Гидрооптическое измерительное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01J1/04 

мещенным на ней оптическим блоком 2, соединенным с измерительной схемой, Новым является выполнение платформы оптического блока с выступом 7, вы- полненным в виде полого цилиндра, установленного в отверстии крышки

с зазором и соосно с ней, зазор герметизирован эластичными кольцевыми прокладками 8, а иллюминатор расположен на торце выступа 7 и его размеры не превышают диаметра выступа. 1 ил.

Изобретение предназначено для измерения прозрачности воды в океанографических исследованиях в диапазоне глубин до 6000 м. Цель изобретения - повышение достоверности измерений за счет уменьшения отклонений оптического луча при повышенных гидростатических давлениях. Устройство содержит корпус 1, крышку 3 с отверстием, иллюминатор 9, ферму 5 с отражателем, жестко соединенную с корпусом 1, внутри которого расположена платформа 6 с размещенным на ней оптическим блоком 2, соединенным с измерительной схемой. Новым является выполнение платформы оптического блока с выступом 7, выполненным в виде полого цилиндра, установленного в отверстии крышки с зазором и соосно с ней, зазор герметизирован эластичными кольцевыми прокладками 8, а иллюминатор расположен на торце выступа 7 и его размеры не превышают диаметра выступа. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструкции гидкооптических . приборов, предназначенных для измерения прозрачности воды и используемых в океанографических исследованиях в диапазоне глубины до 6000 м.

Цель изобретения - повышение до- стоверности измерения за счет уменьшения отклонений оптического луча при повышенных гидростатических давлениях.

На чертеже показано гидрооптическое измерительное устройство.

Устройство содержит прочный цилиндрический корпус 1, внутри которого установлены измерительная схема (не показана) и оптический блок 2. Корпус 1 соединен с крышкой 3, защищающей измерительную схему прибора от гидростатического воздействия и выполненной с усеченным коническим .наконечником. Соединение крышки 3 с корпусом 1 герметизируется прокладками 4. На крышке снаружи установлена ферма 5.

Элементы оптического блока 2 установлены на платформе 6, которая в верхней части имеет цилиндрический полый выступ 7, установленный соосно в осевом отверстии крышки 3. Соединение полого цилиндрического выступа 7 платформы с крышкой 3 герметизируется резиновыми прокладками 8. На внешнем торце выступа в посадочном месте установлен иллюминатор 9. с крышкой 10 иллюминитора и герметизирующей прокладкой 11 из резины.

На ферме 5 установлен отражатель 12 соосно с иллюминатором и осветитель 13, закрепленный на платформе 6 внутри корпуса. На платформе установлены также делительная пластина 14, фотоэлектронный умножитель 15, зеркало 16, модулятор 17 и объектив 18 Платформа 6 с выступом 7 оптического блока изготовлена в виде единой дета5

0

5

0

5

0

5

0

5

ли, что позволяет выполнить посадочное место под иллюминатор 9 с высокой точностью, исключающей необходимость регулировки при установке иллюминатора 9 на крышке 3..Соединение выступа 7 платформы оптического блока 2 с крышкой 3 осуществляется с зазором 30-174 мкм.

Соосные отверстия в крышке 3 и в выступе 7 необходимы для прохождения измерительного и отраженного лучей, а иллюминатор 9 - для защиты , внутренней полости корпуса гидрооптического измерительного устройства от воздействия агрессивной окружающей среды.

Выполнение крышки 3 с усеченным коническим наконечником позволяет уменьшить деформацию крышки в месте ее соединения с выступом. 7 платформы 6 оптического блока, так как известно, что напряжения в детали, подвергающейся внешнему гидростатическому давлению, прямо пропорциональны ее

Iр -R

радиусу (6 --- , где 5 - напряжение в стенках детали; Р - давление, кг/см ; . R - радиус, см; t - толщина стенки, см), а деформации пропорциональны напряжениям. Крышка 3 в месте соединения с выступом-7 имеет наименьший радиус (малое основание усеченного конуса), а значит, и наименьшие деформации.

Сборка устройства осуществляется следующим образом.

На платформу 6 оптического блока устанавливают оптические детали: осветитель 13, зеркала 16, объектив 18 (показаны на чертеже условно). На торце полого выступа 7 платформы 6 в посадочное место устанавливают иллюминатор 9, фиксируют его при помощи крышки 10 иллюминатора и гермети- зирующей резиновой прокладки 11 на выступе 7 винтами (не показаны).

Оптический блок настраивают, чтобы измерительный луч проходил через центр иллюминатора 9. Затем на выступ 7 надевают герметизирующие прокладки 8, настроенный блок вставляют выступом 7 в отверстие крышки 3 и фиксируют . на крышке винтами (не показаны). Дальнейшая настройка прибора осуществляется перемещением отражателя 12, установленного на ферме 5.

Гидрооптическое измерительное устройство (в упрощенном виде) работает следующим образом.

Луч от осветителя 13 проходит через делительную пластину 14. Часть луча идет на фотоэлектронный умножитель 15, сигнал с которого поступает в измерительный блок (не показан). Другая часть луча через делительную пластину 14 отражается от зеркала 16 проходит через модулятор 17, объекти 18, иллюминатор 9, исследуемый объем жидкости и попадает на отражатель 12 Отраженный луч возвращается по тому же пути. На фотоэлектронный умножитель прямой и отраженный лучи благодаря модулятору попадают поочередно, а измерительный блок производит сравнение прямого и отраженного лучей, по которому можно судить о степени прозрачности жидкости. i

Благодаря соединению выступа 7 платформы с крышкой 3 по ходовой посадке упругая деформация крышки, возникающая с увеличением глубины погружения прибора под действием гидростатического давления, не оказывает влияния на работу прибора, так как иллюминатор 9 не изменяет своего положения и, соответственно, не изменяется положение измеритель0

5

0

5

0

5

0

5

ного луча и длина измерительной базы.

Повышение достоверности гидрооп- тических измерений за счет исключения погрешности, вносимой действием гидростатического давления на измеритель, обусловлено постоянством измеряемой базы, так как устранено влияние деформации крышки, а также неизменностью положения оптического луча благодаря наличию зазоров между выступом и отверстием в крышке.

Кроме того, сокращаются затраты на изготовление за счет уменьшения металлоемкости крышки и за счет упрощения, обеспечения и сокращения вре- ,мени настройки; исключаются настроечные работы при замене оптического блока и значительно сокращаются при юстировке измерителя.

Формула изобретения

Гидрооптическое измерительное устройство, содержащее корпус, крышку с отверстием, иллюминатор, ферму с отражателем, жестко соединенную с крышкой, внутри корпуса расположена платформа с размещенным на ней оптическим блоком, соединенным с измерительной схемой, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет уменьшения отклонения оптического луча при повышенных гидростатических давлениях, платформа оптического блока дополнительно содержит выступ, выполненный в виде полого цилиндра, установленного в отверстии крышки с зазором и соосно с ней, причем зазор герметизирован эластичными кольцевыми прокладками, а иллюминатор расположен на торце выступа и его размеры не превышают диаметра выступа.