от
о ел Изобретение относитс к устройствам дл измерени давлений, принцип действи которых основан на изме нении показател преломлени рабочей среды под действием давлени . Известны устройства дл измерени давлений, содержащие лазерный фотоэлектрический интерферометр Майкельсона или Жамена, оптически св за ный с камерой давлени . Определение давлени основано на измерении разности хода лучей интерферометра, воз никакнцей вследствие изменени плотности среды при изменении в ней давлени , и сводитс к измерению целых и дробных долей интерференционных полос lj . Такие устройства обладают большими погрешност ми измерений, так как их точность ограничена относительно низкой чувствительностью примененного интерференционного метода измерений разности показателей преломлени Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени давлений, содержащее источник излучени , пол ризатор , два зеркала, две полупрозг рачные пластины, образцовую и рабочую камеры давлени , а также четвертьволновую пластину, анализатор и фото электронный умножитель 2 . Недостатком известного устройства вл етс относительно низка точност измерений, вызванна низкой пороговой чувствительностью и температурной нестабильностью камер и рабочей среды. . Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени температурных погрешностей. Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем уста .новленные последовательно источник светового излучени , пол ризационный и светоразделительнгй элементы, рабочую камеру с жидкостью и зеркало а также последовательно размещенные за светоразделителем углоизмеритель фотоприемник и регистратор, светоразделительный элемент вьтолнен в виде призмы Кестерса с полупрозрачлой центральной гранью, а рабоча камера имеет два соединенных между собой через вентиль идентичных сквоз ных канала, герметично закрытых по торцам светопроницаемьми пластинами и расположенных симметрично относительно центральной полупрозрачной грани призмы Кестерса, при этом в качестве жидкости использована двуокись углерода, а рабоча камера термостатирована. На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1 (камера давлени ). Устройство содержит в качестве источника излучени гелий-неоновый лазер 1, расширитель 2 пучка и пол ризатор 3, которые наход тс в непосредственной близости друг от друга на одной оси, перпендикул рной грани AD призмы Кестерса 4. Призма Кестерса 4 вл етс светоразделительным элементом, на основе которого построена оптическа схема (интерферс етр ) устройства. В плечах интерферометра в плоскост х, параллель- , ных грани CD призмы, последовательно размещены четвертьволнова фазова пластинка 5, компенсационна пластина 6 и идентичные сквозные каналы 7, выполненные в камере 8 давлени . Каналы 7 камеры 8 по торцам герметично закрыты светопроницаемь 1И пластинами 9, соединены между собой вентилем 10 и заполнены рабочей средой в виде жидкой двуокиси углерода. Конструкци камеры 8 давлени обеспечивает возможность работы с призмой Кестерса и рабочей средой, малогабаритноеть и посто н- t ство геометрического размера (длины камеры, равной длине прохождени света в рабочей среде). Соединительный вентиль Ю обеспечивает работоспособность устройства. В закрытом положении вентиль 10 отсекает один канал 7 от воздействи измер емого давлени . В камере 8 давлени имеютс дополнительные внутренние каналы 11, соединенные между собой и заполненные жидкостью, посто нство температуры которой поддерживаетс термостатом , подсоедин емого к штуцерам 12. Соосно с призмой Кестерса 4 и камерой 8 давлени располагаетс конечное зеркало 13. Камера 8 давлени с помощью мембранного или жидкостного разделител 14 сред и штуцера 15 подсоединена к генераторам посто нных или переменных давлений (гидравлический или пневматичес кий пресс, грузопоршневой манометр или пульсатор ). На одной оси, перпендикул рной грани АС, наход тс компенсатор Се3 нармона, состо щий из четвертьволновой фазовой пластинки 16 и анализато ра 17, св занного с углоизмерительным устройством 18, щелева диаграмма 19, положительна линза 20, фотоэлектрический умножитель 21 и регист ратор 22. Устройство работает следующим образом . Линейно пол ризованный световой пучок лазера 1, пройд расширитель 2 пучка и пол ризатор 3, раздел етс призмой Кестерса А на два параллельных пучка равной интенсивности, орто гональность которых обеспечиваетс четвертьволновой фазовой пластинкой 5, а возникающа при этом разность хода компенсируетс прозрачной пластиной 6. Оба пучка направл ютс чере светопроницаемью каналы 7 камеры 8 давлени , заполненные рабочей средой После прохождени камеры пучки отражаютс зеркалом 13 и, проделав обраткоА путь, свод тс призмой Кестер са 4 в один пучок света, анализируемый с помощью компенсатора Сенармона и регистратора 22. В исходном положении , т.е. при нулевом или одинаковом давлении в полост х камеры 8, оба световых пучка проход т равтле оптические пути и поступают без сдвига фаз на анаш1затор 17, который устанавливают в скрещенное положение с пол ризаторе 3. При этом фотоумно житель 21 регистрирует минимальный
l tntanaw tt
,Ч
Ф1П1 034 сигнал. Если давление в верхнем ка/нале 7 камеры 8 при закрытом вентиле 10 измен етс на up, то показатель преломлени рабочей среды в ней измен етс на Аи, и возникает разность фаз 5 ме зду проход щими каналы 7 камеры 8 пучками, которые свод тс призмой Кестерса 4. Результатом их интерференции вл етс эллиптически пол ризованный пучок, преобразуемый четвертьволновой фазовой пластинкой 16 в линейно пол ризованный с плоскостью пол ризации, повернутой относительно исходного положени , на в угол &tf -S- . При этом анализатор устанавливают в положение, соответствующее минимальной освещенности фотоумножител . Отсчитав угол поворота анализатора, определ ют значение угла bCf . Благодар хорошей защищенности полупрозрачного сло призмы Кестерса 4 вибрации и температурные флуктуации вызывают пр мерно одинаковые изменени длины двух ветвей интерферометра и сравнительно малые изменени разности хода лучей , а следовательно, и изменение угла поворота плоскости пол ризации света в устройстве. Таким образом, использование предлагаемого устройства дл измерени давлени позвол ет повысить точность измерени давлени за счет уменьшени температурных погрешностей.
Фиг. 2