Волоконно-оптическая система измерения давления

80 С О 1. 1/24 11/О ВТОРСК ВИДЕТЕЛ а измерения давлевной б,и дополниаторы, отражателиельные коллиматор.вод 16 и чувствйа также первичель 12, дополнительь 13, дифференци"17, компаратор 18,ых интервалов 19 .устройства 21, 22,25, второе устмасштабирующие29, генераторого напряжения 31,ектор 33 и устройОсновные и допол-.6-11 образуютоляриэационныеС: 0 20 Г,И.Яц октион 8) ий льство СССР 1/12, 1981Б.Е., Орй 1 К 1 тапа 1 ч. 17 Сгеа ы 24ния 2 роиство преобра 30 ист коммута ел 4 В ИСТ н 2, сеия 34ементыоннотор авл(57) Иэростроеность иционномэа счетния и иним воздс исто%2 перед с о тво упрнительныеинтерфере сить ри д екто ска" таиов- ошению е ект о ные ледов к внеш наряду ателем оллимантом 8 иэлуче пр е еобразовать. изме смещение спектра и д сиг е о-модулированным ий от затухания в х аппаратных нел ех на резул Фв птических нейностей ат измере завися элемен ром 4иемным етек йств У ия помповыше- оздейстб бороится кь испол ширения полоия устойчиням. о ускания внешним н м зованопараметя изости дл ионного контролтности предст стемы; ктов, в чадавления нл изобретенчности изм ров обь меренияЦель щенке т ная с ма сграммыеобра силы.являетний эа ные я повысчет рас" эованн союз ссеетсниюСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ 1 ТИЯМПРИ ГННТ С СР-1241. Ргдпйед п ОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯИЯ ДАВЛЕНИЯбретение относиию и позволяетмерения давлениконтроле параме расширения полосы провышения устойчивостиействиям. Для этого,иком питания 1, иэлучающим световодом 3, кчувствительнымэлемесветоводом 14, фотодусилителем 15 и устродвух сигналов 26, вол оптическая систе ния содержит осн тельный 7 поляри О и 11, дополни 5, приемный свето тельный элемент ный преобразоват ный преобразовател рующее устройство измерители времен и 20, вычитающие влена функциональ" на фиг.2 - временстрирующие пров устройстве.э 1454055Система содержит источник пи- устройств 22 и 23, выходы которых тания 1, излучатель , 2, передаю- соединены с входами второго устройстщий световод 3, основной и дополни- ва деления двух сигналов, 27 выход тельный коллиматоры 4 и 5 соответст- которого соединен с входом первого5венно, поляризаторы Ь и 7, чувстви- масштабирующего преобразователя электельные элементы 8 и 9, отражатели трических сигналов 28, выход которого 10 и 11, первичный преобразователь является выходом всей системы. Гене давления в силу, преобразователь ратор пилообразного напряжения 30 13 электрического сигнала в силу, 10 соединен с первыми входами коммутаприемнья световод 14, фотодетектор тора 32 и второго сумматора 25, а с усилителем 15, дополнительный при- также с входом второго масштабируюемный световод 16, дифференцирующее щего преобразователя электрических устройство 17, компаратор 18, первый сигналов 29 и с управляющими входами и второй измерители временных интер б первого и второго измерителей вревалов 19 и 20, первое, второе и тре- менных интервалов 19 и 20, Источник тье вычитающие устройства 21, 22 и . опорного напряжения 3 1 соединен с 23, первья и второй сумматоры 24 и вторым входом второго сумматора 25, 25, первое и второе устройства деле- выход которого соединен с вторым вхония двух сигналов 26 и 27, первый и 2 О дом коммутатора 32. Выход второго второй масштабирующие преобраэовате- масштабирующего преобразователя элек" ли электрических сигналов 28 и 29, . трических сигналов 29 соединен с генератор пилообразного напряжения третьим входом коммутатора 32, выход 30, источник опорного напряжения 31, которого соединен с входом преобракоммутатор 32, селектор 33 электри зователя 13 электрического сигнала ческих сигналов и устройство управ- в силу, выход которого соединен с ления 34, дополнительным чувствительным элеОсновной и дополнительный поля- ментом 9, Выход первичного преобраризаторы 6 и 7,.чувствительные эле- зователя 12 давления в силу соединен ирйты 8 и 9 и отражатели 10 и 11 ус- З 0 с основным чувствительным элементом тановлены последовательно, соответст, Выход устройства управления 34 венно, за основным и дополнительным соединен с управляющими входами комколлиматорами 4 и 5, а дополнитель- мутатора 32 и селектора 33. электриный приемный световод 16 - между до- ческих сигналов. полнительным коллиматором 5 и фото 35Волоконно-оптическая система иэдетектором с усилителем 15. Кроме мерения давления работает следующим того, последовательно соединены: ис- образом. Излучатель 2 генерирует точник питания 1, излучатель 2, пе- излучение, которое проходит послередающий световод 3, основной кол- . довательно по передающему световоду лиматор 4 и приемный световод 14, 4 О 3, в прямом и обратном направлениидополнительный коллиматор 5, допол- через основные коллиматор 4, поляри"нительный приемный световод 16, фото" затор 6, чувствительный элемент 8,детектор с усилителем 15, дифферен- по основному приемному световоду 14,цирующее устройство 17, компаратор в прямом и обратном направленииче 18. Выход компаратора 18 соединен с 45 рез дополнительные коллиматор 5, повходами первого и второго измерите- ляриэатор 7, чувствительный элементлей временных интервалов 9 и 20, вы, по дополнительному приемному свеходы которых соединены с входами пер- товоду 16 и подается на фотодетекторвого вычитающего устройства 21 и с усилителем 15. Цикл измерения сос-.первого сумматора 24. Выходы первого тоит из трех тактов. В первом тактевычитающего устройства 21 и первого сигнал треугольной формы с выхода гесумматора 24 соединены с входами пер- нератора пилообразного напряжениявого устройства деления двух сигналов 30 проходит через управляемый ком"26, выход которого соединен с входом . мутатор 32 на преобразователь 13,селектора ЗЗ электрических сигналов, 55 который деформирует дополнительныйПервый выход селектора 33 соединен чувствительный элемент 9, изменяяс вторыми входами, а второй и третий за счет пьеэооптического эффектавыходы соответственно с первыми вхо- его коэффициент преломления. Аналодами второго и третьего вычитающих гично измеряемое давление преобразу".Патей ор .А.йондрахина Текред Ю ЮЮ 49 ЮФ/ЭВ ВВЮ Ю Ю ЮМЮИ 4 ФЮ ЮЭВ ФВ Редае еааав юв ЮМЮЮ 4 ВЮ ЮТираж 359нного комитета по яэобретения3035, Москва, 1-35, Рауаскаа Ноднисно рытиям ари ГЕНТ 4/5 и от або д5 1454055 ьется в преобразователе 12 н силу н довательно соединенные источник пиизменяет коэффициент преломления ос-, тания, излучатель, передающий свеновного чувствительного элемента 8. товод, коллиматор, чувствительныйОсновные и дополнительные поляриэа- элемент, приемный световод, фотоде-торы 6, 7, чувстнительные элементы тектор с усилителем, а также содер 8, 9 и отражатели 10, 11 представ" жащая устройство деления днух сигляют собой интерференционно- поляри- налон, о т л и ч а ю щ а я с я тем,зационные спектральные светофильтры. что, с целью повышения точности иэПо отношению к проходящему излуче мерения за счет расширенияполосынию основной и дополнительный интер- пропускания и повышения устойчивосференционно-поляриэационные свето- ти к внешним воздействиям, она снабфильтры, установлены последовательно. жена оснонным и дополнительным поля"Характер зависимости сигнала на вы- ризаторами, двумя отражателями, до"ходе фотодетектора с усилителем,)5 1 Б полнительными коллиматором, приемнымот изменения показателя преломления световодом и чувствительным элеменпредставлен на фиг.2. Показатель пре- том, а также первичным преобразова"ломлення дополнительного чувстви- телем давления в силу, преобразовательного элемента 9 изменяется по телем электрического сигнала в силу,пилообразному закону. Управляемые от 20 дифференцирующим устройством, комПа.генератора пилообразного напряжения ратором, первым и вторым измерите 30 измерители 19 и 20 измеряют соот- лями временных интервалов, первым,ветственно временные интервалы между вторым и третьим вычитающими устмоментами времени первого Т 1 и второ- Ройствами, первым и вторым сумматого Т, третьего Т и четвертого. Т 26 рами, вторым устройством деленияпо счету изменения знака сигнала за двух сигналов, первым и вторым маспериод колебания генератора 30. .штабирующими преобразователями элекВо втором такте сигнал генератора трических сигналов, генератором пи 30 суммируется с напряжением источ- лообразного напряжения,.источникомника 31 и результирующеенапряжение ЗО опорного напряжения, коммутатором,проходит на выход коммутатора 32. селектором электрических сигналов иВ третьем такте на выход коммутато- устройством управления, причем основра 32 проходит сигнал генератора 30, ные и дополнительные поляризаторы,измененный во втором масштабирующем чувствительные элементы и отражателипреобразователе в К раз. установлены последовательно, соотСигналы с выходов селектора 33 ветственно, эа основным и дополниобрабатываются в блоках 22, 23 и 27, тельным коллиматорами, дополнительа на выход сИстемы результирующий ный приемный,световод установлен межсигнал подается через масштабирующий ду дополнительным коллиматором и преобразователь 28 с коэффициентом 4 О фотодетектором с усилителем, первичпередачи, устанавливаемым при калиб- .ный преобразователь давления в силу ровке. соединен с основным чувствительнымПоследовательная схема соединения . элементом, последовательно соединены интерференцнонно-поляриэационных фотодетектор с усилителем, дифференфильтров позволяет преобразовать 4 Б цирующее устройство и компаратор, измеряемую величину в смещение спек-выход которого соединен с входами тра и, далее, в широтно-модулирован- первого и второго измерителей временный сигнал, что обеспечивает неэани" ных интервалов, соответствующие вы" симость результата измерения от за- ходы которых соединены с входами тухания в оптических элементах и 60 первого нычнтающего устройства и с ,высокую помехоустойчивость. Благода- входами первого сумматора, выходы ря использованию трех тактов преоб- первого вычитающего устройства и разования, компенсируются аппаратные первого сумматора соединены с входа- нелинейности, что позволяет повысить ми первогоустройства деления двухточность измерений. сигналов, выход которого соединен с ф о р м у,л а и з о б р е т е н и я . входом селектоРа электрических сиг-,налов, первый выход которого соеди"Волоконно-оптическая система иэ- нен с вторыми нходами, а второй и мерення давления, содерящая после- третий выход соответственно с первы