SU1543241A1 - Device for determining interface of two media - Google Patents

Device for determining interface of two media Download PDF

Info

Publication number
SU1543241A1
SU1543241A1 SU864135291A SU4135291A SU1543241A1 SU 1543241 A1 SU1543241 A1 SU 1543241A1 SU 864135291 A SU864135291 A SU 864135291A SU 4135291 A SU4135291 A SU 4135291A SU 1543241 A1 SU1543241 A1 SU 1543241A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light
media
shell
photodetector
rod
Prior art date
Application number
SU864135291A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Георгиевич Горшков
Игорь Евгеньевич Горбатов
Валерий Антонович Яремчук
Original Assignee
Военно-воздушная инженерная Краснознаменная академия им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военно-воздушная инженерная Краснознаменная академия им.проф.Н.Е.Жуковского filed Critical Военно-воздушная инженерная Краснознаменная академия им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority to SU864135291A priority Critical patent/SU1543241A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1543241A1 publication Critical patent/SU1543241A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике определени  положени  границы сред, различающихс  между собой теплофизическими свойствами. Устройство состоит из теплопроводного корпуса 6, в котором размещены нагреватель 7 световодный стержень 3 с оболочкой 4 и светорассеивающим покрытием 5. Световодный стержень снабжен разветвителем, вход которого оптически согласован с импульсным источником 1 света, а выход - с фотоприемником 8. При работе устройства корпус 6 размещаетс  на границе контролируемых сред. Различие теплофизических свойств сред обуславливает различие тепловых потоков в каждую среду в отдельности, что ведет к наличию градиента температуры вдоль корпуса 6. При условии посто нства показател  преломлени  стержн  и зависимости показател  преломлени  оболочки 4 от температуры на границе световода и оболочки 4 измен ютс  услови  полного внутреннего отражени  дл  пучка света от импульсного источника 1. Поступивший в оболочку 4 свет отражаетс  от светорассеивающего покрыти  5, возвращаетс  в стержень 3 и поступает на фотоприемник 8. На отметке границы двух сред (градиента температур и градиента показател  преломлени  оболочки 4) фотоприемник 8 регистрирует скачок интенсивности света. Регистраци  интервала времени между импульсом источника света и скачком выходного сигнала фотоприемника позвол ет повысить точность определени  положени  границы двух сред. 3 ил.The invention relates to a technique for determining the position of the boundary of media that differ in thermophysical properties. The device consists of a heat-conducting case 6, in which the heater 7 is placed a light-guide rod 3 with a shell 4 and a light-scattering coating 5. The light-guide rod is equipped with a splitter, the input of which is optically matched with a pulsed light source 1, and the output with a photodetector 8. placed at the interface of controlled media. The difference in the thermophysical properties of the media causes a difference in heat flux into each medium separately, which leads to the presence of a temperature gradient along the housing 6. Under the condition of the refractive index of the rod and the dependence of the refractive index of the shell 4 on the temperature at the interface of the fiber and the shell 4, the conditions for complete internal reflection for the light beam from the pulsed source 1. The light entered into the envelope 4 is reflected from the light-scattering coating 5, returns to the rod 3 and enters the photodetector 8 At the mark of the boundary of two media (temperature gradient and the gradient of the refractive index of the shell 4), the photodetector 8 registers a jump in the intensity of light. The recording of the time interval between the pulse of the light source and the jump in the output signal of the photodetector improves the accuracy of determining the position of the boundary between two media. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к технике определени  положени  границы двух сред, отличающихс  геплоОизическими свойствами.The invention relates to a technique for determining the position of the boundary between two media that have heploisome properties.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.The aim of the invention is to improve the accuracy.

На фиг. 1 представлена принципи альна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - термочувствительный элемент, горизонтальное сечение; на фиг. 3 форма выходного сигнала на регистраторе.FIG. 1 is a schematic diagram of the proposed device; in fig. 2 - thermosensitive element, horizontal section; in fig. 3 form of the output signal on the recorder.

Устройство дл  определени  границы раздела двух сред содержит импульсный источник света (лазер) 1, направленный оптический ответвитель 2, стержень 3 световода оболочку Ц световода , светорассеивающее покрытие 5A device for determining the boundary between two media contains a pulsed light source (laser) 1, a directional optical coupler 2, a rod 3 of the light guide, a sheath C of the light guide, a light-scattering coating 5

оболочки , теплопроводный корпус 6, нагреватель 7 и фотопоиемник 8 с регистратором 9.shells, heat-conducting body 6, heater 7, and a photo collector 8 with a recorder 9.

Оболочка обладает термозависимым показателем преломлени , не превышающим показател  преломлени  стержн  3 световода. Нагреватель 7 соединен со стабилизированным источником 10 питани . Полость корпуса 6 может быть заполнена теплопроводной средой 11.The shell has a thermo-dependent refractive index not exceeding the refractive index of the rod 3 of the light guide. The heater 7 is connected to a stabilized power supply 10. The cavity of the housing 6 can be filled with heat-conducting medium 11.

Устройство дл  определени  границы раздела двух сред работает следующим образом.A device for determining the boundary between two media works as follows.

Источник 1 излучени  испускает им- пульсы света, которые по ответвителю поступают в стержень 3 световода. Поскольку нагреватель обеспечивает равномерный нагрев термозависимого чувствительного элемента - оболочки А све- товода, показатель преломлени  ее одинаков по высоте сосуда, что обуславливает равномерное поступление света в оболочку Ь. Отража сь от свето- рассеивающего покрыти  5 свет возвра- щаетс  в стержень в соответствии с законами геометрической оптики. Обратное излучение света поступает на фотоприемник 8. На регистраторе 9 при этом фиксируетс  монотонна  зависи- мость изменени  выходного сигнала по времени.The radiation source 1 emits pulses of light, which by the coupler enter the core 3 of the light guide. Since the heater provides uniform heating of the thermo-dependent sensing element - the shell A of the light guide, its refractive index is the same as the height of the vessel, which causes a uniform flow of light into the shell B. Reflected from the light-scattering coating 5, the light returns to the rod in accordance with the laws of geometric optics. The back light emission arrives at the photodetector 8. At the recorder 9, a monotonous dependence of the output signal variation with time is recorded.

При поступлении жидкости в сосуд часть теплопроводного чехла погружаетс  в жидкость. Возникают услови  дл  перераспределени  тепла по высоте чувствительного элемента за счет увеличении теплопередачи от теплопроводного корпуса в жидкость. В результате на термочувствительной обо- лочке возникает градиент температуры по высоте сосуда, а, следовательно, и коэффициента преломлени  оболочки.When liquid enters the vessel, a portion of the heat-conducting cover is immersed in the liquid. Conditions arise for the redistribution of heat along the height of the sensing element by increasing the heat transfer from the heat-conducting body to the liquid. As a result, a temperature gradient along the height of the vessel, and, consequently, the refractive index of the shell, appears on the thermosensitive shell.

Изменение светового потока из стержн  в оболочку и обратно стано- витс  не монотонной, а измен етс  скачком.A change in the luminous flux from the rod to the shell and back becomes not monotonic, but changes abruptly.

На фотоприемнике на фоне экспоненциально затухающего сигнала релеевс- кого рассе ни  по вл етс  короткий импульс, по положению которого на диаграмме временной развертки регистратора 9 (фиг. 3) суд т об уровне жидкости.A short pulse appears on the photodetector against the background of the exponentially decaying signal of the relay scattering, according to the position of which the liquid level is judged on the time sweep pattern of the recorder 9 (Fig. 3).

Точность определени  положени  границы жидкости зависит от теплопроводных свойств корпуса и оптическс оболочки и соответствие отметок границы жидкости и фронта оптической неоднородности в оболочке 4 определ етс  при градуировке.The accuracy of determining the position of the fluid boundary depends on the heat-conducting properties of the housing and the optical shell, and the correspondence between the fluid boundary marks and the optical non-uniformity front in the shell 4 is determined during calibration.

Погрешность измерени  изменени  положени  фронта оптической неоднородности не превышает 0,3%.The measurement error of the change in the position of the optical inhomogeneity front does not exceed 0.3%.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет определ ть границу различных сред вне зависимости от оптических свойств, степени загр знений сред, а также консистенции и фазового состо ни  двух сред.Thus, the proposed device allows to determine the boundary of various media, regardless of the optical properties, the degree of contamination of the media, as well as the consistency and phase state of the two media.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  определени  границы раздела двух сред, содержащее теплопроводный корпус, поверхность которого сопр жена с нагревателем и термочувствительным элементом, и регистратор , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, термочувствительный элемент выполнен в виде цилиндрической оптически прозрачной оболочки с термозависимым показателем преломлени , снаружи которой нанесено светорассеивающее покрытие , а внутри установлен стержень с показателем преломлени , отличающимс  от показател  преломлени  оболочки во всем диапазоне его изменени  (последнего), при этом стержень снабжен ответвителем, вход которого оптически согласован с импульсным источником света, а выход - с фотоприемником , св занным с регистратором.A device for determining the boundary between two media, which contains a heat-conducting case, the surface of which is associated with a heater and a temperature-sensitive element, and a recorder, characterized in that, in order to improve accuracy, the temperature-sensitive element is made in the form of a cylindrical optically transparent shell with a thermo-dependent index of refraction, outside a light-diffusing coating is applied, and a rod is installed inside with a refractive index different from that of the shell in all Range its variations (the latter), the rod is provided with a coupler having an input optically matched to the pulsed light source, and an output - a photodetector associated with the registrar. Жадное/поGreedy ГазGas Фиг 1Fig 1 Редактор Ю.СередаEditor Y. Sereda Составитель Е.Подымов Техред М.ХоданичCompiled by E. Podymov Tehred M. Khodanych Заказ 393Order 393 Тираж 535Circulation 535 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 1Н 35, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. А/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 1H 35, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., A / 5 Фиг 2 х/Fig 2 x / фиг.Зfig.Z Корректор Э.ЛончаковаProofreader E. Lonchakova ПодписноеSubscription
SU864135291A 1986-10-20 1986-10-20 Device for determining interface of two media SU1543241A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864135291A SU1543241A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for determining interface of two media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864135291A SU1543241A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for determining interface of two media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1543241A1 true SU1543241A1 (en) 1990-02-15

Family

ID=21263110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864135291A SU1543241A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Device for determining interface of two media

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1543241A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4232043A1 (en) * 1992-09-24 1994-03-31 Siemens Ag Process and appts. for continuous monitoring of fluid level - within a container such as the coolant level within a nuclear reactor
US5321630A (en) * 1990-11-01 1994-06-14 Kao Corporation Method of detecting a layer level condition
RU2743339C1 (en) * 2020-07-14 2021-02-17 Александр Владимирович Репин Method for control of liquid level and type and fiber-optic signal indicator of liquid level and type for implementing this method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 1Г , кл. G 01 N 21/43, 1981. Авторское свидетельство СССР If 859838, кл. G 01 К 11/12, 1979. Бобровников Г.Н. Методы измерени уровн . М.: Машиностроение, 1977, с. 91, РИС. 14.12. ( УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321630A (en) * 1990-11-01 1994-06-14 Kao Corporation Method of detecting a layer level condition
DE4232043A1 (en) * 1992-09-24 1994-03-31 Siemens Ag Process and appts. for continuous monitoring of fluid level - within a container such as the coolant level within a nuclear reactor
RU2743339C1 (en) * 2020-07-14 2021-02-17 Александр Владимирович Репин Method for control of liquid level and type and fiber-optic signal indicator of liquid level and type for implementing this method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4201446A (en) Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber
US5493629A (en) Liquid core heat exchangers for fiber optic sensing and method using same
US5302025A (en) Optical systems for sensing temperature and other physical parameters
Zhao et al. Fiber-optic SPR sensor for temperature measurement
US5004913A (en) Remote measurement of physical variables with fiber optic systems - methods, materials and devices
US5820265A (en) Optical systems for sensing temperature and thermal infrared radiation
CN103940456B (en) A kind of interference-type reflective probe formula optical fiber microsensor and preparation method thereof
CA2039082A1 (en) Fiber optic liquid leak detector
SU1543241A1 (en) Device for determining interface of two media
US4907878A (en) Device for discriminating fluids having different refractive indices and device for measuring the voluminal fraction of at least one fluid of a current of non-mixible fluids incorporating the discrimination device
US4468118A (en) Method and apparatus for determining index of refraction profiles of optical fibers
JPH04215020A (en) Optical fiber fuel and liquid gage
JPH0342786B2 (en)
JPS6459003A (en) Optical information storage medium inspecting device
SE7609050L (en) PROCEDURE AND PROBE FOR TEMPERATURE SATURATION
SU922538A1 (en) Device for remote measuring of temperature
JP3071645B2 (en) Refractive index sensor
US5220180A (en) Fiber optic fuel and liquid gauge having an open rigid "J" shaped tube
JP3121711B2 (en) Concentration measuring device
JPH07244004A (en) Automatic light transmittance-measuring apparatus
RU2008630C1 (en) Fiber-optic temperature transducer
USH1102H (en) Fluidic laser calorimeter
SU859838A1 (en) Device for measuring temperature
SU1659813A1 (en) Process of measuring temperature conductivity coefficient and flat transparent sample and device thereof
SU972424A1 (en) Thermomagnetometer