Волоконно-оптический датчик давления

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения абсолютного, дифференциального и избыточного давлений жидкостей и газов. Цель: расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности датчика. Сущность изобретения: наряду с мембранным чувствительным элементом, закреплённым в корпусе с рабочей камерой, первым и опорным волоконно-оптическими преобразователями, выполненными в виде излучающих и приемных световодов с источником света, фотоприемниками и блоком электронных преобразователей, волоконнооптический датчик давления содержит вторую рабочую камеру с вторым мембранным чувствительным элементом и вторым волоконно-оптическим преобразователем, идентичным первому и подключенным к источнику сета. Рабочие камеры установлены с двух сторон от расположенной в центре корпуса датчика опорной отражающей поверхности , напротив которой расположен торец опорного преобразователя. Полость корпуса датчика вакуумированэ до величины давления 10 2-10мм рт. ст. Торцы первого и второго преобразователей выполнены в виде двух концентрических колец , образованных торцами световодов. Внутреннее кольцо образовано излучающими , а наружное-приемными световодами. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Л:А :.:,:

4 !

, .„ Я."1,3!4(tl (! СД- = ViА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У (21) 4855407/10 (22) 31.07.90 (46) 30.04.93, Бюл. М 16 (71) Научно-исследовательский технологический институт функциональной микроэлектроники (72) О. Э. Алексеев, В.А. Иванина, С, H. Каракчиев, В. Н. Чистов и И. А. Якунин (56) 1. Авторское свидетельство СССР й. 1504522, кл. G 01 1 1.1 /00, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1500889,.кл. G 01 11/00, 1989. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения абсолютного, дифференциального и избыточного давлений жидкостей и газов.

Цель: расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности датчика. Сущность изобретения: наряду с мембранным чувствительным элементом, закрепленным в корпусе с рабочей камерой, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения абсолютного, дифференциального и избыточного давлений жидкостей и газов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Дополнительной целью является повышение чувствительности датчика.

Цель достигается тем, что датчик снабжен второй рабочей камерой со вторым мембранным чувствительным элементом и вторым волоконно-оптическим преобразователем, идентичным первому и подключенным к источнику света, при этом рабочие камеры установлены с двух сторон от распо».Б4.),„, 1812463 А1 первым и опорным волоконно-оптическими преобразователями, выполненными в виде излучающих и приемных световодов с источником света, фотоприемниками и блоком электронныхпреобразователей,волоконнооптический датчик давления содержит вторую рабочую камеру с вторым мембранным чувствительным элементом и вторым волоконно-оптическим преобразователем, идентичным первому и подключенным к источнику сета. Рабочие камеры установлены с двух сторон от расположенной в центре корпуса датчика опорной отражающей поверхности, напротив которой расположен торец опорного преобразователя. Полость корпуса датчика вакуумирована до величины давления 10 -10 мм рт, ст. Торцы первого и второго преобразователей выполнены в виде двух концентрических колец, образованных торцами еветоводов.

Внутреннее кольцо образовано излучающими, а наружное-приемными световодами. 1 з. и, ф-лы, 3 ил. ложенной в центре корпуса датчика опорной отражающей поверхности, напротив которой расположен торец опорного волоконно-оптического преобразователя, а полость корпуса датчика вакуумирована до величины давления 10 -10 мм рт.ст.

Цель достигается также тем, что торцы . первого и второго волоконно-оптических преобразователей выполнены в виде двух концентрических колец, образованных торцами световодов, причем внутреннее кольцо образовано излучающими световодами. а наружное — приемными.

На фиг. 1 показана принципиальная схема волоконно-оптического датчика дав1812463 ления; на фиг.2 — схема рабочих и опорного Выходной сигнал содержит информацию о преобразователей; на фиг. 3 — расположе- величине разностного давления. ние волокон в торцах преобразователей. Описанный датчик обеспечивает расшиДатчик (фиг. 1) содержит йсточник излу- рение функциональных возможностей и имечения 1, к которому подключен волоконно- 5 етдостаточновысокуючувствительность. оптический тракт 2, состоящий из двух Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рабочих 3, 4 и опорного 5 волоконно-апти- 1. Волоконно-оптический датчик давлеческих преобразователей, держатель 6, в ния, содержащий мембранный чувствителькотором закреплены концы волоконно-on- ный элемент, закрепленный в корпусе с тических преобразователей, вставленный в 10 рабочей камерой, первый и опорный волополость корпуса 7. Торцы рабочих преобра- конно-оптические преобразователи, выползователей 3 и 4 установлены напротив цен- ненные в виде излучающих и приемных тров двух мембран 8 и 9, закрепленных в световодов.систочникомсвета,фотоприемдвух рабочих камерах 10 и 11, а торец опор- никами и блоком электронных преобразованого преобразователя 5 размещен напра- 15 телей, причем концы световодов тив опорной отражающей поверхности 12, закреплены в расположенном в полости которая ограничена кольцевой светозащит- корпуса держателе, а их торцы расположеной перегородкой 14, а также три фотопри- ны в одной плоскости, световоды первого емника 14, 15 и 16, три усилителя 17, 18 и 19, волоконно-оптического преобразователя два делителя сигналов 20 и 21 и выходной 20 установлены напротив центра мембранного усилитель разностного сигнала 22. чувствител ьного элемента с отражающей

Преобразователи 3, 4 и 5 (фиг. 2) вклю- поверхностью, а между опорной отражаючают в себя источник излучения 1, излучаю- щей поверхностью и держателем закреплещие 23 и приемные 24 оптйческие волокна; на расположенная коаксиально опорному торцы 26, 27 и 28 жгутов и фотоприемники 25 волоконно-оптическому преобразователю

14; 15 и 16, кольцевая светозащитная перегородка, о-тТорцы 26 и 27(фиг. 3) рабочих волокон- л и ч а ю шийся тем, что; с целью расшино-оптических преобразователей 3 и 4 вы- рения функциональных возможностей, он полнены в виде двух концентрических снабжен второй рабочей камерой с вторым колец, образованных торцами оптических 30 мембранным чувствительным элементом и волокон 23, 24..: вторым волоконно-оптическим преобразоВолоконно-оптический датчик давле- вателем, идентичным первому и подключенния работает. следующим образом. Свет от ным к источнику света. при этом рабочие источника излучения 1 передается по свето- камеры установлены с двух сторон от расповодам на торцы преобразователей 3, 4, 5 и 35 ложенной в центре корпуса датчика опорчерез излучающие торцы на мембраны 8, 9 ной отражающей .поверхности, напротив и опорную отражающую поверхность 12, которой расположен торец опорного волоОтраженный свет через приемнь1е светово- конно-оптического преобразователя, а поды передается на фотоприемники 14-16, лость корпуса датчика вакуумирована до сигналы с которых поступают на усилители. 40 величины давления 10 2-10 мм рт. ст.

17-19, затем на делители 20, 21, которые 2. Датчик по и. 1, отл ич а ю щи и с я предназначены для поддержания постояМ- тем, что, с целью повышения чувствительноства вйходного сигнала прй йзменениях " сти датчика, торцы первого и второго воловводимой оптической мощности. Далеесиг- конно-оптических преобразователей нал разделяется, часть его выводится для 45 выполнены в видедъухконцентрическихкорегистрации величин давлений Р1 и Рг в лец, образованных торцами световодов, камерах 10, 11, а вторая часть сигнала по- причем внутреннее кольцо образовано из-, ступает на усилитель 22, где происходит вы- лучающими световодами. а наружное — при. читание сигналов после делителей 20, 21. емными.

1812463

Корректор H.Ðåâñêàÿ

Редактор

Заказ 1571 . 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

Составитель И.Сумцов

Техред M.Moðãåíòàë