Устройство для измерения вибраций Советский патент 1987 года по МПК G01H1/04 

пень поляризации излучения, которая зависит от величины вибрации, и на выходах призмы 6 сигналы будут различны, что зарегистрируют фотоприем1

Изобретение относится к измерительной технике и используется для измерения вибраций.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения вибраций путем обеспечения независимости результата измерения от влияния окружающей среды.

На чертеже изображена схема устройства для измерения вибраций.

Устройство сор;ержит источник 1 излучения, оптически связанный с поляризатором 2, выход которого оптически связан с входом световода 3, выполненного в виде ветви, изогнутой дугой, и закрепленного на неподвижной 4 и вибрирующей 5 частях объекта измерения (не показан), оптический элемент 6 разделения поляризованного излучения, выполненный в виде призмы Волластона, а также фотоприемники 7 и 8. Выходы фотоприемников 7 и 8 связаны с входом блока 9 вычисления, выход которого электрически связан с блоком 10 измерения.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 поляризуется поляризатором 2 и попадает в изогнутый цилиндрический световод 3, закрепленный на неподвижной 4 и вибрирующей 5 частях объекта измерения.

. При отсутствии вибрации изогнутый световод 3 практически сохраняет на выходе Входную степень поляризации излучения. Выходящее из изогнутого световода 3 излучение разделяется призмой 6 Волластона на две взаимно перпендикулярные, волны ( мин которые прИ отсутст вии вибрации равны между собой. Оптические сигналы по двум каналам попадают на фотоприемники 7 и 8 соответственно, а затем электрические сигналы с них постуники 7 и 8. После обработки в блоке 9 вычисления величину вибрации можно определить по показаниям блока 10 измерения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

пают на вход блока 9 вычисления.Блок 10 в этом случае показывает ноль.

При вибрации части 5 относительно части 4 объекта измерения радиус изгиба световода 3 уменьшается, при этом не происходит смещения световода 3 относительно поляризатора 2, так как они выполнены совместно. Сте

пень поляризации выходящего из изогнутого световода 3 излучения при вибрации изменяется. Степень поляризации зависит от величины вибрации - чем больше вибрация, тем меньше радиус изгиба световода, тем больше степень деполяризации, т.е. при вибрации на одном выходе призмы 6 присутствуют сигналы Е , как и при отсутствии вибрации, а сигнал на другом выходе уменьшается. На выходе блока 9 вычисления сигнал увеличивается, т.е. увеличивается соотношение между минимальной и максимальной электрическими составляющими излучения. Показания блока 10 соответствуют величине вибрации.

Таким образом, в устройстве осуществляется измерение соотношения между перпендикулярной и параллельной границе раздела световод - окружающая среда составляюш;их электрического вектора Е.. и Е

F F 0

,n.., .L|1i . n,sin9i+Vn -n cosie

n УП7-n cos i -sin61

(

S in 61 +п Уп соз20

)

0

где EO n.

По 01 L

падающая волнаj показатель преломления све- товода

показатель преломления окружающей среды угол падения волны; длина световода.

45

h dctge, , (d - диаметр световода).

3 13206834

Зависимость степени поляризации отЕ - модуль Юнга,

радиуса R изгиба волновода R - радиус изгиба..

Р sin4cka(E(R)(1-R)i} ,р E,,-Ei

где Р - степень поляризации Е,, +Е. с - фотоупругая постоянная; 5

k - волновой вектор; {E(R)(

V a - радиус волокна;ь„ +h,i

n sihei-- nj -n cos e, ,- n|cos2ei-sine Ч

, , n .sine. +1n.-n cos e, / sine, +njnj-n cosie /

-EXj ..1 .

/ n sine, , Y f .n,jn,,-sin0;AW n,sine, , / л sine,+n, /

Решая систему с двумя неизвестны- ;гнутой дугой и фотоприемник, о т л и- ми п, и R, получим1чающееся тем, что, с целью

„(4 повышения точности и надежности мерений, оно снабжено поляризатором,

где А, В, С - коэффициенты, завися- 20 установленным между источником излущие от п и 0.,, чения и световодом, оптическим элеПолученное соотношение реализу- ментом определения поляризованного ется блоком 9 вычисления, что позво- , излучения, установленным между фото- ляет измерять вибрации (радиус R из- . приемником и световодом, вторым фо- гиба) вне зависимости от влияния ок- 25 топриемником и последовательно элек- ружающей среды (по формуле (1) R не трически связанными блоком вычисления зависит от nj).и блоком измерения, а каждый из фотоприемников связан оптически с оптр- Формула изобретения ческим элементом и электрически с

30 блоком вычисления.

1.. Устройство для измерения виб- 2. Устройство по п. 1, о т л и- раций, содержащее последовательно чающееся тем, что оптический установленные источник излучения,све- элемент вьшолнен в виде призмы Вол- товод, выполненный в виде ветви, изо- ластона.

Изобретение относится к измери-, , тельной технике и предназначено для , измерения вибраций. Цель изобретения повьщение надежности и точности измерений путем обеспечения независимости результата измерения от влияния окружающей среды. Излучение источника 1 поляризуется поляризатором 2 и через световод 3, выполненный изогнутым в виде дуги, попадает на призму 6 Волластона. При вибрации части 5 объекта относительно его части 4 радиус изгиба световода 3, закрепленного на частях 4 и 5 объекта, уменьшается, т.е. меняется сте(Л