CS261732B1

CS261732B1 - Vláknový optický senzor teploty

Info

Publication number: CS261732B1
Application number: CS87932A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Dubsky; Maciej Mgr Csc Kucharski; Michael Ing Csc Trezzi; Jaroslav Ing Vsetecka
Original assignee: Dubsky Pavel; Kucharski Maciej; Michael Ing Csc Trezzi; Vsetecka Jaroslav
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS93287A1

Abstract

Řešení se týká vláknového optického senzoru pro měření teploty. Řeší problém využití vláknového optického senzoru teploty v laboratorních, ale hlavně v provozních podmínkách. Konce měřicího optického vlákna, jehož vyzařovací charakteristika se mění s teplotou, a přijímacího optického vlákna, umístěné v transformačním příppavku, jsou od sebe vzdáleny minimálně 20 mm, přičemž godélné osy měřicího optického vlákna a přijímacího optického vlákna spolu v transformačním přípravku syírají úhel «Lo v rozmezí od 15° do 25°. Řešení se uplatní zejména při automatizaci procesů v laboratorních i provozních podmínkách při měření teploty od -40 °C do + 40 °C,

Description

Vynález se týká vláknového optického senzoru, který umožňuje měření teploty.

Pro měření teploty se s výhodou užívají optické vláknové teplotní senzory, které mají proti jiným teplotním senzorům celou řadu výhod např. malé rozměry a hmotnost, odolnost proti elektromagnetickému rušení a korozi nebo použitelnost v prostředích, která neumožňují vedení proudu a pod· Dosud známé optické vláknové teplotní senzory využívají celé řady jevů a principů, například amplitudové modulace záření, modulace vlnové délky, polarizační nebo fázové modulace. Nevýhodou těchto senzorů je to, že ve většině případů nejsou komerčně dostupné, jsou příliš drahé a jsou realizovány pouze laboratorně. Často vyžadují značně složité a nákladné vyhodnocovací zařízení.

Tyto nedostatky odstraňuje do značné miry vláknový optický senzor teploty podle vynálezu.

Vláknový optický senzor teploty sestává ze zdroje optického signálu, měřícího optického vlákna, které prochází měřeným prostředím, přijímacího optického vlákna a vyhodnocovacího zařízení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že konce měřícího optického vlákna, jehož vyzařovací charakteristika _se mění s teplotou, a přijímacího optického vlákna, umístěné v transformačním přípravku, jsou od sebe vzdáleny minimálně 20 mm a podélné osy měřícího optického vlákna a přijímacího optického vlákna spolu v transformačním přípravku svírají úhel v rozmezí od 15° do 25°. Přínos vláknového optického senzoru teploty podle vynálezu spočívá hlavně v tom, že je při zachování výhod vláknových optických senzorů velmi jednoduchý, nevyžaduje náročnou mechaniku a lze jej snadno sestavit z běžně dostupných součástek. Hlavní výhodou je však možnost jeho uplatnění v laboratorních, ale zejména v provozních podmínkách.

I

261 732

Vynález bude blíže popsán podle obrázku, který představuje vláknový optický senzor teploty.

Vláknový optický senzor teploty sestává ze zdroje optického signálu ].> měřícího optického vlákna 2, transformačního přípravku 3, přijímacího optického vlákna 4 a vyhodnocovacího zařízení 5. Jako měřící optické vlákno 2 je použito takové vlákno, jehož vyzařovací charakteristika se mění s teplotou, například vlákno, u kterého se s teplotou mění index lomu jádra nebo pláště, tedy jeho numerická apertura. S výhodou lze použít vlákno typu PCS o průměru jádra 200^m a pláště 350^m. Celková délka měřícího optického vlákna 2 je 3 m, z toho 0,5 m je umístěno v měřeném prostředí. Konce měřícího optického vlákna 2 a přijímacího optického vlákna 4 jsou umístěny v transformačním přípravku £ a jsou od sebe vzdáleny minimálně 20 mm. Podélné osy těchto vláken spolu v transformačním přípravku 2 svírají úhel ^₀, který leží v oblasti dostatečně prudké změny vyzařovací charakteristiky přijímacího optického vlákna 4. Tomu odpovídá rozmezí 15° až 25°.

Optický signál prochází měřícím optickým vláknem 2 a při průchodu měřeným prostředím dojde ke změně vyzařovací charakteristiky měřícího optického vlákna 2, způsobené teplotou. Na čelní plochu konce přijímacího vlákna 4 tedy dopadá pouze Část světelného svazku, vystupující pod úhlem <x_o z měřícího optického vlákna 2. V důsledku toho se jakákoliv změna v šířce vyzařovací charakteristiky měřícího optického vlákna 2 na úrovni úhlu οέθ projeví ve změně optického výkonu v přijímacím optickém vláknu 4. Tato změna je detekována vyhodnocovacím zařízením 2.

Řešení podle vynálezu se uplatni zejména při automatizaci procesů v laboratorních, ale i provozních podmínkách pro měření teploty od -40°C do +40°C.

Claims

Vláknový optický senzor teploty, sestávající ze zdroje optického signálu, měřícího optického vlákna, které prochází měřeným prostředím, přijímacího optického vlákna a vyhodnocovacího zařízení, vyznačující se tím, že konce měřícího optického vlákna (2), jehož vyzařovací charakteristika se mění s teplotou, a přijímacího optického vlákna (4), umístěné v transformačním přípravku (3), jsou od sebe vzdáleny minimálně 20 mm, přičemž podélné osy měřicího optického vlákna (2) a přijímacího optického vlákna (4) spolu v transformačním přípravku (3) svírají úhel <x* v rozmezí od 15° do 25°,