Струйно-оптический преобразователь
Владельцы патента RU 2591876:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для преобразования газоструйного сигнала в электрический. Устройство преобразования газоструйного сигнала в оптический содержит источник и приемник светового потока, проходящего через щелевой канал, в котором располагается вдоль этого канала гибкая лента, поглощающая или отражающая световой поток, закрепленная одним концом в этом канале. Причем в этом щелевом канале относительно закрепленной ленты расположены подводящие каналы, по которым попеременно подаются газоструйные сигналы, под воздействием которых гибкая лента перемещается в щелевом канале, воздействуя на световой поток, излучаемый источником и воспринимаемый приемником светового потока. Техническим результатом является увеличение быстродействия преобразования. 3 ил.
Устройство относится к области автоматики и может быть использовано для преобразования газоструйного сигнала в электрический.
В связи с повышением быстродействия газоструйных систем управления (Касимов A.M., Мамедли Э.М., Попов А.И., Чернявский Л.Т. Радикальное повышение быстродействия элементной базы резервных систем управления летательных аппаратов. // Датчики и системы, 2005, №4. - с. 29-33) требуется быстродействующее преобразование струйного сигнала в электрический. Для этих целей обычно используется термоанемометрическое преобразование, обеспечивающее такое преобразование, хотя устройство термоанемометров является сложным и в структуре, и в реализации (Ярин Л.П., Генкин А.Л., Кукес В.И. Термоанемометрия газовых потоков. - Л.: Машиностроение, 1983, 200 с.).
Более близким к предлагаемому решению является, например, патент RU 2180100, G01L 11/02 «Амплитудный волоконно-оптический преобразователь механических величин», где, как и во многих других предложениях, имеется механический элемент (в данном случае мембрана), перемещение которого под влиянием механической силы, например, давления, воспринимается волоконно-оптической связью и затем преобразуется в электрический сигнал. Этот патент может быть использован как прототип.
Недостатком этого и подобных устройств является недостаточное соотношение величины прилагаемой механической силы и необходимой скорости перемещения механического элемента, что уменьшает быстродействие преобразования.
Техническим результатом предложения является увеличение быстродействия преобразования за счет уменьшения перемещаемой массы механического элемента, воздействующего на световой поток, текущий от излучателя к приемнику.
Технический результат достигается тем, что предлагается устройство преобразования газоструйного сигнала в оптический сигнал, содержащее источник и приемник светового потока, проходящего через щелевой канал, в котором располагается вдоль этого канала гибкая лента, поглощающая или отражающая световой поток, закрепленная одним концом в этом канале, и в этом щелевом канале относительно закрепленной ленты расположены подводящие каналы, по которым попеременно подаются газоструйные сигналы, под воздействием которых гибкая лента перемещается в щелевом канале, воздействуя на световой поток, излучаемый источником и воспринимаемый приемником светового потока.
Здесь гибкая лента является механическим элементом, имеющим минимальную массу, что позволяет получить максимальное быстродействие преобразователя.
Реализация предложенного устройства пояснена схемами на фиг. 1, 2, 3.
На фиг. 1 представлена общая схема, где 1 - источник светового потока, 2 - приемник светового потока, 3 - световой поток, 4 - щелевой канал, 5 - гибкая лента, 6 - место крепления гибкой ленты, 7 и 8 - каналы для подачи газоструйного сигнала.
На фиг. 1 показано, что при отсутствии газоструйных сигналов гибкая лента 5 свободно лежит в щелевом канале.
На фиг. 2 показано, что при подаче положительного (т.е. с избыточным давлением) газоструйного сигнала в канал 7 гибкая лента 5, изменяя свое положение, закрывает световой поток 3, образуя на приемнике 2 светового потока задний фронт сигнала. Желательно, чтобы при этом в канал 8 одновременно подавался отрицательный (т.е. вакуумный) газоструйный сигнал, ускоряющий перемещение гибкой ленты 5, что характерно для газоструйных элементов, имеющих два выхода.
На фиг. 3 показано, что при подаче в канал 8 положительного газоструйного сигнала гибкая лента 5 возвращается в первоначальное положение, открывая световому потоку 3 проход к приемнику 2, образуя тем самым на приемнике светового потока 2 передний фронт сигнала. Желательно, чтобы при этом в канал 7 одновременно подавался отрицательный газоструйный сигнал, ускоряющий перемещение гибкой ленты 5.
Устройство преобразования газоструйного сигнала в оптический сигнал, характеризующееся тем, что содержит источник и приемник светового потока, проходящего через щелевой канал, в котором располагается вдоль этого канала гибкая лента, поглощающая или отражающая световой поток, закрепленная одним концом в этом канале, и в этом щелевом канале относительно закрепленной ленты расположены подводящие каналы, по которым попеременно подаются газоструйные сигналы, под воздействием которых гибкая лента перемещается в щелевом канале, воздействуя на световой поток, излучаемый источником и воспринимаемый приемником светового потока.
