Волоконно-оптический фазовый датчик давления

Волоконно-оптический фазовый датчик давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения гидростатического давления и позволяет повысить чувствительность датчика. Излучение источника 1 направляется разветвителем 2 по двум измерительным каналам 3 и 4, Выполнение оптического волокна одного из каналов со значениями модуля Юнга жилы и оболочки, их коэф. Пуассона и площади поперечных сечений, удовлетворяющими определенному соотнощению, приводит при действии гидростатического давления к сдвигу фазы излучения в каналах 3 и 4 в противоположные стороны . Сумматор 6 и регистратор 7 выделяют из интерференционной картины сигнал, пропорциональный разности фаз, определяющей величину давления. Приведено соотнощение, связывающее параметры оптического волокна. I ил. с (О /. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 ,э )

1

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4093005/24-10 (22) 19.05.86 (46) 07.01.88. Бюп. 11- 1 (72) Ф. А. Шаталов и И. А. Кундик (53) 535-89(088.8) (56) Бусурин В. И. и др. Оптические и волоконно-оптические датчики.—

Квантовая электроника, т. 12, 1985, 11 - 5, с. 901-944.

Donald Н, Мс Nahon et al Fibегоptic transducers ° IEEE Spetrum>

Dec. 1,981, р. 25. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ФАЗОВЬП1

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения гидростатического давления и позволяет повысить

„„SU„„1 65012 А 1 (51)4 G 02 В 6/00 G О1 L 11/00 чувствительность датчика. Излучение источника 1 направляется разветвителем 2 по двум измерительным каналам 3 и 4. Выполнение оптического волокна одного из каналов со значениями модуля Юнга жилы и оболочки, их коэф. Пуассона и площади поперечных сечений, удовлетворяющими определенному соотношению, приводит при действии гидростатического давления к сдвигу фазы излучения в каналах 3 и 4 в противоположные стороны. Сумматор 6 и регистратор 7 выделяют из интерференционной картины сигнал, пропорциональный разности фаэ, определяющей величину давления.

Приведено соотношение, связывающее параметры оптического волокна. 1 ил.

1365012

Sz(l-2 Е -Sz(1-2 4 )Е, и,+E,Ñ„) (1-2 ä, )n, +(Ñ,+2Ñ, )E

S,E,+ SzEz

I где S и S — площади поперечных

2 сечений жилы и оболочки соответственно; коэффициенты Пуассона жилы и оболочки; модули Юнга; показатель преломления жилы; фотоупругие постояни 4

Е и Е

2 и

С, и С

2Sgv z E <-2Sg 4 E z (+ В Ez где n, — показатель преломления жилы;

„+Е„С ) с (С,+Cz)E,— 2 v,n,, С„и С вЂ” фотоупругие постоянные

50 материала жилы.

Редактор А. Козориз Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор И. Муска

Заказ 6605/39 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно"полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к фаэовым (интерферометрическим) волоконнооптическим датчикам физических величин и может быть использовано для измерения гидростатического давления, Цель изобретения — повышение чувствительности к гидростатическому давлению.

На чертеже показана схема предлагаемого датчика. ные материала жилы.

При выполнении приведенного соотношения волокно канала 4 приобретает свойство положительной фаэовой чувствительности к гидростатическому давлению.

Волокно в другом канале 3 — обычного типа, т.е. с отрицательной фазовой чувствительностью к гидростатическому давлению.

Датчик работает следующим образом.

Излучение из источника 1 поступает через разветвитель 2 в каналы 3 и 4, проходя в канале 3 через модулятор 5 (для реализации гетероГ динного режима).

Под действием гидростатического давления фазы излучения в каналах 3 и 4 сдвигаются при выбранных параметрах волокон в противоположные стороны, что и увеличивает чувствиДатчик содержит источник 1 коге" рентного излучения, разветвитель 2 излучения, два измерительных воло" конно-оптических канала 3 и 4, в одном из которых установлен модулятор 5, сумматор 6 излучения, регистратор 7 разности фаз °

Волокно в одном из каналов (например, 4) выполнено с параметрами жилы и оболочки, удовлетворяющими требованию тельность предлагаемого датчика в сравнении с известными. С выходов каналов 3 и 4 излучение поступает на сумматор 6, где происходит интер20 ференция излучения, и далее на регистратор 7. Сумматор 6 и регистратор 7 выделяют из интерференционной картины сигнал, пропорциональный разности фаз, т.е. величине давления.

25 формулаиэобретения

Волоконно-оптический фазовый датчик давления, содержащий источник

З0 когерентного излучения, разветвитель излучения, два волоконно-оптических канала с модулятором в одном иэ них, сумматор излучения и регистратор разности фаэ, при этом волокон35 но-оптические каналы выполнены с одинаковой оптической длиной, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности к. гидростатическому давлению, оба ка40 нала выполнены измерительными и оп" тическое волокно одного канала выполнено со значениями модуля Юнга жилы

Е, и оболочки Е, коэффициенты Пуассона жилы и оболочки 4, площади поперечных сечений жилы S, и оболочки Sz удовлетворяющими требованию