Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения вектора статических и колебательньрс смещений в широком диапазоне частот. Целью изобретения является одновременное измерение трех составляющих вектора перемещения объекта за счет применения световода специальной конструкции . В волоконно-оптическом измерителе перемещений, содержащем источник света, световод, фотоприемники и регистрирующие приборы, световод измерителя состоит из подводящих и отводящих светопроводников, образукяцих с одной стороны общий измерительный торец световода, состоящий из крестообразно расположенных подводящих и отводящих светопроводников , а с другой стороны - передающий торец и четыре приемных торца, причем общий измерительный торец установлен симметрично с зазором из перемещающегося объекта. Конструкция световода позволяет измерять не только нормальную, но и тангенциальные составлянщие перемещений объекта. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. i W ю ел

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„125429 (51)4 G 01 B 21 00

I pre

Й К..1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЭГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3777690/24-28 (22) 01,08.84 (46) 30.08.86. Бюл. Ф 32 (71) Институт прикладных проблем механики и математики АН УССР (72) Б.С.Вус (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 225464, кл. С 01 В 1 1/00, 1967 (54) BOJIOKOHHO-ОПТИЧЕСКИЙ H3MEPHTEJ1b

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения вектора статических и колебательных смещений в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является одновременное измерение трех составляющих вектора перемещения объекта за счет применения световода специальной конструкции. В волоконно-оптическом измерителе перемещений, содержащем источник света, световод, фотоприемники и регистрирующие приборы, световод измерителя состоит из подводящих и отводящих светопроводников, образующих с одной стороны общий измерительный торец световода, состоящий из крестообразно расположенных подводящих и отводящих светопроводников, а с другой стороны — передающий торец и четыре приемных торца, причем общий измерительный торец установлен симметрично с зазором из перемещающегося объекта. Конструкция световода позволяет измерять не только нормальную, но и тангенциальные составляющие перемещений объекта. 1 з. п ф лы, 1 ил

54296

ЗО о

1 1I2

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения вектора статических и колебательных смещений в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является одновременное измерение трех составляющих вектора перемещени4 объекта эа счет применения световода специальной конструкции.

На чертеже приведена функциональная схема волоконно-оптического измерителя перемещений.

Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта содержит световод 1, отражатель 2, устанавливаемый на объекте, четыре фотоприемника 36 и источник 7 света, которые оптически связаны между собой, а также три усилителя 8,9 и 10, три регистрирующих блока 11, 12 и 13 и сумматор 14 световод 1 выполнен в виде пакетов подводящих и отводящих светопроводов, одни концы которых объединены и являются общим торцом световода 1, расположенным перед отражателем 2, вторые концы подводящих пакетов световодов расположены перед источником 7 света, вторые концы пакетов отводящих светонроводов установлены перед фотоприемниками 3-6, общий торец световода 1 выполнен в форме квадрата, отводящие пакеты светойроводов расположены крестообразна п сторонам этого квадрата, причем стороны квадратов сечений пакетов отводящих светопроводов в три раза меньше, чем стороны квадрата общего торца световода 1, отражатель 2 имеет форму квадрата со стороной в два раза большей стороны квадрата сечения пакета отводящих светопроводов, первый

3 и четвертый 6 фотоприемники связа1 ны с одной парой пакетов отводящих светопроводов, расположенных на противоположных сторонах квадрата общего торца световода 1, а второй 4 и третий 5 фотоприемники - с другой парой, выходы второго 4 и третьего

5 фотоприемников соединены соответственно с инвертирукнцим и неинвертирующим Входами Второго усилителя 9, а выходы первого 3 и четвертого 6 фотоприемников - с инвертирующим и некявертирукщим входами третьего усилителя 10, выход сумматора 14 соединен с входом первого усилителя 8, выходы второго 9 и третьего 10 уснлителей подключены соответственно ко входам второго 12 и третьего 13 регистрирующих блоков, а входы сумматора 14 — к входам фотоприемников 36. Для увеличения точности и стабилизации измерений волоконно-оптический измеритель перемещений объекта также содержит пятый фотоприемник 15, установленный перед источником 7 света, первый усилитель 8 снабжея вторым входом, противоположной первому входу полярности, подключенным к выходу пятого фотоприемника 15, и все фотоприемники 3-6 и 15 закреплены на общей теплопроводящей пластине.

Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта работает следующим образом. Световой поток источника 7 света по подводящим светопроводам поступает на отражатель 2, а затем по отводящим светопроводам — на фотоприемники 3-6. Модуляция светового потока, проходящего по световоду 1, зависит от расстояния $ между отражателем 2 и общим торцом световода 1, а также от степени перекрытия крестообразно расположенных пакетов отводящих снетонроводов отражателем 2. В случае симметричного расположения отражателя 2 относительно общего торца световода 1 световые потоки, поступающие на входы фотоприемников 3-6, равны и создают одинаковые напряжеяия на выходах этих фотоприемников, что в свою очередь обеспечивает нулевые значения на выходах дифференциальных усилителей 9 и 10. Смещение в тангенциальном направлении отражателя 2 относительно общего торца световода 1 приводит к рассогласоваяию световых потоков, поступаницих на фотоприемники 3-6.

Усилители 9 и 10 вырабатывают сигналы, пропорциональные составляющим тангенциального смещения отражателя

2. Сигналы с фотоприемников 3-6 суммируются сумматором 14 и усиливаются усилителем 8. Так как сумма этих сигналов не зависит от таягенциальяого смещеяия отражателя 2 яа выходе усилителя 8 формируется сигнал, пропорциональный нормальному смещению отражателя 2. Сигналы на выходе усилителя 8, 9 и 10 регистрируются регистрирующими блоками,11, 12 и 13. Для увеличения точности измерения сигнал с фотоприемника 15, пропорциональный интенсивности излучения источника 7

1254 света, подается на второй вход усилителя 8, что компенсирует влияние изменения интенсивности излучения.

Для уменьшения влияния температурного дрейфа чувствительности фотоприемников 3-6 и 15 их температура уравнивается теплопроводящей пластиной.

Формула изобретения !

О

1. Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта, содержащий оптически связанные между собой источник света, световод, отражатель, устанавливаемый на объекте, и первый 15 фотоприемник, первый усилитель и первый регистрирукщий блок, световод выполнен в виде пакетов подводящих и отводящих светопроводов, одни концы которых объединены и являются общим M торцом световода, расположенным перед отражателем, вторые концы подводящих пакетов светопроводов расположены перед источником света, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью одно- 25 временного измерения трех составляю-, щих вектора перемещений объекта, он снабжен вторым, третьим и четвертым фотоприемниками, вторым и третьим усилителем, сумматором, вторым и тре"gg тьим регистрирукицими блоками, обшей торец световода выполнен в форме квадрата и образован пакетами подводящих и четырьмя пакетами отводящих светопроводов,пакеты отводящих свето;проводов расположены крестообразно по сторонам этого квадрата, причем стороны квадрата сечения пакета отводящих светопроводов в три раза меньше, 296 4 чем сторона квадрата общего торца световода, отражатель имеет форму квадрата со стороной, в два раза большей стороны квадрата сечения пакета огводящих светопроводов, вторые концы пакетов отводящих светопроводов установлены перед фотоприемниками таким образом, что первый и четвертый фотоприемники связаны с одной парой пакетов отводящих светопроводов, расположенных на противоположных сторонах квадрата общего торца световода, а второй и третий фотоприемники — с другой парой, выходы второго и третьего фотоприемников соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами второго усилителя, а выходы первого и четвертого фотоприемников — с инвертирукщим и неинвертирующим входамн третьего усилителя, выход сумматора соединен с входом первого усилителя, выходы второго и третьего усилителей подключены соответственно к входам второго и .третьего регистрирующего блоков, а вход сумматора — к выходам всех фотоприемников.

2. Измеритель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения точности и стабилизации из мерений, он снабжен пятым фотоприемником, установленным перед исгочни» ком света, первый усилитель снабжен вторым входом противоположной aepsoму входу полярности, подключенным к выходу пятого фотоприемника, и все фотоприемники закреплены на общей теплопроводящей пластине.

t 254296

Составитель lO.Êóðáàòîâ

Редактор А.Долинич Техред .А.Кравчук

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 4709/43 . Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта Волоконно-оптический измеритель перемещений объекта 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной техйике и может быть использовано для измерения линейных перемещений

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в измерительных машинах, предназначенных для измерения площади плоских фигур, например л екап, кож и т.п., в кожгапантерейной, швейной, меховой отраслях промышленности

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для оперативного определения площадей при планировании карьерных полей в горном деле

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения толщины диэлектрических покрытий малой прочности типа густых смазок методом сквозного прокалывания

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых и линейных перемещений, а также параметров вибраций различных объектов

Изобретение относится к измерительной те.хнике, а именно к измерениям углов, и может найти применение в приборостроении и при поверке угломерных приборов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фиксации пространственного положения объекта в заданной точке, а также направления его смещения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в магаиностроении, метрологии, геодезии, геофизике и других областях преимущественно для линейных измерений

Изобретение относится к изме-

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, техническим результатом при использовании изобретения является повышение быстродействия

Изобретение относится к области оптических измерений, а именно к интерферометрам перемещений

Изобретение относится к устройству для измерения размера периодически перемещающегося объекта, содержащему оптоэлектронный измерительный прибор, включающий в себя приемопередающие элементы, расположенные не менее чем в одной плоскости изменения, перпендикулярной продольной оси объекта, а также блок обработки, причем плоскость измерения измерительного портала ограничена не менее чем двумя измерительными балками, расположенными под заданным углом друг к другу

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, черной и цветной металлургии при производстве проката, в резино-технической и химической промышленности при производстве трубчатых изделий без остановки технологического процесса

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, черной и цветной металлургии при производстве проката, в резино-технической и химической промышленности при производстве трубчатых изделий без остановки технологического процесса

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий

 

Наверх