Оптический преобразователь линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительно-информационных и управляющих комплексах для измерения различных физических величин, связанных с перемещением объекта. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений . Световой поток от источника 1 излучения через первую ветвь 6 разветвленного волоконно-оптического коллектора 2 и собирательную линзу 3 , освещает поверхность 8 контролируемого объекта. Отраженный поток через линзу 3, общую часть коллектора 2 и вторую ветвь 7 поступает на приемник 4 излучения. Сигнал с приемника излучения поступает на регистратор 5. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч (Л (лЭ

ЬЭ (л Q

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4695099/28 (22) 22.05.89 (46) 07,08.92. Бюл. N 29 (71) Самарский авиационный институт им акад, С. П, Королева (72) А, В. Данилов. С..Б. Днепровский, С. П

Мерзляков и М, А. Федоров (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1613850, кл. С 01 В 11/00, 1988, (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕО.БРАЗОВАТЕЛЬ

ЛИНЕЙН61Х ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в иэмерительно-информационных и управляющих комплексах для измерения различных физических величин, связанных с йеремещением обьекта.

Известен оптический датчик линейных перемещений, содержащий. источник излучения, собирательную линзу .с фокусным расстоянием f, дополнительную собирательную линзу, установленную по ходу излучения после первой собирательной линзы, приемники излучения, расположенные симметрично относительно оптической оси датчика, и регистратор, Недостаток — малый диапазон измеряемых перемещений, Цель изобретения —.расширение диапазона измеряемых перемещений..

Цель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе, содержащем источник излучения, собирательную линзу, приемник излучения и регистратор, соеди.!Ж 1753259 А1 измерительно-информационных и управляющих комплексах для йзмерения различных физических величин, связанных с перемещением объекта. Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых перемещений. Световой поток от источника 1 излучения через первую ветвь 6 разветвленного волоконно-оптического коллектора 2 и собирательную линзу 3, освещает поверхность

8 контролируемого обьекта. Отраженный потокчерез линзу 3, общую часть коллектора 2 и вторую ветвь 7 поступает на приемник 4 излучения, Сигнал с приемника излучения поступает на регистратор 5. 2 ил. ненный с приемником излучения, новым является введение разветвленного волоконно-оптического коллектора, установленйого перед собирательной линзой на расстоянии, меньшем ее.фокусного расстояния, причем одна ветвь коллектора сопряжена с источником излучения. а другая - с приемником излучения.

На фиг, 1 представлена схема преобразователя: на фиг. 2 — его характеристики, Преобразователь содержит источник 1 излучения, разветвленный волоконно-опти ческий коллектор 2; собирательную линзу 3, приемник 4 излучения, регистратор 5. Первая ветвь 6 коллектора сопряжена с источником 1 излучения, а вторая ветвь 7 — с приемником излучения. Собирательная линза 3 расположена перед торцом неразветвленной части волоконно-оптического коллектора 2, причем оптическая ось собирательной линзы 3 совпадает с оптической осью неразветвленной части коллектора и перпендикулярна контролируемой поверх1753259 г ности 8. Расстояние между собирательной линзой 3 и торцом нераэветвленной части коллектора 2 меньше фокусного расстояния собира гвльной линзы.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 излучения, пройдя через первую ветвь 6 волоконно-оптического коллектора 2, направляется собирательной линзой 3 на контролируемую поверхность 8. Часть светового потока, отраженного от контролируемой поверхности, направляется собирательной линзой на торец нервзветвленной части коллектора 2 и через вторую ветвь 7 поступает на приемник 4 излучения, Сигнал с приемника 4 излучения подается на регистратор 5, При изменении расстояния между контролируемой поверхностью 8 и собирательной линзой 3 изменяется световой поток, поступающий на приемник 4 излучения, По величине сигнала с приемника 4 излучения регистратор 5 фиксирует величину расстояния между контролируемой поверхностью 8 и линзой 3, На фиг. 2 (кривые 9) и риведено семейство характеристик преобразователя линейных перемещений, в котором использованы линза диаметра 12 мм с фокусным расстоянием 16 мм, концентрический волоконнооптический коллектор с диаметром неразветвленной части 2 мм и апертурой

0,5. Центральная группа волокон коллектора оптически сопряжена с приемником излучения, в периферийная — с источником излучения, Кривые 1о и 1г соответствуют случаям, когда волоконно-оптический коллектор 2 расположен вплотную к собирательной линзе 3 и на фокусном расстоянии 1 от ее главной плоскости. Кривые 1>, 1г, 1з и 14 соответствуют случаям, когда волоконнооптический коллектор 2 расположен на расстоянии I>, b. 1з и 14 от главной плоскости: собирательной линзы, причем

1о <11< 12<13< 14< И, При увеличении расстояния между собирательной линзой 3 и волоконно-оптическим коллектором 2 от 1 до 14 диапазон измеряемых расстояний и линейность ха10 рактеристики предлагаемого преобразователя увеличиваются, а крутизна характеристики уменьшается, Поэтому, для заданного диапазона измеряемых расстояний необходимо выбрать ту или иную характеристику

15 преобразователя, являющуюся оптимальной с точки зрения обеспечения максимальных линейности и крутизны. Настройка волоконно-оптического преобразователя с целью получения оптимальной характери20 стики производится подбором расстояния между волоконно-оптическим коллектором

2 и собирательной линзой 3, Кривая I4 соответствует случаю, когда обеспечиваются максимальные диапазон измеряемых

25 расстояний и линейность характеристики.

При дальнейшем увеличении расстояния между волоконно-оптическим коллектором и собирательной линзой на характеристике появляется перегиб (кривая 1г) и уменьшает30 ся диапазон измеряемых перемещений, Формула изобретения

Оптический преобразователь линейных перемещений, содержащий источник излучения, собирательную линзу, приемник из35 лучения и регистратор, соединенный с приемником излучения, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью увеличения диапазона измеряемых перемещений, он снабжен разветвленным волоконно-оптическим коллек40 тором; установленным перед собирательной линзой на расстоянии, меньшем ее фокусного расстояния так, что одна ветвь коллектора сопряжена с источником излучения, а другая — с приемником излучения.

1753259

Вд

Ями

Составитель М.Минин

Редактор Т.Юрчикова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Заказ 2758 Тираж ". . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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