close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10431

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01B 11/16
G 01L 1/24
G 02B 6/00
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ
ДЕФОРМАЦИИ РАСТЯЖЕНИЯ-СЖАТИЯ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20051107
(22) 2005.11.17
(43) 2007.08.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования "Белорусско-Российский
университет" (BY)
(72) Авторы: Борисов Василий Иванович; Шилова Ирина Владимировна;
Силутина Елена Михайловна (BY)
BY 10431 C1 2008.04.30
BY (11) 10431
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский
университет" (BY)
(56) RU 2196301 C2, 2003.
RU 95120128 A, 1997.
SU 1462206 A1, 1989.
SU 1388723 А1, 1988.
JP 61258131 A, 1986.
JP 8086920 A, 1996.
JP 63225134 A, 1988.
JP 9297078 A, 1997.
GB 2145517 A, 1985.
(57)
1. Волоконно-оптический датчик измерения деформации растяжения-сжатия, содержащий источник излучения, приемник излучения и волоконный световод, свернутый в
средней своей части, по меньшей мере, в три петли и закрепленный на эластичной подложке.
2. Волоконно-оптический датчик измерения деформации растяжения-сжатия, содержащий источник излучения, приемник излучения и волоконные световоды числом более
одного, собранные в пучок, который на концах круглый, выполненный в виде волоконнооптического жгута, и плоский в середине, причем каждый волоконный световод в средней
своей части свернут в одну петлю и закреплен на эластичной подложке.
Фиг. 1
BY 10431 C1 2008.04.30
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для измерения деформации растяжения-сжатия.
Известен оптоволоконный датчик механической деформации. Деформации обнаруживаются на основании измерения механического напряжения в точке измерения с учетом
повышения или понижения количества прошедшего света. Изменение количества света
вызывается изменением радиуса кривизны оптического волокна в точке измерения. Датчик
механического напряжения содержит оптическое волокно в натянутом состоянии, корпус
с искривленным участком, внутри которого расположено оптическое волокно, и плоскую
пружину, которая упруго поддерживает искривленный участок корпуса. Оптическое волокно поддерживается в равновесии при помощи пружины. Источник света соединен со
вторым концом оптического волокна. Приемник света измеряет изменение количества
прошедшего света и измеряет изменение радиуса кривизны искривленной части оптического волокна при возникновении механического напряжения. В результате определяются
величина и направление действия механического напряжения [1].
Однако у этого волоконно-оптического датчика механической деформации недостаточная чувствительность, сложная юстировка, кроме того, для него можно применять в
качестве источника излучения только лазер.
Наиболее близким по технической сущности является волоконно-оптический тензодатчик, который содержит источник излучения, два волоконных световода, образующих
петли в средней части, приемники излучения, блок усиления и обработки сигнала. Петли
охватывают стержень ограничителя. При деформации растяжения (сжатия) происходит
уменьшение (увеличение) радиуса петли и соответственно уменьшение (увеличение) сигнала на выходе световода. Этот датчик измеряет деформации в двух ортогональных направлениях одновременно в одной локальной зоне испытуемой конструкции [2].
Однако у такого датчика недостаточная чувствительность, сложна юстировка, и в качестве источника излучения можно использовать только лазер.
Задачей изобретения является увеличение чувствительности волоконно-оптического
тензодатчика, а также разработка конструкции чувствительного волоконно-оптического
датчика деформации, который не имеет проблемы юстировки, может использовать в качестве источника излучения не только лазер, но и светодиод, и лампу накаливания.
Поставленная задача достигается тем, что волоконно-оптический датчик измерения
деформации растяжения-сжатия, содержащий источник излучения, приемник излучения и
волоконные световоды числом более одного, собранные в пучок, который на концах круглый, выполненный в виде волоконно-оптического жгута, и плоский в середине, причем
каждый волоконный световод в средней своей части свернут в одну петлю и закреплен на
эластичной подложке.
Поставленная задача достигается тем, что мы предлагаем конструкцию волоконнооптического датчика измерения деформации растяжения-сжатия, содержащего источник
излучения, приемник излучения и волоконные световоды числом более одного, собранные
в пучок, который на концах круглый, выполненный в виде волоконно-оптического жгута,
и плоский в середине, причем каждый волоконный световод в средней своей части свернут в одну петлю и закреплен на эластичной подложке.
Применение предлагаемой конструкции позволяет:
Увеличивать чувствительность датчика за счет использования большого числа петель
в одноканальном датчике и многих измерительных каналов, включенных параллельно, в
многоканальном.
Использовать в качестве источников излучения не только лазеры, но и ненаправленные источники излучения типа светодиодов и ламп накаливания. Упростить ввод излучения в волоконные световоды, так как конструкция датчика на входе представляет собой
волоконно-оптический жгут.
2
BY 10431 C1 2008.04.30
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена конструкция одноканального волоконно-оптического тензодатчика. На фиг. 2 изображена конструкция
многоканального волоконно-оптического тензодатчика.
Конструкция одноканального волоконно-оптического тензодатчика состоит из источника излучения, приемника излучения, световода 1, резиновой подложки 2. Источник излучения и приемник излучения на фиг. 1 не показаны. В качестве источника излучения
использовался лазер. В качестве приемника излучения использовался ваттметр оптический поглощаемой мощности ОМЗ-65. Волоконный световод 1, используемый в качестве
чувствительного элемента, сворачивается в виде последовательности петель в средней
своей части и закрепляется клеем на определенной длине эластичной подложки. В качестве
чувствительного элемента 1 использовался волоконный световод в полимерной оболочке
с диаметром сердцевины 50 мкм, диаметром стеклянной оболочки 125 мкм. Диаметр петель
составляет 4-5 мм, так как при таком диаметре датчик дает наибольшую чувствительность.
Эластичную подложку наклеиваем на объект контроля, который на фиг. 1 не показан.
Конструкция многоканального волоконно-оптического тензодатчика состоит из источника излучения, приемника излучения, светопередающей части 1, эластичной подложки 2.
Источник излучения и приемник излучения на фиг. 2 не показаны. В качестве источника
излучения использовались лазер, лампа накаливания и светодиод. В качестве приемника
излучения использовался ваттметр оптический поглощаемой мощности ОМЗ-65. Для создания светопередающей части 1 использовались волоконные световоды в полимерной
оболочке с диаметром сердцевины 50 мкм, диаметром стеклянной оболочки 125 мкм. Эти
волоконные световоды склеивались так, чтобы светопередающая часть 1 была круглой на
концах в виде волоконно-оптического жгута и плоской в середине, в области воздействия
измеряемой физической величины. Т.е. в середине светопередающей части 3 световоды
выложены в линейку. Каждый световод светопередающей части 1 сворачивается петлей
4-5 мм в диаметре и приклеивается на эластичную подложку 2. Эластичную подложку наклеиваем на объект контроля, который на фиг. 2 не показан.
Волоконно-оптический датчик работает следующим образом. Измеряемая деформация
растяжения прикладывается к объекту контроля. При растяжении объекта контроля растягивается и эластичная подложка 2. При этом в волоконном световоде 1 уменьшается радиус петли, это индуцирует преобразование мод и выход энергии мод высших порядков в
оболочку и окружающую среду. Вследствие этого мощность излучения, попадающего на
приемник излучения, уменьшается.
Источники информации:
1. Патент JP 3403355 В2 2000298010 А, МПК G 01В 11/16, 2003.
2. Патент RU 2095763 С1, МПК G 01H 9/00, 1997.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
78 Кб
Теги
by10431, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа