Оптический тензодатчик
Союз Советсиик
Сощивлистическик
Республик
< 702801 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26.06. 78 (21) 2633824/25-2 с присоединением заявки.% (23) П риоритет (5l)M., Кл.
601 В 11/18
Государственный комитет
СССР до делай изобретений и открытий
Опубликовано 30.06.81. Бюллетень .% 24 (53) УДК 531 781 .2 (088.8) l
Дата опубликования описания 30.06.81
Ю. А. Быковский, A. В. Маковкин, B. Л. Смирнов, А. В. Шмалько и В. К. Берзин
I (72) Авторы изобретения
Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (7I) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ТЕНЗОГ!АТЧИК
Изобретение относится к тензометрии и может быть ттспользовано для измерений механических напряжений.
Известен оптический тензодатчик, содержаший подложку и чувствительный элемент в виде оптического волокна(11.
Основным недостатком этого устройства является его невысокая чувствительность к напряжениям и деформадиям, а также возникновение дейоляризации Hall et0 ния, приводящей к снижению пороговой чувствительности.
Наиболее близким к изобретению является оптический тензодатчик, содержаший подножку и чувствительный элемент
15 в виде тонкопленочного волновода из по, пупроводникового материала по ппанарной технологии, в котором приложение напряжений и деформащФ приводит к изменению параметров излучения., распространяю шегося по чувствительному элементу, 2), Недостатками известного устройства является то, что для преобразования изменений параметров излучения в напряжения и
2 деформапии требуются дополнительные внешние входной поляризатор и выходной анализатор, кроме того, оно не обладает требуемой чувствительностью, поскольку в планарном тонкопленочном чувствитепт ном элементе излучение не удерживается в его плоскости, в связи с чем нагрузку необходимо прикладывать на большой плотдади поверхности пленки.
Цепью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений. !
Это достигается тем, что предлагаемый тензодатчик снабжен двумя волоконными световодами, соединенными с конпами чувствительного элемента, изготовленного из монокристаллического полупро.- водникового материала, ориентирсванноI го по плоскости (110) и выполненного в виде полоски с нанесенными на ее кониы металлическими покрытиями.
На чертеже показан описываемый оптический тензодатчик.
Он содержит подложку 1 из материала отР, на которой размешен чувстви1 ф излучения, пропорционального приложенной нагрузке.
Предлагаемое устройство может г быть эффективно использовано для измерения напряжений и деформаций, а также микронагрузок в небольших и труднодоступных местах и объектах. 3 70280 тельнйй элемент 2 в виде тонкопленочного волновода из монокристаллического полупроводникового материала, например баАьР, прозрачного в видимой области спектра, ориентированного по плоскости (110) и выполненного в виде полоски с нанесенными на ее концы метал лическими покрытиями 3 и 4 шириной
3 мкм, являюшимися поляризатором и анализатором. К концам чувствительного
- элемента присоединены волоконные световоды 5 и 6 диаметром 25 мкм.
Оптический тензодатчик работает сле- дующим образом. — ---:По световоду 5 в чувствительный 5 элемент 2 поступает излучение. Металлическое покрытие 3, являющееся входным полярйзатором, обеспечивает распростра нение- в чувствительном элементе 2 излученйя только ТЕ-поляризации. Металли- 2о ческое покрытие 4, являющееся выходным анализатором, осуществляет пропускание только излучения ТЕ-поляризации. Поэтому .при приложении нагрузки Р, возникающие в чувс гвительном элементе деформа цйй и-йапряжения приводят к изменейию фазы и поляризации излучения, что приводит к преобразованию излучения ТЕ в излучение ТМ-поляризации, вследствие чего на выходе из чувствительного элемен- О та наблюдают уменьшение интенсивности
Формула изобретения
Оптический тензодатчик, содержащий подложку и чувствительный элемент в виде тонкопленочного волновода из полупрс водникового материала, о т л и ч а ю
m и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, он снабжен двумя волоконными световодами, соединенными с концами чувствительного элемента, изготовленного из монокристаллического полупроводникового материала, ориентированного по плоскости (110) и выполненного в виде полоски с нанесенными на ее концы металлическими покрытиями.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США % 3 645 603, кл. 350-149, 3 972.
2. "IppLieci РЬцг св Letters", т. 23, 1973, с. 53 (прототип).
Составитель
Редактор Т. Кузнецова Техред С, Мигунова Корректор М. Немчик;
Заказ 45 1 2/1 7 " Тираж 64 2 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
