Чувствительный элемент волоконнооптического тензодатчика Советский патент 1987 года по МПК G01B11/16 

113

Изобретение относится к определению деформаций в конструкциях оптическими методами.

Цель изобретения - попьппение точности преобразования за счет преобразования деформации изгиба в изменение интенсивности светового потока в самом тензодатчике.

На фиг, 1 показана схема чувствительного элемента волоконнооптичес- кого тензодатчика; на фиг, 2 - график зависимости изменения напряжется от величины и направления стрелы прогиба оси чувствительного элемента

Чувствительный элемент 1 выполнен в виде отрезка оптического волокна 2 с наружной оболочкой 3. Последняя выполнена с вырезом, а на волокно 2 в месте выреза нанесен слой А светопо- глощающего материала. Перед одним из торцов чувствительного элемента 1 расположен источник света, а перед 1другим - фотоприемник 5,

Чувствительный элемент работает следующим образом.

Излучение от источника распространяется по волокну 2, испытывая полное внутреннее отражение от наружной оболочки 3 за исключением слоя 4, где оно частично поглощается. Выходящее из световода излучение регистрируется фотоприемником 5,

Деформация изгиба чувствительного элемента 1 в зоне пот лощающего слоя 4 приводит к изменению степени поглощения света этим участком, в результате чего интенсивност. светового потока, регистрируемого фотоприемником 5 изменяется.

Интенсивность светового потока может быть преобразопана в изменяющийся, например, по н. птравлению электрический сигнал, который затем уси32

ливается и поя.чотся па рет истрирую- прибор. Пл фпг, 2 приведен график изменения электрического сигнала, измеренного милливольтметром, в

зависимости от прогиба оси чувствительного элемента в направлении оси X при действии наг рузки в положительном и отрицательном направлениях оси, При этих значениях стрелы прогиба

±Х длина консольного участка чувствительного элемента 1 5-10 м (фиг, 1),

Зависимость U от X является линейной (фиг,2) в диапазо ге изменения

стрелы прогиба от О до i10 м. Минимальное усилие, которое может быть зафиксировано с помощью используемого милливольтметра, составляет 10 Н при модуле Юнга стекла Е ,

Применение данного чувствительного элемента позволит существенно-упростить процесс измерения деформации при сохранении высокой чувствительности и точности измерений, В этом случае не требуется специальных устройств, преобразую(дих деформации изгиба в изменение интенсивности .светового потока,, Преобразующим устройством служит стандартное одножильное

волокно чувствительного элемента и его упругие сиойства.

Формула изобретения

Чувствителыи.1й элемент волоконнооптического тензодатчика, выполненный в виде отрезка оптического волокна с наружной оболочкой, отличающийся том, что, с целью повышеПИЯ точности преобразования, наружная оболочка выпoJПIeнa с вырезом, а на волокно в месте выреза нанесен слой светопоглор1аю1 е)-о материала.

U(m6) I Ж

т- т-010

-0.06 -0.02

т 0.10 х(мм)

Изобретение относится к опреде- нию деформаций в конструкциях оптическими методами. Цель изобретения повышение точности преобразования . Чувствительньй элемент 1 выполнен в виде отрезка оптического волокна 2 с наружной оболочкой 3, имеющей вырез. На волокно 2 в месте выреза нанесен слой 4 светопоглощающего материала. При работе чувствительного элемента 1 излучение распространяется по волокну 2, испытывая полное внутреннее отражение от наружной оболочки 3 за исключением слоя 4, где оно частично поглощается. Деформация- изгиба чувствительного элемента 1 в зоне светопоглощающего слоя 4 приводит к изменению степени поглощения света этим участком, в результате чего интенсивность светового потока, выходящего из волокна 2, изменяется, 2 ил. i (Л Г со - ОС 00 О5 Фиг.1

Составитель Б.Евстратов Редактор И,Горная Техред А.КравчукКорректор С.Черни

Заказ 2496/31Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4