Сигнализатор скорости потока

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик

<»>781698

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.З (22) Заявлено 270678 (21) 2643525/18-10 с присоединением заявки №

G 01 P 3/36

G 01 P 13/00

Государственный комитет

ССС Р по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2311.80. Бюллетень ¹ 43 (5З) УДК 532. 57 (088. 8) Дата опубликования описания 25.1130 (72) Авторы изобретения

Ю. P. Войцехов и М. И. Чернякова (71) Заявитель (54) СИГНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ПОТОКА

1 . Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сигнализации и измерения скоростей потоков жидкостей и газов.

Известны сигиализаторы потока га- 5 за и жидкости, работающие на различ- ных принципах (флажковые, вихревые, перепада давления, термоанемометрические и др..), c помощью которых измеряют скорость потока жидкости или 10 газа, либо сигнализируют о ее изменений (1).

Однако все эти сигнализаторы сложны по, конструкции и имеют сравнительно болыаую кассу и габариты. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является. волоконный анемометр, содержащий источник света, волоконный чувствительтыйФэлемент, отклоняемый потоком, 20 фотометрический клин и фотоэлектрическую схему регистрации отклонения чувствительного элемента (21.

K недостаткам известного устройства относятся: невозможность работы 25 в запыленных и непрозрачных средах и малая точность измерения скорости в турбулизированных потоках.

Цель изобретения — увеличение точности сигнализации заданной скорости 30

3 потока и обеспечение работы сигнализатора на запыленных и непрозрачных потоках.

Указанная цель достигается тем, что волоконный чувствительный элемент сигнализатора выполнен в виде плоской петли из одномодового (либо маломодового) световолокна с радиусом изгиба более критического, а в оптический канал устройства перед входным торцом чувствительного элемента введен уэконолосный светофильтр.

На фиг. 1 изображена схема сигнализатора; на фиг. 2 — чувствительный элемент, вид сбоку.

Сигнализатор выполнен в виде единой конструкции из жестко соединенных между собой патрубка 1, державки 2 сигнализатора, корпуса 3 сигнализатора, во внутренней полости которого расположены электрическая и электронная схемы и цепи питания (4-7), и концй чувствительного элемента (световолоконной петли 8). Державка 2, соединенная герметически с корпусом, представляет собой блок из пластика, в котором залиты концы волоконной петли 8.

Торцы державки, на которые выходят концы волоконной петли, полированы н на них установлены осветитель 9 и уз781698

S0 кополосный светофильтр 10 (на входном) и фотодетектор 11 (на выходном).

Волоконный сигнализатор работает следующим образом.

При включении цепи питания сигнали затора загорается осветитель 9 (све5 тодиод) и через узкополосный светофильтр 10 (пропускающий длины волн, соответствующие модам световолоконно го чувствительного элемента) освещает входной торец чувствительного эле. мента 8. Монохроматизированный свет проходит сквозь чувствительный элемент 8 и попадает на фотодетектор 11 (фотодиод). Так как радиус изгиба световолоконного чувствительного элемента 8 выбран более критического, 15 то затухание света в нем невелико и уровень светбвого сигнала достаточен, чтобы напряжение с фотодиода 11 на входе компаратора 5 заставило его срабатывать и выдать через выходной 2О каскад 6 сигнал "Авария" на разъем 7 (потока в трубопроводе нет). Когда в патрубке 1 сигнализатора появляется поток и начинает изгибать волокоНную петлю чувствительного элемента 8 у основания державки 2, то как только радиус сгиба достигает критического, в волокне начинается рассеяние света сквозь оболочку и уровень света на выходном торце чувствительного элемента резко падает. Напряжение на вы- ЗО ходе фотоэлемента 11 понижается до величины меньшей, чем напряжение, подаваемое на инверсный вход компаратора 5 (величина этого напряжения определяет скорость срабатывания сигна— 35 лизатора).

Компаратор 5 возвращается в исходное состояние и выдает через выходной каскад б в цепь сигнализации (разъем, 7) сигнал "Работа" (сигнал, означаю- gp щий, что скорость потока в трубопроводе равна либо выше заданной).

Применение одномодового волокна в петлевом чувствительном элементе сигнализатора, имеющем очейь высбку 4 чувствительность и нелинейную зависимость затухания от изгиба (удвоение радиуса изгиба одномодового волокна), приводит к изменению затухания волокна приблизительно в 6,5

<0 раз, позволяет обеспечить практически релейный характер работы чувствительного элемента и резко увеличивает точность сигнализации достижения заданной скорости потока.

Замена одномодового световолоконного элемента 8 с радиусом изгиба более критического на маломодовый(первые три моды колебания волокна) позволяет получать практически линейную зависимость амплитуды оптического сигнала, проходящего сквозь волоконный чувствительный элемент, от радиуса изгиба, т.е. позволяет реализовать измеритель скорости потока при соответствующем. переключении компаратора 5 электронной схемы в режим усиления и нагрузке выходного каскада б на регистрирующий (стрелочйый либо цифровой) прибор.

Формула изобретения

1. Сигнализатор скорости потока, содержащий волоконный чувствительный элемент, расположенный в потоке, осветитель, фотоэлектрический приемник и электронную измерительно-регистрационную схему, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения точности сигнализации достижения заданной скорости потока и обеспечения работы сигнализатора на запыленных и непрозрачных потоках, волоконный чувствительный элемент сигнализатора выполнен из одномодового световода в виде плоской петли с радиусом изгиба больше критического, а перед входным торцом чувствительного элемента установлен узкополосный светофильтр.

2. Сигнализатор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью измерения скоростей потока, волоконный чувствительный элемент выполнен из маломодового волоконного световода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петунин A.Н. Аэрометрические приборы для измерения скоростей и давлений. Труды ЦАГИ. М., 1959, вып. 734, с. 3-66 °

2. Трохан A.M. "Измерительная техника", 1968, Р б, с. 42-45 (прототип).

781698

Составитель Ю. Власов

Редактор Л. Кеви Техред А.Ач Корректор В. Синицкая — = — —,ф" 2. .аь. уф м

Заказ 8121/48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4