Оптический преобразователь давления
Сеток Советсни к
Социалистически к
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<и960561 (6l ) Дополнительное.к авт. свнд-ву(22) Заявлено 20 02.8 1 (21) 325239 lt 18-10 .
4 (51)М. Кл. .G O1L 11jOO с присоединением заявки J4(23) llриоритет
9вудвретеавьй кеммтет
СССР йо делам иэобретеним м открытии Опубликовано23 09.82. Бюллетень М 35 (53) УДК 531.787 (088,8) Дата опубликования описания 29.09.82!!:. А И И Ц Е(; к,,", Я
1я
Московский ордена Ленина авиационный инст им. Серго Орджоникидзе (72) Авторы изобретения
6Mb JIB ; д;;:-, (VI) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБ АЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ
1I
Изобретение относится к олтическйм измерительным преобразователям и мо- жет использоваться для измерения давления силы и др.
Известны оптические преобразовате5 ли, содержащие источник излучения, во локонные световоды, обьединенные в одном корпусе, управляющую светоотражающую мембрану или отражатель, прикреп-ленный к мембране, фотоприемник T1).
Недостатком таких устройств является наличие больших оптических потерь и нелинейность характеристики, обусловленной рвсходимостью пучка света, Выхо 15 дящего из волоконного световода.
Известен оптический преобразователь давления в электрический сигнал, содержащий прозрачную полусферу, мембрану и кольцевую прокладку, расположенную между мембраной и плоской поверхностью полусферы, источник излучения и фотоприемник f2).
Недостатком этого преобразователя является нелинейная заьисимость интенсиьности отраженного света or зазора между пленкой и плоской поверхностью полусфер ы.
Цель изобретения — повышение линейности статической характеристики преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в преобрввователе, содержащем прозрачное осноьание в виде полусферы, мембрану с упругим светопоглощающим элементом, установленную через прокладку на плоскости полусферы симметрично относительно вертикальной оси, источник излучения и фотоприемник, светопогло щаюший элемент выполнен в форме эллиптического параболоида, установленного симметрично относительно оси мебраны вершиной к плоскости основания, причем большая полуось сечения параболоида расположена в плоскости падения лучей, а его форма выбрана из условия х
g)1
2= +
СО58 Ъ1 где 9 - заданный угол пацения лучей; Ь - величина большой полуоси сечения параболоида; х,9,2 — координаты точек параболоида.
На чертеже изображена конструкция оптического. преобразователя давления. 30
Устройство содержит источник 1 излучения,, прозрачное основание 2 в форме полусферы, прокладку 3, гибкую мембрану 4, упругий светопоглощающий апемент 5, паа Конденсатора 6, фотоприем- 15 пик 7.
Мембрана 4 установлена по периметру на плоской поверхности основания 2 через прокладку 3 так, что между ними образована герметичная подмембранная по- рй лость. Источник 1 .излучения и фотоприемник 7 установлены под углом, обеспечи,вающим полное внутреннее отражение света.
Оптический преобразователь давления работаег следующим образом.
При наличии разности давления между внешней средой и подмембранной полостью мембрана 4 прогибается, в результате чего образуется пятно оптического контак- Зр та упругого светопоглощающего элемента
5 с плоской поверхностью полусферы 2 в виде эллипса, где вид контак а определяется следующим выражением
; причем — прогиб мембраны (деформа-40 ция эллиптического параболоида по оси симметрии), при этом нарушается полное внутреннее отражение и происходит поглощение света светопоглощающим элементом 5. B. отраженном пучке света, попацающего на фотоприемник 7, это пят- 45 но видно как темный круг с радиусом, который является проекцией эллипса оп1 4 тическаго контакта на плоскость фотоприемника 7.
Следовательно, зависимость отраженного светового потока от величины прогиба мембраны линейна.
Таким образлм, использование изобретения обеспечивает линейность статической характеристики и позволяет плавно менять интенсивность отраженного света.
Ф ормула изобретения
Оптический преобразователь давления, содержащий прозрачное основание в вице полусферы, мембрану с упругим светопоглощающим элементом, установле иную через прокладку на плоскости полусферы симметрично относительно ее вертикальной оси, источник излучения и фотоприемник, о r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения линейности статической. характеристики преобразователя, светопоглощающий элемент выполнен в форме эллиптического параболоица, установленного симметрично относительно оси мембраны вершиной к плоскости основания, причем большая полуось сечения параболоида расположена в плоскости падения лучей, а его форма выбрана из условия где 6 - заданный угол падения лучей, х,ъ,Z, — координаты точек параболоида3 .- величина большой полуоси сечения параболоида.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США N 3789667, кл. 73-406, 05.07.74..
2. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М., "Мир, 1970, с. 193195 (прототип).
96056 1
Составитель В. Казаков
Редактор А, Козориз Техред М. Надь Корректор Л. Бокшан
Заказ 7249(46 Тираж 887 По дписн ое
ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий
113035 Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4(5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
