Волоконно-оптический преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G01L11/00 G02B6/00 

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность устройства при измерении давления.

Цель изобретелия - повышение чувствительности преобразователя за счет увели- че.ния количества микроизгибов оптического волокна.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Волоконно-оптический преобразователь имеет чувствительный элемент, выполненный в виде решетчатой трехслойной катушки оптического волокна, помещенной между герметично соединенными по торцам цилиндрическими упругими оболочками 2 и 3. К внутренним поверхностям

упругих оболочек 2 и 3 примыкают прямые рабочие участки оптического волокна внешне о 4 и внутреннего 5 сдоев чувствительного элемента 1, намотанных поперек среднего слоя 6, выполненного в виде спирали При этом шаг намотки оптического волокна, охватывающего спираль слоя 6, равен удвоенному шагу намотки витков спирали. Причем каждый участок оптического волокна 5, находящийся с внутренней стороны спирали, равноудален от ближайших к нему участков оптического волокна 4. находящихся с внешней стороны спирали Упругие оболочки при помощи фиксаторов 7 соединены с установленной на держателе 8 натяжной гайкой с микрометрической резьбой 9.

о ел о

VI

ел

VI

штифтами 10 и 11, Вход и выход оптического излучения в измерительный преобразователь осуществляется через световоды Б и В.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии давления упругая обо- 2 прогибается в сторону оболочки 3, которая, в свою очередь, прогибается в сторону оболочки 2. При этом оболочки 2 и 3 воздействуют через прямые участки 4 и 5, расположенные поперек спирали оптического волокна, изгибая участки оптического волокна среднего слоя 6, причем любой прямой рабочий участок наружного и внутреннего слоев оптического волокна 4 или 5 прогибает оптическое волокно среднего слоя 6 между двумя соседними прямыми участками противолежащего слоя, а части прямых участков наружного и внутреннего слоев 4 и 5, находящиеся между витками спирали среднего слоя 6, прогибаются под воздействием давления среднего слоя 6 в сторону противолежащего слоя, в результате чего каждый отрезок оптического волокна слоя 4 или 5, находящегося между витками среднего слоя 6 и каждый отрезок оптического волокна, находящегося между прямыми участками наружных слоев 4 и 5 подвергается микроизгибу, увеличивая затухание оптического излучения в чувствительном элементе.

В качестве чувствительного элемента применяют обычное оптическое волокно, подбирая марку волокна в зависимости от необходимой ширины динамического диапазона измерений чувствительности.

Решетчатая трехслойная катушка чувствительного элемента 1 может быть выполне на такой формы, чтобы соответствовать геометрии объема, где измеряется давление цилиндрической, как на фиг. 1, плоской или криволинейной.

В зависимости от необходимых габаритов преобразователя слои 4 и 5 представляют собой или витки оптического волокна, намотанные вокруг среднего слоя 6 или спиралеобразные витки, прилегающие с одной стороны среднего слоя б и переходящие в

витки, прилегающие с другой стороны или являются отрезками оптического волокна, уложенными поперек направления витков среднего слоя 6, изгибающими витки оптического волокна среднего слоя 6

Необходимый уровень интенсивности света, проходящего через чувствительный элемент 1, устанавливается регулировкой степени его начального сжатия растягиванием оболочек 2 и 3 гайкой 9

Формула изобретения Волоконно-оптический преобразователь, содержащий отрезок оптического волокна, выполненный в виде спирали,

намотанной с определенным шагом, и цилиндрическую герметичную оболочку, установленную с внешней стороны спирали, о т- личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности за счет увеличения количества микроизгибов оптического волокна, он снабжен дополнительной герметичной оболочкой и дополнительным отрезком оптического волокна, охватывающим спираль основного участка оптического волокна с внешней и внутренней стороны и намотанным поперек витков спирали с шагом, равным удвоенному шагу намотки основного отрезка оптического волокна, причем каждый участок дополнительного

отрезка оптического волокна находящийся с внутренней стороны спирали, равноудален от ближайших к нему участков дополни- тельного оптического волокна, находящихся с наружной стороны спирали,

а дополнительная цилиндрическая герметичная оболочка установлена с внутренней стороны спирали и соединена с основной цилиндрической герметичной оболочкой по торцам

8

1659757

JM. 5

Ж

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность устройства при измерении давления Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя за счет увеличения количества микроизгибов оптического волокна. Чувствительный элемент состоит из среднего слоя 6, выполненного в виде спирали, и намотанного поперек ее витков наружного 4 и внутреннего 5 слоев оптического волокна с шагом , равным удвоенному шагу витков спирали. Каждый прямолинейный участок наружного 4 или внутреннего 5 слоя равноудален от соседних противолежащих участков. Цилиндрические герметичные оболочки установлены с внешней и внутренней сторон чувствительного элемента и соединены по торцам Под действием давления каждая часть прямого участка наружного и внутреннего слоев 4 и 5 прогибается под воздействием витков спирали среднего слоя 6 в сторону противолежащего слоя, а каждый участок среднего слоя 6 прогибается под воздействием прямых участков слоев 4 и 5 Большое количество микроизгибов увеличивает затухание оптического излучения 2 ил (Л С