NL8400063A

NL8400063A - Een vervormbaar lichaam en een stralingsgeleidervezel omvattende drukmeter.

Info

Publication number: NL8400063A
Application number: NL8400063A
Authority: NL
Original assignee: Stichting Ct Voor Micro Elektr
Priority date: 1984-01-09
Filing date: 1984-01-09
Publication date: 1985-08-01

Description

Lx 83 51W

Sen vervormbaar lichaam en eea stralingsgeleidervezel omvattende drukmeter.^

De uitvinding heeft betrekking op een drukmetert die een lichaam en een rond dit lichaam gewikkelde stralingsgeleidervezel omvat» welk lichaam een aantal min of meer scherpe randen bezit, waartussen de afstand in overeenstemming met de te meten 5 druk verandert, aan welke randen de vezel afhankelijk van deze afstand wordt geknikt, waarbij het ene uiteinde van de vezel met een stralingsbron, en het andere met een stralingssterkte-meter is verbonden, die is ingericht om de verhouding tussen de sterkte van de intredende reep· uittredende straling te meten.

10 In de knikpunten van een dergelijke vezel kan namelijk straling uit de vezel treden, omdat aldaar de helling van de begrenzings-wand van de vezel verandert, en een dienovereenkomstig gedeelte van de deze wand bereikende straling niet meer volledig wordt teruggekaatst.

15 Sen dergelijke drukmeter is bekend uit de oudere niet tijdig ter inzage gelegde octrooiaanvrage 82 0^610. Daarbij bestaat het lichaam uit twee halve cylinders, waarvan de vlakke kanten naar elkaar toe zijn gekeerd, en op een zekere afstand van elkaar zijn gelegen, waarbij de ene halve cylinder met een vast 20 gedeelte, en de andere met een onder invloed van de druk vervormbaar gedeelte van een drukdoos is verbonden, een en ander zodanig, dat bij verandering van de druk de ene halve cylinder ten opzichte van de andere wordt verplaatst.

Sen bezwaar van deze drukmeter is, dat een drukdoos moet 25 worden gebruikt, die een zekere omvang heeft, terwijl, wanneer de \ cylinderhelften binnen deze doos worden opgesteld, hetgeen met het ' 8400063 - 2 - « oog op de afmetingen en de bescherming van deze helften gunstig is, de vezeleinden drukdicht door de drukdooswand moeten worden gevoerd. Bovendien is de meetkarakteristiek in een dergelijke drukmeter niet lineair.

5 De uitvinding verschaft een eenvoudigere drukmeter met geringere afmetingen en met een betere lineariteit, die daartoe als kenmerk heeft, dat het lichaam bestaat uit een aan een zijde gesloten buisstuk uit een elastisch materiaal, in het bijzonder metaal, dat over een deel van de lengte van een aantal instulpingen 10 is voorzien, die door min of meer scherpe en in de langsrichting verlopende randen worden begrensd, waarbij het open uiteinde met een drukbron in verbinding kan worden gesteld.

Een dergelijke drukmeter kan op zeer eenvoudige wijze worden vervaardigd, en werkt daarbij zelf als drukdoos, terwijl de 15 meting binnen een breed drukgebied lineair blijkt te zijn.

In het bijzonder kan de buis zijn omgeven door een geschikte mantel, waarvan het inwendige met een andere drukbron in verbinding kan worden gesteld, zodat deze dan als een verschildruk-meter kan werken, waarbij overigens een van de drukken ook de om-20 gevingsdruk kan zijn.

De meetuitkomsten zijn daarbij enigszins van de temperatuur afhankelijk, daar de vorm van de ingestulpte buis met de temperatuur verandert. Teneinde de temperatuurinvloed tegen te-gaan, kunnen de buiseinden zijn ingespannen in een spansamenstel met een 25 warmte-uitzetting, die zodanig van die van de buis afwijkt, dat de warmte-uitzetting van de buis althans in hoofdzaak wordt vereffend.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege-licht aan de hand van een tekening; hierin toont: \ fig. 1 een aanzicht van een drukmeter volgens de uit-

' 84O0O8S

Λ - 3 - vinding; fig. 2 een dwarsdoorsnede door een dergelijke drukmeter volgens de lijn II-II ran fig. 1; en fig. 3 ·η ^ schematische aanzichten van gewijzigde uit-5 »vewti*®IWM*wm*WHsuie»driilaBe*ar volgens de uitvinding.

In fig. 1 is een drukmeter volgens de uitvinding in be· ginsel weergegeven. Deze bestaat uit een buis 1 met een gesloten boveneinde 2 en een open benedeneinde 3» dat bijvoorbeeld van schroefdraad kan zijn voorzien, teneinde met een ruimte te kunnen 10 worden verbonden, waarvan de inwendige druk moet worden gemeten.

Het gedeelte tussen de uiteinden is van een aantal indeukingen k (in het afgebeelde geval vier) voorzien, waartussen min of meer scherpe ribben 5 zijn gelegen. Sen aantal windingen van een stra-lingsgeleidervezel 6 (in het bijzonder een glasvezel) is rond de 13 ribben 3 gewikkeld.

Wanneer de druk binnen de buis 1 wordt verhoogd, zetten de ribben 3 uit, waardoor de vezel aldaar sterker zal worden geknikt. Wanneer aan een uiteinde van de vezel straling wordt ingevoerd, zal deze door totale terugkaatsing tegen de wanden van de 20 vezel naar het andere einde worden voortgeplant, doch straling, die buiten de grenshoek op de wand invalt, kan naar buiten treden.

Dit laatste geschiedt nu in de knikpunten van de vezel, en des te sterker, naarmate de vezel sterker is geknikt.

Door de verhouding tussen de invallende en de uittredende 23 straling te meten, kan de vervorming van de buis 1 worden bepaald, die door een verandering van de inwendige druk wordt veroorzaakt.

Het blijkt nu, dat deze verhouding binnen een breed gebied van (J drukveranderingen lineair daarmede verandert.

V Aldus op zeer eenvoudige wijze een zeer betrouwbare \ 8400063 :...........' Λ 5- .

-4 - en. gevoelige drukmeter zonder ten opzichte van elkaar bewegende onderdelen worden verkregen. De meting van de stralingssterkte-verhouding kan op eenvoudige wijze met behulp van voor de straling gevoelige omzetters geschieden,en is onafhankelijk van de sterkte 5 van de stralingsbron.

Wanneer de buis 1 wordt omringd met een drukvaste mantel 7» zoals in fig. 3 is afgeheeld, kan het drukverschil tussen het inwendige van de buis 1 en dat van de mantel 7 worden bepaald. De mantel 7 is van een aansluiting 8 voorzien voor het verbinden ervan 10 met een geschikte drukbron.

Wanneer de temperatuur verandert, zal de buis 1 dienovereenkomstige afmetingsveranderingen ondergaan, die een effect hebben, dat gelijk is aan dat van een drukverandering, en dus de drukmeting zullen vervalsen. Om deze temperatuurinvloeden tegen te gaan blijkt 15 het voldoende te zijn de uiteinden van de buis 1 op de in fig. k getoonde wijze in te spannen in een beugel 9» waarvan de varmte-uitzetting zodanig van die van de buis 1 verschilt, dat de vormverandering van deze buis onder invloed van de temperatuur wordt opgeheven of tenminste wordt tegengewerkt. Deze beugel kan daarbij 20 zonodig bestaan uit onderdelen met verschillende warmte-uitzetting, zoals dit bij uurwerkslingers bekend is, teneinde de gewenste uit-zettingskarakteristiek te verkrijgen. In het bijzonder kan deze beugel deel uitmaken van de mantel 7 volgens fig. 3*

Voor een dergelijke drukmeter is in beginsel elke stra-25 lingsgeleidervezel geschikt, die bij kromming tot stralingsverlies leidt. Er bestaan ook zelfcentrerende geleiders, die een kwadratisch dwars brekingsindexverloop hebben, waarbij een onder een hoek met de vezelas invallende straal naar de as wordt af gebogen, zodat \ de straal met een zekere periodiciteit rond de as zal slingeren.

\ 3400083 ... # - * - 5 -

Daarbij kan ook het effect van de kromming van de vezel dezelfde periodiciteit vertonen* daar het uittreden van straling in die gebieden zal plaatsvinden, waar de stralen de buitenzijde van de vezel benaderen. Vanneer deze periodiciteit overeenkomt met de om-5vtreii|iiei<iifce»iie*useae*ude-ribbea 5» dit de gevoeligheid bevorderen. Een en ander hangt overigens af van de invalshoekverdeling van de invallende straling, terwijl ook de lineariteit van de meting van de stralingsverdeling kan afhangen. Welke soort vezel de voorkeur verdient zal derhalve van de omstandigheden afhangen, het-10 geen overigens gemakkelijk proefondervindelijk kan worden vastge-steld.

______ \ 8400065

Claims

1. Drukmeter, omvattende een lichaam en een rond dit lichaam gewikkelde stralingsgeleidervezel, welk lichaam een aantal min of meer scherpe randen bezit, waartussen de afstand in overeenstemming met de te meten druk verandert, aan welke randen de vezel afhanke-5 lijk van deze afstand wordt geknikt, waarbij het ene uiteinde van de vezel met een stralingsbron, en het andere met een stralings-sterktemeter is verbonden, die is ingericht om de verhouding tussen de sterkte van de intredende reep. uittredende straling te meten, met het kenmerk, dat het lichaam (1) bestaat uit een aan een 10 zijde gesloten buisstuk uit een elastisch materiaal, in het bijzonder metaal, dat over een deel van de lengte van een aantal in-stulpingen (4-) is voorzien, die door min of meer scherpe en in de langsrichting verlopende randen (5) worden begrensd, waarbij het open uiteinde (3) met een drukbron in verbinding kan worden gesteld. 13

2. Drukmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buis (1) is omgeven door een geschikte mantel (7), waarvan het inwendige door middel van een aansluiting (8) met een andere drukbron in verbinding kan worden gesteld.

3· Drukmeter volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de uiteinden van de buis (1) in een spansamenstel (9) zijn ingespannen, waarvan de warmte-uitzetting zodanig van die van de buis afwijkt, dat de warmte-uitzetting van de buis althans in hoofdzaak wordt vereffend.

4. Drukmeter volgens conclusies 2 en 3> met het kenmerk, 25 dat het spansamenstel (9) deel uitmaakt van de buitenmantel (7)· 840006$