Пьезооптический манометрический блок (его варианты)

 

1. Пьезооптический манометрический блок, содержащий пьезооптический чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса, заполненного оптически неактивной прозрачной жидкостью, оптические линзы, герметично установленные в Kophyce по направлению оптического излучения, по разные стороны от чувствительного элемента, и подводящий штуцер с разделительной мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен жестко установленный в корпусе узел механического разгружения, на котором одной р В плоскостью закреплен пьезооптический чувствительный элемент, выполненный (Л в виде одноосного кристалла, причем его оптическая ось не совпадает с направлением оптического излучения. Э5 00 00

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (19) (11) з(я) 6 О1 б 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3560287/18-10 (22) 21.12.82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) И.В.Осипов, В.П.Кузенков и В.М.Плужников .(71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-Физический институт (53) 531 ° 787(088.8) (56) 1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред.

П.В.Новицкого, Л., "Энергия", 1975, с. 469-472.

2. Авторское свидетельство СССР

) 690347, кл. G 01 L 11/00, 1977 (прототип). (54) ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ

БЛОК (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Пьезооптический манометрический блок, содержащий пьезооптический чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса, заполненного оптически неактивной прозрачной жидкостью, оптические линзы, герметично установленные в кор()усе по направлению оптического излучения, по разные стороны от чувствительного элемента, и подводящий штуцер с разделительной мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен жестко установленный в корпусе узел механического разгружения, на котором одной плоскостью закреплен пьезооптический чувствительный элемент, выполненный в виде одноосного кристалла, причем его оптическая ось не совпадает с направлением оптического излучения.

1076788

2. Пьезооптический манометрический блок, содержащий пьезооптический чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса, заполненного оптически неактивной прозрачной жидкостью, оптические линзы, герметично установленные в корпусе по направлению оптического излучения, по разные стороны от чувствительного

Изобретение относится к технике измерения давлений и может быть использовано в устройствах для преобразования статических и динамических давлений в оптический или электрический сигнал °

Известны устройства для измерения давления, содержащие упругодеФормируемый элемент,. преобразующий давление в механическое перемещение, 10 которое в свою очередь изменяет элект- рический параметр — емкость (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является манометрический блок, содержащий мембрану с жестким центром 15 и пьезооптический чувствительный элемент, прикрепленный одним концом к центру упругого элемента, а другим к торцовой стенке корпуса, внутренние полости которого заполнены дистилли- 20 рованной водой. В стенках корпуса по направлению светового луча вмонтированы оптические окна - линзы.

Давление подводится через штуцеры, имеющие разделительные эластичные 2S мембраны (2J .

Однако устройство характеризуется наличием механических контактных соединений между чувствительным weментом, корпусом и мембраной. Различие температурных коэффициентов расширения, перекосы при установке, деФекты технологической обработки контактируемых .поверхностей, нестабильность элементов соединения снижает точность измерений давления.

Э

Цель изобретения — повышение точности измерения.

1 Поставленная цель достигается тем, что в пьезоогтическом манометрическом 40 блоке, содержащем одноосный пьезоопэлемента, и подводящий штуцер с разделительной мембраной, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен жестко установленный в корпусе узел механического разгружения, на котором одной плоскостью закреплен пьезооптический чувствительный элемент

/ выполненный из двуосного кристалла. тический чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса, заполненного оптически неактивной прозрачной жидкостью, оптические линзы герметично установленные в корпусе по направлению оптического излучения, по разные стороны от пьезооптического чувствительного элемента, и подводящий штуцер снабженный эластичной разделительной мембраной, введен жестко установленный в корпусе узел механического разгружения, на котором закреплен одной плоскостью пьезооптический чувствительный элемент, выполненный в виде одноосного кристалла, причем его оптическая ось не совпадает с направлением излучения.

Кроме того, в пьезооптический манометрический блок, содержащий пьезооптический чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса, заполненного оптически неактивной прозрачной жидкостью, оптические линзы, герметично установленные в корпусе блока по направлению оптического излучения, по разные стороны от чувствительного элемента, и подводящий штуцер с разделительной мембраной, введен жестко установленный в корпусе узел механического разгружения, на котором одной плоскостью закреплен пьезооптический чувствительный элемент, выполненный из двуосного кристалла.

На фиг. 1 представлена конструкция пьезооптического манометрического блока, разрез; на Фиг.2пример выполнения узла механического разгружения.

Пьезооптический манометрический блок состоит из пьезооптического

1076788 чувствительного элемента 1, корпуса

2, оптических линз 3, подводящего штуцера 4, эластичной разделительной . мембраны 5, узла 6 механического разгружения. 5

Работа устройства осуществляется следующим образом °

Измеряемое давление через подводящий штуцер 4 с эластичной разделительной мембраной 5 подается во внут- 10 реннюю полость корпуса 2 манометрического блока. Оптически прозрачная жидкость, например дистиллированная вода, не вращающая плоскость поляризации света, передает давление к поверхности пьезооптического элемента 1. Кристалл чувствительного элемента .закреплен на жестко установленном в корпусе блока узле механического разгружения, представляющем 20 основание с четырьмя стойками. Следует отметить, что такое закрепление кристалла позволяет свести к минимум эффект механического взаимодействия пьезооптического чувствительного 25 элемента и стоек узла механического разгружения. Это достигается .тем, что высота каждой стойки много больше ее поперечных размеров (не менее чем в 10 раз}.

Анализ шести кристаллических сингоний, а также изотропных сред показал, что отличное от нуля индуцированное двупреломление, вызванное гидростатическим сжатием, возможно толь35 ко в оптически одноосных и двуосных кристаллах. 8 кубических кристаллах и изотропной среде такой вид механического воздействия не вызывает сдвига фаз между обыкновенным и необыкновенным лучом. В одноосных крис" таллах направление просвечивания не должно совпадать с оптической осью.

Индуцированное двупреломление накладывается на естественное, равное разности показателей преломления обыкновенного и необыкновенного луча при атмосферном давлении в недеформированном кристалле.

Снятие оптической информации о величине индуцированного двупреломления происходит через линзы 3, уста. новленные в корпусе блока по направлению оптического излучения с разных сторон от пьезооптического чувствительного элемен а, на фокусном расстоянии от кристалла. Это позволяет фокусировать параллельный пучок света и, тем самым, уменьшать просвечиваемую зону кристалла до размеров меньше одного миллиметра.

Закрепление пьезооптического чувствительного элемента может осуществляться различными способами, например, с помощью клеевых соединении или путем металлизации одной из поверхностей кристалла с дальнейшей подпайкой к стойкам.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет снижения температурных деформаций чувствительного эле- . мента и узлов преобразователя.

ВНИИ11И Заказ 737/40

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4