Устройство для измерения виброперемещений

Устройство для измерения виброперемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение КПД за счет применения оптического волокна в качестве единого закрытого тракта передачи. Излучение квантового генератора 1 расщецляется на два ортогонально поляризованных луча, один из которых модулируется -по частоте модулятором.3. Немодулированный (опорный) луч направляется зеркалами 6 и 7 на второй поляризованньш ответвитель 5. Оба луча, полязированных ортогонально, вводятся через согласующий элемент 9 в первое оптическое волокно 8 и через согласующий элемент 10 поступают на третий лоляризационный ответвитель 11, где лучи разделяются так, что сигнальный луч падает на призму 12, а опорный - на четвертый направленный поляризационный ответвитель 13. Сигнальный и опорный лучи совмещаются направленным поляризационным.ответвителем 13 и падают на анализатор 14, после прохождения последнего, входного элемента 16 согласования, второго оптического волокна 15, выходного элемента 12 согласования цринимаются фотоприемником 18. Электрический сигнал с фотоприемника 18 поступает на усилитель 19, настроенный на частоту (0, а затем через ограничитель 20 в част тотный детектор 21. Напряжение на выходе частотного детектора несет в себе информацию об амплитуде механических колебаний. 1 ил. Xfi):ActK t Q & (Л со 00 а оо ел 4 /ifff/ojofff.f .Н выход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 01 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (ФС . .":Р 1о. ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /- ;; ц

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4080077/24-28 (22) 13.05.86 (46) 07,04.88, Бюл. № .13 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) Н.Н. Антонов, P.È. Киллер и В.И. Мельник (53) 534.08(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента.

1974, №- 4, с. 184-186(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель иэобретения— повышение КПЦ за счет применения оптического волокна в качестве единого закрытого тракта передачи. Излучение квантового генератора 1 расщецляется на два ортогонально поляризованных луча, один из которых модулируется.по частоте модулятором.3. Немодулированный (опорный) луч направляется зеркалами 6 и 7 на.второй поляризованный ответвитель 5. Оба луча, полязирован„„SU„„1386854 А1 ных ортогонально, вводятся через согласующий элемент 9 в первое оптическое волокно 8 и через согласующий элемент 10 поступают на третий,поляризационньж ответвитель 11, где лучи разделяются так, что сигнальный луч падает на призму 12, а опорный— на четвертый направленный полярнзационный ответвитель 13. Сигнальный и опорный лучи совмещаются направленным поляризационным.ответвителем 13 и падают на анализатор 14, после прохождения последнего, входного элемента 16 согласования, второго оптического волокна 15, выходного элемента

12 согласования принимаются фотоприемником 18. Электрический сигнал с фотоприемника 18 поступает на усилитель 19, настроенный на частоту и, а затем через ограничитель 20 в час-, тотный детектор 21. Напряжение на выходе частотного детектора несет в себе информацию об амплитуде механических колебаний. ил.

Сигнальный и опорный лучи совмещаются направленным поляризационным ответвителем 13. Электрические составляющие электромагнитного поля для ортогонально поляризованных лучей описываются выражениями

Ео Ей,оt)» где ы, — частота лазерного излучения; о „вЂ” частота модулятора.

1386854 2

Изобретение относится к измеритель- Мемодулированный ( ный (опо >ный) луч н и технике и предназначено для опти- направля вляется зе »калами 6 и 7 на вточеского измерения ви рации, в ча б част- рой поляризационный ответвитель 5, г е опо ный и сигнальный лучи совмеости для дистанционного оптического 5 д р съема ви рации в б " условиях загрязне- щаются. Оба луча, поля изованных орР тогонально вводятся через согласуюНия радиации и сильных электромаг»

"" » щий элемент 9 в первое оптическое вонитных помех.

Цель изобретения — повышение КПД локно р

8 и че ез согласующий элемент а счет использования ортогональной 10 10 по у ст пают на третий поляризационный ответвитель 11. На последнем луоляризации опорного и сигнального и аз еляются так, что сигнальный учей, применения оптического волокна ч р д ч па ает на отражатель 12„ а опоркачестве единого закрытого тракта лу д ный луч — на четвертый направленный передачи.

На че теже представлена схема уст- 15 поляризац о ионный ответвитель 13. Сигройства для измерения виброперемеще- нальныи луч, пройдя р а черт ж ой я че ез призму, получает фазовый набег !

)стройстве содернит оптический Ей=ipx(t)(x=(4pAcos(nt))(%, квантовый генератор 1, пеРвый направ- 20 ленный поляризационный ответвитель 2» где, g, — - a уд мплит а и частота мехамодулятор 3 генератор 4 высоких ча- нических колебаний. стот второй направленный поляризаци» онный ответвитель 5, зеркала 6 и 7, первое опт ическое волокно 8, согла- 25 сующие элементы 9 ввода и 10 вывода света для первого оптического волокна, третий направленный поляризационный ,, ответвитель 11, уголковый отражатель (12, четвертый направленный поляриза- 30

Пленный ответвитело )3», енеливетор p =p сое ((ОО +СО (Етое(пик) )»1(14, второе оптическое волокно 15, согласующие элементы 16 ввода и 17 вывода света для второго оптического волокна, фотоприемник 18, Усилитель З5 где E — напряженность электрического

19, ограничитель 20 и частотный деполя сигнального луча; тектор 21 °

Ео — напряженность электрического

В качестве оптического квантового поля опорного луча; генератора используют лазер, все по- Š— амплитуда поля. а лЯРизационные ответвители выполнены 40 Совмещенные опорный и сигнальный в виде склеек пРизм исландского шпа- лучи падают на анализатор 14. Напрята клеем (бальзамом), волокно — одженность электрического поля, прошедномодовое в жесткой оплетке.

mего через анализатор 14 (фиг. 1)„ с

УстРойство Работает слеДУюЩ™ об- учетом его пропускания описывается разом.

45 выражением

Излучение квантового генератора 1

42

1 падает на первый направленный поля- Е = — (Е-E)= а» 2 с ) ризационный ответвитель 2 и расщепляется на два ортогонально поляризован- = Е costa + +(4„AgsiIIgI-)/yjI2 Г Г т

2o, ( ных луча. Один из лучей модулируется по частоте модулятором 3, KQTopbIH — cosh t подключен к генератору 4 высоких частот. Частота модулированного сигналь- Частота сигнала, несущего инфорного луча мацию о вибрации, после прохождения

ss через анализатор 14, входной элемент

16 согласования, второе оптическое

С О М» волокно 15, выходной элемент 17 согласования и принимаемого фотоприемником 18 равна

138п854 и() =и„+(4 Лазхпа ) /а

Б„ (t)=S(4YiAgsin а t)/ P, Составитель В. Климова

Техред.Л.Сердюкова

Редактор И. Горная

Корректор Л. Патай

Заказ 1488/41 Тираж 524 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 г

Электрический сигнал с фотоприемника 18 поступает на усилитель 19, 5 настроенный на частоту („, а затем через ограничитель 20 — в частотный детектор 21. Напряжение на выходе последнего несет в себе информацию об амплитуде механических колебаний. где U напряжение на выходе частот- 15 ного детектора;

S — крутизна характеристики частотного детектора. формула изобретения

Устройство для измерения виброперемещений, содержащее лазер, отражающее зеркало, модулятор с генератором высоких частот и последовательно электрически соединенные фотоприемник, усилитель, ограничитель и частотный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения КПД, она снабжено уголковым отражателем, предназначенным для закрепления на объекте,четырьмя направленными поляризационными ответвителями, один из которых установлен между лазером и модулятором и оптически связан с зеркалом, вторым отражающим зеркалом, оптически связанным с первым зеркалом и вторым ответвителем, расположенным последовательно по ходу излучения за модулятором, анализатором и двумя оптическими волокнами с согласующими элементами, один из которых установлен между вторым и третьим ответвителями, другой — между фотоприемником и анализатором, последовательно размещен ным в ходе излучения от четвертого ответвителя, оптически связанного с третьим, уголковый отражатель ориентирован так, что его ортогональные отражающие поверхности образуют углы

ii/4 с оптическими осями, проходящими соответственно через первый и третий ответвители и фотоприемник и четвертый ответвитель, ответвители ориентированы так, что плоскость склейки третьего ответвителя ортогональна плоскости склейки четвертого ответвителя, второго ответвителя — плоскости склейки первого и параллельна плоскости склейки третьего, плоскость склейки первого ответвителя образует угол Зи/4 с проходящей через нее оп— тической осью, второго ответвителя угол n/4 с той же осью, анализатор ориентирован так, что его плоскость пропускания образует угол /4 с боковой гранью четвертого ответвителя, первые зеркало и ответвитель расположены так, что проходящая через них оптическая ось образует угол /4 с нормалью к плоскости склейки, а второе зеркало и ответвитель расположены так, что проходящая через них оптическая ось образует угол /4 с плоскостью склейки второго ответвителя.