RU206351U1 - FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN - Google Patents

FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN Download PDF

Info

Publication number
RU206351U1
RU206351U1 RU2021102270U RU2021102270U RU206351U1 RU 206351 U1 RU206351 U1 RU 206351U1 RU 2021102270 U RU2021102270 U RU 2021102270U RU 2021102270 U RU2021102270 U RU 2021102270U RU 206351 U1 RU206351 U1 RU 206351U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
housing
optic
optical fibers
measuring
Prior art date
Application number
RU2021102270U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Александровна Бадеева
Татьяна Ивановна Мурашкина
Дмитрий Иванович Серебряков
Екатерина Алексеевна Полякова
Андрей Владимирович Мотин
Original Assignee
Елена Александровна Бадеева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Елена Александровна Бадеева filed Critical Елена Александровна Бадеева
Priority to RU2021102270U priority Critical patent/RU206351U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU206351U1 publication Critical patent/RU206351U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для проведения испытаний на надежность волоконно-оптических датчиков различных физических величин, эксплуатируемых в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов на изделиях ракетно-космической техники, АЭС. Заявленный тестовый образец волоконно-оптического датчика содержит первый цилиндрический корпус, оптический модулирующий элемент в виде металлической пластины с двумя отражающими поверхностями, относительно которых на расчетном расстоянии расположены первые торцы подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов, объединенных на выходе из корпуса в единый волоконно-оптический кабель и с помощью втулки кабеля неподвижно закрепленные на корпусе датчика, светодиод и два фотодиода, состыкованные со вторыми торцами подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов. Волоконно-оптический кабель имеет постоянные тестовую длину и радиус изгиба, металлическая пластина жестко закреплена в корпусе и имеет толщину, обеспечивающую ее неподвижное положение относительно торцов оптических волокон в процессе испытаний на надежность, рабочие участки всех оптических волокон закреплены внутри первого корпуса неподвижно и имеют постоянный минимально возможный радиус изгиба. Светодиод и фотодиоды двух измерительных каналов неподвижно закреплены во втулке, установленной во втором корпусе, к светодиоду подстыкован второй торец подводящего оптического волокна, к фотодиоду первого измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна первого измерительного канала, к фотодиоду второго измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна второго измерительного канала, свето- и фотодиоды подстыкованы к электрическому разъему, закрепленному во втором корпусе. Технический результат - возможность оценить надежность волоконно-оптического кабеля в составе тестового волоконно-оптического датчика, а также в части сокращения времени на проведение испытаний на надежность волоконно-оптических датчиков различных физических величин. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to control and measuring equipment and can be used to test the reliability of fiber-optic sensors of various physical quantities, operated under the influence of external destabilizing factors on products of rocket and space technology, nuclear power plants. The declared test sample of the fiber-optic sensor contains a first cylindrical body, an optical modulating element in the form of a metal plate with two reflecting surfaces, relative to which, at a calculated distance, the first ends of the input and output optical fibers of two measuring channels are located. an optical cable and, with the help of a cable sleeve, fixedly fixed on the sensor body, an LED and two photodiodes docked with the second ends of the input and output optical fibers of the two measuring channels. The fiber-optic cable has a constant test length and bending radius, the metal plate is rigidly fixed in the housing and has a thickness that ensures its stationary position relative to the ends of the optical fibers during reliability tests, the working sections of all optical fibers are fixed inside the first housing and have a constant minimum possible bending radius. The LED and photodiodes of the two measuring channels are fixedly fixed in the sleeve installed in the second housing, the second end of the supply optical fiber is connected to the LED, the second end of the output optical fiber of the first measuring channel is connected to the photodiode of the first measuring channel, the second end of the output optical fiber is connected to the photodiode of the second measuring channel. the fibers of the second measuring channel, light and photodiodes are docked to an electrical connector fixed in the second housing. The technical result is the ability to assess the reliability of a fiber-optic cable as part of a test fiber-optic sensor, as well as in terms of reducing the time for testing the reliability of fiber-optic sensors of various physical quantities. 5 p.p. f-ly, 3 dwg

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для проведения испытаний на надежность волоконно-оптических датчиков различных физических величин, эксплуатируемых в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов на изделиях ракетно-космической техники, АЭС.The utility model relates to instrumentation and can be used to test the reliability of fiber-optic sensors of various physical quantities, operated under the influence of external destabilizing factors on products of rocket and space technology, nuclear power plants.

Известны волоконно-оптические датчики, содержащие подводящие и отводящие оптические волокна, относительно которых под воздействием измеряемой физической величины перемещается оптико-модулирующий элемент (отверстие в аттенюаторе, сферическая или цилиндрическая линза, отражающая поверхность), что ведет к изменению интенсивности оптического сигнала, поступающего по отводящему оптическому волокну на один или два приемника излучения (фотодиоды), согласованные по спектру с источником излучения (светодиодом) [патенты на изобретения РФ №2290605 Волоконно-оптический преобразователь перемещения, №2419765 Волоконно-оптический преобразователь углового перемещения, №2474798 Волоконно-оптический датчик давления, №2567176 Дифференциальный волоконно-оптический датчик разности давления, №2687868 Волоконно-оптический уровнемер сигнализатор давления; патенты на полезную модель №192336 Волоконно-оптический датчик ускорений, №199237 Волоконно-оптический датчик давления; монография «Волоконно-оптические приборы и системы: Научные разработки НТЦ "Нанотехнологии волоконно-оптических систем" Пензенского государственного университета" Ч. I / Т.И. Мурашкина, Е.А. Бадеева. СПб.: Политехника, 2018. 187 с., https://doi.org/10.25960/7325-1132-1].Known fiber-optic sensors containing input and output optical fibers, relative to which, under the influence of the measured physical quantity, the optical-modulating element (hole in the attenuator, spherical or cylindrical lens, reflecting surface) moves, which leads to a change in the intensity of the optical signal arriving through the output optical fiber for one or two radiation detectors (photodiodes), spectrally matched to the radiation source (LED) [RF patents for inventions No. 2290605 Fiber-optic displacement transducer, No. 2419765 Fiber-optic angular displacement transducer, No. 2474798 Fiber-optic pressure sensor , No. 2567176 Differential fiber-optic differential pressure sensor, No. 2687868 Fiber-optic level gauge pressure signaling device; useful model patents # 192336 Fiber-optic acceleration sensor, # 199237 Fiber-optic pressure sensor; monograph "Fiber-optic devices and systems: Scientific developments of the STC" Nanotechnology of fiber-optic systems "Penza State University" Part I / T.I. Murashkina, E.A. https://doi.org/10.25960/7325-1132-1].

Общим для всех перечисленных устройств является расположение оптических волокон, подводящих световой поток от источника излучения в зону измерения и обратно к приемникам излучения, в едином кабельном устройстве, которое называется «волоконно-оптический кабель», длиною 2...500 м.Common to all of these devices is the arrangement of optical fibers supplying the luminous flux from the radiation source to the measurement area and back to the radiation receivers in a single cable device called a "fiber-optic cable" 2 ... 500 m long.

Общим недостатком перечисленных устройств является влияние на результат измерений при проведении испытаний на надежность механического перемещения оптического модулирующего элемента, не позволяющего однозначно оценить вклад в общую надежность конструкции надежности волоконно-оптического кабеля, как самого «ненадежного» элемента устройства.A common disadvantage of the listed devices is the influence on the measurement result when testing the reliability of the mechanical movement of the optical modulating element, which does not allow to unambiguously assess the contribution to the overall reliability of the design of the reliability of the fiber-optic cable, as the most "unreliable" element of the device.

Наиболее близким по конструктивному исполнению чувствительного элемента является дифференциальный волоконно-оптический преобразователь угловых микроперемещений отражательного типа, содержащий оптический модулирующий элемент в виде металлической пластины, две боковые стороны которой отполированы до зеркальной поверхности, подводящие оптические волокна первого измерительного канала расположены с одной стороны пластины, а напротив них с другой стороны расположены отводящие оптические волокна второго измерительного канала. Аналогично подводящие оптические волокна второго измерительного канала расположены с другой стороны пластины, а напротив них с противоположной стороны расположены отводящие оптические волокна первого измерительного канала [монография «Волоконно-оптические приборы и системы: Научные разработки НТЦ "Нанотехнологии волоконно-оптических систем" Пензенского государственного университета" Ч. I / Т.И. Мурашкина, Е.А. Бадеева. СПб.: Политехника, 2018. 187 с. - с. 146-147, https://doi.org/10.25960/7325-1132-1]. Такое техническое решение максимально ненадежное из-за максимального количества оптических волокон в волоконно-оптическом кабеле и большого изгиба оптических волокон в зоне оптико-модулирующего элемента.The closest in design of the sensing element is a differential fiber-optic transducer of angular microdisplacements of the reflective type, containing an optical modulating element in the form of a metal plate, the two sides of which are polished to a mirror surface, the supplying optical fibers of the first measuring channel are located on one side of the plate, and opposite They are located on the other side of the outgoing optical fibers of the second measuring channel. Similarly, the input optical fibers of the second measuring channel are located on the other side of the plate, and opposite to them, on the opposite side, the output optical fibers of the first measuring channel are located Part I / T.I. Murashkina, E.A. Badeeva.St. Petersburg: Polytechnic, 2018.187 p. - p. 146-147, https://doi.org/10.25960/7325-1132-1]. This technical solution is the most unreliable due to the maximum number of optical fibers in the fiber-optic cable and the large bending of the optical fibers in the area of the optical-modulating element.

Недостатком устройства является влияние на результат измерений при проведении испытаний на надежность датчика, в состав которого входит такой преобразователь, углового механического перемещения пластины, не позволяющего однозначно оценить вклад в общую надежность конструкции надежности волоконно-оптического кабеля, как самого «ненадежного» элемента волоконно-оптического датчика.The disadvantage of the device is the influence on the measurement result when testing the reliability of the sensor, which includes such a converter, the angular mechanical movement of the plate, which does not allow to unambiguously assess the contribution to the overall reliability of the design of the reliability of the fiber-optic cable, as the most "unreliable" element of the fiber-optic sensor.

Технический результат полезной модели заключается в возможности оценить надежность волоконно-оптического кабеля в составе тестового волоконно-оптического датчика, а также в части сокращения времени на проведение испытаний на надежность волоконно-оптических датчиков различных физических величин.The technical result of the utility model is the ability to assess the reliability of a fiber-optic cable as part of a test fiber-optic sensor, as well as to reduce the time spent on testing the reliability of fiber-optic sensors of various physical quantities.

Технический результатTechnical result

1. Тестовый образец волоконно-оптического датчика, содержащий первый цилиндрический корпус, оптический модулирующий элемент в виде металлической пластины с двумя отражающими поверхностями, относительно которых на расчетном расстоянии расположены первые торцы подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов, объединенных на выходе из корпуса в единый волоконно-оптический кабель и с помощью втулки кабеля неподвижно закрепленных на корпусе датчика, светодиод и два фотодиода, состыкованные со вторыми торцами подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов, отличающийся тем, что волоконно-оптический кабель имеет постоянные тестовую длину и радиус изгиба, металлическая пластина жестко закреплена в корпусе и имеет толщину, обеспечивающую ее неподвижное положение относительно торцов оптических волокон в процессе испытаний на надежность, рабочие участки всех оптических волокон закреплены внутри первого корпуса неподвижно и имеют постоянный минимально возможный радиус изгиба; светодиод и фотодиоды двух измерительных каналов неподвижно закреплены в основании, установленном во втором корпусе, к светодиоду подстыкован второй торец подводящего оптического волокна, к фотодиоду первого измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна первого измерительного канала, к фотодиоду второго измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна второго измерительного канала, свето- и фотодиоды подстыкованы к электрическому разъему, закрепленному во втором корпусе.1. A test sample of a fiber-optic sensor containing a first cylindrical body, an optical modulating element in the form of a metal plate with two reflecting surfaces, relative to which, at a calculated distance, the first ends of the input and output optical fibers of two measuring channels are located, combined at the output from the housing into a single a fiber-optic cable and with the help of a cable sleeve fixed on the sensor body, an LED and two photodiodes docked with the second ends of the input and output optical fibers of two measuring channels, characterized in that the fiber-optic cable has constant test length and bending radius, metal the plate is rigidly fixed in the housing and has a thickness that ensures its stationary position relative to the ends of the optical fibers during reliability tests, the working sections of all optical fibers are fixed inside the first housing and have a constant minimum air possible bending radius; the LED and photodiodes of the two measuring channels are fixedly fixed in the base installed in the second housing, the second end of the supply optical fiber is docked to the LED, the second end of the output optical fiber of the first measuring channel is docked to the photodiode of the first measuring channel, the second end of the outgoing optical is docked to the photodiode of the second measuring channel the fibers of the second measuring channel, light and photodiodes are docked to an electrical connector fixed in the second housing.

2. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что первый корпус имеет в нижней части выступ со сквозными отверстиями для крепления на испытательных стендах.2. A test sample of a fiber-optic sensor according to claim 1, characterized in that the first housing has a protrusion in the lower part with through holes for mounting on test benches.

3. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что на верхнем торце первого корпуса герметично установлена крышка, диаметр которой равен диаметру первого корпуса.3. A test sample of a fiber-optic sensor according to claim 1, characterized in that a cover is hermetically installed on the upper end of the first housing, the diameter of which is equal to the diameter of the first housing.

4. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 3, отличающийся тем, что внутреннее пространство корпуса заполнено инертным газом.4. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 3, characterized in that the inner space of the housing is filled with an inert gas.

5. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что второй корпус выполнен герметичным.5. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 1, characterized in that the second housing is made sealed.

6. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 5, отличающийся тем, что внутреннее пространство второго корпуса заполнено инертным газом.6. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 5, characterized in that the inner space of the second housing is filled with an inert gas.

Сущность полезной модели поясняется фигурами:The essence of the utility model is illustrated by the following figures:

на фиг.1 приведен осевой разрез датчика с основными обозначениями.figure 1 shows an axial section of the sensor with the basic designations.

на фиг.2 приведен поперечный разрез блока измерительного преобразователя в зоне расположения оптических волокон и отражающей пластины;figure 2 shows a cross section of the measuring transducer unit in the area of the optical fibers and the reflecting plate;

фиг.3 показано расположение оптических волокон относительно друг друга и относительно отражающей пластины.3 shows the arrangement of optical fibers relative to each other and relative to the reflective plate.

Тестовый образец волоконно-оптического датчика содержит корпус 1 и крышку 2, соединенные между собой, например, с помощью сварки 3 (фиг.1).The test sample of the fiber optic sensor contains a housing 1 and a cover 2, connected to each other, for example, by welding 3 (figure 1).

В центральной части корпуса 1 жестко закреплена пластина 4, боковые поверхности которой отполированы до зеркальной поверхности. С двух сторон пластины 4 расположены оптические волокна первого и второго измерительных каналов, причем подводящие оптические волокна (ПОВ) 5 первого измерительного канала расположены соосно с отводящими измерительного канала расположены соосно с ООВ 8 первого измерительного канала. Рабочие концы оптических волокон 5 и 8 первого измерительного канала закреплены, например, с помощью клея во втулке 9, а рабочие концы оптических волокон 6 и 7 закреплены во втулке 10, втулки 9 и 10 фиксируются в корпусе 1 с помощью юстировочных винтов 11. Для подтверждения чистоты испытаний на надежность рабочие участки всех оптических волокон имеют постоянный минимально возможный радиус изгиба (наихудший вариант).In the central part of the body 1, plate 4 is rigidly fixed, the side surfaces of which are polished to a mirror surface. Optical fibers of the first and second measuring channels are located on both sides of the plate 4, and the supplying optical fibers (FOF) 5 of the first measuring channel are located coaxially with the outlets of the measuring channel are located coaxially with the FOF 8 of the first measuring channel. The working ends of the optical fibers 5 and 8 of the first measuring channel are fixed, for example, with glue in the sleeve 9, and the working ends of the optical fibers 6 and 7 are fixed in the sleeve 10, the sleeves 9 and 10 are fixed in the housing 1 using adjusting screws 11. To confirm the purity of reliability tests, the working sections of all optical fibers have a constant minimum possible bend radius (worst case).

Оптическая система датчика юстируется так, что выходящие из торцов ПОВ 5 и ПОВ 7 световые потоки, после отражения от зеркальных поверхностей пластины 4 равномерно распределяются между торцами ООВ 8 и ООВ 6. Юстировка оптических волокон относительно отражателя 4 осуществляется перемещением втулок 9 и 10 с дальнейшей фиксацией с помощью юстировочных винтов 11.The optical system of the sensor is adjusted so that the light fluxes emerging from the ends of the POV 5 and POV 7, after reflection from the mirror surfaces of the plate 4, are evenly distributed between the ends of the OOB 8 and OOV 6. The alignment of the optical fibers relative to the reflector 4 is carried out by moving the sleeves 9 and 10 with further fixation with adjusting screws 11.

Все оптические волокна объединяются в единый волоконно-оптический кабель (ВОК) 12, закрепленный с одной стороны во втулке 13, которая с помощью сварки 14 соединена с первым корпусом 1. Со второй стороны ВОК 12 закреплен во второй втулке 15, соединенной с помощью сварки 16 с основанием 17, которое, в свою очередь, жестко соединено со вторым корпусом 18. ВОК 12 имеет постоянные тестовую длину и радиус изгиба.All optical fibers are combined into a single fiber-optic cable (FOC) 12, fixed on one side in a bushing 13, which is connected by welding 14 to the first housing 1. On the second side, the FOC 12 is fixed in a second bushing 15, connected by welding 16 with base 17, which, in turn, is rigidly connected to the second body 18. FOC 12 has a constant test length and bending radius.

Светодиод 19 и фотодиоды 20 и 21 (фотодиод 21 на фиг.1 не показан) двух измерительных каналов неподвижно закреплены в основании 17. К светодиоду 19 подстыкован второй торец ПОВ 5, к фотодиоду 20 первого измерительного канала подстыкован второй торец ООВ 8 первого измерительного канала, к фотодиоду 21 второго измерительного канала подстыкован второй торец ООВ 7 второго измерительного канала, светодиод 19 и фотодиоды 20 и 21 подстыкованы к электрическому разъему 22, закрепленному во втором корпусе 18.The LED 19 and photodiodes 20 and 21 (photodiode 21 in Fig. 1 is not shown) of the two measuring channels are fixedly fixed in the base 17. The second end of the POV 5 is docked to the LED 19, the second end of the OOB 8 of the first measuring channel is docked to the photodiode 20 of the first measuring channel, to the photodiode 21 of the second measuring channel the second end of the OOB 7 of the second measuring channel is docked, the LED 19 and photodiodes 20 and 21 are docked to the electrical connector 22 fixed in the second housing 18.

Во время испытаний корпус 1 закрепляется на испытательных стендах с помощью отверстий 13. Возможно крепление датчика с помощью резьбы на нижней части корпуса.During the tests, the housing 1 is fixed to the test benches using holes 13. It is possible to mount the sensor by means of a thread on the lower part of the housing.

Установление причинно-следственной связи заявляемых признаков и достигаемого технического эффекта проведем следующим образом.The establishment of a causal relationship between the claimed features and the achieved technical effect is carried out as follows.

В качестве волоконно-оптического преобразователя выбран преобразователь отражательного типа с максимальными потерями оптического сигнала в зоне восприятия измерительной информации.As a fiber-optic converter, a reflective-type converter with maximum optical signal losses in the measurement information perception zone was selected.

Закрепление рабочих торцов ПОВ и ООВ в цилиндрических втулках 9 и 10 позволяет избежать изгибов и нежелательного влияния механических факторов на оптические волокна.Fastening the working ends of the POV and OOV in the cylindrical bushings 9 and 10 avoids bending and the undesirable influence of mechanical factors on the optical fibers.

Применение отражающей пластины 4, жестко закрепленной в корпусе 1, имеющей толщину, обеспечивающую ее неподвижное положение относительно торцов оптических волокон, позволяет оценить надежность волоконно-оптического кабеля в составе волоконно-оптического тестового датчика.The use of a reflective plate 4, rigidly fixed in the housing 1, having a thickness that ensures its stationary position relative to the ends of the optical fibers, makes it possible to assess the reliability of a fiber-optic cable as part of a fiber-optic test sensor.

Соединения с помощью сварки 3 корпуса 1 и крышки 2, с помощью сварки 14 корпуса 1 и втулки 13 волоконно-оптического кабеля 12, с помощью сварки 16 основания 17, корпуса 18 и втулки 15 обеспечивают герметичность конструкции тестового образца волоконно-оптического датчика.Joints by welding 3 of body 1 and cover 2, by welding 14 of body 1 and sleeve 13 of the fiber-optic cable 12, by welding 16 of base 17, body 18 and sleeve 15 ensure the tightness of the design of the test sample of the fiber-optic sensor.

Заполнение свободного пространства 23 (фиг.2) внутри корпуса 1 инертным газом (например, аргоном) обеспечивает отсутствие выпадения конденсата (точка росы) на элементы оптической системы в условиях отрицательных температур.Filling the free space 23 (figure 2) inside the housing 1 with an inert gas (for example, argon) ensures the absence of condensation (dew point) on the elements of the optical system under negative temperatures.

Расположение рабочих концов оптических волокон в корпусе 1 под минимально возможным радиусом обеспечивает максимальную достоверность испытаний волоконно-оптического кабеля 12 на надежность (чистоту эксперимента) (если испытания будут успешными, то с большей уверенностью можно говорить о надежности ВОК при больших радиусах изгиба оптических волокон).The arrangement of the working ends of the optical fibers in the housing 1 under the minimum possible radius ensures the maximum reliability of the tests of the fiber-optic cable 12 for reliability (purity of the experiment) (if the tests are successful, then we can speak with greater confidence about the reliability of the FOC at large bending radii of the optical fibers).

Юстировка оптических волокон относительно отражателя 4 на расчетном расстоянии X с помощью перемещения втулок 9 и 10 необходима для достижения минимального выходного сигнала датчика, что обеспечивает максимальную достоверность испытаний волоконно-оптического кабеля 12 на надежность (если испытания будут успешными, то с большей уверенностью можно говорить о надежности ВОК при больших сигналах).The alignment of the optical fibers relative to the reflector 4 at the calculated distance X by moving the sleeves 9 and 10 is necessary to achieve the minimum output signal of the sensor, which ensures the maximum reliability of the tests of the fiber-optic cable 12 for reliability (if the tests are successful, then with greater confidence we can talk about reliability of FOC for large signals).

Тестовый образец ВОД работает следующим образом.The FOD test sample works as follows.

Одна часть светового потока Ф0 светодиода 19 с выхода ПОВ 5 под апертурным углом ΘΝΑ падает на первую отражающую поверхность пластины 4, отражается от нее и поступает на приемные торцы ООВ 8 (фиг.3).One part of the luminous flux Ф 0 of the LED 19 from the output of the POV 5 at the aperture angle Θ ΝΑ falls on the first reflecting surface of the plate 4, is reflected from it and enters the receiving ends of the OOB 8 (Fig. 3).

Вторая часть светового потока Ф0 светодиода 19 с выхода ПОВ 7 под апертурным углом ΘNA падает на первую отражающую поверхность пластины 4, отражается от нее и поступает на приемные торцы ООВ 6.The second part of the light flux Ф 0 of the LED 19 from the output of the POV 7 at the aperture angle Θ NA falls on the first reflecting surface of the plate 4, is reflected from it and enters the receiving ends of the OOV 6.

По ООВ 8 и 6 световые потоки направляются на фотодиоды 20 и 21 соответственно, где преобразуют оптические сигналы Ф1(Х) и Ф2(Х) в электрические I1(X) и I2(X), поступающие на вход блока преобразования информации (БПИ). В БПИ осуществляется операция деления сигналов I2(Х) и I2(X), что позволяет компенсировать изменения мощности светодиода 19 и неинформативные потери светового потока при изгибах оптических волокон, так как их отношение не зависит от указанных факторов. На выходе БПИ формируется сигнал, определяемый следующим выражениемAccording to OOB 8 and 6, the light fluxes are directed to photodiodes 20 and 21, respectively, where they convert the optical signals Ф 1 (X) and Ф 2 (X) into electrical I 1 (X) and I 2 (X) arriving at the input of the information conversion unit (BPI). In the BPI, the operation of dividing the signals I 2 (X) and I 2 (X) is carried out, which makes it possible to compensate for changes in the power of the LED 19 and uninformative losses of the luminous flux when bending the optical fibers, since their ratio does not depend on these factors. At the output of the BPI, a signal is generated, determined by the following expression

[I1(X)-I2(X)]/[I1(X)+I2(X)].[I 1 (X) -I 2 (X)] / [I 1 (X) + I 2 (X)].

Такое техническое решение позволяет оценить вклад в надежность самого «ненадежного» элемента датчика - ВОК. Расчетный коэффициент ускорения испытаний при использовании тестового образца составляет 420.This technical solution makes it possible to assess the contribution to the reliability of the most "unreliable" element of the sensor - FOC. The calculated acceleration factor of the test using the test sample is 420.

Таким образом, заявляемый технический результат заключается в возможности оценить надежность волоконно-оптического кабеля в составе волоконно-оптического тестового датчика, а также в части сокращения времени на проведение испытаний на надежность волоконно-оптических датчиков различных физических величин реализуется совокупностью указанных признаков полезной модели.Thus, the claimed technical result consists in the ability to assess the reliability of a fiber-optic cable as part of a fiber-optic test sensor, as well as in terms of reducing the time for testing the reliability of fiber-optic sensors of various physical quantities is implemented by a combination of these features of the utility model.

Claims (6)

1. Тестовый образец волоконно-оптического датчика, содержащий первый цилиндрический корпус, оптический модулирующий элемент в виде металлической пластины с двумя отражающими поверхностями, относительно которых на расчетном расстоянии расположены первые торцы подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов, объединенных на выходе из корпуса в единый волоконно-оптический кабель и с помощью втулки кабеля неподвижно закрепленные на корпусе датчика, светодиод и два фотодиода, состыкованные со вторыми торцами подводящих и отводящих оптических волокон двух измерительных каналов, отличающийся тем, что волоконно-оптический кабель имеет постоянные тестовую длину и радиус изгиба, металлическая пластина жестко закреплена в корпусе и имеет толщину, обеспечивающую ее неподвижное положение относительно торцов оптических волокон в процессе испытаний на надежность, рабочие участки всех оптических волокон закреплены внутри первого корпуса неподвижно и имеют постоянный минимально возможный радиус изгиба; светодиод и фотодиоды двух измерительных каналов неподвижно закреплены во втулке, установленной во втором корпусе, к светодиоду подстыкован второй торец подводящего оптического волокна, к фотодиоду первого измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна первого измерительного канала, к фотодиоду второго измерительного канала подстыкован второй торец отводящего оптического волокна второго измерительного канала, свето- и фотодиоды подстыкованы к электрическому разъему, закрепленному во втором корпусе.1. A test sample of a fiber-optic sensor containing a first cylindrical body, an optical modulating element in the form of a metal plate with two reflecting surfaces, relative to which, at a calculated distance, the first ends of the input and output optical fibers of two measuring channels are located, combined at the output from the housing into a single a fiber-optic cable and, using a cable sleeve, fixedly fixed on the sensor body, an LED and two photodiodes docked with the second ends of the input and output optical fibers of two measuring channels, characterized in that the fiber-optic cable has constant test length and bending radius, metal the plate is rigidly fixed in the housing and has a thickness that ensures its stationary position relative to the ends of the optical fibers during reliability tests, the working sections of all optical fibers are fixed inside the first housing and have a constant minimum air possible bending radius; the LED and photodiodes of the two measuring channels are fixedly fixed in the sleeve installed in the second housing, the second end of the supply optical fiber is connected to the LED, the second end of the output optical fiber of the first measuring channel is connected to the photodiode of the first measuring channel, the second end of the output optical fiber is connected to the photodiode of the second measuring channel the fibers of the second measuring channel, light and photodiodes are docked to an electrical connector fixed in the second housing. 2. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что первый корпус имеет в нижней части выступ со сквозными отверстиями для крепления на испытательных стендах.2. A test sample of a fiber-optic sensor according to claim 1, characterized in that the first housing has a protrusion in the lower part with through holes for mounting on test benches. 3. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что на верхнем торце первого корпуса герметично установлена крышка, диаметр которой равен диаметру первого корпуса.3. A test sample of a fiber-optic sensor according to claim 1, characterized in that a cover is hermetically installed on the upper end of the first housing, the diameter of which is equal to the diameter of the first housing. 4. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 3, отличающийся тем, что внутреннее пространство корпуса заполнено инертным газом.4. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 3, characterized in that the inner space of the housing is filled with an inert gas. 5. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 1, отличающийся тем, что второй корпус выполнен герметичным.5. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 1, characterized in that the second housing is made sealed. 6. Тестовый образец волоконно-оптического датчика по п. 5, отличающийся тем, что внутреннее пространство второго корпуса заполнено инертным газом.6. A test sample of a fiber optic sensor according to claim 5, characterized in that the inner space of the second housing is filled with an inert gas.
RU2021102270U 2021-02-01 2021-02-01 FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN RU206351U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102270U RU206351U1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102270U RU206351U1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU206351U1 true RU206351U1 (en) 2021-09-07

Family

ID=77663362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102270U RU206351U1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU206351U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2253850C2 (en) * 2003-06-23 2005-06-10 Открытое акционерное общество НИИ вычислительной техники Fiber-optic pressure transducer
US20060062510A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-23 Petroleo Brasileiro S.A.- Petrobras Fiber optics differential pressure transducer
RU2308772C2 (en) * 2005-10-04 2007-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "НИИВТ-Русичи-Фарма" Fiber-optic movement converter
RU2474798C2 (en) * 2011-02-01 2013-02-10 Мурашкина Татьяна Ивановна Fibre-optic pressure sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2253850C2 (en) * 2003-06-23 2005-06-10 Открытое акционерное общество НИИ вычислительной техники Fiber-optic pressure transducer
US20060062510A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-23 Petroleo Brasileiro S.A.- Petrobras Fiber optics differential pressure transducer
RU2308772C2 (en) * 2005-10-04 2007-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "НИИВТ-Русичи-Фарма" Fiber-optic movement converter
RU2474798C2 (en) * 2011-02-01 2013-02-10 Мурашкина Татьяна Ивановна Fibre-optic pressure sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Монография "Волоконно-оптические приборы и системы: Научные разработки НТЦ "Нанотехнологии волоконно-оптических систем" Пензенского государственного университета" Ч. I / Т.И. Мурашкина, Е.А. Бадеева. СПб.: Политехника, 2018. 187 с. - с. 146-147, https://doi.org/10.25960/7325-1132-1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5563072B2 (en) Optical fiber level detector
JPS6147369B2 (en)
JPH02234006A (en) Measuring apparatus having light waveguide-deflection sensor for monitoring bridge construction section
NO842569L (en) FIBER OPTICAL SHIFTING MEASURES WITH BUILT-IN REFERENCE
US4670649A (en) Optical transducer and measuring device
US5812251A (en) Electro-optic strain gages and transducer
KR101947054B1 (en) Deformation measurement sensor operating in a hostile environment and including an integrated optical movement measurement module, and a measurement system using said sensor
HU196259B (en) Optoelktromechanical measuring transducer
RU206351U1 (en) FIBER OPTICAL SENSOR TEST PATTERN
RU2567176C2 (en) Differential optic fibre pressure difference sensor
JP2013221807A (en) Optical fiber strain sensor, and optical fiber temperature sensor
CN103438943A (en) Optical fiber conduction type rotor flow sensor
RU2290605C1 (en) Fiber-optic converter of movements
RU2807094C1 (en) Fibre-optic pendulum tilt sensor
CN208621291U (en) High-resolution optical fiber defect detection equipment
RU2786690C1 (en) Fiber-optic strain sensor
WO2020125305A1 (en) Series-connected integrated temperature and vibration sensor employing blazed grating and fiber bragg grating optical fiber
CN208765668U (en) A kind of fiber position detection system
CN219347678U (en) Multispectral photoelectric auto-collimator
GB2042168A (en) Optical pick-up and transmission of a parameter being measured
CN108663157A (en) Michelson white light interference optical fibers hydrostatic sensor and measuring system
CN109084869B (en) High-precision optical fiber balance system
CN103604472A (en) Digital gas flow sensor
CN219607965U (en) 12-way spiral vertical turning probe
CN109030864B (en) Optical fiber accelerometer