Устройство для измерения звукового давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления. Цель изобретения повышение чувствительности. Это достигается тем, что чувствительный элемент волоконно-оптического датчика звукового давления выполнен в виде интерферометра Фабри-Перро, в котором глухое зеркало 10 нанесено на мембрану 8, а полупрозрачное зеркало 11 - на торец световода, расположенного перпендикулярно плоскости мембраны. Коэффициент отражения полупрозрачного зеркала 11 выбран по условию о 1 /2(987 (J2 + 2) - (1 /2(987 д2 + 2)2- - 1) , где д ДА/А т ДЯ-ширина спектра излучения лазера; А-длина волны его излучения; m - порядок интерференции. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706732/10 (22) 13.04.89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (72) И.П.Авдеев, С.В.Дубленский, Ю.Л.Копылов, Н.А.Кузнецов, Ю..С.Милявский и А.П.Чернушин (53) 531.787 (088.8) (56) Оба P. 06 буцури, 1983, т, 52, М 5, с. 429-432. Перевод ВИНИТИ hh И-19768. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления. Цель изобретения—,, Ы„„1686321 А1 (sl)5 G 01 1 11/00, 23/00, Н 04 R 23/00 повышение чувствительности. Зто достигается тем, что чувствительный элемент волоконно-оптического датчика звукового давления выполнен в виде интерферометра

Фабри-Перро, в котором глухое зеркало 10 нанесено на мембрану 8, а полупрозрачное зеркало 11 — на торец световода, расположенного перпендикулярно плоскости мембраны. Коэффициент отражения полупрозрачного зеркала 11 выбран по условию p= 1/2(987 д2 + 2) - (1/2(987 д2 + 2)2- 1)1/ где д = ДЯ,Я ° и) Я вЂ” ширинаспектра излучения лазера; А — длина волны его излучения; m — порядок интерференции. 2 ил, 1686321

Изобретение огносится к измерительной технике и может быть использована для измерения давлений, Цель)О изобретения является повышение чувствительности датчика, На фиг. 1 представлена конструктивная схема Датчика; нэ фиГ. 2 -- схема включения датчика.

Датчик давления содержит корпус 1, направляющую трубку 2, гибкую мембрану 3, многомодовый световод 4, волоконно-оптический кабель 5, клей 6, гайку 7, мембраначувствительный элемент 8, кольцо 9, зеркала 10 и 11, датчик 12, волоконный разветвитель У-типа 13, излучатель 14 ит.риемник 15, Корпус 1 датчика имеет форму полого цилиндра с расположенной внутри него направляющей трубкой 2. Эта трубка соединяется с корпусом через гибкую мембрану 3.

Внутри Tp á è 2 p ooofloæeH многомодовый световод 4, представляющий ссбой

Освобожденный ат оболочек конец многовалаконного оп ического кабеля 5, Световод 4 закреплен в трубке 2 с помощью клея

6. HB BHBLUHGA поверхности ОДНОГО из концов трубки 2 выг с)лнена резьба, по кс)торой на нее наворачивается гайка 7. Вращение последней вызывает продольное переме.цение трубки 2 относительна корпуса 1. На передний торец корпуса 1 натягивается чувствительный элемент — гавсановая мембрана 8, которая закрепляется с памошью

<альоша 9.

На внутренней поверхности мембраны

8 и торце волокна 4 расположены металли;еские пленки 10 и 11, представляющие ссбой зеркала инте рфераметра Фабри-Перро.

При колебании мемб)раны 8 под действием звукового давления происходит изменение пропускания и отражения интерферометра.

Микрофон включен в оптическую схему (фиг. 2), содержащую датчик 12, волоконнооптический кабель 5, волоконный разветвитегь У-типа 13, изпу атель 14 и приемник 15 излучения, Датчик рабогае) следующим образом.

Свет источника изгучения — полупроводникового лазера — проходит по волоконному тракту и интерференция отраженных ат полупрозрачного зеркала и мембраны лучей несет инфармацию о смещении мембраны. Колебания мембраны, вызванные акустическими волнами, модулируют па фазе луч, отраженный от мембраны, чта приводит в резуг ьтаге интерференции к амI)литудной модуляции выходного сигнала с частотой звука. Ч гвстеительный элемент выполнен в виде ингерфераметра ФабриПерро, причем глухое зеркало нанесена на мембрану, а полупрозрачное — на торец световода, расположенного перпендикулярно плоскости мембраны, коэффициент отражения зеркала 11 выбран по условию:

5 р = -" { 987 д + 2 ) (где р — коэффициент отражения;

ЛЛ д = †(и — безразмерный параметр:

Ail,-- ширина спектра источника излучения, нм;

Л вЂ” длина волны источника излучения, нм;

rn — порядок интерференции.

Повышение чувствительности обусловлено снижением шумов волоконной линии путем выбора оптимального соотношения спектральных характеристик источника излучения и оптических параметров резонатора интерферометра Фабри-Перро.

Экспериментально найденное выражение, связывающее длину волны источника и ширину его спектра с коэффициентом отражения полупрозрачного зеркала и порядком интерференции, позволяет перейти к использованию излучателей с намного более низкой когерентностью, чем в известных устрОйствах.

Формула изобретения

Устройство для измерения звукового давления, включающее источник излучения, 3 волоконно-оптический тракт, волоконно-оптический разветвитель, приемник излучения и волоконно-оптический датчик, содержащий корпус, в котором установлены светавод и чувствительный элемент, выполненный в виде упругой мембраны, закрепленной на торце корпуса, на внутренней поверхности которой нанесено непрозрачное и полупрозрачное зеркало, нанесенное

45 на торец световода, который ориентирован параллельно плоскости мембраны, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, снижения стоимости изготовления и повышения чувствительности. в нем источник излучения выполнен в виде полупроводникового лазера, а коэффициент отражения р полупрозрачного зеркала датчика выбран в зависимости от ширины спектра излучения полупроводникового лазера в соответствии с соотношением

1 )1/2 р = — { 987 д2 + 2 ) (1686321 ра;

Составитель А. Зосимов

Техред М,Моргентал Корректор С. Черни

Редактор А. Шандор

Заказ 3592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ЛЛ где д = — — й1 — безразмерный параметр;

Х вЂ” длина волны излучения лазера;

ЛА — ширина спектра излучения лазеm — порядок интерференции.