Пьезооптический дифференциальный датчик давления Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 

. / -. Йаобрвтеше касается онтропьно-иалерительной техники, и Momet найти прим нбние в устройствах для ;йзмерениа разноствг дав)г1евйЕй Иавертгаа пьёзооптические датчики, содер1Ж;шаиё источник света н посяедоватепЬг но расположенные по ходу светового лу, Щ поляризатор, пьёзооптическнй чувствитейЬ1а йй элемент, фазосдвигающее устрой, ство, анализатор и фотоприемник, а так же р иис ратор. Действие их основйно на измене1{йи угла йоляризация света,прох« дящего череё пьезооптический эпеме под действием силы, приложенной fe тюслеа йвну UJ. Известны также а дифференциальные пьезооптические датчики, содержавше два .нсточника света. В таких датчиках осуществлйётсй сравнение углов поляризации двух световых лучей 2. Однако эти датчики являются датчика мн сил, а ие давлеШ1Й. Цель изобретения - повышение точности преобразования разности давлений в измеряемую величину. Это достигается тем, что пьезоэлектрический диффе)решщальный датчик давления снабжен корпусом, заполненным д истинлирйванной водой, который разделен на две герметичных полости мембраной с жестким , причо каждая полость Емёет Подводящий штуцер с разделительной мембраной. В одНой полости расположен пьезооптйческий чувствительный алеMeHif, прикрепленньгй одним концом к центру мембраны, а другим концом к торцовой стенке корпуса. С обеих сторон чувствительного 3fn@vieHTu в боковой стенке корпуса герметично закреплены две линзы по ходу светового луча. Кроме того, идентичный пьезооптнческий чувствительнь1й элемент может быть установлен и в другой полости корпуса совместно с другой нарой линз Такой прибор содержит два оптических тракта, выходы которых соединены встречно через регистратор, а входы питаются параллельно от одного источника света через светс отделитёль. В обоих случаях в качестве пьеэооптического чувствительного элемента использован кристалл твердого раствора ортофосфата ортованадата свинца. На фиг, 1 изображена схема прибора с одним оптическим трактом; на фиг. 2 то же, с двумя оптическими трактами. Прибор С ОДНИМ оптическим трактом содерж)ят источник света 1, поляризатор 2, лннэы 3, пьезоЬптический чувствительнь1Й элемент 4, фазосдвигающее ;/стройство 5, анализатор 6, фотоприемник 7, ре гистратор 8, корпус, состоящий из двух свинчиваемых стаканов 9, мембрану 10 и две разделительные мембраны 11. Прибор с двумя оптическими трактами, кроме Тех же элементов, содержит светоотделитель 12.- . Прибор с одним оптическим трактом дейсчвует следующим образом. Световой луч щюходит через поляризатор, фокуснрующуто линзу и попадает на пьезооптнческий чувствительный элемент, въшолненный из кристалла твердого раствора ортофосфата ортованадата свинца, и претерпевает при этом двупрёломпение. Как Показали исследования авторов, иьебо&птические свойства кристаллов твер дого раствора ортофосфата ортованадата свинца не завися от гидростатнчеЬкого давленйя, в то время кмк одноосное дав. йение; передаваемое мембраной, сильно влияет на двупреломление кристаллов После двупреломления в чувствительном элементе оба световых луча проходят через вторую линэ и поступают на фазосдв гакмций элемент и анализатор, где они интерферируют между собой. В резулг тате интенсивность света на входе фотоприемника зависит ot механических напряжений в пьезочувстйитепьном кристалле, т.е. от разницы давлений Pj и Pg, которые через разделительные мембраны по даются в одну и другую полости корпуса прибора. Для предотвращения загрязнения элементов оптзасчесйого тракта корпус при бора заполнен дистиллированной водой, а ни входных установлены элас ткчйые разделительные мембраны. Прибор с двумя оптическими трактак и кроме перечисленных элементов содержит светоот делитель, который состоит из полупрозрачного и отражающего зеркал, установле1гаых так, что свет от источника разде ляется на два параллельных пучка с одиаковой интенсивностью. Действие каждоо оптического тракта соответствует выеописанному, однако, если на один пьеооптический элемент действует сила сжаия, то на другой действует сила растяжения. Соответственно, сигнал на выходе дного фотоприемника увеличивается, а на выходе другого уменьшается, что позволяет повысить точность измерений по сравнению с прибором,имеющим один опический тракт. Для эксплуатации датчика ключают источник света, с помощью фаосдвигающего устройства выводят показаия на нулевое значение. Подают исследумые Давления и регистр1фуют показания, оторые пропорциональны разнице измерямых давлений. Формула изобретения 1.Пьезооптйческий дифференциальный датчик давления, содержащий источник света и оптический тракт, в котором последовательно по ходу светового луча расположены поляризатор, п&езорпти еский чувствительный элемент, фазосдвигающее устройство, анализатор и фотоприемник, а также регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования разности давлений в измеряемую величину, он снабжен корпусом, заполненным дистиллировашюй водой, кЬоЪрый разделен на две герметичные полости мембраной с жестгсйм цент- . ром, причем каждая полость имеет подводящий .штуцер с разделительной мембраной и в одной из,полостей расположен тюезооптический чувствйтельнь1й элемент, прикрепленный одним концом к центру мембраны, а другим, концом к торцовой стенке корпуса, а оптический тракт оборудован двумя линзами, установленными по ходу светового луча с обеих сторон пьезооптическоГо чувствительного элемента и герметично закрепленньши в боксовой стейке корпуса. 2.Пьезооптйческий дифференциальный датчик даВЛешшпо п, 1, отличающийся тем, что он содержит два параллельны оптических тракта и оборудован светоотделител ем, установленным между источником света и оптическими трактами, выходы которых включены на ре-, гиСтратор встречно. 3.Пьезооптйческий дифференцкальный датчик давления по пп. 1 и 2, .от л ич а ю щ и И с. я тем, что пьезооптический чувсТйительный элемент изготовлен