Волоконно-оптический селективный сигнализатор уровня жидкости в газовой среде - заявка 2016136747 на патент на изобретение в РФ

Волоконно-оптический селективный сигнализатор уровня жидкостей в газовой среде, содержащий источник светового монохроматического излучения, передающий волоконно-оптический световод, чувствительный элемент в виде призмы из оптически прозрачного материала в которую встроен передающий волоконно-оптический световод, состоящий из пучка одномодовых оптических волокон, торец которого направлен на противолежащую грань призмы с углом наклона α по отношению к выходящему пучку света из торца передающего волоконно-оптического световода, приемный волоконно-оптический световод и фотоприемник, подключенный к электронному блоку, отличающийся тем, что передающий и приемный волоконно-оптический световоды состоят из трех равнозначных волоконно-оптических световодов, выход каждого из трех приемных волоконно-оптических световодов направлен на один из трех фотоприемников, призма чувствительного элемента выполнена со стороны торцевой грани ввода волоконно-оптических световодов в виде прямоугольного параллелепипеда и усеченного с противоположной стороны и состоит из сложенных в пакет трех пластинчатых элементов одинаковой толщины и состава, которые совмещены во взаимно параллельные между собой верхние и нижние торцевые грани в виде плоскостей перпендикулярных осям волоконно-оптических световодов, также передние и задние грани пластинчатых элементов призмы совмещены в плоскости, взаимно параллельные между собой и осям волоконно-оптических световодов, индикаторные грани пластинчатых элементов призмы перпендикулярны боковым граням пластинчатых элементов призмы и направлены на торцы передающих волоконно-оптический световодов под углами α1, α2 и α3, отражающие грани пластинчатых элементов призмы имеют зеркальное покрытие и перпендикулярны боковым граням пластинчатых элементов призмы и направлены в сторону торцов приемных волоконно-оптических световодов и отраженным лучам света от индикаторных граней пластинчатых элементов призмы под углами ϕ1, ϕ2 и ϕ3 таким образом, что отраженные лучи светового излучения в каждом пластинчатом элементе призмы от индикаторной грани в сторону отражающей грани попадают к точку проекции на ней оси приемного волоконно-оптического световода, при этом точки проекции световых лучей из передающих волоконно-оптический световодов на индикаторные грани каждого пластинчатого элемента призмы лежат на одной линии перпендикулярной боковым граням пластинчатых элементов, угол наклона α рассчитывается для каждого пластинчатого элемента призмы из расчета критического угла внутреннего отражения от заданной контролируемой среды в точке проекции на индикаторную грань пластинчатого элемента призмы выходящего луча света из торца передающего волоконно-оптического световода по формуле:
где n1 - коэффициент преломления пластинчатых элементов призмы, n2 - коэффициент преломления газовой среды, n3 и n4 - коэффициенты преломления разнородных жидких сред, при этом:
n2<n3<n4<n1,
угол наклона ϕ отражающей грани и угол наклона α индикаторной грани каждого пластинчатого элемента призмы по отношению к осям передающего и приемного соответственно волоконно-оптических световодов связаны между собой зависимостью:
α+ϕ=90°,
электронный блок состоит из электрически связанных узлов источника светового монохроматического излучения, фотоприемников, логической развязки и индикации, который сигнализирует о наличии определенного вещества в контролируемой зоне датчика.
Наверх