Волоконно-оптический преобразователь

 

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность устройства при измерении давления Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя за счет увеличения количества микроизгибов оптического волокна. Чувствительный элемент состоит из среднего слоя 6, выполненного в виде спирали, и намотанного поперек ее витков наружного 4 и внутреннего 5 слоев оптического волокна с шагом , равным удвоенному шагу витков спирали. Каждый прямолинейный участок наружного 4 или внутреннего 5 слоя равноудален от соседних противолежащих участков. Цилиндрические герметичные оболочки установлены с внешней и внутренней сторон чувствительного элемента и соединены по торцам Под действием давления каждая часть прямого участка наружного и внутреннего слоев 4 и 5 прогибается под воздействием витков спирали среднего слоя 6 в сторону противолежащего слоя, а каждый участок среднего слоя 6 прогибается под воздействием прямых участков слоев 4 и 5 Большое количество микроизгибов увеличивает затухание оптического излучения 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ul

О

Ql

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682035/10 (22) 27,04.89 (46) 30.06.91, Бюл. ¹ 24 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Турбулентность" при Донецком государственном университете (72) С,П. Клопенко (53) 531,787 (088.8) (56) Волоконная оптика и приборостроение/Под ред. Бутусова,.Л., M „1987, с, 143, рис. 3.28.

Авторское свидетельство СССР

N 1203457,,кл. G 02 В 6/00,,1983. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность устройства при измерении давления.

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя за счет увеличения количества микроизгибов оптического

Изобретение относится к волоконной оптике и позволяет повысить чувствительность устройства при измерении давления.

Цель изобретения -- повышение чувствительности преобразователя за счет увели- чения количества микроизгибов оптического волокна.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг, 1, Волоконно — оптический преобразователь имеет чувствительный элемент, выполненный в виде решетчатой трехслойной катушки оптического волокна, помещенной между герметично соединенными по тор-цам цилиндрическими упругими оболочками 2 и 3. К внутренним поверхностям

„„Я3 „„1659757 А1

rsvp)s G 01 11/00. G 02 В 6/00 волокна. Чувствительный элемент состоит из среднего слоя б, выполненного в виде спирали, и намотанного поперек ее витков наружного 4 и внутреннего 5 слоев оптического волокна с шагом . равным удвоенному шагу витков спирали, Каждый прямолинейный участок наружного 4 или внутреннего 5 слоя равноудален от соседних противолежащих участков. Цилиндрические герметичные оболочки установлены с внешней и внутренней сторон чувствительного элемента и соединены по торцам. Под действием давления каждая часть прямого участка наружного и внутреннего слоев 4 и 5 прогибается под воздействием витков спирали среднего слоя б в сторону противолежащего слоя, а каждый участок среднего слоя б прогибается под воздействием пря лых участков слоев 4 и 5. Большое количество микроизгибов увеличивает затухание оптического излучения. 2 ил. упругих оболочек 2 и 3 примыкают прямые рабочие участки оптического волокна внешнего 4 и внутреннего 5 слоев чувствительного элемента 1, намотанных поперек среднего слоя б, выполненного в виде спирали. При этом шаг намотки оптического волокна, охватывающего спираль слоя б, равен удвоенному шагу намотки витков спирали. Причем каждый участок оптического волокна 5, находящийся с внутренней стороны спирали, равноудален от ближайших к неллу участков оптического волокна 4, находящихся с внешней стороны спирали. упругие оболочки при помощи фиксаторов 7 соединены с установленной на держателе 8 натяжной гайкой с микрометрической резьбой 9, 1659757 штифтами 10 и 11, Вход и выход оптического излучения в измерительный преобразователь осуществляется через световоды Б и В.

Устройство работает следующим образом, 5

При воздействии давления упругая оболочка 2 прогибается в сторону оболочки 3, которая, в свою очередь, прогибается в сторону оболочки 2. При этом оболочки 2 и 3 воздействуют через прямые участки 4 и 5, 10 расположенные поперек спирали оптического волокна, изгибая участки оптического волокна среднего слоя 6, причем любой прямой рабочий участок наружного и внутреннего слоев оптического волокна 4 или 5 15 прогибает оптическое волокно среднего слоя 6 между двумя соседними прямыми участками противолежащего слоя, а части прямых участков наружного и внутреннего слоев 4 и 5, находящиеся между витками 20 спирали среднего слоя 6, прогибаются под воздействием давления среднего слоя 6 в сторону противолежащего слоя, в результате чего каждый отрезок оптического волокна слоя 4 или 5, находящегося между 25 витками среднего слоя 6 и каждый отрезок оптического волокна, находящегося между прямыми участками наружных слоев 4 и 5 подвергается микроизгибу, увеличивая затухание оптического излучения в чувстви- 30 тельном элементе, В качестве чувствительного элемента применяют обычное оптическое волокно, подбирая марку волокна в зависимости от необходимой ширины динамического диа- 35 пазона измерений чувствительности.

Решетчатая трехслойная катушка чувствительного элемента 1 может быть выполнена такой формы, чтобы соответствовать геометрии объема, где измеряется давление 40 цилиндрической, как на фиг. 1, плоской или криволинейной.

В зависимости от необходимых габаритов преобразователя слои 4 и 5 представляют собой или витки оптического волокна, намотанные вокруг среднего слоя 6 или спиралеобразные витки, прилегающие с одной стороны среднего слоя 6 и переходящие в витки, прилегающие с другой стороны или являются отрезками оптического волокна, уложенными поперек направления витков среднего слоя 6, изгибающими витки оптического волокна среднего слоя 6, Необходимый уровень интенсивности света, проходящего через чувствительный элемент 1, устанавливается регулировкой степени его начального сжатия растягиванием оболочек 2 и 3 гайкой 9, Формула изобретения

Волоконно — оптический преобразователь, содержащий отрезок оптического волокна, выполненный в виде спирали, намотанной с определенным шагом, и цилиндрическую герметичную оболочку, установленную с внешней стороны спирали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности за счет увеличения количества микроизгибов оптического волокна, он снабжен дополнительной герметичной оболочкой и дополнительным отрезком оптического волокна, охватывающим спираль основного участка оптического волокна с внешней и внутренней стороны и намотанным поперек витков спирали с шагом, равным удвоенному шагу намотки основного отрезка оптического волокна, причем каждый участок дополнительного отрезка оптического волокна находящийся с внутренней стороны спирали, равноудален от ближайших к нему участков дополнительного оптического волокна, находящихся с наружной стороны спирали, а дополнительная цилиндрическая герметичная оболочка установлена с внутренней стороны спирали и соединена с основной цилиндрической герметичной оболочкой по торцам.

1659757

Редактор И.Сегляник

Корректор О .Кундрик

Заказ 1834 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент-, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Е.Швая

Техред M.Moðãåíòàï фцр z