Волоконно-оптический датчик уровня жидких сред Советский патент 1992 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к устройствам контроля, а более конкретно к датчикам уровня жидкостей, работающим на оптическом эффекте с использованием волоконно- оптических световодов и предназначенных для эксплуатации в различных областях народного хозяйства, науки и техники,где необходимо контролирование уровня жидкостей, в т.ч. агрессивных, в закрытых резервуарах в широком диапазоне температур.

Наиболее близким к предлагаемому является волоконно-оптический датчик уровня, который содержит последовательно расположенные источник излучения, передающее оптическое волокно и приемник излучения. Передающее и приемное волокно соединены специальным с первичным преобразователем, выполненным в виде световода из оптически прозрачного материала. С целью повышения чувствительности датчика поверхность первичного преобразователя, обращенная в сторону

контролируемых сред и ограниченная опер- турами волокон, выполнена в виде двух зеркально симметричных частей, каждая из которых образована вращением отрезка по гарифмической спирали вокруг оси, лежащей в плоскости волокон и проходящей через центры их торцов.

Известный датчик уровня жидких срец обладает рядом существенных недостатков: сложчый вид поверхности первичного преобразователя и в связи с этим сложность точного и надежного воспроизводства ее профиля; ограниченная область применения; датчик обеспечивает гарантированную точность только на несмачиваемых жидкостях; низкая механическая прочность; необходимость в использовании мощного углекислого лазера для формирования рабочей поверхности датчика.

Цель изобретения - повышение надежности датчика.

Указанная цель достигается тем, что в волоконно-оптическом датчике уровня жидсл

XJ Ч

Ю

костей, содержащем источник излучения, передающий волоконно-оптический световод, первичный преобразователь, выполненный в виде световода, приемный волоконно-оптический световод и приемник излучения, преобразователь выполнен в виде конуса с вогнутой боковой поверхностью и вершиной, расположенной симметрично относительно осей волоконноопти ческихсветоводов.

Такая конструкция при значительном упрощении формы поверхности первичного преобразователя позволяет сохранить высокую чувствительность датчика уровня, так как для предлагаемой формы поверхности, заданного значения показателя преломления материала первичного преобразователя и контролируемой среды всегда существует угол падения излучения на границу раздела двух сред, равный углу полно- го внутреннего отражения Кроме того, при таком профиле поверхности и заданном значении апертур передающего и приемного световодов происходит уравнивание углов падения значительной части падающего

излучения, что вполне достаточно для надежной работы приемника светового потока При этом стреловидный вид формы чувствительного элемента, обращенного острием в сторону контролируемой жидкости, не способствует капельным образованиям на его поверхности, что позволяет применять датчик также для контроля уровня сма- чивающих жидкостей и расширяет диапазон контролируемых сред.

Формула изобретения Волоконно-оптический датчик уровня жидких сред, содержащий последовательно соединенные источник излучения, передающий волоконно-оптический световод, первичный преобразователь, выполненный в виде световода приемный волоконно-оптический световод и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, преобразователь вы юлнен в виде конуса с вогнутой боковой поверхностью и вершиной, расположенной симметрично относительно осей волоконно-оптических световодов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкостей в закрытых резервуарах в широком диапазоне температур. Сущность изобретения: датчик уровня содержит источник излучения, передающее и приемное оптические волокна, приемник излучения и первичный преобразователь, выполненный в виде световода из оптически прозрачного материала, причем первичный преобразователь имеет форму конуса с вогнутой боковой поверхностью и вершиной, расположенной симметрично относительно осей передающего и приемного световодов.