Оптический приемник звукового давления Советский патент 1979 года по МПК G01B9/00 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении оптических приемников звукового давления для использования их в условиях жидкой и газообразной средах.

Известен оптический приемник звукового давления, содержащий фотоэлектрический интерферометр, в оптической системе которого в качестве чувствительного элемента используется коллодиева мембрана с зеркальным покрытием, являющимся одновременно зеркалом измерительного плеча интерферометра 1.

Однако этот оптический приемник из-за резонансных свойств мембраны не обеспечивает на высоких частотах требуемую равномерность частотной характеристики.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический приемник звукового давления, содержащий фотоэлектрический интерферометр, оптическая система которого содержит осветитель, блок фотоприемника, оптический преобразователь перемещения, измерительное и опорное плечи 2.

Однако показания этого оптического приемника звукового давления зависят от статических параметров окружающей и Исследуемой сред.

Целью изобретения является повыщение равномерности частотной характеристики оптического приемника звукового давления. Это достигается за счет того, что в предлагаемом приемнике оптическая система интерферометра, за исключением измерительного и опорного плеч, смонтирована в герметичном корпусе с звукопоглощающей перегородкой, причем измерительное плечо

равное по длине опорному плечу и выполненное в виде рамки с зеркалом, оптически связано с другими элементами интерферометра через окно, герметично закрытое оптическим стеклом, а опорное плечо связано с окружающей средой через сквозные отверстия в звукопоглощающей перегородке и с другими элементами интерферометра - через два окна, герметично закрытых оптическим стеклом.

На чертеже схематично показан описываемый оптический приемник звукового давления, содержащий корпус 1 и коническую крыщку 2. Нижняя часть корпуса 1 выполнена в виде открытой рамки 3, на нижнем конце которой установлено зеркало 4. В верхней части рамки 3 имеется окно 5 с оптическим стеклом, герметично закрытое компаундом 6. Внутри корпуса смонтированы осветитель 7 с интерференционным светофильтром, полупрозрачное зеркало 8, поворотные зеркала 9 и 10. Опорное плечо с обеих сторон ограничено окнами II и 12, герметично закрытыми оптическим стеклом. В корпусе 1 за окном 12 размепл,ен узел опорного зеркала 13. Зеркала 8, 9 и 10 установлены в юстируемые оправы 14 и 15.

Внутренняя часть рамки 3, ограниченная зеркалом 4 и окном 5, образует измерительное плечо интерферометра. Внутренняя полость канала 16, ограниченная окнами 11 и ,12 и звукопоглощающей перегородкой 17, образует компенсационную камеру опорного плеча интерферометра, длина которой равна длине измерительного плеча и которая сообщается с наружной средой через отверстия 18. Узел опорного зеркала 13 содержит последовательно установленные опорное зеркало 19, пьезокера.мический преобразователь перемещения 20, юстируемую оправу 21 и корпус оправы 22. В крышке 2 размещены центральная диафрагма 23, блок фотоприемника 24 и кабель 25, с помощью которого интерферометр присоединен к измерительной схеме. Крышка 2 установлена на корпус 1 и герметизируется по окружности резиновым кольцом 26.

При работе оптического приемника параллельный пучок света на выходе осветителя 7 поступает на поворотное зеркало 9, а затем на полупрозрачное зеркало 8. Зеркало 8 разделяет пучок на два луча и направляет один из них в измерительное плечо интерферометра, а другой - в опорное плечо. В измерительном плече луч света проходит через окно 5, попадает на зеркало 4 и, отразив1нись от него, попадает на зеркало 8. Луч света в из.мерительном плече, прон,1едший зеркало 8, попадает на поворотное зеркало 10 и нанравляется в компенсационную камеру 16. Пройдя через окна 11 и 12, луч попадает на опорное зеркало 19 и, отразившись от него, возвращается на зеркало 8. Отраженные от зеркал 4 и 19 лучи интерферируют на зеркале 18 и направляются через диафрагму 23 в блок фотоприемника 24.

При погружении оптического приемника в среду звуковые колебания изменяют ее показатель прело.мления. В результате этого изменяется оптическая разность хода, образуемая интерферирующими лучами, а амп.литуда этой периодической разности хода

будет пропорциональна амплитуде звуковых колебаний. Наличие компенсационной камеры позволяет при изменении статических параметров среды получать одинаковые по величине и знаку приращения оптических длин путей света в каждом из плеч интерферометра и таким образом обеспечивает исключение из показания оптического приемника приращений постоянной составляющей разности хода.

Таким образом, описанный оптический приемник звукового давления обеспечивает при использовании его в жидкой и газообразной средах стабильные по частоте показания и может быть использован в гидроакустических из.мерершях в качестве образцового приемника звукового давления при градуировке гидроакустических приборов или аттестации средств гидроакустических измерений.

Формула изобретения

Оптический приемник звукового давления содержащий фотоэлектрический интерферометр Майкельсона, оптическая система которого содержит осветитель, блок фотоприемника, оптический преобразователь перемещения, измерительное и опорное плечи, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности частотной характеристики, оптическая система интерферометра, за исключением измерительного и опорного плеч, смонтирована в герметичном корпусе, с звукопоглощающей перегородкой, причем измерительное плечо, равное по длине опорному плечу и выполненное в виде рамки с зеркалом, оптически связано с другими элементами интерферометра через окно, герметично закрытое оптическим стеклом, а опорное плечо связано с окружающей средой через сквозные отверстия в звукопоглощающей перегородке и с другими элементами интерферометра - через два окна, герметично закрытых оптическим стеклом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

73

1525

2i