RU183098U1

RU183098U1 - Light guide

Info

Publication number: RU183098U1
Application number: RU2018118863U
Authority: RU
Inventors: Матвей Нестерович Барашев
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2018-09-11

Abstract

Полезная модель относится к световодам, которые применяются в высокотемпературных технологических и исследовательских установках, а также в камерах сгорания газотурбинных установок. Задача полезной модели заключается в снижении потерь света при его передаче через световод и в повышении его надежности. Световод содержит выполненный в виде гибкого шланга металлический корпус с входным и выходным отверстиями, шарики, выполненные из прозрачного материала, расположенные в ряд, внутри корпуса, вдоль его оси, по всей его длине, содержащем также распорные элементы, установленные между шариками, расположенными друг от друга на расстоянии, установленном толщиной распорных элементов, распорные элементы выполняются из прозрачного материала. Каждый распорный элемент представляет собой цилиндр, основания которого содержат углубления сферической формы, на которые опираются шарики, с радиусом сферической поверхности, равным радиусу контактирующего с ней шарика. Для улучшения светопередачи цилиндрическая поверхность распорного элемента имеет светоотражающее покрытие. Технический результат полезной модели - снижение потерь света в световоде и повышение его надежности. 1 ил.The utility model relates to optical fibers that are used in high-temperature technological and research installations, as well as in the combustion chambers of gas turbine installations. The objective of the utility model is to reduce light loss during its transmission through the optical fiber and to increase its reliability. The optical fiber contains a metal housing made in the form of a flexible hose with inlet and outlet openings, balls made of transparent material, arranged in a row, inside the housing, along its axis, along its entire length, also containing spacer elements installed between the balls located from each other at a distance established by the thickness of the spacer elements, the spacer elements are made of transparent material. Each spacer element is a cylinder, the bases of which contain spherical recesses on which the balls rest, with a radius of the spherical surface equal to the radius of the ball in contact with it. To improve light transmission, the cylindrical surface of the spacer element has a reflective coating. The technical result of the utility model is to reduce light loss in the fiber and increase its reliability. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к световодам. В частности к световодам, которые применяется в высокотемпературных технологических и исследовательских установках, а также в (камерах сгорания), например, газотурбинных установок.The utility model relates to optical fibers. In particular, to optical fibers, which are used in high-temperature technological and research installations, as well as in (combustion chambers), for example, gas turbine installations.

Известен световод (патент РФ 2469364), выбранный в качестве прототипа, предназначенный для исследования горячих участков газотурбинных двигателей, например наблюдения пламени газотурбинной установки, для проверки его устойчивости.A known light guide (RF patent 2469364), selected as a prototype, is designed to study hot sections of gas turbine engines, for example, observing the flame of a gas turbine installation, to check its stability.

Известный световод содержит выполненный в виде гибкого металлического шланга корпус, который имеет входное отверстие, выходное отверстие и проходящую от входного отверстия к выходному отверстию (воображаемую) среднюю линию. Внутри корпуса вдоль средней линии расположены в ряд прозрачные шарики. С помощью распорок, которые расположены в корпусе между шариками, обеспечивается оптимальное расстояние шариков друг от друга для направления света. Распорки могут быть выполнены в виде фиксированных на внутренней стороне корпуса металлических колец или в виде проходящего от входного отверстия к выходному отверстию металлического спирально изогнутого выступа. При этом расстояния витков друг от друга выбраны так, что шарики размещаются между смежными витками. Исполнение корпуса световода в виде гибкого металлического шланга позволяет гибко прокладывать световод к его месту назначения. Входное отверстие и/или выходное отверстие корпуса могут быть закрыты прозрачной шайбой, например, кварцевой шайбой.The known optical fiber contains a housing made in the form of a flexible metal hose, which has an inlet, an outlet and an (imaginary) center line passing from the inlet to the outlet. Transparent balls are arranged in a row along the midline inside the case. By means of spacers, which are located in the housing between the balls, the optimal distance of the balls from each other for the direction of light is ensured. The spacers can be made in the form of metal rings fixed on the inside of the casing or in the form of a metal spiral curved protrusion passing from the inlet to the outlet. In this case, the distances of the turns from each other are selected so that the balls are placed between adjacent turns. The design of the body of the fiber in the form of a flexible metal hose allows you to flexibly lay the fiber to its destination. The inlet and / or outlet of the housing can be covered with a transparent washer, for example, a quartz washer.

Известный световод обладает рядом недостатков, в числе которых невысокое светопропускание и низкая надежность.The known fiber has a number of disadvantages, including low light transmission and low reliability.

Причиной низкой надежности известного световода является выполнение распорок, находящихся между шариками из полированного кварца, в виде металлических колец.The reason for the low reliability of the known fiber is the implementation of the spacers located between the balls of polished quartz in the form of metal rings.

Опирание шарика, изготовленного из твердого и хрупкого кварца, на достаточно твердое металлическое кольцо, является причиной появления царапин и трещин на полированной поверхности шариков, так как ввиду малой площади, на которую опирается шарик, его поверхность испытывает значительное давление. Вероятность возникновения царапин и трещин возрастает в процессе изменения кривизны световода, так как силы, локально воздействующие на шарики изменяют направления и скорости изменения этих сил могут значительно превышать допустимую скорость распространения деформаций в шарике, что и становится причиной повреждения поверхности шарика и даже его разрушения.The support of a ball made of hard and brittle quartz on a sufficiently hard metal ring causes scratches and cracks on the polished surface of the balls, since due to the small area on which the ball rests, its surface experiences significant pressure. The likelihood of scratches and cracks increases in the process of changing the curvature of the fiber, since the forces acting locally on the balls change directions and the rates of change of these forces can significantly exceed the allowable rate of deformation propagation in the ball, which causes damage to the surface of the ball and even its destruction.

Задача полезной модели заключается в снижении потерь света при его передаче через световод, и в повышении его надежности.The objective of the utility model is to reduce light loss during its transmission through the fiber, and to increase its reliability.

Поставленная задача решается тем, что в световоде, содержащем выполненный в виде гибкого шланга металлический корпус с входным и выходным отверстиями, шарики, выполненные из прозрачного материала, расположенные в ряд, внутри корпуса, вдоль его оси, по всей его длине, содержащем также распорные элементы, установленные между шариками, расположенными друг от друга на расстоянии, установленном толщиной распорных элементов, распорные элементы выполняются из прозрачного материала. Каждый распорный элемент, представляет собой цилиндр, основания которого, содержат углубления сферической формы, на которые опираются шарики, с радиусом сферической поверхности равным радиусу контактирующего с ней шарика. Для улучшения светопередачи цилиндрическая поверхность распорного элемента имеет светоотражающее покрытие.The problem is solved in that in a fiber containing a metal housing made in the form of a flexible hose with inlet and outlet openings, balls made of transparent material are arranged in a row, inside the housing, along its axis, along its entire length, also containing spacer elements installed between the balls located from each other at a distance established by the thickness of the spacer elements, the spacer elements are made of transparent material. Each spacer element is a cylinder whose bases contain spherical recesses on which the balls rest, with a radius of the spherical surface equal to the radius of the ball in contact with it. To improve light transmission, the cylindrical surface of the spacer element has a reflective coating.

Технический результат полезной модели - снижение потерь света в световоде и повышение его надежности.The technical result of the utility model is to reduce light loss in the fiber and increase its reliability.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен участок световода в разрезе. Световод содержит корпус 1, выполненный из гибкого металлического шланга; распорные элементы 2 выполненные из прозрачного материала; шарики 3, также выполненные из прозрачного материала; на внешней цилиндрической поверхности разделительных элементов может находиться светоотражающий слой 4.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a section of a fiber in section. The light guide comprises a housing 1 made of a flexible metal hose; spacer elements 2 made of transparent material; balls 3, also made of a transparent material; on the outer cylindrical surface of the separation elements may be a reflective layer 4.

Световод работает следующим образом. Свет от пламени форсунки, находящейся в камере сгорания газотурбинной установки, попадает внутрь световода, где продолжает свое распространение через прозрачные шарики и прозрачные разделительные элементы. Часть света попавшего на внешнюю цилиндрическую поверхность разделительных элементов, отражается от светоотражающего покрытия, нанесенного на них и продолжает свое распространение внутри световода по направлению к выходу из него. Разделительные элементы, механически взаимодействующие с шариками, воздействуют на участки их поверхностей, обладающие значительно большими площадями, нежели в случае исполнения их в виде колец, что значительно снижает давление на поверхность шариков, изготовленных из хрупкого кварца. В результате вероятность повреждения поверхности шарика и его разрушения, существенно снижается.The light guide operates as follows. The light from the flame of the nozzle located in the combustion chamber of a gas turbine installation enters the fiber, where it continues to propagate through transparent balls and transparent separation elements. Part of the light incident on the outer cylindrical surface of the separation elements is reflected from the reflective coating deposited on them and continues to propagate inside the light guide towards the exit from it. Separating elements, mechanically interacting with the balls, act on areas of their surfaces that have significantly larger areas than in the case of their execution in the form of rings, which significantly reduces the pressure on the surface of the balls made of brittle quartz. As a result, the probability of damage to the surface of the ball and its destruction is significantly reduced.

Claims

A light guide containing a metal housing made in the form of a flexible hose with inlet and outlet openings, balls made of transparent material, arranged in a row, inside the housing, along its axis, along its entire length, and spacers installed between the balls located from each other at a distance established by the thickness of the spacer elements, characterized in that the spacer elements are made of transparent material and each spacer element is a cylinder, the bases of which contain recesses of spheres the shape of the balls on which they rest, with a radius of a spherical surface equal to the radius of the ball in contact with it, and the cylindrical surface has a reflective coating.