SU1185135A1 - Оптический измеритель давлени - Google Patents

Abstract

. ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ , содержащий источник света, измерительную шкалу и оптическую систег у, выполненную в виде последовательно расположенных на-оптической оси конденсора, отражател , диафрагмы и измерительного элемента в виде упругой мембраны, соединенной с подвижной системой, на которой установлено зеркало, отличающ и и с   тем, что, с целью повьшени  точности измерени  и расширени  диапазона измер емых величин, он снабжен дополнительными шкалой, зеркалом и оптическим блоком, жестко соединенным с основным зеркалом и оптически св занным с дополнительным зеркалом и дополнительной шкалой, при этом оптический блок выложен в виде идентичных зеркальных призм, расположенных ступенчато по высоте с равномерным угловым смещением относительно оси вращени  основного зеркала, перпендикул рно его зеркаль (Л ной плоскости, при этом поверхности призм, параллельные этой плоскости, выполнены непрозрачными.

Description

00 СП

00

ел Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  давлени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение диапазона измер емых величин. На фиг.1 показана обща  схема уст ройства; на фиг..2 - конструкци  оптического блока и расположение его о-гносительно дополнительного зеркала; на фиг,3-схема прохождени  световых лучей. Устройство содержит измерительньй узел 1, от;ическую систему 2, основную 3 и дополнительную 4 шкалы Измерительный узел содержит упругий чувствительный элемент 5, подвижную систему 6 с жестко закрепленным на ней основным зеркалом 7, оптически св занным с основной шкалой 3. Подвижна  система 6 св зана с центром упругого элемента 5 через иглу 8. Основное зеркало 7 жестко св зано с оптическим блоком 9 и оптически разделено с ним светопогдощающей пло щадкой 10. Основное зеркало 7 и опти ческий блок 9 имеют общую ось вращени  О. Оптический блок 9 состоит из совокупности зеркальных призм 11, развернутых в форме веера, расположенных ступенчато по высоте с равномерным угловым смещением относительно оси вращени  О основного зеркала 7, перпендикул рно его зеркальной плоскости, причем поверхности 12 призм 11 выполнены непрозрачными, а поверхности 13 призм 11 - зеркальными . С одной стороны зеркальные повер хности 13 проход т через ось вращени О, ас другой стороны развернуты одна относительно другой кажда  на угол д V, причем перва  зеркальна  поверхность 13 11, отдех(енна  от основного зеркала 7 только светопоглощающей площадкой 10, расположена в одной плоскости с основным зерк лом 7. Оптический блок 9 оптически св зан с дополнительной шкалой 4 и с дополнительным неподвижным зеркалом 14, расположенным так, что в нерабочем положении его зеркальна  грань 15 находитс  в плоскости, параллельной основному зеркалу 7, а плоскость перпендикул рна  основному зеркалу 7 и проход ща  через светопоглощающую площадку 10, проходит через верхнюю грань дополнительного зеркала 14. Ос новное зеркало 7 и оптический блок 9 оптически св заны с оптической системой 2, формирующей на шкале 3 световой указатель 16, а на шкале 4 световой указатель 17,содержащий источник 18 света, конденсор 19, отражатель 20 и две диафрагмы 21 и 22. При этом диафрагма 21 установлена так. что ее оптическа  ось пересекает основное зеркало 7 на оси вращени  0. Диафрагма 22 выполнена так, что отверстие в ней, через которое проходит световой луч при работе устройства,  вл етс  плоской щелью, и установлена так, что плоскость, проведенна  через щелевое отверстие, параллельна оси вращени  О, проходит через все зеркальные грани 13 призм 11, но не пересекаетс  с дополнительным зеркалом 14. Ус тройство работает следующим образом . Луч света от источника 18 света, пройд  через конденсатор 19, отражатель 20, попадает на диафрагмы 21 и 22, где разбиваетс  на два луча: из диафрагмы 21 - луч А, а из диафрагмы 22 - луч В. Луч А из диафрагмы 21 попадает на основное зеркало 7 и, отразившись от него, попадает на основную шкалу 3, где образует световой указатель 16. Плоский луч В из диафрагмы 22 попадает на зеркальные поверхности призм 11, разбиваетс  на р д лучей , где ,2,...,N (N число призм 11), которые отража сь под разными углами (за разворота зеркальных поверхностей 13) от зеркальных поверхностей 13 попадают на дополнительное зеркало 14, отражаютс  от него обратно к зеркальным поверхност м 13 и т.д. до тех пор, пока при последнем отражении от зеркальной поверхности 13 один из лучей В не попадает на дополнительную щкалу 4, где образует световой указатель 17. Дл  того, чтобы не было паразитных лучей при отклонении лучей В поверхности 12 призм 11 выполнены прозрачными, а дл  того, чтобы при разъюстировке системы луч В не давал отражени  от основного зеркала 7, основное зеркало 7 отделено от оптического блока 9 светопоглощаннцей площадкой 10. Устройство отьюстировано таким .образом, что при отсутствии перепада давлени  на упругом чувствительном элементе 5 световые указатели 16 и 3 17 располагаютс  на нулевых отметках основной шкалы 3 и дополнительной шкалы 4. При по влении давлени  упругий чувствительный элемент 5 начинает перемещатьс  и через иглу 8 и подвиж ную систему 6 начинает поворачивать основное зеркало 7 и жестко св занный с ним оптический блок 9 относительно оси вращени  О на некоторый угол в зависимости от величины перемещени  упругого чувствительного эле мента 5. При этом луч А, отраженный от основного зеркала 7 по направлени к йсновной шкале 3, тоже разворачива етс  на такой же угол, как и основное зеркало 7, а следовательно, световой указатель 16 перемещаетс  по шкале 3 на определенное число делений и показывает величину изменени  давлени . В начале работы, когда световой указатель 16 на шкале 3 находитс  на нулевой отметке, световой указатель 17 на дополнительной шкале 4 образует один из лучей В, а именно тот,который отражаетс  от зеркальной поверхности 13 призмы 11, параллельной зеркальной грани 15 дополнительного зеркала 14. При этом световые лучи В; , В,.2 , ..., BN при отражении от зеркальных поверхностей 13 других призм 11 наход тс  за предела ми дополнительной шкалы 4 и разверну ты один относительно другого на угол 4 Z, где Z - число отражений луча В; от зеркальных поверхностей 13 и 15. Число N призм 1 1 и угол их разворота 4 J а также размеры L дополнительного зеркала 14 и его рассто ние h от основного зеркала 7, а также угол 63 (угол между основным зеркаЛо 7 и лучом В в нерабочем положении) выбираютс  из следующих условий (L, h, 9а однозначно определ ют число от ражений Z). 354 Чтобы при последнем отражении лучи BJ были направлены в направлении дополнительной шкалы 4 необходимо, чтобы Z быпо нечетным числом. Необходимо также, чтобы за то.врем , когда отраженный от основного зеркала 7 световой указатель 16 от луча А при повороте основного зеркала 7 пройдет определенный участок шкалы 3 (например , одно деление), световой указатель 17 от одного из лучей В. прошел всю дополнительную шкалу 4, и к тому моменту когда световой указатель 17 от луча Б i выйдет за пределы дополнительной шкалы 4, на нулевой отметке шкалы 4 снова по вл етс  световой указатель 17 от следующего луча В . Это условие ньшолн етс , если &Ч F/n, где F - предельный угол поворота основного зеркала 7, соответствующий перемещению светового указател  16 из нулевого -положени  на шкале 3 до максимального значени , п - число разбиений шкапы 3 на делени , а количество призм 11 при этом N (дл  примера на фиг.2 ). Таким образом, при такой конструкции оптического блока 9, при развороте основного зеркала 7 на л Ч от нулевого положени , та зеркальна  поверхность 12 призмы 11, котора  была параллельна дополнительному зеркалу 14, поворачиваетс  тоже на угол 6 а луч В. , отражающш1с  от нее, поворачиваетс  на угол Ч и перемещает световой указатель 17 на дополнительной шкале 4 из нулевого положени  в конец дополнительной шкалы 4. Таккак следующа  зеркальна  поверхность 13 другой призмы 11 развернута относительно предьщущей на угол д1/, она занимает положение параллельное дополнительному зеркалу 14, а луч В-4.дает световой указатель 17 снова в нулевой отметке дополнительной шкалы 4 и т.д.

16

S О 7

фиг. 2

фиг. 1

75

/

фиг. 3

Claims (1)

1. . ОПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий источник света, измерительную шкалу и оптическую систему, выполненную в виде последовательно расположенных на-оптической оси конденсора, отражателя, диафрагмы и измерительного элемента в виде упругой мембраны, соединенной с подвижной системой, на которой установлено зеркало, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых величин, он снабжен дополнительными шкалой, зеркалом и оптическим блоком, жестко соединенным с основным зеркалом и оптически связанным с дополнительным зеркалом и дополнительной шкалой, при этом оптический блок выложен в виде идентичных зеркальных призм, расположенных ступенчато по высоте с равномерным угловым смещением относительно оси вращения основного зеркала, перпендикулярно его зеркальной плоскости, при этом поверхности призм, параллельные этой плоскости, выполнены непрозрачными.

   SU ,1185135

   1185