Оптоэлектронный датчик вибрации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>956999 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.10.80 (21) 2994691/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G 01 Н I/04

Гееударственнмв кемнтет (53) УДК 531.768 (088.8) лв делам иэовретеннй и открытий

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № ЗЗ

Дата опубликования описания 17.09.82 (72) Автор изобретения

А.,Л. Патлах (71) Заявитель (54) ОПТОЭ,ЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров вибрации.

Известен оптоволоконный вибратор, содержащий последовательно соединенные источник излучения, световод, закрепляемый на вибрирующей части объекта измерения, приемник и второй световод, не имеющий непосредственного контакта с объектом. соединенный параллельно первому 11).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, наличие узлов соединения световодов и, как следствие этого, низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является оптоэлектронный датчик вибрации, содержащий последовательно расположенные источник излучения, чувствительный элемент в виде изогнутого световода и приемник излучения (2).

Принцип действия известного устройства заключается в изменении радиуса кривизны изогнутого световода при вибрации.

Однако в этом датчике регистрация виброперемещения осуществляется по изменению излучения, прошедшего по световоду от источника излучения к приемнику. При этом аналогичный эффект может наблюдаться при старении элементов датчика, оседании пыли на оптике и т. п., что делает зависимыми показания датчика от внешних условий и снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен дополнительным приемни1о ком излучения, а изогнутый световод выполнен многослойным коаксиальным, состоит из внутреннего и внешнего оптических каналов, числовая апертура внутреннего канала меньше числовой апертуры внешнего, вход внутреннего оптического канала оптически

15 связан с источником излучения, а выходы обоих каналов — каждый со своим приемником излучения.

На чертеже изображена принципиальная схема оптоэлектронного датчика вибрации.

20 Датчик содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, чувствительный элемент, выполненный в виде изогнутого многослойного коаксиального световода 2, образующего внутренний 3 и внеш956999

Формула изобретения

Ю

Составитель Л.,Лобзова

Редактор П. Коссей Техред А. Бойкас Корректор А. Ференц

Заказ 6581/27 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ний 4 зависимые оптические каналы, и закрепленный на вибрирующей 5 и неподвижной

6 частях объекта измерения (не показан), приемники 7 и 8 излучения внутреннего и внешнего оптических каналов.

Многослойный коаксиальный световод 2 выполнен таким образом, что показатели преломления его центральной и средней частей образуют для центральной части световод с одним значением числовой апертуры (внутренний канал 3), а показатели пре- 10 ломления средней и внешней частей образуют для средней части световод с другим значением числовой апертуры (внешний канал 4), причем апертура внутреннего канала 3 меньше апертуры внешнего канала 4.

Такая конструкция световода позволяет сде- лать каналы 3 и 4 зависимыми. Для световодов с различными числовыми апертурами условия полного внутреннего отражения выполняются для различных конусов лучей.

Тогда часть лучей, для которых при изгибе световода 2 во внутреннем канале 3 перестает выполняться условие полного внутреннего отражения, выйдет через боковую поверхность канала во внешний канал, где для них будут выполняться указанные условия, и начинает распространяться по внешнему каналу. Излучение от источника 1 излучения вводится во внутренний канал 3 с конусом, для которого выполняется условие полного внутреннего отражения в исходном положении датчика.

Устройство работает следующим образом, При отсутствии вибрации излучение от. источника 1 излучения проходит по внутреннему каналу 3 световода 2 и попадает на приемник 7 излучения, на выходе которого сигнал не изменяется. Во внешнем канале 35

4, а значит и на входе приемника 8 излучения, сигнал отсутствует.

При виброперемещении части 5 относительно части 6 объекта измерения радиус изгиба световода 2 изменяется. При этом часть излучения выходит из внутреннего канала 3 и попадает в канал 4, по которому распространяется к приемнику 8 излучения.

Сигнал на выходе приемника 8 излучения увеличивается, а на выходе приемника 7 излучения уменьшается, т. е. происходит перераспределение излучения источника 1 излучения между каналами 3 и 4. По соотношению сигналов обоих приемников 7 и 8 излучения судят о величине перемещения.

При старении оптики и других факторах сигналы обоих приемников излучения изменяются одинаково, и соотношение их сохраняется, что позволяет исключить влияние внешних факторов на работоспособность и точность устройства, т. е. повысить надежность.

Оптоэлектронный датчик вибрации, содержащий последовательно расположенные источник излучения, чувствительный элемент з виде изогнутого световода и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью

1овышения надежности, он снабжен дополнительным приемником излучения, а изогнутый световод выполнен многослойным коаксиальным, состоит из внутреннего и внешнего оптических каналов, числовая апер .ypa внутреннего канала меньше числовой апертуры внешнего, вход внутреннего оптического канала оптически связан с источником излучения, а выходы обоих каналов— каждый со своим приемником излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справочник, т. 2, М., «Машиностроение», 1978, с. 44 — 45.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ха 2875015/18 — 28, кл. G 01 Н 1/04, 1980 (прототип).