Пьезооптический преобразователь давления
ПЬЕЭООГГГИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий источник света, по ходу луча которого расположен чувствительный элемент, вь полненный из фотоупругого метериала, поляризационно-оптическую систему и приемное устройство, отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в нем чувствительный элемент выполнен в виде прямоугольной призмы с процольным осевым сквозным каналом для ПОФвода измеряемой среды, причем плоскость основания призмы параллельна , а боковые грани призмы перпендикул$фны нап , равлению хода светового луча, а внутренняя поверхность канала смешена относительно плоскости основания на величту не менее диаметра светового луча. (Л ел tc ас со 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕСПУБЛИН.. SU„„052894
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ П=НИЯ
Й ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3416076/18-10 (22) З1.03. 82 (46) 07. 11. 83. Бюл, % 41 (72) А. 10. Владимиров и Н. В. Перминова (71) Ленинградский ордена Ленина нолитехнический институт им. М.и. Калинина (53) 531.787 (088. 8) (56) 1. Авторское евидетельство СССР
М 781638, кл. G Ol L, 1/24//
G 0l 4 ll/00, 29. 12, 78.
2. Авторское свидетельство СССР
Кя 706719, кл. g Ol 4 1/24, 15. 11. 77 (прототип). (54}(57) ПЬЕЗООПГИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИ Я, содержащий
Зс59 01 б. 1/24//Q, 01 11/00 источник света, по ходу луча которого расположен чувствительный элемент, выполненный из фотоупругого материала, поляризационно-оптическую систему и приемное устройство, о т л и ч а ю « шийся тем, что, с делью повышения быстродействия и точности измерения, в нем чувствительный элемент выполнен в виде прямоугольной призмы с продольным осевым сквозным каналом для подвода измеряемой среды, причем плоскость основания призмы параллельна, а боковые грани призмы перпендикулярны нап,равлению хода светового луча, à внут ренняя поверхность канала смещена относительно плоскости основания на величину ф не менее диаметра светового луча.
Изобретение Относится к контрольно измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давления.
Известны пьезооптические преобразователи давления, содержащие источник света, мембрану иэ пьезооптического материала, поляризационно-оптическую си< тему и электрическую схему измере ния g1 J, Недостатком известных устройств яв- 1 ляются низкие точность и быстродействие.
Известен также пьезооптический преобразователь давления, содержащий источник света,, по ходу светового луча !5 которого расположены чувствительный элемент, выполпеппый из фотоупругого материала, поляризационно-оптическую систему и приемное устройство (2 .!,.
Однако такое устройство характери- 20 зуется низкой точностью и недостаточ ным быстродействием, а также ограниченной областью применения.
Пель изобретения — повышение быстро действия и точности измерения. 25
Поставленная цель достигается тем, что в пьезоопти блеском преобразователе давления, содержащем источник света, по ходу светового луча которого расположен чувствительный элемент, выполненный из фотоупругого материала, поляризациоппс -Оптическую систему и приемное устройство, чувствительный элемент выполнен .в виде прямоугольной призмы с продольным осевым сквозным каналом
35 для подвода измеряемой среды, причем плоскость Оспования призмы параллельна, а боковые грани призмы перпендикулярны направлению хода светового луча, а внутренняя поверхность канала смещена относительно плоскосгп Основания HG веСоставитель Н. Кизилов
Редактор Н. Безродная Техред М Ладь
Корректор В. Гирняк
Заказ 8846/36 Тираж 873
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 l3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Яроектная, 4 личину но менее диаметра светового
ЛУЧ и, На чертеже показан пьезооптический преобразователь давления B плоскости распространения светового луча, разрез.
Пьезооптический преОбразователь дав ления состоит из исто пика 3 света, прямоугольпой призмы 2 со сквозным осевым Kaíàëoì 3, параллельным плос2.052894 2 кости ее основания, полщзизатора 4, 4аэосдвигающих пластин 5, анализатора 6 и дифференциального фотоприемника 7.
Призма 2 выполнена иэ материала, обладающего пьезооптическим эффектом, например фосфида галлия, Канал 3 сообшащ ся со средой, давление которой иэмеряеч ся
Устройство работает следующим обреа зом.
Луч от источника 1 света проходит поляризатор 4, после чего становится плоско поляризованным. Давление среды в канале 3 вызывает пропорциональное ему поле механических напряжений в-,призме 2, приводящее к двулучепреломлению светового луча. Коэффициенты преломления этих лучей пропорциональны соответствующим главным напряжениям в призме 2. Эти два луча не изменяют своего направления, так как луч света перпендикулярен боковой входной грани призмы 2, но распространяются в ней с различной скоростью и приобретают некоторую разность хода (разность фаз), цропорциональную измеряемому давлению.
Анализатор 6 вьщеляет из указанных лучей составляющие, плоскости поляризации которых параллельны его плоскости поляризации. В результате интерференции выделенных составляющих, которые являются когерентными, интенсив.ность света после анализатора 6 зависит от измеряемо1 О давления, Для получения максимальной крутизны изменения светового потока и для иопользования линейного участка характеристики устанавливается фаэосдвигающая четвертьволновая пластинка 5. Благодаря начальному сдвигу фаз пьезооптический преобразователь давления может работать как па положительные, так и на отрицательные давления относительно выбранного начального уровня.
Использование изобретения позволяет производить измерения давления воды в порах глины без внесения искажений в исследуемый процесс, что выгодно отличает предлагаемый преобразователь от известных.
