RU2539681C1 - Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта - Google Patents
Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539681C1 RU2539681C1 RU2013134964/28A RU2013134964A RU2539681C1 RU 2539681 C1 RU2539681 C1 RU 2539681C1 RU 2013134964/28 A RU2013134964/28 A RU 2013134964/28A RU 2013134964 A RU2013134964 A RU 2013134964A RU 2539681 C1 RU2539681 C1 RU 2539681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical radiation
- optical
- fiber
- optic
- linear acceleration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения линейного ускорения. Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения состоит из двух каналов приемо-передачи оптического излучения и чувствительного элемента, включающего два устройства ориентации оптического излучения, выполненные из кварцевого стекла в форме параллелепипеда, частично покрытые зеркальным напылением, и устройство поглощения оптического излучения, которое консольно закреплено через прокладки между устройствами ориентации оптического излучения и выполнено в виде балки из светопоглощающего материала с грузом, закрепленным на ее конце. Между устройствами ориентации с противоположной стороны относительно устройства поглощения введена прокладка, обеспечивающая зазор между ними, при этом зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции консольно закрепленной балки на поверхности устройств ориентации оптического излучения. Изобретение расширяет функциональные возможности волоконно-оптического преобразователя на основе оптического туннельного эффекта для обеспечения измерения линейного ускорения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам измерения линейного ускорения летательных аппаратов аэрокосмической техники.
Известен волоконно-оптический преобразователь давления, состоящий из источника оптического излучения, световода, передающего оптическое излучение от источника оптического излучения к волоконно-оптическому ответвителю, волоконно-оптического ответвителя, световода, передающего оптическое излучение от волоконно-оптического ответвителя к чувствительному элементу и обратно, чувствительного элемента, состоящего из призмы полного внутреннего отражения и отражательной мембраны, световода, передающего оптическое излучение от волоконно-оптического ответвителя к приемнику оптического излучения, приемника оптического излучения, блока обработки информации (прототип (Бусурин В.И., Жеглов М.А., Казарьян А.В. Волоконно-оптический преобразователь давления. Патент на изобретение №2457453 от 27 июля 2012 г., БИ №21)).
Технический результат, создаваемый изобретением, - расширение функциональных возможностей волоконно-оптического преобразователя на основе оптического туннельного эффекта для обеспечения измерения линейного ускорения.
Для достижения указанного результата предлагается волоконно-оптический преобразователь, состоящий из основного канала приемо-передачи оптического излучения, включающего волоконно-оптический ответвитель, связанный световодами с источником оптического и приемником оптического излучения, соединенного электрически с блоком обработки информации и оптически, через световод, с чувствительным элементом, включающим в себя устройство ориентации оптического излучения, выполненное из кварцевого стекла в форме параллелепипеда, частично покрытого зеркальным напылением, отличающийся тем, что в чувствительный элемент введены устройство поглощения оптического излучения и дополнительное устройство ориентации оптического излучения, при этом устройство поглощения оптического излучения консольно-закреплено через прокладки между устройствами ориентации оптического излучения и выполнено в виде балки из светопоглощающего материала с грузом, закрепленным на ее конце, кроме того, между устройствами ориентации оптического излучения с противоположной стороны относительно устройства поглощения оптического излучения, введена прокладка, обеспечивающая зазор между устройствами ориентации оптического излучения, при этом зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции консольно закрепленной балки на поверхности устройств ориентации оптического излучения, волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения содержит дополнительный канал приемо-передачи оптического излучения, соединенный оптически, через световод, с дополнительным устройством ориентации оптического излучения и электрически с блоком обработки информации.
Применение вместо отражательной мембраны устройства поглощения оптического излучения, выполненного в виде консольно закрепленной балки из светопоглощающего материала с грузом на ее свободном конце, введение дополнительного устройства ориентации оптического излучения, введение дополнительного канала приемо-передачи оптического излучения позволит обеспечить высокую чувствительность волоконно-оптического преобразователя к воздействию линейного ускорения.
На фиг.1 представлена структурная схема волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта.
На фиг.2 представлена конструкция чувствительного элемента волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта.
Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта содержит два канала приемо-передачи оптического излучения, включающие источники оптического излучения 1, световоды 2, передающие оптическое излучение от источников 1 к волоконно-оптическим ответвителям 3, световоды 4, осуществляющие передачу оптического излучения от волоконно-оптических ответвителей 3 к чувствительному элементу 5 и обратно, световоды 6, передающие оптическое излучение от волоконно-оптических ответвителей 3 к приемникам оптического излучения 7, блок обработки информации 8. Блок обработки информации 8 осуществляет расчет измеренного значения ускорения аизм, соответствующего значению ускорения на входе авх.
Чувствительный элемент 5 волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта состоит из двух устройств ориентации оптического излучения 9, устройства поглощения оптического излучения и прокладок 10, расположенных между устройствами ориентации оптического излучения, а также между ними и устройством поглощения оптического излучения. Устройство поглощения оптического излучения включает консольно закрепленную балку 11 из кварцевого стекла, покрытую светопоглощающим составом, и груза 12, закрепленного на свободном конце балки.
Устройства ориентации оптического излучения 9 выполнены в виде параллелепипедов из кварцевого стекла, покрытых зеркальным напылениям, исключая области над и под устройством поглощения оптического излучения.
Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта работает следующим образом. Источник оптического излучения 1 генерирует оптическое излучение заданной мощности и подает его в световод 2, который передает оптическое излучение к волоконно-оптическому ответвителю 3. Волоконно-оптический ответвитель 3 обеспечивает передачу оптического излучения из световода 2 в световод 4. По световоду 4 оптическое излучение вводится в устройство ориентации оптического излучения 9. В зависимости от зазора между устройством ориентации оптического излучения 9 и консольно закрепленной балкой, выполненной из светопоглощающего материала 11, за счет оптического туннельного эффекта, часть оптического излучения покинет устройство ориентации оптического излучения, через области, где отсутствует зеркальное напыление. Зазор между консольно закрепленной балкой из светопоглощающего материала 11 и устройствами ориентации оптического излучения 9 может меняться под действием линейного ускорения авх, воздействующего на груз 12, закрепленный на свободном конце балки 11, что приводит к изменению потока оптического излучения, распространяющегося в каждом из устройств ориентации оптического излучения 9 и передаваемого к приемникам оптического излучения 7. Оптическое излучение, которое останется в устройстве ориентации оптического излучения, отразившись от грани, расположенной напротив световода 4, вернется обратно в световод 4 и через волоконно-оптический ответвитель 3 попадет в световод 6, а затем на приемник оптического излучения 7, где преобразуется в электрический сигнал. Блок обработки информации 8 преобразует электрический сигнал с обоих каналов в измеренное значение линейного ускорения аизм.
Изобретение может быть использовано для измерения линейного ускорения подвижных объектов.
Claims (1)
- Волоконно-оптический преобразователь, состоящий из основного канала приемо-передачи оптического излучения, включающего волоконно-оптический ответвитель, связанный световодами с источником и приемником оптического излучения, при этом канал приемо-передачи оптического излучения соединен электрически с блоком обработки информации и оптически, через световод, с чувствительным элементом, включающим в себя устройство ориентации оптического излучения, выполненное из кварцевого стекла в форме параллелепипеда, частично покрытого зеркальным напылением, отличающийся тем, что в чувствительный элемент введены устройство поглощения оптического излучения и дополнительное устройство ориентации оптического излучения, при этом устройство поглощения оптического излучения консольно-закреплено через прокладки между устройствами ориентации оптического излучения и выполнено в виде балки из светопоглощающего материала с грузом, закрепленным на ее конце, кроме того, между устройствами ориентации оптического излучения с противоположной стороны относительно устройства поглощения оптического излучения, введена прокладка, обеспечивающая зазор между устройствами ориентации оптического излучения, при этом зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции консольно закрепленной балки на поверхности устройств ориентации оптического излучения, волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения содержит дополнительный канал приемо-передачи оптического излучения, соединенный оптически, через световод, с дополнительным устройством ориентации оптического излучения и электрически с блоком обработки информации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2539681C1 true RU2539681C1 (ru) | 2015-01-20 |
RU2013134964A RU2013134964A (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53281415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (ru) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539681C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607731C1 (ru) * | 2015-09-16 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Микро-опто-электромеханический трехосевой датчик угловой скорости и линейного ускорения |
RU2758814C1 (ru) * | 2021-04-30 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» | Микро-опто-электромеханический компенсационный преобразователь линейных ускорений с контурами грубо-точной стабилизации чувствительного элемента |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5276322A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Edjewise Sensor Products, Inc. | Fiber optic accelerometer |
RU2146373C1 (ru) * | 1995-08-02 | 2000-03-10 | Петр Афанасьевич Демьяненко | Волоконно-оптический датчик ускорения |
JP2000292433A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Japan Science & Technology Corp | 光学式振動センサ及び光学式振動評価方法 |
KR20070013734A (ko) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 사단법인 한국콘크리트학회 | 광섬유 기반의 가속도계/경사계 |
RU2454645C1 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран | Устройство для измерения виброускорений |
RU2457453C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Волоконно-оптический преобразователь давления |
CN102707091A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-10-03 | 中国科学院半导体研究所 | 基于悬臂梁的双光栅光纤矢量加速度计 |
-
2013
- 2013-07-26 RU RU2013134964/28A patent/RU2539681C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5276322A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Edjewise Sensor Products, Inc. | Fiber optic accelerometer |
RU2146373C1 (ru) * | 1995-08-02 | 2000-03-10 | Петр Афанасьевич Демьяненко | Волоконно-оптический датчик ускорения |
JP2000292433A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Japan Science & Technology Corp | 光学式振動センサ及び光学式振動評価方法 |
KR20070013734A (ko) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 사단법인 한국콘크리트학회 | 광섬유 기반의 가속도계/경사계 |
RU2457453C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Волоконно-оптический преобразователь давления |
RU2454645C1 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран | Устройство для измерения виброускорений |
CN102707091A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-10-03 | 中国科学院半导体研究所 | 基于悬臂梁的双光栅光纤矢量加速度计 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607731C1 (ru) * | 2015-09-16 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Микро-опто-электромеханический трехосевой датчик угловой скорости и линейного ускорения |
RU2758814C1 (ru) * | 2021-04-30 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» | Микро-опто-электромеханический компенсационный преобразователь линейных ускорений с контурами грубо-точной стабилизации чувствительного элемента |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134964A (ru) | 2015-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2288746C (en) | Distributed sensing system | |
CN102798411B (zh) | 基于布里渊散射的分布式光纤传感测量***及测量方法 | |
US4713538A (en) | Optical fiber apparatus and method for remotely measuring an external parameter from a monitoring position | |
CN101634571B (zh) | 光纤脉栅分布传感装置 | |
CN107036733B (zh) | 基于暗脉冲光源的双芯弱光栅阵列的多参量分布式测量***及测量方法 | |
CN201876324U (zh) | 分布式光纤拉曼温度传感器的双光源光路结构 | |
CN106769736B (zh) | 一种粉尘浓度测量*** | |
CN101995227B (zh) | 一种用于分布式光纤应变传感测量的光程自相关器 | |
CN202648830U (zh) | 一种基于布里渊散射的分布式光纤传感装置 | |
CN103591971A (zh) | 一种光纤光栅的定位方法及*** | |
CN102162742A (zh) | 基于非平衡Michelson干涉式准分布光纤白光应变传感解调装置 | |
CN103940360A (zh) | 一种基于级联啁啾光纤光栅的应变监测装置 | |
CN102721484A (zh) | 一种基于布里渊散射的分布式光纤传感装置 | |
CN103712564A (zh) | 基于y型光纤耦合器及自聚焦透镜的反射型光纤位移传感器 | |
RU2539681C1 (ru) | Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта | |
RU2544885C1 (ru) | Микро-опто-электромеханический датчик угловой скорости | |
CN102494799B (zh) | 一种双波长光延迟光纤温度传感器 | |
CN102135437B (zh) | 用非平衡Mach-Zehnder干涉仪对多信号问讯的方法及装置 | |
CN102012284A (zh) | 一种用于分布式光纤温度传感器的光电装置 | |
CN107727122B (zh) | 双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置 | |
CN102980682B (zh) | 一种可自校正的全分布式光纤拉曼温度传感器 | |
RU2457453C1 (ru) | Волоконно-оптический преобразователь давления | |
CN107101697B (zh) | 一种准分布式光纤液位传感器的装置及其测量液位的方法 | |
RU2539114C1 (ru) | Волоконно-оптический измеритель напряжения | |
KR102045831B1 (ko) | 편광유지광섬유를 이용한 광온도 측정 장치 |