Волоконно-оптический индикатор внешнего воздействия Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

//

Ё

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения определения места воздействия, повышение чувствительности и уменьшение вероятности ложных срабатываний за счет корреляционного анализа сигнала. Устройство состоит из световода 1, источников 2 и 3 когерентного излучения, фотоприемников 4 и 5 и коррелятора 12. Воздействие на световод 1 приводит к изменению сигналов с фотоприемников 4 и 5. причем время возникновения данных изменений на каждом из фотоприемников 4 и 5 зависит от места воздействия. 1 ил

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля внешнего воздействия на световод,

Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей за счет обеспече- ния определения места воздействия, повышение чувствительности и уменьшение вероятности ложных срабатываний за счет корреляционного анализа сигнала.

На чертеже представлена блок-схема индикатора.

Индикатор состоит из многомодового волоконного световода 1, двух источников 2 и 3 когерентного излучения, двух фото- приемников 4 и 5, двух оптических ответ- вителей 6 и 7, спаренные торцы которых оптически связаны с соответствующими торцами световода 1, первые неспаренные торцы оптически связаны с источниками 2 и 3 соответственно, а вторые неспаренные торцы оптически связаны с фотоприемниками 4 и 5 соответственно, двух диафрагм 8 и 9, расположенных между соответствующими фотоприемником 4 или 5 и торцом ответвителя 6 или 7, блоков 10 и 11 обработки, входы которых подключены к выходам соответствующих фотоприемников 4 и 5, коррелятора 12, входы которого подключены к выходам блоков 10 и 11 соответственно, и вычислительного блока 13, вход которого подключен к выходу коррелятора 12.

Индикатор работает следующим образом.

Когерентное излучение источника 2 по- еле прохождения через ответвитель 6 и световод 1 формирует в плоскости его выходного торца интерференционную спекл-картину. Излученный из выходного торца свет диафрагмируется диафрагмой 9 и попадает на вход фотоприемника 5. Одновременно с этим когерентное излучение источника 3 после прохождения через ответвитель 7 и световод 1 также формирует в плоскости входного торца интерференционную спекл- картину. Излученный из выходного торца свет диафрагмируется диафрагмой 8 и попадает на вход фотоприемника 4.

Без внешнего воздействия на световод 1 сигналы на выходах фотоприемников 4 и 5 являются постоянными. При воздействии на участок световода 1, начинающемся в момент времени to, переменный во времени сигнал Появляется на выходе фотоприемника 5 в момент времени ti to + ts, причем te

t5 с

где п - показатель преломления в световоде;

I - расстояние от участка, на котором произошло воздействие, до торца световода 1,

а переменный сигнал на выходе фотоприемника 4 через время t2 to + t4, причем

L - длина световода 1.

Таким образом, относительная задержка сигналов с выходов фотоприемников 4

A.a-tl.U-Јln.

откуда следует, что расстояние I до участка воздействия зависит от временной задержки сигналов следующим образом: 1 Г , CAt-i

1Г

2L

В блоках 10 и 11 выделяются переменные сигналы, соответствующие воздействию, в корреляторе 12 формируется сигнал, соответствующий времени задержки между сигналами с фотоприемников 4 и 5, по которому в блоке 13 вычисляется расстояние до участка воздействия.

Формула изобретения Волоконно-оптический индикатор внешнего воздействия, содержащий оптически связанные первый источник когерентного излучения, многомодовый волоконный световод, первую диафрагму и первый фотоприемник, отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения определения места воздействия, повышения чувствительности и уменьшения вероятности ложного срабатывания, он снабжен двумя оптическими ответвителями, спаренные торцы которых оптически связаны с соответствующими торцами световода, вторым источником когерентного излучения, вторым фотоприемником, фотоприемники оптически связаны с первыми неспаренными торцами оптических ответвителей, источники оптически связаны с вторыми неспаренными торцами оптических ответвителей, второй диафрагмой, диафрагмы расположены между соответствующими фотоприемниками и неспаренными торцами оптических ответвителей, последовательно соединенными коррелятором и вычислительным блоком и двумя блоками обработки, каждый из которых включен между выходом соответствующего фотоприемника и соответствующим входом коррелятора.