PL218013B1 - Głowica czujnika światłowodowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica czujnika światłowodowego, przeznaczona w szczególności do wibrometrów światłowodowych, zwłaszcza z automatycznym wyszukiwaniem maksymalnej mocy promieniowania rozproszonego.

Głowica czujnika światłowodowego znana z polskiego opisu patentowego nr 204205 zbudowana jest ze światłowodu grubordzeniowego złożonego z rdzenia i płaszcza pokrywającego rdzeń na pewnej długości oraz ze źródła promieniowania świetlnego i detektora promieniowania świetlnego zamocowanych w uchwycie na jednym końcu światłowodu, a także ze zwierciadła nałożonego na przeciwny koniec światłowodu. Powierzchnia boczna rdzenia światłowodu grubordzeniowego styka się bezpośrednio z otoczeniem.

Istota głowicy, według wynalazku, polega na tym, że ma światłowód nadawczy połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu nadawczego a drugim końcem z kolimatorem nadawczym, oraz ma światłowód odbiorczy połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu odbiorczego, a drugim końcem z kolimatorem odbiorczym. Kolimator nadawczy zamocowany jest na belce stałej osadzonej trwale w podstawie, natomiast kolimator odbiorczy zmocowany jest na belce ruchomej, zamocowanej na belce stałej za pomocą trzpienia łożyskującego usytuowanego na pierwszym końcu belki ruchomej, zaś drugi koniec belki ruchomej umieszczony jest pomiędzy układem regulacji kąta położenia kolimatora odbiorczego zamocowanego trwale na podstawie i sprężyną umocowaną w belce stałej.

Korzystnie, kolimator odbiorczy osadzony jest w belce ruchomej w mimośrodzie.

Korzystnym jest również, gdy kolimator nadawczy zamocowany jest na pierścieniu przykręconym śrubami regulacyjnymi do belki stałej, przy czym pomiędzy pierścieniem i belką stałą umieszczona jest uszczelka sprężynująca.

Korzystnie, oś optyczna obu kolimatorów nadawczego i odbiorczego leży w tej samej płaszczyźnie w pełnym zakresie zmiany kąta pomiędzy nimi.

Głowica według wynalazku pozwala na wyszukiwanie maksymalnej wartości promieniowania rozproszonego od obiektu pomiarowego, jest prosta w obsłudze, skraca czas potrzebny do znalezienia maksymalnej wartości analizowanego promieniowania oraz umożliwia śledzenia odległości głowicy od obiektu, w przypadku zmian jego położenia. Głowica ta jest, w szczególności przydatna do zastosowania w urządzeniach do pomiaru drgań obiektów.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładzie wykonania i uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia głowicę czujnika światłowodowego w widoku z góry, a fig. 2 - głowicę w widoku z przodu.

Głowica czujnika światłowodowego podłączona do źródła promieniowania świetlnego i detektora promieniowania, ma światłowód nadawczy 2 połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu nadawczego 1, a drugim końcem z kolimatorem nadawczym 3, oraz ma światłowód odbiorczy 5 połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu odbiorczego 6, a drugim końcem z kolimatorem odbiorczym 4. Kolimator nadawczy 3 zamocowany jest na belce stałej 9 osadzonej trwale w podstawie 8. Kolimator odbiorczy 4 zmocowany jest na belce ruchomej 14 zamocowanej na belce stałej 9 za pomocą trzpienia łożyskującego 15 usytuowanego na pierwszym końcu belki ruchomej 14, zaś drugi koniec belki ruchomej 14 umieszczony jest pomiędzy układem regulacji kąta położenia 7 kolimatora odbiorczego 4, zamocowanym trwale na podstawie 8 i sprężyną umocowaną w belce stałej 9. Ponadto kolimator odbiorczy 4 osadzony jest w belce ruchomej 14 na mimośrodzie 13, natomiast kolimator nadawczy 3 zamocowany jest na pierścieniu 10 przykręconym śrubami regulacyjnymi 12 do belki stałej 9, przy czym pomiędzy pierścieniem 10 i belką stałą 9 umieszczona jest uszczelka sprężynująca 11.

Działania głowicy polega na tym, że w aparaturze pomiarowej, do której jest podłączona wytwarza się promieniowanie laserowe, które następnie poprzez złączkę światłowodową 1 oraz światłowód nadawczy 2 doprowadza się do kolimatora nadawczego 3, a następnie oświetla się nim badany obiekt pomiarowy. Jednocześnie kolimatorem odbiorczym 4 odbiera się promieniowanie rozproszone od badanego obiektu pomiarowego i poprzez światłowód 5 oraz złączkę światłowodową 6 kieruje je z powrotem do aparatury pomiarowej. W celu ustawienia osi optycznych obu kolimatorów nadawczego 3 i odbiorczego 4 w tej samej płaszczyźnie w pełnym zakresie zmiany kąta pomiędzy nimi, za pomocą mimośrodu 13 poprzez jego obrót względem belki ruchomej 14, reguluje się położenie wysokość kolimatora odbiorczego 4 względem kolimatora nadawczego 3, ponadto poprzez uszczelkę spręPL 218 013 B1 żynującą 11 śrubami regulacyjnymi 12, reguluje się położenie pierścienia mocującego 10 kolimator nadawczy 3 względem belki stałej 9 i ustawia się kierunek promieniowania kolimatora nadawczego 3 tak, aby leżał on w płaszczyźnie wytyczonej poprzez kolimator odbiorczy 4, gdy ten zmienia swe położenie kątowe za pomocą belki ruchomej 14 łożyskowanej trzpieniem 15, która wprawiana jest w ruch elementem regulacji kąta 7 kolimatora odbiorczego 4, w postaci serwomechanizmu, oraz sprężyną 16 w zależności od kierunku zmian kąta. Wstępne ustalenie położenia obu kolimatorów nadawczego 3 i odbiorczego 4 pozwala ograniczyć poszukiwanie maksymalnego sygnału rozproszonego od obiektu pomiarowego jedynie do znalezienia właściwego kąta pomiędzy oboma kolimatorami.

Ponadto w urządzeniu pomiarowym wytwarza się sygnał elektryczny zmienny w czasie, sterujący elementem regulacji kąta 7, którym zmienia się wartość kąta pomiędzy kolimatorem nadawczym 3 i odbiorczym 4 od zera do wartości maksymalnej. Jednocześnie wartość odebranego promieniowania rozproszonego odebranego przez kolimator odbiorczy 4, poddaje się analizie w pełnym zakresie wychylenia kątowego, po czym wyłącza się sygnał elektryczny zmienny w czasie i na podstawie zmierzonej zależności zmian promieniowania w funkcji kąta pomiędzy kolimatorem nadawczym 3 i odbiorczym 4 wyznacza się wartość sygnału błędu, jako różnicę kąta pomiędzy położeniem odpowiadającym maksymalnej wartości mocy promieniowania rozproszonego i aktualnym położeniem kolimatora odbiorczego 4, następnie sygnał błędu przekształca się na sygnał sterujący i kieruje się do elementu regulacji kąta 7 kolimatora odbiorczego 4.

Claims (4)

1. Głowica czujnika światłowodowego zawierająca światłowód, źródło promieniowania świetlnego i detektor promieniowania, znamienna tym, że ma światłowód nadawczy (2) połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu nadawczego (1) a drugim końcem z kolimatorem nadawczym (3), oraz ma światłowód odbiorczy (5) połączony pierwszym końcem ze złączką światłowodową światłowodu odbiorczego (6) a drugim końcem z kolimatorem odbiorczym (4), przy czym kolimator nadawczy (3) zamocowany jest na belce stałej (9) osadzonej trwale w podstawie (8), natomiast kolimator odbiorczy (4) zmocowany jest na belce ruchomej (14), zamocowanej na belce stałej (9) za pomocą trzpienia łożyskującego (15) usytuowanego na pierwszym końcu belki ruchomej (14), zaś drugi koniec belki ruchomej (14) umieszczony jest pomiędzy układem regulacji kąta położenia (7) kolimatora odbiorczego (4), zamocowanym trwale na podstawie (8) i sprężyną umocowaną w belce stałej (9).

2. Głowica, według zastrz. 1, znamienna tym, że kolimator odbiorczy (4) osadzony jest w belce ruchomej (14) na mimośrodzie (13).

3. Głowica, według zastrz. 1, znamienna tym, że kolimator nadawczy (3) zamocowany jest na pierścieniu (10) przykręconym śrubami regulacyjnymi (12) do belki stałej (9), przy czym pomiędzy pierścieniem (10) i belką stałą (9) umieszczona jest uszczelka sprężynująca (11).

4. Głowica, według zastrz. 1, znamienna tym, że oś optyczna obu kolimatorów nadawczego (3) i odbiorczego (4) leżała w tej samej płaszczyźnie w pełnym zakresie zmiany kąta pomiędzy nimi.