Индикатор вида жидкости

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 840711

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 07. 78 (21) 2650603/18-25 (53)M. Кл. с присоединением заявки №

G 01 М 21/43

Государственный комитет (23) П риоритет до делам изобретений и отирытиЛ

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 23. 06. 81 (53) УДК 535. 322..4 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. П. Удалов, В. И. Бусурин и С. С. Голубев.

Ф

Московский ордена Ленина авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ИНДИКАТОР ВИДА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к оптоэлектронике и может найти применение в устройствах индикации вида жидкостей.

Известно устройство для определе5 ния вида жидкости, содержащее источник излучения, световод и приемник излучения, В основе этого устрой— ства лежит принцип нарушения условия полного внутреннего отражения (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является индикатор вида жидкости, содержащий последовательно расположенные ис4 точник излучения, световод, контакти- 15 рующий с контролируемой средой,приемник излучения и электрическую схему. Для измерения коэффициента преломления контролируемой ж.:дкости в рефрактометре имеется изогнутый щ волоконный световод, погруженный измерительной частью в контролируемую среду, причем соединительные части световода снабжены защитной оптической оболочкой, а его измерительная часть выполнена в виде горизонтального отрезками).

Недостатком этого устройства являются низкая чувствительность к различным типам жидкостей, ограничение точности измерения на заданной глубине диаметром оптического волокна, наличие световых потерь в местах изгиба световода.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства к различным видам жидкостей путем регулировки световой энергии.

Указанная цель достигается тем, что световод выполнен в виде плоской диэлектрической пластины, причем к внутренней поверхности пластины примыкает слой электрооптического материала, электроды которого соединены с нагрузочным сопротивлением электрической схемы.

На чертеже схематически изображен предлагаемый индикатор вида жидкости

84071

3 с элементами электрической схемы, общий вид.

В светонепроницаемом корпусе 1 закреплены источник 2 излучения, приемник 3 излучения и располагаемый между ними плоскопараллельный диэЛектрический световод 4.

На внутренней поверхности плоскопараллельного диэлектрического световода и на внутренней поверхности стеклянной крышки 5 напыпены прозрачные электроды 6. К внутренней поверхности световода 4 примыкает слой электрооптического материала

7, заключенного между тефлоновыми прокладками 8 и прозрачными электро-. дами, к которым подпаяны соединительные провода, образующие положительную обратную связь от нагрузочного сопротивления 9. Клеммы !О и 11 предназначены для подключения напряжения питаниу источника излучения клеммы 12 и 13 — для напряжения питания приемника излучения, клеммы 14 и 15— для подключения напряжения смещения в случае работы индикатора вида жидкости в релейном режиме. В случае работы устройства в линейном режиме клеммы 14 и 15 закорочены.

Выполнение световода в виде плоскопараллельной диэлектрической пластины ведет к увеличению чувствительности, так как все лучи не изменяют своего угла распространения по длине волновода, а наилучшая чувствительность - при углах распространения близких.к углам полного внутреннего отражения. В оптическом волокне существуют скользящие лучи, у которых изменяется угол распространения, а в местах искривления световода происходит изменение углов распространения, меридиальных лучей.

Кроме повышения чувствительности, плоскопараллельный диэлектрический световод обеспечивает более высокую, по сравнению с волокном, точность индикации на заданной глубине, которая не ограничивается толщиной световода, и отсутствие потерь света в неизмерительной части и на изгибах световода.

Устройство работает следующим образом.

Световая энергия от источника 2 излучения, благодаря полному внутреннему отражению лучей s световоде 4, достигает приемника 3 излучения,где превращается в электрическую энер-.

I ф гию. Выходное напряжение с нагрузочного сопротивления 9 полностью (или за вычетом напряжения смещения) прикладывается к прозрачным электродам

6, между которыми расположено электрооптическое вещество 7. Показатель преломления электрооптического вещества увеличивается, количество

l световой энергии, прошедшее через световод 4, уменьшается, напряжение на нагрузке 9 уменьшается, что вызывает уменьшение показателя преломления электрооптического вещества до величины, соответствующей показателю преломления контролируемой жидкости.

Устанавливается равновесное состояние.

При изменении показателя преломления контролируемой жидкости 16 световой сигнал на фотоприемнике изменяется, что приводит к изменению напряжения на выгрузке 9, которое способствует еще большему изменению светового сигнала, поступающего на фотоприемник до установления равновесного состояния. Таким образом, сигнал, снимаемый с нагрузки 9, . создает добавочный перепад выходного сигнала путем изменения пропускной способности световода в том же направлении, что и контролируемая среда. Это обеспечивает увеличение изме кения выходного сигнала при одном и том же изменении показателя преломления контролируемой среды, т.е. повышается чувствительность, Максимальная чувствительность в индикаторе вида жидкости достигается при работе его в релейном режиме (индикации только двух видов жидкости).

Точность работы индикатора вида жидкости определяется его чувствительностью. Индикатор вида жидкости позволяет различать жидкости близкие по физическим свойствам и с показателем преломления, отличающимся в сотых и тысячных долях., Очевидно, что чувствительность индикатора вида жидкости определяется чувствительностью фотоприемника,глубиной модуляции светового потока в световоде и глубиной положительной обратной связи. Глубина модуляции зависит от геометрии световода и угла распространения излучения. Глубина положительной обратной связи определяется величиной нагрузочного сопротивления и модуляционной характе. ристикой электрооптического вещества, 8407 1 1

1 10

Формула изобретения б 7

Составитель Н. Гусева

Редактор О. Малец Техред М.ГолинкаКорректор Н. Бабинец

Заказ 4751/63 Тираж 907 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 которая дает воэможность повышения ,чувствительности в 10 раз.

Предлагаемое устройство наиболее эффективно использовать в авиации для электрического контроля состояния жид5 кости внутри заправочных баков само- . летов, особенно в релейном режиме, например, для обнаружения воды в керосине..Индикатор вида жидкости, содержащий последовательно расположенные источник йэлучення, световод, контактирующий с контролируемой средой, приемник излучения и электрическую схе6 му, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности путем регулировки световой энергии, световод выполнен в виде плоской диэлектрической пластины, причем к внутренней поверхности пластины примыкает слой электрооптнческого материала, электроды которого соединены с нагрузочным сопротивлением электрической схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 112734 кл G 01 N 21/46 1956 °

2. Авторское свидетельство СССР

N 518703, кл. G 01 N 21/46, 1976 (прототип).