Інваріантний волоконний акселерометр

Інваріантний волоконний акселерометр, що складається з герметичного корпусу з вводом для опорного світловоду, основи з кварцового скла, що вмонтована у корпус, оптичного демультиплексора, одна з гілок якого містить G-лінзи та оптичний фільтр, з'єднуючого опорного світловоду, демуль 3 складається з герметичного корпусу з вводом для опорного світловода, основи з кварцового скла, що вмонтована у корпус, оптичного демультиплексора, одна з гілок якого містить G-лінзи та оптичний фільтр, з'єднуючого опорного світловода, демультиплексора/мультиплексора, виходи/входи якого зв'язані з опорним, вимірювальним та компенсуючим світловодами, віддзеркалюючих шарів з сапфірового скла на торцях вимірювального та компенсуючого світловодів та ексцентрикової маси з кварцового скла на вимірювальному світловоді, згідно з корисною моделлю, у складі акселерометра присутній компенсуючий світловод, який також як і вимірювальний, жорстко зафіксований одним кінцем на основі та для компенсації впливу дестабілізуючих факторів застосовано елементи з однаковими коефіцієнтами теплового поширення, які скомпоновано в єдиний блок. Технічний ефект досягається завдяки тому, що комбінація оптичних елементів забезпечує: - більш адекватного перетворення параметрів вібрації у зміни інформаційного сигналу; - компенсації впливу дестабілізуючих факторів на вимірювальний канал акселерометру; - наближення акселерометра, завдяки компенсації дестабілізуючих факторів, до джерела виникнення вібрації у контрольованих вузлах; - підвищення якості функціонування за рахунок використання матеріалів з близьким коефіцієнтом теплового поширення та вибирання раціональної схеми модуляції опорного випромінювання. Суть корисної моделі пояснюється кресленням (фіг. 1, 2), де зображено герметичний корпус 1, основу 2 з кварцового скла, опорний світловод 4, з'єднаний з одного боку з демультиплексором 3, одна з гілок якого містить G-лінзи 10 та оптичний фільтр 11, а з іншого боку з демультиплексором/мультиплексором 5, який зварений з вимірювальним 6 та компенсуючим 7 світловодами, жорстко зафіксованими на основі, торці яких вкрито віддзеркалюючими шарами з сапфірового скла 8, а до вимірювального світловода, крім того, прикріплено ексцентрикову масу з кварцового скла 9, рух якої викликає порушення умов повного внутрішнього відбивання світла у вимірювальному світловоді та модуляцію інтенсивності світлового потоку у ньому пропорційно величині механічних коливань, яка фіксуються після відбивання світлового випромінювання від дзеркального шару. Під впливом механічних коливань та неконтрольованих дестабілізуючих факторів у вимірювальному світловоді відбувається порушення умов повного внутрішнього відбивання світла, яке виникає як відклик на зміни показника переломлювання вимірювального світловода. У компенсуючому світловоді аналогічні зміни відбуваються тільки під впливом неконтрольованих дестабілізуючих факторів. Порушення умов повного відбивання світла у вимірювальному та компенсуючому світловодах знаходить своє відображення у зміні величини інтенсивності світлового випромінювання, яке відбивається від віддзеркалюючих шарів. Випромінювання повертається до демультиплексора, де завдяки комбінації G-лінз та оптичного фільтра 62937 4 відбувається розподіл по гілках за довжинами хвиль. Перелік фігур креслення. Фіг. 1, 2. Інваріантний волоконний акселерометр: 1 - корпус, 2 - основа, 3 - демультиплексор; 4 - опорний світловод, 5 - демультиплексор/мультиплексор; 6 - вимірювальний світловод; 7 - компенсуючий світловод; 8 - віддзеркалюючий шар; 9 - ексцентрикова маса; 10 - G- лінзи; 11 оптичний фільтр. Відомості, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Для здійснення корисної моделі застосовано комбінацію вимірювального 6 й компенсуючого 7 світловодів. Складові частини корпус 1 та основа 2 використовуються для монтажу, взаємної фіксації та герметизації елементів акселерометру. У статичному режимі, тобто у відсутності механічних коливань, у вимірювальному та компенсуючому світловодах, відбувається зменшення інтенсивності оптичного випромінювання, що проходить скрізь них, яке обумовлене тільки впливом дестабілізуючих неконтрольованих факторів. Випромінювання, що надходить від двох світловодів, має різні довжини хвиль та завдяки комбінації Gлінз 10 та оптичного фільтра 11 розподіляється за різними гілками демультиплексора 3 й після подальшої обробки взаємно компенсується. Під впливом вібрації відбувається рух ексцентрикової маси, який перетворюється у деформацію зсуву у вимірювальному світловоді. За таких умов змінюється співвідношення показників переломлення серцевини та оболонки вимірювального світловода, що викликає адекватне порушування у ньому умови повного внутрішнього відбивання світла. За таких умов, частина випромінювання, що уведене до вимірювального світловоду, буде виводитися за його межі. Частка світла, що зосталася, буде відбиватися від віддзеркалюючого шару 8 та повертатися по опорному світловоду до відповідної гілки демультиплексора. Інтенсивність зареєстрованої частки світла буде пропорційна величині вимірюваної вібрації. У компенсуючому світловоді зміни оптичних властивостей, як і у статичному режимі, будуть відбуватися тільки під впливом дестабілізуючих факторів. Випромінювання, що буде відбите від шару 8, надійде по опорному світловоду 4 до відповідної гілки демультиплексора. Подальша обробка випромінювання, що надходить з двох гілок демультиплексора, за методом диференційної селекції, дозволить отримати електричний сигнал, який буде пропорційний величині вимірюваної вібрації та в якому буде компенсована складова від пливу дестабілізуючих факторів. Таким чином буде здійснена інваріантність акселерометра до дестабілізуючих факторів. Джерела інформації: 1. Моек, Е., Штрикерт X. Техническая диагностика судовых машин и механизмов. - Л.: Судостроение, 1986. - С. 97-103. 2. Камкин, С. В., Возницкий, И. В., Шмелев В. П. Эксплуатация судовых дизелей. - М.: Транспорт, 1990. - С. 207-216. 5 3. Нікольський, В. В., Сандлер, А. К. П’єзооптичний акселерометр: Деклараційний патент України № 71295А, МПК 7 G01M11/00 - заявл. 18.12.2003. // Опубл. 15.11.2004, бюл. № 11. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 62937 6 4. Сандлер, А. К. Волоконно-оптичний віброакселерометр: Деклараційний патент України № 16068 МПК 7 G01M11/00. - заявл. 20.02.2006. // Опубл. 15.07.2006, бюл. № 7. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601