RU2297006C2 - Fiber-optic velocity transducer - Google Patents
Fiber-optic velocity transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297006C2 RU2297006C2 RU2005114941/28A RU2005114941A RU2297006C2 RU 2297006 C2 RU2297006 C2 RU 2297006C2 RU 2005114941/28 A RU2005114941/28 A RU 2005114941/28A RU 2005114941 A RU2005114941 A RU 2005114941A RU 2297006 C2 RU2297006 C2 RU 2297006C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- holders
- shaft
- magnets
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости вращения вала, например, гребного винта плавсредства.The invention relates to measuring equipment and can be used to measure the speed of rotation of the shaft, for example, a propeller of a boat.
Известен волоконно-оптический тахометр (ВОТ), содержащий источник света и фотоприемник, оптически согласованные через световод с оптическими метками, нанесенными на контролируемый вал [Патент Великобритании №1.385.038, кл. G1A (G01P 3/36), 1975].Known fiber optic tachometer (BOT), containing a light source and a photodetector, optically matched through a fiber with optical marks deposited on a controlled shaft [UK Patent No. 1,385.038, class. G1A (G01P 3/36), 1975].
Известен ВОТ, содержащий ротор, закрепленный на исследуемом валу, статор в виде оптических волокон, оптически согласованных с источником света и фотоприемником, усилитель фототока и регистратор [Патент Франции №2113895, кл. G01P 3/00, G01P 13/00, G01P 15/00, 1972].Known BOT containing a rotor mounted on the test shaft, a stator in the form of optical fibers optically matched with a light source and a photodetector, a photocurrent amplifier and a registrar [French Patent No. 2113895, cl.
Последний ВОТ принят за прототип.The last HERE is taken as a prototype.
В прототипе ротор выполнен в виде диска с прорезами, через которые с помощью оптических волокон согласованы источник света и фотоприемник.In the prototype, the rotor is made in the form of a disk with slots through which the light source and the photodetector are matched using optical fibers.
Недостатком аналога и прототипа является амплитудный характер съема информации о частоте вращения вала.The disadvantage of analogue and prototype is the amplitude nature of the information retrieval of the shaft rotation frequency.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является обеспечение фазового съема информации о частоте вращения вала.The technical result obtained from the implementation of the invention is to provide phase readout of information about the frequency of rotation of the shaft.
Данный технический результат получают за счет того, что в известном ВОТ, содержащем ротор, закрепленном на контролируемом валу, статор, содержащий оптические волокна, оптически согласованные с источником света и фотоприемником, усилитель фототока и регистратор, ротор выполнен в виде постоянного магнита, закрепленного на диэлектрической державке на определенном расстоянии от оси вращения вала, а статор - в виде 2N магнитов (где N=1, 2, 3...), закрепленных на свободном конце державок, равномерно расположенных вдоль образующих цилиндрической поверхности, соосной валу, другой конец которых консольно закреплен на основании этой цилиндрической поверхности, при этом в местах консольного закрепления балок расположены оптические волокна, свернутые в N предметных и N опорных волоконных катушек, оптически согласованных с источником света, выполненном когерентным, и фотоприемником в интерферометр, в одной из волоконных катушек которого установлено фазосдвигающее устройство, причем предметные и опорные волоконные катушки располагаются на основании цилиндрической поверхности поочередно друг за другом. Ротор ВОТ может дополнительно содержать постоянные магниты, закрепленные на дополнительных диэлектрических державках, при этом все державки магнитов ротора равномерно расположены вдоль второй цилиндрической поверхности, соосной валу и закрепленной на роторе.This technical result is obtained due to the fact that in the known BOT containing a rotor mounted on a controlled shaft, a stator containing optical fibers optically matched with a light source and a photodetector, a photocurrent amplifier and a recorder, the rotor is made in the form of a permanent magnet mounted on a dielectric the holder at a certain distance from the axis of rotation of the shaft, and the stator in the form of 2N magnets (where N = 1, 2, 3 ...), mounted on the free end of the holders, evenly spaced along the generatrices of the cylindrical surface, coaxial to the shaft, the other end of which is cantilevered on the basis of this cylindrical surface, while in the places of cantilever beam fixing there are optical fibers, rolled up in N subject and N reference fiber coils, optically matched with a coherent light source and a photodetector into an interferometer , in one of the fiber coils of which a phase-shifting device is installed, wherein the object and support fiber coils are located on the basis of the cylindrical surface of the lecher but for each other. The BOT rotor may additionally contain permanent magnets mounted on additional dielectric holders, while all the rotor magnet holders are evenly spaced along a second cylindrical surface coaxial to the shaft and mounted on the rotor.
В частном случае магниты на свободном конце державок статора выполнены в виде электромагнитов.In a particular case, the magnets on the free end of the stator arms are made in the form of electromagnets.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1, 2 представлены конструктивные схемы ВОТ, на фиг.3 - оптико-электронная схема ВОТ.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1, 2 presents the structural circuit of the BOT, in Fig.3 - the optoelectronic circuit of the BOT.
ВОТ содержит (фиг.1, 2) ротор, установленный на контролируемом валу 1, выполненный в виде закрепленных на основании 2 державок 3.HERE contains (Fig.1, 2) a rotor mounted on a controlled shaft 1, made in the form of holders fixed on the
Державки 3 расположены равномерно вдоль цилиндрической поверхности соосной валу 1. На свободных концах державок 3 установлены постоянные магниты 4.The
Имеется также статор, содержащий основание 5, в котором консольно закреплены державки 6. На свободных концах державок 6, равномерно расположенных вдоль второй цилиндрической поверхности, соосной оси вращения вала 1, закреплены магниты 7, которые могут быть выполнены в виде электромагнитов.There is also a stator containing a
Количество державок 3 в два раза меньше державок 6. Количество державок 6 статора выбирается равным четному числу.The number of
На консольно закрепленных концах державок 6 установлены волоконные катушки 81...8N и 91...9N (фиг.3) таким образом, чтобы державки 6 плотно вставали в сердцевины катушек 8, 9 (фиг.2). Условно волоконные катушки 8 можно назвать предметными, а катушки 9 - опорными.At the cantilever fixed ends of the
Расстояние между магнитами 4, 7 ротора и статора выбираются из условия их магнитного взаимодействия между собой.The distance between the
Предметные и опорные волоконные катушки 8, 9 оптически согласованы в волоконно-оптический интерферометр (ВОИ) с источником когерентного света 10 и фотоприемником 11 (фиг.3). Причем предметные волоконные катушки 81, ... 8N образуют одно из плеч ВОИ, а катушки 91, ... 9N - другое его плечо и расположены они поочередно друг за другом.The subject and
В одной из волоконных катушек ВОИ установлено фазосдвигающее устройство 12. Выход фотоприемника 11 подключен через усилитель 13 фототока к регистратору 14, выполненному в виде частотомера.A phase-
ВОТ работает следующим образом. Перед эксплуатацией тахометра начальную разность фаз ВОИ устанавливают равной 90°.HER works as follows. Before operating the tachometer, the initial phase difference of VOI is set equal to 90 °.
При вращении ротора магниты 4 периодически проходят мимо магнитов 7 статора. При этом державки 6 статора будут периодически с частотой, пропорциональной частоте вращения вала 1, стремится к магнитам 4 ротора.When the rotor rotates, the
Это в свою очередь вызовет периодическое импульсное давление консольно закрепленных державок 6 статора на предметные и опорные волоконные катушки 8, 9 ВОИ. На выходе фотоприемника 11 появится последовательность импульсов с частотой повторения, пропорциональной частоте вращения вала 4, измеряемой частотомером 14.This, in turn, will cause periodic pulsed pressure of the cantilever
Механические воздействия на волоконные катушки 8, 9 должны быть такими, чтобы выходной сигнал ВОИ не превышал по фазе 45°. В этом случае ВОИ обеспечивает квазилинейное преобразование входного сигнала. Для этого расстояние между магнитами 4, 7 ротора и статора выбирается соответствующим для обеспечения необходимой силы их взаимодействия.The mechanical effects on the
Целесообразно выполнение магнитов 7 статора в виде электромагнитов для выбора подходящей силы их взаимодействия с магнитами 4 ротора.It is advisable to make the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114941/28A RU2297006C2 (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Fiber-optic velocity transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114941/28A RU2297006C2 (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Fiber-optic velocity transducer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005114941A RU2005114941A (en) | 2006-11-27 |
RU2297006C2 true RU2297006C2 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=37664147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005114941/28A RU2297006C2 (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Fiber-optic velocity transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2297006C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562149C2 (en) * | 2013-04-10 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Resonant measuring method of rotation frequency of object and device implementing this method |
RU174921U1 (en) * | 2017-07-27 | 2017-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ADJUSTABLE VALVE OF THE ADJUSTABLE SCREW OF THE ADJUSTABLE SCREW OF THE REGULATED STEP |
-
2005
- 2005-05-18 RU RU2005114941/28A patent/RU2297006C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562149C2 (en) * | 2013-04-10 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Resonant measuring method of rotation frequency of object and device implementing this method |
RU174921U1 (en) * | 2017-07-27 | 2017-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ADJUSTABLE VALVE OF THE ADJUSTABLE SCREW OF THE ADJUSTABLE SCREW OF THE REGULATED STEP |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005114941A (en) | 2006-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lopez-Hignera et al. | Simple low-frequency optical fiber accelerometer with large rotating machine monitoring applications | |
CN108332785B (en) | Measuring device and method for large-scale fiber grating sensor | |
CN107389978B (en) | Weak reflection Bragg grating accelerometer and sensing method thereof | |
CN111006753A (en) | Phase feedback controlled optical fiber interference ultralow frequency vibration measuring device and method | |
RU2297006C2 (en) | Fiber-optic velocity transducer | |
CN104729493A (en) | Novel detection method of optical fiber gyroscope | |
US4874244A (en) | Method and apparatus for increasing the unambiguous sensing range in an interferometric fiber gyroscope | |
EP3086091B1 (en) | Rotationally biased fiber optic gyroscope | |
Hong et al. | Location of a wideband perturbation using a fiber Fox–Smith interferometer | |
Travers et al. | Distributed strain sensing inside a fiber coil under vibration | |
Garcia-Souto et al. | High resolution (< 1nm) interferometric fiber-optic sensor of vibrations in high-power transformers | |
Tang et al. | Distributed acoustic sensing system based on continuous wide-band ultra-weak fiber Bragg grating array | |
RU2317556C1 (en) | Pickup for measuring difference in speed of rotation of axially aligned shafts | |
Kissinger | Range-resolved optical interferometric signal processing | |
RU2317557C1 (en) | Device for monitoring synchronization of rotation of two parallel shafts | |
EP0455717A1 (en) | Fiber optic gyroscope combined signal phase difference control | |
Yu et al. | All-digital real time demodulation system of fiber laser hydrophone using PGC method | |
RU2345369C1 (en) | Measuring instrument of arbor gyration velocity (versions) | |
Liu et al. | High performance interrogation by a composite-double-probe-pulse for ultra-weak FBG array | |
CN106840370B (en) | Device and method for measuring resonant frequency of optical fiber interference detector | |
RU2310821C1 (en) | Torsiometer | |
CN112083476A (en) | Rotary seismograph based on dual-polarization light path structure | |
Heredero et al. | Micromachined optical fiber current sensor | |
RU2327951C1 (en) | Alignment control device for rotating shift | |
Chen et al. | A new measurement method for resonance frequency of fiber optic interferometric vibration detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070519 |