр, содержащий заполненную ра бочей жидкостью Ч-образную трубку, интерферо. метрический преобразователь перемещения и отсчетный интерферометр, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и стабиль ности измерения, он снабжен двумя расположенными соосно н над каждым коленом Ч-образной труб ки кюветами, внутренние полости которых сообщены с наджидкостным пространством в противоположном колене Ч-образной трубки, причем дпины путей света в кюветах равны длинам путей све. та в коленах Ч-образной трубки при равенстве давлений в них, и соединенной через усилитель давле. ния с источниками измеряемых давлений герметичной камерой, в которой размещен отсчетный ю- терферометр.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. 1.еал Теггею. МеОос 1 ея офцрь роцг тиеьигег 1 а Еацтецг Ые 1 т 1 егсцт е сцч и 1 аоотица иоцчец тиаиотиет е 1,иСагегеъЫе 1 , ельце Ор 1 с.це,19 Ъ,т,М,Мв й,с.29 1,2. "Манометр с интерференционным отсчетом показаний" Экспресс. информация, серия КИТ - 1,41, ГНТК СССР, ВИНИТИ, выпуск 36, сентябрь 1959.