Устройство для измерения звукового давления — SU 1686321 (original) (raw)
(5)5 ОПИСА К АВТОРСКОМ Б Н ВИДЕТЕЛЬСТВУ Дубленский, Ю,Л.К в, ЮС.Милявски и, 198 НИТИ т,52, М 5,М И. ИЗМ РЕНИЯ ЗВУ- измерительл ьзовд но для обретения -оситсяыть испЦель и ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛКОВОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение отнной технике и может бизмерения давления. 01 3 11/00, 23/00, Н 04 2повышение чувствительности. Зто достигается тем, что чувствительный элемент волоконно-оптического датчика звукового давления выполнен в виде интерферометра фабри-Перро, в котором глухое зеркало 10 нанесено на мембрану 8, а полупрозрачное зеркало 11 - на торец световода, расположенного перпендикулярно плоскости мембраны. Коэффициент отражения полупрозрачного зеркала 11 выбран по условию р = 1/2(987 д 2 + 2) - (1/2(987 д 2 + 2)2- - 1)/, где д = ДА/Л в,рЯ-ширинаспектра излучения лазера; Л - длина волны его излучения; щ - порядок интерференции, 2 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения давлений,Целью изобретения является повышение чувствительности датчика,На фиг. 1 представлена конструктивнаясхема Датчика; нэ фиГ. 2схема Включениядатчика.Датчик давления содержит корпус 1, направляющую трубку 2, гибкую мембрану 3,многомодовый световод 4, волоконно-оптический кабель 5, клей 6, гайку 7, мембраначувствительный элемент 8, кольцо 9,зеркала 10 и 11, датчик 12, волоконный разВетвитель У-типа 13, излучатель 14 и Г 1 риемник 15,Корпус 1 датчика имеет форму пологоцилиндра с расположенной внутри него направляющей трубкой 2. Эта трубка соединяется с корпусом через гибкую мембрану 3.Внутри трубки 2 расположен многомодовый световод 4, представляющий собойосвобожденный от оболочек конец многоволоконного оп"ического кабеля 5, СветоВод 4 закреплен В трубке 2 с помощью клея6. Нэ Внешней поверхности ОДНОГО из концов трубки 2 выголнена резьба, по которойна нее наворачивается гайка 7, Вращениепоследней вызывает продольное переме,цение трубки 2 относительно корпуса 1. Напередний торец корпуса 1 натягивается чувствительный элемент - гавсановая мембрана 8, которая закрепляется с помощьюОльцэ 9.На внутренней поверхности мембраны8 и торце волокна 4 расположены метэллиеские пленки 10 и 11, представляющие собой зеркала интерферометра Фабри-Перро.При колебании мембраны 8 под действиемзвукового давления происходит изменениепропускания и отражения интерферометра,Микрофон Включен в оптическую схемуфиг. 2), содержащую датчик 12, волоконноОптический кабель 5, волоконный разветвитель У-типа 13, излу атель 14 и приемник 15излучения,Датчик рабо Гэе 1 следующим образом,Свет источника изгучения - полупроВОДНИКОВОГО ЛЭЗЕРд - ПРОХОДИТ ПО ВОЛОКОНному тракту и интерференция отраженныхОт полупрозрачного зеокала и мембранылучей несет информацию о смещении мембраны. Колебания мембраны, вызванныеакустическими Волнами, модулируют пофазе луч, отраженный от мембраны, чтоприводит в резугьтаге интерференции к амплитудной модуляции Выходного сигнала счастотой звука. Чувстеительный элементвыполнен в виде ингерферометра ФабриПерро, причем глухое зеркало нанесено нэмембрану, а полупрозрачное - на торец световода, расположенного перпендикулярно плоскости мембраны, коэффициент отражения зеркала 11 выбран по условию: 5 р = -987 д 2 + 2 ) где р - коэффициент отражения;ЛЛ д = - Л - % - безразмерный параметр: ЛЛ ширина спектра источника излучения, нм;Л - длина волны источника излучения, нм; в - порядок интерференции, Повышение чувствительности обусловлено снижением шумов волоконной линии путем выбора оптимального соотношения спектральных характеристик источника излучения и оптических параметров резонатора интерферометра Фабри-Перро. Экспериментально найденное выражение, связывающее длину волны источника и ширину его спектра с коэффициентом отражения полупрозрачного зеркала и порядком интерференции, позволяет перейти к использованию излучателей с намного более низкой когерентностью, чем в известных ус- ТРОЙСТВЭХ, Формула изобретения Устройство для измерения звукового давления, включающее источник излучения, 3 Г волоконно-оптический тракт, волоконно-оптический разветвитель, приемник излучения и волоконно-оптический датчик, содержащий корпус, в котором установлены световод и чувствительный элемент, выполненный в виде упругой мембраны, закрепленной на торце корпуса, на внутренней поверхности которой нанесено непрозрачное и полупрозрачное зеркало, нанесенное на торец световода, который ориентирован параллельно плоскости мембраны, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, снижения стоимости изготовления и повышения чувствительности. в нем источник излучения выполнен в виде полупроводникового лазера, а коэффициент отражения р полупрозрачного зеркала датчика выбран в зависимости от ширины спектра излучения полупроводникового лазера в соответствии с соотношением1 1/2168 б 321 ра; Ша ректор С. Черн едакто Заказ 3592 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж,Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбйнат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 ЛЛгде д = -- й) - безразмерный параметр; А - длина волны излучения лазера; Составитель А. ЗосимовТехред М,Моргентал ЛА - ширина спектра излучения лазер - порядок интерференции.