RU2687179C1 - Method of determining pressure in annular laser gyroscopes - Google Patents
Method of determining pressure in annular laser gyroscopes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687179C1 RU2687179C1 RU2018126891A RU2018126891A RU2687179C1 RU 2687179 C1 RU2687179 C1 RU 2687179C1 RU 2018126891 A RU2018126891 A RU 2018126891A RU 2018126891 A RU2018126891 A RU 2018126891A RU 2687179 C1 RU2687179 C1 RU 2687179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helium
- neon
- pressure
- intensity
- ring laser
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано для определения давления рабочей гелий-неоновой смеси в кольцевых лазерных гироскопах.The invention relates to the field of laser technology and can be used to determine the pressure of the working helium-neon mixture in ring laser gyroscopes.
Известен способ определения давления в разрядных лампах заключающийся в размещении и фиксировании на центральной части лампы внешних электродов, измерении напряжения пробоя между электродами и определении давления по графику зависимости напряжения пробоя от давления газа [Патент РФ №2199791, кл. H01J 9/42, опубликованный 27.02.2003.]. Задачей данного изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений, повышение точности и воспроизводимости результатов при определении давления на низких частотах.There is a method of determining the pressure in the discharge lamps which consists in placing and fixing external electrodes on the central part of the lamp, measuring the breakdown voltage between the electrodes and determining the pressure according to the graph of the dependence of the breakdown voltage on the gas pressure [RF Patent №2199791, Cl. H01J 9/42, published 02/27/2003.]. The objective of this invention is to expand the range of measured pressures, improving the accuracy and reproducibility of the results when determining pressure at low frequencies.
Для достижения указанного технического результата в способе определения давления в разрядных лампах после размещения и фиксирования внешних электродов возбуждают два поперечных разряда между ними, устанавливают токи разрядов, протекающих между электродами, затем увеличивают напряжение до зажигания продольного разряда в промежутке между электродами и по измеренному напряжению пробоя определяют давление газа в лампах. Известно, что в поперечном разряде, в отличие от продольного, доминирующими становятся объемные процессы рекомбинации заряженных частиц в плазме, что обусловливает равномерное распределение концентрации электронов по сечению лампы, что позволяет повысить точность измерений.To achieve this technical result in the method of determining the pressure in the discharge lamps, after placing and fixing the external electrodes, two transverse discharges between them are established, discharge currents flowing between the electrodes are established, then the voltage is increased before the longitudinal discharge is ignited between the electrodes and the breakdown voltage is determined gas pressure in the lamps. It is known that, in contrast to a longitudinal discharge, bulk recombination processes of charged particles in a plasma become dominant in a transverse discharge, which causes a uniform distribution of electron concentration over the cross section of the lamp, which improves the measurement accuracy.
Расширение диапазона измеряемых давлений, измерение на низких частотах достигается возбуждением в поперечном сечении лампы вспомогательных разрядов, в результате чего объемный механизм развития разряда превалирует над поверхностным (имеющим место при высоких давлениях), снижается напряжение зажигания разряда и повышается стабильность его величины как при измерении низких, так и высоких давлений.Expansion of the range of measured pressures, measurement at low frequencies is achieved by excitation of auxiliary discharges in the cross section of the lamp, as a result of which the volumetric mechanism of discharge development prevails over the surface (occurring at high pressures), the discharge ignition voltage decreases and its magnitude increases and high pressures.
Недостаток данного способа заключается в том, что он не позволяет определять давление в кольцевых лазерных гироскопах из-за отсутствия возможности размещения внешних электродов на корпусе лазерного гироскопа.The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the pressure in the ring laser gyroscopes due to the lack of possibility of placing external electrodes on the body of the laser gyro.
Прототипом предполагаемого изобретения является способ и устройство для определения чистоты и/или давления газов в электрических лампах [Патент США №5920400, кл. G01J 3/46, опубликованный 6.07.1999 г.].The prototype of the proposed invention is a method and apparatus for determining the purity and / or pressure of gases in electric lamps [US Patent No. 5920400, cl. G01J 3/46, published on July 6, 1999].
В соответствии с данным способом избирательно измеряют интенсивности спектральных линий газа, по меньшей мере одной независимой от давления (для определения примесей) и одной зависимой от давления (для определения давления газа). Для косвенного определения примесей используются длины волн интенсивность спектральных линий которых соответствует более высоким уровням энергии возбуждения атомов, чем энергия возбуждения атомов примесей. Интенсивность этих спектральных линий является мерой содержания примесей в газе. В качестве альтернативы интенсивность по меньшей мере одной из спектральных линий соответствующей примеси измеряется непосредственно. Чтобы устранить синфазную интерференцию измеряют две спектральные линии и из интенсивностей этих линий рассчитывают отношение. Отношение интенсивностей линий аргона длин волн λ1=772,4 нм и λ2=738,4 нм, в частности, оказалось приемлемым для косвенного обнаружения примесей в аргоне. Отношение интенсивностей аргоновых линий волн λ1=763,5 нм и λ2=738,4 нм оказалось приемлемым для определения давления аргона.In accordance with this method, the intensities of the spectral lines of the gas are selectively measured, at least one independent of pressure (for determining impurities) and one dependent on pressure (for determining the pressure of gas). For indirect determination of impurities, wavelengths are used, the intensity of the spectral lines of which correspond to higher levels of excitation energy of atoms than the excitation energy of impurity atoms. The intensity of these spectral lines is a measure of the content of impurities in a gas. Alternatively, the intensity of at least one of the spectral lines of the corresponding impurity is measured directly. In order to eliminate the in-phase interference, two spectral lines are measured and the ratio is calculated from the intensities of these lines. The ratio of the intensities of the argon lines of the wavelengths λ 1 = 772.4 nm and λ 2 = 738.4 nm, in particular, turned out to be acceptable for indirect detection of impurities in argon. The ratio of the intensities of the argon wave lines λ 1 = 763.5 nm and λ 2 = 738.4 nm was acceptable for determining the pressure of argon.
Данный процесс измерения хорошо подходит для интеграции в высокоскоростные производственные линии для выпуска газоразрядных ламп. Также весь процесс измерения занимает всего несколько минут, что значительно повышает оперативность контроля.This measurement process is well suited for integration into high-speed production lines for the discharge of gas-discharge lamps. Also, the whole measurement process takes only a few minutes, which significantly increases the speed of control.
Недостатком прототипа является то, что данный способ не позволяет определять давление гелий - неоновой смеси.The disadvantage of the prototype is that this method does not allow to determine the pressure of helium - neon mixture.
Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение оперативности и точности измерения давления гелий - неоновой смеси кольцевых лазерных гироскопов при их производстве.The technical objective of the proposed invention is to increase the efficiency and accuracy of measuring the pressure of helium - neon mixture of ring laser gyroscopes in their manufacture.
Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the proposed invention is as follows.
В кольцевом газоразрядном лазерном гироскопе с гелий-неоновой смесью кратковременно возбуждают электрический разряд, устанавливают рабочий ток и регистрируют спектр излучения. На фиг. 1 и фиг. 2 представлены характерные спектры излучения кольцевых гелий-неоновых лазеров в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм полученные при давлениях гелий-неоновой смеси 660 Па и 726 Па соответственно.In an annular gas-discharge laser gyro with a helium-neon mixture, an electrical discharge is briefly excited, the operating current is established, and the emission spectrum is recorded. FIG. 1 and FIG. Figure 2 shows the characteristic emission spectra of ring helium-neon lasers in the wavelength range from 500 nm to 600 nm obtained at pressures of a helium-neon mixture of 660 Pa and 726 Pa, respectively.
В спектре излучения определяются интенсивности спектральных линий неона 585,2 нм и гелия 587,5 нм. При этом линия неона 585,2 нм является зависимой от давления, а линия гелия 587,5 нм - практически не изменяется от изменения полного давления гелий - неоновой смеси составленной в соотношении 20:1. Затем рассчитывают отношение интенсивности линии неона 585,2 нм к интенсивности линии гелия 587,5 нм. По калибровочному графику фиг.3 определяют давление гелий - неоновой смеси в кольцевом лазерном гироскопе.In the emission spectrum, the intensities of the spectral lines of neon 585.2 nm and helium 587.5 nm are determined. At the same time, the neon line of 585.2 nm is pressure dependent, and the helium line of 587.5 nm is practically unchanged from the change in the total pressure of helium, a neon mixture composed in a ratio of 20: 1. Then calculate the ratio of the intensity of the neon line 585.2 nm to the intensity of the helium line 587.5 nm. The calibration graph of figure 3 determines the pressure of helium - neon mixture in a ring laser gyro.
Предложенный способ испытан на кольцевых лазерных гироскопах КЛ-3 в диапазоне давлений от 297 до 1287 Па. Погрешность определения давления не превышает 15%.The proposed method has been tested on CL-3 ring laser gyroscopes in the pressure range from 297 to 1287 Pa. The error in determining the pressure does not exceed 15%.
Способ позволяет повысить оперативность определения давления рабочей гелий-неоновой смеси кольцевых лазерных гироскопов, что обеспечивает его высокую доступность к интеграции в различные технологические процессы.The method allows to increase the efficiency of determining the pressure of the working helium-neon mixture of ring laser gyroscopes, which ensures its high availability for integration into various technological processes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126891A RU2687179C1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Method of determining pressure in annular laser gyroscopes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126891A RU2687179C1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Method of determining pressure in annular laser gyroscopes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2687179C1 true RU2687179C1 (en) | 2019-05-07 |
Family
ID=66430631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126891A RU2687179C1 (en) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | Method of determining pressure in annular laser gyroscopes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2687179C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5920400A (en) * | 1995-02-15 | 1999-07-06 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Method and device for determining the purity and/or pressure of gases for electric lamps |
| RU2231858C1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-06-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" | Procedure determining forecast service life of ring helium-neon laser |
| US20100067012A1 (en) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | Universita Degli Studi Di Padova | Method for the automated measurement of gas pressure and concentration inside sealed containers |
-
2018
- 2018-07-20 RU RU2018126891A patent/RU2687179C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5920400A (en) * | 1995-02-15 | 1999-07-06 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Method and device for determining the purity and/or pressure of gases for electric lamps |
| RU2231858C1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-06-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" | Procedure determining forecast service life of ring helium-neon laser |
| US20100067012A1 (en) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | Universita Degli Studi Di Padova | Method for the automated measurement of gas pressure and concentration inside sealed containers |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| А.В. Молчанов, Д.А. Морозов, С.В. Устинов, М.В. Чиркин, МОДУЛЯЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ В КОЛЬЦЕВОМ ГЕЛИЙ-НЕОНОВОМ ЛАЗЕРЕ, Вестник РГРТУ, 2015, 54, ч. 2, ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА. * |
| ЧИЛЛАГ Л., ЯНОШИ М., РОЖЕ К., Об определении давления газа и состава смеси в отпаянных гелий-неоновых лазерных трубках, Квантовая электроника, 1974, т.1, 3, с.671-673, http://www.mathnet.ru/links/122468cd2b03dee97b2c51940dcd507e/qe6748.pdf. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5987968B2 (en) | Discharge ionization current detector and adjustment method thereof | |
| JPH10513566A (en) | Method and apparatus for measuring purity and / or pressure of gas for bulbs | |
| RU2687179C1 (en) | Method of determining pressure in annular laser gyroscopes | |
| Bernatskiy et al. | Detection of water impurities in plasma by optical actinometry | |
| Wang et al. | Time-resolved emission spectroscopy and plasma characteristics of a pulsed electrolyte cathode atmospheric pressure discharge system | |
| RU2199791C2 (en) | Method determining pressure in discharge lamps | |
| Konjevic et al. | Measurements of the Stark broadening parameters of several Si II lines | |
| JP7080083B2 (en) | Calorific value measuring device and calorific value measuring method | |
| JP3309491B2 (en) | Fluorescent lamp inspection method | |
| Chernyshov | A wavelength calibrator for the 0.6–1.4 μm band based on fluorescent-lamp starters | |
| SU1312663A1 (en) | Method of determining gas pressure in closed volume | |
| Bakker et al. | Thomson scattering in a low-pressure neon mercury positive column | |
| Batenin et al. | Continuous radiation from a dense, weakly non-ideal, argon plasma | |
| JP3572734B2 (en) | Emission spectroscopy method | |
| RU2028685C1 (en) | Method of test of pressure of inert gases in low pressure gaseous-discharge lamps | |
| Caetano et al. | Radial measurements of gas discharge parameters of atmospheric pressure microplasma | |
| Bakker et al. | Radial cataphoresis in a low-pressure neon-mercury positive column | |
| Thiago et al. | Volatile organic compounds stability at exoplanetary atmospheres | |
| Głowacki et al. | Construction and optimization of the tantalum hollow cathode lamp for investigation of the hyperfine structure by laser spectroscopy methods | |
| JPH0778564A (en) | Fluorescent lamp inspection method | |
| Alexandrovich et al. | Frequency Dependence of RF-Driven Subminiature Fluorescent Lamp | |
| JPS56167236A (en) | Method of testing exhaust condition of fluorescent lamp | |
| Isupov et al. | Experimental investigation of the electrical and optical characteristics of an inductively coupled discharge in neon | |
| JP2004271468A (en) | Glow-discharge emission spectral analysis method and glow-discharge emission spectrophotometer | |
| Pospíšilová et al. | The testing of atomic absorption sources |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200721 |