RU2539681C1 - Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect - Google Patents
Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539681C1 RU2539681C1 RU2013134964/28A RU2013134964A RU2539681C1 RU 2539681 C1 RU2539681 C1 RU 2539681C1 RU 2013134964/28 A RU2013134964/28 A RU 2013134964/28A RU 2013134964 A RU2013134964 A RU 2013134964A RU 2539681 C1 RU2539681 C1 RU 2539681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical radiation
- optical
- fiber
- optic
- linear acceleration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам измерения линейного ускорения летательных аппаратов аэрокосмической техники.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to devices for measuring the linear acceleration of aircraft of aerospace engineering.
Известен волоконно-оптический преобразователь давления, состоящий из источника оптического излучения, световода, передающего оптическое излучение от источника оптического излучения к волоконно-оптическому ответвителю, волоконно-оптического ответвителя, световода, передающего оптическое излучение от волоконно-оптического ответвителя к чувствительному элементу и обратно, чувствительного элемента, состоящего из призмы полного внутреннего отражения и отражательной мембраны, световода, передающего оптическое излучение от волоконно-оптического ответвителя к приемнику оптического излучения, приемника оптического излучения, блока обработки информации (прототип (Бусурин В.И., Жеглов М.А., Казарьян А.В. Волоконно-оптический преобразователь давления. Патент на изобретение №2457453 от 27 июля 2012 г., БИ №21)).Known fiber optic pressure transducer, consisting of an optical radiation source, a fiber transmitting optical radiation from an optical radiation source to a fiber optic coupler, a fiber optic coupler, a fiber transmitting optical radiation from a fiber optic coupler to a sensitive element and vice versa, sensitive element consisting of a prism of total internal reflection and a reflective membrane, a fiber that transmits optical radiation from fiber optical coupler to the optical radiation receiver, optical radiation receiver, information processing unit (prototype (Busurin V.I., Zheglov M.A., Kazaryan A.V. Fiber-optic pressure transducer. Patent for the invention No. 2457453 dated July 27, 2012 ., BI No. 21)).
Технический результат, создаваемый изобретением, - расширение функциональных возможностей волоконно-оптического преобразователя на основе оптического туннельного эффекта для обеспечения измерения линейного ускорения.The technical result created by the invention is the expansion of the functionality of a fiber-optic converter based on an optical tunnel effect to provide linear acceleration measurements.
Для достижения указанного результата предлагается волоконно-оптический преобразователь, состоящий из основного канала приемо-передачи оптического излучения, включающего волоконно-оптический ответвитель, связанный световодами с источником оптического и приемником оптического излучения, соединенного электрически с блоком обработки информации и оптически, через световод, с чувствительным элементом, включающим в себя устройство ориентации оптического излучения, выполненное из кварцевого стекла в форме параллелепипеда, частично покрытого зеркальным напылением, отличающийся тем, что в чувствительный элемент введены устройство поглощения оптического излучения и дополнительное устройство ориентации оптического излучения, при этом устройство поглощения оптического излучения консольно-закреплено через прокладки между устройствами ориентации оптического излучения и выполнено в виде балки из светопоглощающего материала с грузом, закрепленным на ее конце, кроме того, между устройствами ориентации оптического излучения с противоположной стороны относительно устройства поглощения оптического излучения, введена прокладка, обеспечивающая зазор между устройствами ориентации оптического излучения, при этом зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции консольно закрепленной балки на поверхности устройств ориентации оптического излучения, волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения содержит дополнительный канал приемо-передачи оптического излучения, соединенный оптически, через световод, с дополнительным устройством ориентации оптического излучения и электрически с блоком обработки информации.To achieve this result, a fiber-optic converter is proposed, consisting of a main channel for receiving and transmitting optical radiation, including a fiber-optic coupler connected by optical fibers to an optical source and an optical radiation receiver, connected electrically to the information processing unit and optically, through a fiber, with a sensitive an element including an optical radiation orientation device made of quartz glass in the shape of a parallelepiped, partially coated which is characterized by the fact that an optical absorption device and an additional optical radiation orientation device are introduced into the sensitive element, while the optical radiation absorption device is cantilevered through spacers between the optical radiation orientation devices and made in the form of a beam of light-absorbing material with a load, fixed at its end, in addition, between optical radiation orientation devices from the opposite side relative to the device In order to absorb optical radiation, a spacer was introduced to provide a gap between the optical radiation orientation devices, while mirror spraying is absent on the areas corresponding to the rectangular projection of the cantilever beam on the surface of the optical radiation orientation devices, the fiber-optic linear acceleration converter contains an additional optical transmission and reception channel radiation connected optically through an optical fiber with an additional optical orientation device radiation and electrically with an information processing unit.
Применение вместо отражательной мембраны устройства поглощения оптического излучения, выполненного в виде консольно закрепленной балки из светопоглощающего материала с грузом на ее свободном конце, введение дополнительного устройства ориентации оптического излучения, введение дополнительного канала приемо-передачи оптического излучения позволит обеспечить высокую чувствительность волоконно-оптического преобразователя к воздействию линейного ускорения.The use of an optical radiation absorption device instead of a reflective membrane made in the form of a cantilever beam of light-absorbing material with a load at its free end, the introduction of an additional optical radiation orientation device, the introduction of an additional optical radiation reception and transmission channel will ensure high sensitivity of the fiber-optic converter to the effects of linear acceleration.
На фиг.1 представлена структурная схема волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта.Figure 1 presents the structural diagram of a fiber optic linear acceleration converter based on the optical tunnel effect.
На фиг.2 представлена конструкция чувствительного элемента волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта.Figure 2 shows the design of the sensor element of the fiber-optic linear acceleration converter based on the optical tunneling effect.
Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта содержит два канала приемо-передачи оптического излучения, включающие источники оптического излучения 1, световоды 2, передающие оптическое излучение от источников 1 к волоконно-оптическим ответвителям 3, световоды 4, осуществляющие передачу оптического излучения от волоконно-оптических ответвителей 3 к чувствительному элементу 5 и обратно, световоды 6, передающие оптическое излучение от волоконно-оптических ответвителей 3 к приемникам оптического излучения 7, блок обработки информации 8. Блок обработки информации 8 осуществляет расчет измеренного значения ускорения аизм, соответствующего значению ускорения на входе авх.The fiber-optic linear acceleration converter based on the optical tunneling effect contains two optical radiation reception and transmission channels, including
Чувствительный элемент 5 волоконно-оптического преобразователя линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта состоит из двух устройств ориентации оптического излучения 9, устройства поглощения оптического излучения и прокладок 10, расположенных между устройствами ориентации оптического излучения, а также между ними и устройством поглощения оптического излучения. Устройство поглощения оптического излучения включает консольно закрепленную балку 11 из кварцевого стекла, покрытую светопоглощающим составом, и груза 12, закрепленного на свободном конце балки.The
Устройства ориентации оптического излучения 9 выполнены в виде параллелепипедов из кварцевого стекла, покрытых зеркальным напылениям, исключая области над и под устройством поглощения оптического излучения.The optical
Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения на основе оптического туннельного эффекта работает следующим образом. Источник оптического излучения 1 генерирует оптическое излучение заданной мощности и подает его в световод 2, который передает оптическое излучение к волоконно-оптическому ответвителю 3. Волоконно-оптический ответвитель 3 обеспечивает передачу оптического излучения из световода 2 в световод 4. По световоду 4 оптическое излучение вводится в устройство ориентации оптического излучения 9. В зависимости от зазора между устройством ориентации оптического излучения 9 и консольно закрепленной балкой, выполненной из светопоглощающего материала 11, за счет оптического туннельного эффекта, часть оптического излучения покинет устройство ориентации оптического излучения, через области, где отсутствует зеркальное напыление. Зазор между консольно закрепленной балкой из светопоглощающего материала 11 и устройствами ориентации оптического излучения 9 может меняться под действием линейного ускорения авх, воздействующего на груз 12, закрепленный на свободном конце балки 11, что приводит к изменению потока оптического излучения, распространяющегося в каждом из устройств ориентации оптического излучения 9 и передаваемого к приемникам оптического излучения 7. Оптическое излучение, которое останется в устройстве ориентации оптического излучения, отразившись от грани, расположенной напротив световода 4, вернется обратно в световод 4 и через волоконно-оптический ответвитель 3 попадет в световод 6, а затем на приемник оптического излучения 7, где преобразуется в электрический сигнал. Блок обработки информации 8 преобразует электрический сигнал с обоих каналов в измеренное значение линейного ускорения аизм.The fiber-optic linear acceleration converter based on the optical tunneling effect works as follows. The
Изобретение может быть использовано для измерения линейного ускорения подвижных объектов.The invention can be used to measure the linear acceleration of moving objects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2539681C1 true RU2539681C1 (en) | 2015-01-20 |
RU2013134964A RU2013134964A (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53281415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134964/28A RU2539681C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539681C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607731C1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Angular velocity and linear acceleration micro-opto-electromechanical three-axis sensor |
RU2758814C1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» | Micro-opto-electromechanical compensation converter of linear accelerations with circuits of coarse-precise stabilization of the sensitive element |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5276322A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Edjewise Sensor Products, Inc. | Fiber optic accelerometer |
RU2146373C1 (en) * | 1995-08-02 | 2000-03-10 | Петр Афанасьевич Демьяненко | Fiber-optical acceleration transducer |
JP2000292433A (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Japan Science & Technology Corp | Optical vibration sensor and optical vibration evaluation method |
KR20070013734A (en) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 사단법인 한국콘크리트학회 | Acceleration and inclination measurement system based on fiber bragg gratings |
RU2454645C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран | Apparatus for measuring vibration acceleration |
RU2457453C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Fibre-optic pressure transducer |
CN102707091A (en) * | 2012-06-12 | 2012-10-03 | 中国科学院半导体研究所 | Double-grating optical fiber vector accelerometer based on cantilever beam |
-
2013
- 2013-07-26 RU RU2013134964/28A patent/RU2539681C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5276322A (en) * | 1990-10-17 | 1994-01-04 | Edjewise Sensor Products, Inc. | Fiber optic accelerometer |
RU2146373C1 (en) * | 1995-08-02 | 2000-03-10 | Петр Афанасьевич Демьяненко | Fiber-optical acceleration transducer |
JP2000292433A (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Japan Science & Technology Corp | Optical vibration sensor and optical vibration evaluation method |
KR20070013734A (en) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 사단법인 한국콘크리트학회 | Acceleration and inclination measurement system based on fiber bragg gratings |
RU2457453C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Fibre-optic pressure transducer |
RU2454645C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран | Apparatus for measuring vibration acceleration |
CN102707091A (en) * | 2012-06-12 | 2012-10-03 | 中国科学院半导体研究所 | Double-grating optical fiber vector accelerometer based on cantilever beam |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607731C1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Angular velocity and linear acceleration micro-opto-electromechanical three-axis sensor |
RU2758814C1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» | Micro-opto-electromechanical compensation converter of linear accelerations with circuits of coarse-precise stabilization of the sensitive element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134964A (en) | 2015-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2288746C (en) | Distributed sensing system | |
CN102798411B (en) | System and method for distributed optical fibre sensing measurement based on Brillouin scattering | |
US4713538A (en) | Optical fiber apparatus and method for remotely measuring an external parameter from a monitoring position | |
CN101634571B (en) | Optical pulse raster distributed fiber sensing device | |
CN107036733B (en) | The many reference amounts Distributed Measurement System and measurement method of twin-core dim light grid array based on dark pulse light source | |
CN201876324U (en) | Double-light source light path structure of distributed optical fiber Raman temperature sensor | |
CN106769736B (en) | Dust concentration measurement system | |
CN101995227B (en) | Optical path autocorrelator for distributed optical fiber strain sensing measurement | |
CN202648830U (en) | A distributed fiber sensing device based on Brillouin scattering | |
CN103591971A (en) | Positioning method and system of fiber grating | |
CN102162742A (en) | Quasi-distribution optical fiber white-light strain sensing and demodulation device based on nonequilibrium Michelson interferometer | |
CN103940360A (en) | Strain monitoring device based on cascade chirped fiber gratings | |
CN102721484A (en) | Distributed optical fiber sensing device based on brillouin scattering | |
CN103712564A (en) | Reflection type optical fiber displacement sensor based on Y-shaped optical fiber coupler and self-focusing lens | |
CN105241482A (en) | Active fiber grating sensor wavelength demodulation system and method | |
CN204256266U (en) | A kind of common light path Feisuo interferometer type light path correlator based on optical fibre ring catoptron | |
RU2539681C1 (en) | Fibre-optic linear acceleration converter based on optical tunnelling effect | |
RU2544885C1 (en) | Micro-opto-electromechanical sensor of angular speed | |
CN102494799B (en) | Dual-wavelength optical delay optical fiber temperature sensor | |
CN102135437B (en) | Method and device for inquiring signals by unbalanced Mach-Zehnder interferometer | |
CN102012284A (en) | Photoelectronic device for distributed optical fiber temperature sensor | |
CN107727122B (en) | Double-end detection combined Raman and Brillouin scattering distributed optical fiber sensing device | |
RU2457453C1 (en) | Fibre-optic pressure transducer | |
CN106225949A (en) | Wavelength-division multiplex dual-wavelength optical-fiber delay temperature sensor | |
CN107101697B (en) | A kind of device of quasi-distributed optical fiber liquid level sensor and its method for measuring liquid level |