Волоконно-оптический датчик скорости Советский патент 1987 года по МПК G01P5/02 G01P13/00 

i:r

Изобретение относится ; измерительной и может испо.ти,- зо15ано для измерЕмия o/iHofi компоненты вектора скорости н ламинарных и турбулентных потоках снлоилных сред вне зависимости от таких свойств среды, как прозрачность и электропроводность .

Цель изобретения - повышение чув- ствительности 5 номехоусто 1чивости и определение направления скорости.

На чертеже показан предлагаемый скорости,

В качестве чувствительного элемен- та используют многомодовый волоконный световод 1 , тилшолиенный

9

Выстунагощая консольная часть петл световода подвергнута специальной обработке, заключающейся в удалении части стеклянной оболочки световода, на 10-50 диаметров по длине и 0,5- 1 ,, 5 диаметра по периметру волокяа и нанесе1П-1И на обнаженное светопрово- дящее ядро тонкого прочного слоя све топоглощагащего . материгала 3 .

Зоны обработки раснолохчень на од- ной или двух ветвях у основания Л--об петли, т.е. в месте максимального радиуса кривизны при деформации изгиба и сориентированы в одну сторону в плоскости, параллельной плоское ти расположения нетли (чертеж,сира- в а) о

Треугольная форма петли обеспечивает высокую жесткость к силовым воздействиям протока в плоскости пет- ли и малую ;1 есткость (упругу о дефор- мированность) в нанравлении, перпендикулярном нлоскости петли,

Светопогло1ца1оп1ий слой в месте кон такта со светонроводящим ядром образует ноглощалощую структуру. Степень гюглоигения света на этой структуре зависит от величины деформации изгиба световода в направлении N, пер- пепдикулярном плоскости петли при указа1 ной ориентации обработаннЕях поверхностей.

Три изгибе нетли в сторону обработанных участков светопропускание возрастает 5 при изгибе в противопоMi55™J32 3 s 1211/33 Произв , -полигр .. пр-тт-.е,,

ложную сторону уме ьшается по сравнению с недеформированным состоянием

Эффект объясняется изменением геометрической апертуры светового канала (ядро световодга) на обработанных участках.

Светоиодводящие и светоотводящие волокна проходят через трубчатую стальную ножку зонда и вводятся в корпус прибора, в котором соединены с источником 4 света и фотоприемником 5. В том же корпусе расположен усилитель и блок питания (не показаны) . Усилитель производит электрическую компенсацию фототока, когда волокно находится в недеформированном состоянии и выводит стандартный сигнал в виде постоянного напряжения соответствующего выбранному диапазону измерений скорости.

Варьируя длину выступающей консоли петли, а также диаметр исходного волокна, можно в широких пределах менять жесткость консоли и нриспо- сабливать чувствительный элемент к заданному диапазону измерения скорости.

Устройство работает следующим образом.

Поток воздействует на световод ортогонально нлоскости петли , Количество света, попадаемого на фотоприемник 5, в зависимости от скорости нотока изменяется.

Формула изобретения

Волоконно-оптический датчик скорости, содержащей источник света и фотоприемник, оптически согласованные через изогнутый в виде петли световод, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности, помехоустойчивости и определения направления скорости, световод изогнут в виде консольно закрепленной концами Л-образной петли, по крайней мере на одной из ветвей которой удалена часть оболочки и нанесен поглощающий слой, при зтом протяженность удаленной части оболочки и нанесенного поглощающего слоя равна 10-50 диаметрам световода, а ее площадь ограничена периметром, равным 0,5-1,5 диаметрам световода.

Тираж 776 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано для определения одной компоненты вектора скорости в ламинарных и тур булентных потоках сплошных сред вне зависимости от их прозрачности и электропроводности. Цель изобретения - повышение чувствительности, помехоустойчивости устр-ва и определение направления скорости. В датчике световод 1 выполнен в форме Л-об- разной петли, закрепленной на торце ножки зонда 2. По крайней мере на одной ветви петли в месте макс, радиуса кривизны при деформации изгиба удалена часть оболочки и нанесен слой светопоглощающего материала 3, Изменение степени поглощения слоя .материала 3 при изгибе световода обусловлено изменением геометрической апертуры светового канала на обработанных участках. Фиксируемое фотоприемником 5 количество света характеризует скорсоть потока. Протяженность удаленной части оболочки и нанесенного слоя составляет 10-50 диаметров световода, ее площадь ограничена периметром, равным 0,5-1,5 диаметра световода. 1 ил. Ф СО со ю . 01