Устройство для измерения параметров жидких и газообразных сред Советский патент 1991 года по МПК G01N21/41 

Изобретение относится к аналитической технике, а именно к оптическим анализаторам на основе волоконной оптики, и может быть использовано для дистанционного контроля технологических процессов в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, биологической, и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже представлена схема устройства для оптического измерения параметров жидких и газообразных сред.

Устройство содержит источник 1 излучения, волоконно-оптическую линию

2, на конце которой установлен волоконно-оптический датчик 3. Между источником 1 и датчиком 3 находится цилиндрическая кювета 4, внутри которой аходится изгиб на 90° волоконно-оп- тической линии 2. За кюветой 4 перпендикулярно друг другу расположены измерительный 5 и сравнительный 6 фотоприемники, которые подключены к измерительному устройству 7.

Устройство работает следующим образом.

Часть светового потока I источника 1 излучения вводится в волоконно- оптическую линию. При прохождении иза &

ЕС ДО ДО

1C

гиба часть излучения выходит из волокна и попадает на сравнительный фотоприемник 6. Выходу излучения из оптического волокна способствует ра- диус изгиба, который составляет 5-7 м для одномодового волокна и 3-5 мм для многомодового волокна, и жидкость, заполняющая кювету. Жидкость подбирается из условия близости ее показате- ля преломления показателю преломления оболочки оптического волокна. Фотоприемник 6 регистрирует сигкал U

U WK2

где К., - коэффициент, характеризующий выход излучения из изгиба и зависящий от значения ради- 20 . Уса; К . - коэффициент преобразояания

фотоприемника 6. Прошедшее излучение, равное (1-Kjj) IA , поступает в РОЛОКОННО -оп- 25 тическии датчик, где взаимодействует 1 средой. 5- результате взаимодействия

меняется световой поток и направление распространения излучения в датчике, в результате чего оно вновь по- ;Q падает на изгиб и выходит из него. Измерительный шотоириемник регистрирует сигнал

USL К,(1-К,)-10. КуЈ ,

где К, - коэффициент преобразования

фотоприемника Ь; ( - коэффициент, характеризующий

влияние измеряемого парамет- ра среды на световой поток. Фотометрические сигналы U и U/ поступают на входы измерительного устройства 7, где они делятся и обрабатываются в соответствии с алгоритмом измерения. При делении сигналов ис, Q

5

0

5

;Q 35

дд

ключается влияние светового потока 1е , введенного в волоконно-оптическую линию, на результат измерения,а также исключается влияние качества стыковки источника и волокна, например, при вибрации, тепловых эффектах (в результате чего меняется амплитуда светового потока, вводимого в волоконно-оптическую линию).

Устройство содержит одну волоконно- оптическую линию и не требует сложных операций, например, по стыковке торцов.

При измерениях параметров жидких и газообразных сред погрешность уменьшается в 1,5 раза, а стабильность повышается в 6-10 раз.

Формула изооретения

Устройство для измерения параметров жидких и газообразных сред, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучения волоконный световод, на конце которого установлен волоконно-оптический датчик двухпро- дегного типа, и фотоприемник, подключенный к измерительному устройству, о т л и ч ающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство дополнительно введены второй фотоприемник и цилиндрическая кювета, заполненная иммерсионной жидкостью с показателем преломления, равным показателю преломления оболочки волоконного световода, а волоконньш световод выполнен с изгибом на 90е, расположенным внутри цилиндрической кюветы, причем первый и второй шотоприемники установлены за цилиндрической кюветой, при этом первый фотоприемник расположен по ходу отраженного датчиком излучения, а второй - по ходу введенного излучения и соединен с измерительным устройством.

Изобретение относится к аналитической технике, а именно к оптическим анализаторам на основе волоконной оптики. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для формирования сравнительного и измерительного сигналов волоконный световод выполняют с изгибом на 90° и размещают в цилиндрической кювете с жидкостью, показатель преломления которой близок к показателю преломления оболочки оптического волокна. Сравнительный оптический сигнал регистрируют при выходе из изгиба в направлении распространения введенного излучения, а измерительный - в направлении распространения отраженного излучения, причем сравнительный и измерительный фотосигналы подают в измерительное устройство, а результат измерения определяют отношением измерительного фотосигнала к сравнительному. 1 ил. с SS (Л