SU1597746A1 - Устройство дл измерени тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение области применени  устройства путем обеспечени  возможности измерений в услови х ионизирующего излучени . Светоизлучающий элемент 1 излучает сигнал, пропорциональный току в проводнике 14, воспринимаемый масштабируемым магнитно-индукционным преобразователем 4. Оптический сигнал через сферическое зеркало 2, волоконно-оптические модули 3, проходной волоконно-оптический изол тор 6, оптический ветвитель 7, полупрозрачное зеркало 9, фильтры 10, 11 поступает на фотоприемники 12, 13. Их сигнал обрабатываетс  сумматорами 15, 16, усилителем 19 с измен ющимс  коэффициентом усилени  и регистрируетс  регистратором 20. Сравнением с сигналами источников 17, 18 опорного напр жени  формируетс  сигнал обратной св зи, подаваемый на затвор 21, с измен ющимс  коэффициентом усилени , модулирующим свет непрерывного лазера 8, поступающий через сельфоки 22 на сферическое зеркало 2. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике н предназначено для использования при контроле тока либо напряжения с гальваническим разделением измерительной и регистрирующей цепей.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности измерений в условиях ионизирующего облучения.

На чертеже приведена Лункциональная схема устройства.

I Устройство содержит, светоизлучаю1щий элемент 1» сферическое зеркало 2^ волоконно-оптические модули 3,,масш- . табируемый магнитоиндукционный преобразователь 4, балластное сопротивление 5, проходной волоконно-оптический изолятор 6, оптический ветвитель 7, непрерывный лазер 8, полупрозрачное зеркало 9, первый и второй фильтры 10 и 11, первый и второй фотоприемники 12 и 13, проводник 14 с током, первый и второй сумматоры 15 и 16, первый.и второй источники 17 и 18 опорного напряжения, усилитель 19 с изменяющимся коэффициентом усиления, регистратор 20, затвор 21 с изменяющимся коэффициентом пропускания, сельфоки 22.1 и 22.2.

- Последовательно соединенные светоизлучающий элемент 1, балластное сопротивление 5 и первичный масштабируемый преобразователь 4, а также сферическое зеркало 2 выполнены в виде опорного узла, расположенного в непосредственной близости, к проводнику 14 с током и образуют передающий блок. Остальные элементы входят в состав приемно-регистрирующего блока. Связь передающего блока с приемно-регистрирующим осуществляется волоконно-оптическим каналом связи через волоконно-оптические модули 3 и проходной волоконно-оптический изолятор 6, выходы которого через оптический ветвитель 7 и сельфок 22.1 оптически 'связаны с входом затвора с изменяющимся коэффициентом пропускания, а через седьфок 22.2, полупрозрачное зеркало 9 и первый и второй фильтры 10 и 11 соответственно - с . первым и вторым фотоприемниками 12· и 13. Выход первого фотоприемника электрически соединен с входом усилителя 19 с изменяющимся коэффициен.том усиления, выход которого соединен с регистратором. Второй вход усилителя 19 с изменяющимся коэффициен5 том усиления соединен с выходом сумматора 15, первый вход которого соединен с выходом источника 17 напряжения, а второй вход - с выходом второго фотоприемника 13, соединен10 ногр также с входом сумматора 16, второй вход которого соединен с выходом источника 18 опорного напряжения, а выход сумматора 16 соединен с управляющим входом затвора с изменяюэд щимся коэффициентом пропускания, оптический вход которого связан с оптическим выходом непрерывного лазера 8 .

В статическом состоянии при от2Q сутствии тока в токовом проводнике устройство работает следующим образом.

Пучок света от непрерывного лазера 8 направляется в первый канал оп25 тического ветвителя 7, через него поступает по волоконно-оптическим модулям 3 и проходному волоконно-оптическому изолятору 6 на сферическое зеркало 2, отразившись от него ,θ в обратном направлении, вновь по волоконно-оптическим модулям 3 и про ходному волоконно-оптическому изолятору 6 поступает на оптический ветвитель 7 и, пройдя его второй канал и сельфок 22, отразившись от полу35 прозрачного зеркала 9, поступает через второй фильтр 11 на второй фотоприемник 13, где преобразовывается в электрический сигнал. С выхода Фотоприемника 13 сигнал поступает на первый вход первого сумматора 15, на второй вход которого поступает сигнал от источника 17 опорного сигнала. Сигнал разбаланса с выхода сумматора 15 поступает на вход цепи отрицательной обратной связи усилителя 19 с изменяемым коэффициентом усиления. Таким образом, устанавливается коэффициент усиления, пропор. циональный величине затухания всего

5θ волоконно-оптического канала связи.

При появлении тока или напряжения в контролируемой цепи электрический сигнал с выхода измерительного преобразователя 4, преобразованный в оп55 тическое излучение светоизлучающим элементом 1, по оптическому каналу связи через второй канал оптического ветвителя 7 через полупрозрачное .1597746 зеркало 9 и фильтр 10 поступает на. первый фотоприемник 12, где преобразовывается в электрический сигнал и далее поступает на вход усилителя 19 с изменяемым коэффициентом усиления. С учетом коэффициента усиления, заданного уровнем сигнала с выхода сумматора 15, пропорционального величине затухания оптического канала связи, усиленный сигнал поступает на регистратор 20, где производится фиксация измеряемой величины. ·

При воздействии внешних факторов на оптический сигнал (ионизирующее излучение, механические нагрузки, температурный нагрев и т.д.) или изменении уровня потерь, вносимых оптическими разъемами при повторной 20 сборке устройства,изменяется величина оптического сигнала на входе второго фотоприемника 13, причем эти изменения пропорциональны внешним воздействиям. Соответственно меняется 25 уровень выходного сигнала на выходе сумматора 15 и, как следствие, увеличивается коэффициент усилителя 19 с изменяющимся коэффициентом усиления на величину, пропорциональную зо изменению потерь оптического канала. В соответствии с этим происходит дополнительное усиление электрического сигнала, поступающего с выхода первого фотоприемника. Тем самым компенсируется влияние внешних факторов . на прохождение информационного сигнала от светоизлучакщего элемента к регистратору.

Таким образом, устройство поз- дд воляет повысить точность измерения путем автоматической компенсации влияния дестабилизирующих факторов на канал передачи информации от измерительного преобразователя к регист- д$ ратору.

Устройство обладает устойчивостью к воздействию ионизирующего излуче- ния, под действием которого в оптическом канале наводятся стабильные и 59 нестабильные полосы поглог(ения. Возникновение наведенного поглощения уменьшает коэффициент пропускания волоконно-оптического канала связи, искажая тем самым информацию, передаваемую от измерительного преобразо- ¹ вателя к регистрирующему блоку. Это достигается тем, что оптическое излучение от непрерывного лазера кро ме диагностики потерь волоконнооптического канала связи выполняет еще Функцию защитного излучения. Причем в зависимости от величины потерь и типа, наведенного ионизирующим излучением, потерь (стабильные или нестабильные полосы поглощения) изменяется интенсивность диагностического оптического излучения. Это_о достигается путем сравнения сигнала во втором сумматоре 16 от второго фотоприемника 13 с вторым источником 18 опорного напряжения. Сигнал разбаланса с выхода второго сумматора подается на затвор 21 с изменяющимся коэффициентом пропускания, увеличивая или уменьшая интенсивность лазерного излучения, поступающего в волоконно-оптический канал связи. Использование принципа изменения интенсивности диагностического лазерного излучения от источника, расположенного на приемной стороне, позволяет проводить фотообесцвечивание как нестабильных полос поглощения, так и стабильных полос поглоп(еиия. Фотообесцвечинание стабильных полос поглощения происходит за счет диагностического лазерного излучения в оптичеаком канале и, как следствие, его термического разогрева, который приводит к термоотжигу оптического канала и восстановлению его пропускания.

При сборке устройства проводится калибровка оптического канала. Для этого на первичный преобразователь подается калибровочный сигнал и путем изменения величины опорного напряжения первого источника опорного напряжения выбирается такой уровень выходного сигнала с выхода первого, сумматора, при котором показания регистратора соответствуют величине калибровочного сигнала. Величина этого опорного напряжения - паспортная характеристика устройства. При дальнейшей разборке и сборке устройства воздействие различных воздействий на него, корректировка результатов измерений производится автоматически. В процессе калибровки всего устройства устанавливается также минимальная интенсивность лазерного излучения. Это достигается путем изменения величины опорного напряжения на выходе второго Источника опорного напряжения. Учитывается, что_больше1 1597746 8 му напряжению на выходе второго сумматора сгоответствует минимальная интенсивность лазерного излучения.

Claims (1)

1. Формула изобретения $

   Устройство для измерения тока, содержащее первичный масштабируемый преобразователь, соединенный со свето-;д излучающим элементом, оптический выход которого связан с оптическим входом волоконно-оптического канала связи, фотоприемник, регистратор, о т-? пинающееся тем, что, с целью (5 повышения точности измерений и расширения области применения за счет обеспечения возможности измерений в условиях воздействия ионизирующего излучения, в устройство введены сфе- 20 рическое зеркало, второй фотоприемник, непрерывный лазер, оптический ветвитель, полупрозрачное зеркало, первый и второй фильтры, первый и второй сумматоры, затвор с изменяю- 25 щимся коэффициентом пропускания, два сельфока, усилитель с.изменяющимся коэффициентом усиления, причем оптический выход·непрерывного лазера через затвор с изменяющимся коэффи- зо циентом пропускания и первый сельфок связан с первым выходом оптического ветвителя, вход которого соединен с выходом волоконно-оптического канала связи, вход которого оптически соединен со сферическим зеркалом, второй выход оптического ветвителя через второй сельфок и полупрозрачное зеркало оптически связан соответственно с входами первого и второго фотоприемников, выход первого фотоприемника электрически соединен с первым входом усилителя и изменяющимся коэффициентом усиления, выход которого соединен с регистратором, а второй вход усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления соединен с выходом первого сумматора, к первому и / второму входам которого подключены соответственно выход первого источника опорного напряжения и выход второго фотоприемника, соединенный также с первым входом второго сумматора, к второму входу которого подключен выход второго источника опорного напряжения, выход второго сумматора соединен с управляющим входом затвора с изменяющимся коэффициентом усиления.

   . Составитель В.Степанкин