Волоконно-оптический измеритель концентрации жидких сред

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений концентраций при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем диапазоне . При прохождении импульса оптического излучения по световоду 4, погруженному в контролируемую среду 5, происходит уширение импульса, которое пропорционально концентрации контролируемой среды. Сигнал детектируется фотоприемником 6. Электрический импульс посредством линии задержки 10 поступает на электрический вход электрооптического модулятора 2. В результате чего электрооптический модулятор 2 преобразует непрерьюное излучение источника излучения 3 в импульс длительности, равный уширенному , который снова подается на вход световода 4. Далее процесс обращения импульса в замкнутой цепи происходит аналогично первому циклу и прекращается , когда длительность импульса становится больше времени его прохождения по данной цепи. В регистре 9 записи кода записывается код, соответствующий общему числу циклов обращения , т.е. результат измерений. 2 ил. (Л со 4 О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А1 (g1) 4 G 01 N 21/43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,: ь,)) 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3972872/31-25 (22) 04.11.85 (46) 23.10.87. Бюл. ¹ 39 (71) Винницкий политехнический институт (72) Ю.А.Скидая,И.И.Билинский, Б.Ф.Чеботарев и П.О.Эйбов (53) 535 ° 24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 840711, кл. G 01 N 21/43, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1300345, кл. G 01 N 21/43, 1985. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

КОНЦЕНТРАЦИИ ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений концентраций при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем диапазоне. При прохождении импульса оптического излучения по световоду 4, погруженному в контролируемую среду

5, происходит уширение импульса, которое пропорционально концентрации контролируемой среды. Сигнал детектируется фотоприемником 6. Электрический импульс посредством линии задержки 10 поступает на электрический вход электрооптического модулятора 2.

В результате чего электрооптический модулятор 2 преобразует непрерывное излучение источника излучения 3 в импульс длительности, равный уширенному, который снова подается на вход световода 4. Далее процесс обращения импульса в замкнутой цепи происходит аналогично первому циклу и прекращается, когда длительность импульса становится больше времени его прохож- . дения по данной цепи. В регистре 9 записи кода записывается код, соот- С ветствующий общему числу циклов обращения, т.е. результат измерений. 2 ил, 2

1346982

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения концентрации веществ, растворенных в жидкости, по изменению показателя преломления.

Целью изобретения является повышение чувствительности при сохранении диапазона измерений. 10

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы п рос транс твенно го расположения сигналов на выходах элементов устройства. 15

Устройство содержит генератор 1 импульсов, соединенный с электрическим входом электрооптического модулятора 2, оптический вход которого соединен с источником 3 излучения, а вы- 20 ход — с последовательно соединенными световодом 4, погруженным в контролируемую среду 5, фотоприемником 6> пороговым устройством 7, счетчиком 8 импульсов и регистром 9 записи кода, 25 и линию 10 задержки, вход которой соединен с выходом порогового устройст— ва 7, выход — с электрическим входом электрооптического модулятора 2.

На фиг.2 представлены временные 30 диаграммы 11 — 15 пространственного расположения сигналов на выходе источника 3 излучения, генератора 1 импульсов, электрооптического модулятора 2, порогового устройства 7 и линии 1 0 задержки соответственно, Устройство работает следующим образом.

Концентрация среды за период измерений остается постоянной. Это допу- 40 щение правомочно, так как данный период составляет доли секунды.

Генератор 1 импульсов генерирует короткий прямоугольный импульс, с помощью которого электрический моду- 45 лятор 2 преобразует непрерывное оптическое излучение источника 3 излучения в импульс, который направляется в световод 4, погруженный в контролируемую среду 5. При этом проис- 50 ходит уширение импульса оптического излучения эа счет межмодовой дисперсии, которая зависит от показателя преломления среды и пропорциональна ее концентрации. 55

Уширенный импульс на выходе световода 4 детектируется фотоприемником

6 и подается на вход порогового устройства 7, на выходе которого формируется электрический импульс, равный уширенному. Данный импульс посредством линии 10 задержки поступает на электрический вход электрооптического модулятора 2, на выходе которого формируется импульс оптического излу-. чения, равный уширенному.

Далее процесс циркуляции импульсного сигнала в замкнутой цепи происходит аналогично первому циклу обращения и прекращается, когда длительность импульса становится больше времени его прохождения по данной цепи.

Применение линии 10 задержки исключает воэможность наложения входного импульса и импульса предыдущего цикла обращения.

Каждый цикл обращения считывается счетчиком 8 импульсов и по окоччании процесса циркуляции в регистре 9 записи кода записывается код, равный общему числу циклов обращения, соответствующий концентрации контролируемой среды °

Благодаря введению линии задержки и счетчика импульсов физическая величина непосредственно преобразуется в код и при использовании замкнутой цепи (электрооптический модулятор, световод, Аотоприемник, пороговое устройство, линия задержки) происходит уширение импульса до момента, ° когда длительность импульса станет больше времени его прохождения по данной цепи.

Формула из обре тения

Волоконно-оптический измеритель концентрации жидких сред, содержащий источник излучения и расположенные по ходу излучения световод, погруженный в контролируемую среду и фотоприемник, соединенный с одним иэ входов усилителя постоянного тока электрической схемы, включающей генератор импульсов и линию задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении диапазона измерений, в измеритель введен электрооптический модулятор, расположенный между источником излучения и входом световода, а электрическая схема дополнительно снабжена счетчиком импульсов и регистратором записи кода, при этом выход усилителя соединен через

1346982

Составитель С.Голубев

Редактор И.Николайчук Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 5115/42 Тираж 775 Подписное

BHHKIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 счетчик импульсов с регистратором записи кода и через линию задержки с одним из входов электрооптического модулятора, другой вход которого соединен с генератором импульсов, а другой вход усилителя заземлен,