Волоконно-оптический фазовый датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G02B6/00 G01L11/02 

Ичобрктенжг отиисится к фазг)Г(,1м (интерферонетримееКИМJНОЛокомно-опти- ческим датчикам физичйскттх пеличин v может быть использовано для измерения радиального давления,

Цель изобретет - попышение чувствительности к радиальному давлению

На чертеже показана схема датчика.

Датчик содержит источник 1 когерентного излучения, разветвитель 2 излучения, два измерительных волоконно-оптических канала 3 и А, в одном из которых установлен модулятор 5, сумматор 6 излучения и регистратор 7 разности фаз.

Волокно в одном из каналов (например, 4) выполнено с параметрами жилы и оболочки, удовлетворяющими требованию,

2SjVj - 23г V,Ej

(С. 4- С) Е, - 2 V, п, ,

где S, и Sj - площади поперечных сечений жилы и оболочки соответственно; V, н V, - коэффициенты Пуассона

жилы и оболочки; Е, и EJ - модули Юнга;

п, - показатель прелочпения

жигы; С, и Cj - фотоупругие постоянные

материала жилы.

При вь(11олнени1: приведенного соот- яoяeн iя волокно канала 4 приобретает свойство отрицательной фазовой чувствительности к радиальному давлечию. Волокно D канале 3 - обычного типа, Той, с положительной фазовой чувст- вительнс стью к радиальному давлению. Устройство работает следующим образом.

Излучение и:, источника 1 поступае через разветвитель 2 в каналы 3 и 4,

.

ь

722вЗ

проходя в каналр. 3 через модулятор 3 (;iJiH реализации гетеродинного режима) . Под действием радиального давления фазы излучения в каналах 3 и 4 сдвигаются при выбранных параметрах волокон в противоположные стороны, что и обеспечивает увеличенную чувствительность датчика. С выходов каналов 3 Q и 4 излучение поступает на сумматор 6, где происходит интерференция излучения, и далее на регистратор 7. Сумматор 6 и регистратор 7 вьсаеляют из интерференционной картины сигнал, 15 пропорциональный разности фаз, т.е. величине давления.

Формула изобретения

20 Волоконно-оптический фазовый датчик давления, содержащий источник когерентного излу1ения, разветвитель излучения, два волоконно-оптических канала с модулятором в одном из них,

25 сумматор излучения и регистратор разности фаз, при этом волоконно-оптические каналы выполнены одинаковой оптической длины, отличающий- с я тем, что, с целью повышения

30 чувствительности к радиальному давлению, оба канала выполнены измерительными и оптическое волокно одного канала выполнено со значенияйи модуля Юнга жилы Е, и оболочки Е , коэффициента Пуассона жилы V, и обЛюч- ки Vj и площадями поперечных сечет НИИ жилы S, и оболочки Sj удовлет- воряюцими требованию

35

40

2J,V,E, - 2.S,V,J,

5 7Ё7 йТкТ Е , Cj) ( С , ч- Cj) Е, - 2 V,n, ,

45 .где п , - показатель преломпения жилы; С, и Cj- фотоупругие постоянные материала жилы.

Изобретеиие относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность датчика к радиальному давлению. Излучение источника 1 направляется разветвителем 2 по измерительным волоконно-оптическим каналам 3 и 4. Волокно одного из каналов выполнено со значениями модуля Юнга, коэф. Пуассона и площади поперечных сечений жилы и оболочки, удовлетво- ряющи «ги определенно1чу требованию Благодаря такому выполнению волокно приобретает св-во отрицательной фазовой чувствительности к радиальному давлению. Воздействие на датчик радиального давления вызывает сдвиг фазы излучения в каналах 3 и 4 в противоположные стороны. Сумматор 6, в котором происходит интерференция вышедшего из каналов 3 и 4 излучения, и регистратор 7 вьщеляют из интерференционной картины сигнал, пропорциональный величине давления. 1 ил. с Ф (Л