[go: up one dir, main page]

SU1534408A1 - Fiber-optic sensor of vibration accelerations - Google Patents

Fiber-optic sensor of vibration accelerations Download PDF

Info

Publication number
SU1534408A1
SU1534408A1 SU884410716A SU4410716A SU1534408A1 SU 1534408 A1 SU1534408 A1 SU 1534408A1 SU 884410716 A SU884410716 A SU 884410716A SU 4410716 A SU4410716 A SU 4410716A SU 1534408 A1 SU1534408 A1 SU 1534408A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensor
fiber
expand
frequency range
directions
Prior art date
Application number
SU884410716A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лидия Петровна Козлова
Юрий Васильевич Лукашин
Галина Леонидовна Формусатик
Сергей Павлович Хабаров
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3759
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 Предприятие П/Я А-3759 filed Critical Предприятие П/Я А-3759
Priority to SU884410716A priority Critical patent/SU1534408A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1534408A1 publication Critical patent/SU1534408A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в датчиках вибрации. Цель изобретени  - расширение частотного диапазона контролируемых перемещений за счет изменени  жесткости упругого подвеса. Световой поток от источника поступает на чувствительный элемент 2, выполненный в виде взаимно перпендикул рных пересекающихс  витков световолокна, число которых одинаково в обоих направлени х. При воздействии вибрационного ускорени  WO инерционна  кривизна масса 3 датчика отклон етс  вызывает изменение радиуса кривизны световолоконной спирали, что приводит к изменению интенсивности светового потока и, следовательно, электрического сигнала на выходе датчика. Форма чувствительного элемента обеспечивает одинаковую жесткость упругого подвеса в рабочем и поперечном направлени х, что обеспечивает повышение резонансной частоты в поперечном направлении, и тем самым расширить частотный диапазон датчика. 3 ил.This invention relates to a measurement technique and can be used in vibration sensors. The purpose of the invention is to expand the frequency range of controlled movements by changing the stiffness of the elastic suspension. The light flux from the source enters the sensitive element 2, made in the form of mutually perpendicular intersecting turns of optical fiber, the number of which is the same in both directions. When exposed to vibration acceleration W O, the inertial curvature of the mass 3 of the sensor deflects a change in the radius of curvature of the optical fiber helix, which leads to a change in the intensity of the light flux and, consequently, an electrical signal at the output of the sensor. The shape of the sensing element provides the same stiffness of the elastic suspension in the working and transverse directions, which provides an increase in the resonant frequency in the transverse direction, and thereby expand the frequency range of the sensor. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в датчиках вибрации.This invention relates to a measurement technique and can be used in vibration sensors.

Цель изобретени  - расширение час- тотного диапазона контролируемых колебаний за счет изменени  жесткости . упругого подвеса.The purpose of the invention is to expand the frequency range of controlled oscillations by changing the stiffness. elastic suspension.

На фиг. 1 приведена блок-схема волоконно-оптического датчика виброус- корений; на фиг. 2 - частотные характеристики датчиков; на фиг. 3 - пор док сборки чувствительного элемента датчика.FIG. 1 shows a block diagram of a fiber-optic vibration sensor; in fig. 2 - frequency characteristics of the sensors; in fig. 3 - order of assembly of the sensitive element of the sensor.

Датчик содержит корпус 1 , чувстви- тельный элемент 2 в виде световоло- конной спирали из взаимно перпендикул рных пересекающихс  витков, число которых одинаково в обоих направлени х , и инерционную массу 3.The sensor comprises a housing 1, a sensing element 2 in the form of a light-guide spiral from mutually perpendicular intersecting turns, the number of which is the same in both directions, and an inertial mass 3.

Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.

Световой поток от источника (неLuminous flux from the source (not

показан) поступает на вход чувствительного элемента 2, проходит по спирали оптического волокна и на выходе чувствительного элемента 2 в фотопри- емнике (не показан) преобразуетс  в электрический сигнал. При воздействии вибрационного ускорени  инерционна  масса датчика отклон етс  и вызы- вает изменение радиуса кривизны свето волоконной спирали, в результате чего происходит нарушение полного внутреннего отражени  светового потока в оптическом волокне, что приводит к из- мерению интенсивности светового потока , а следовательно, и электрического сигнала на выходе датчика.shown) is fed to the input of the sensing element 2, passes through the spiral of the optical fiber and at the output of the sensing element 2 in a photodetector (not shown) is converted into an electrical signal. When subjected to vibration acceleration, the inertial mass of the sensor deviates and causes a change in the radius of curvature of the fiber optic coil, resulting in a violation of the total internal reflection of the light flux in the optical fiber, which leads to the measurement of the intensity of the light flux and, consequently, the electric signal at the output of the sensor.

Резонансна  частота конструкции датчика в поперечном направлении в значительной степени сдвинута по сравнению с известным датчиком (Фиг. 2а) в сторону основного резонанса (фиг.2бThe resonant frequency of the transducer design in the transverse direction is largely shifted compared to the known sensor (Fig. 2a) towards the main resonance (Fig. 2b

так как жесткость механической системы датчика упругого подвеса) в рабочем и поперечном направлени х практически одинакова, что обусловлено равным числом витков чувствительного элемента в обоих направлени х и одинаковым их расположением.Since the rigidity of the mechanical system of the elastic suspension sensor) is almost the same in the working and transverse directions, due to the equal number of turns of the sensing element in both directions and their identical arrangement.

Таким образом, предлагаема  форма чувствительного элемента позвол етThus, the proposed form of the sensing element allows

, ,

п P

5five

00

пысить резонансную частоту в поперечном направлении и тем самым существенно расширить частотный диапазон датчика.Dust the resonant frequency in the transverse direction and thereby significantly expand the frequency range of the sensor.

Чувствительный элемент может быть собран, например, следующим образом (Фиг. 3).The sensing element can be assembled, for example, as follows (Fig. 3).

На корпусе 1 и инерционной -маесе 3 нанос т прорези (фиг.За).Ширина прорези соответствует диаметру световолок- на.Корпус и инерционную массу наклеивают легкорастворимым клеем на держатели А и Фиксируют в струбцине навстречу друг другу с зазором Н, который обеспечивают прокладкой К (фиг. 36). Значение Н соответствует диаметру изгиба волокна. Диаметр изгиба, а также число витков определ ют экспериментально .The casing 1 and the inertial ма-masse 3 are slotted (FIG. 3a). The width of the slot corresponds to the diameter of the fiber. The case and the inertial mass are glued with an easily soluble glue on the holders A and Fixed in a clamp towards each other with a gap H, which is provided with a gasket K (Fig. 36). The value of H corresponds to the diameter of the bend of the fiber. The diameter of the bend, as well as the number of turns, is determined experimentally.

Укладку волокна осуществл ют в пазы , как показано на фиг. Зв. Пазы заливают клеем. Затем производ т отклейку деталей 1 и 2 от держателей А.The fiber is laid in the grooves as shown in FIG. Sound The grooves are filled with glue. Then, parts 1 and 2 are glued from holders A.

Така  сборка обеспечивает идентичность параметров чувствительного элемента при изготовлении датчиков.Such an assembly ensures that the parameters of the sensing element are identical in the manufacture of sensors.

Техническое решение может быть реализовано также в дифференциальном датчике виброускорений, содержащем два чувствительных элемента, аналогичные указанным выпе, св занные с инерционной массой, расположенной между ними, и включенные на выходе фотоприемника навстречу друг другу. , Применение дифференциальной схемы позвол ет повысить чувствительность датчика в 2 раза и уменьшить погрешность измерени  при одновременном расширении частотного диапазона.The technical solution can also be implemented in a differential sensor of vibration accelerations, which contains two sensitive elements, similar to these, associated with the inertial mass located between them and connected at the output of the photodetector towards each other. The use of a differential circuit allows to increase the sensitivity of the sensor by 2 times and reduce the measurement error while simultaneously expanding the frequency range.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Волоконно-оптический датчик виброускорений , содержащий корпус, чувствительный элемент в виде световоло- конной спирали и инерционную массу, отличающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона контролируемых колебаний, чувствительный элемент выполнен в виде взаимно перпендикул рных пересекающихс  витков, число которых одинаково в обоих направлени х.A fiber-optic vibration acceleration sensor, comprising a housing, a sensitive element in the form of a light-guided spiral and an inertial mass, characterized in that, in order to expand the frequency range of monitored oscillations, the sensitive element is made in the form of mutually perpendicular intersecting turns, the number of which is the same in both directions x. II «J"J « " Л 4 f WL 4 f W WW ОABOUT «" Я «I " WWWW ФМ/FM / .t/fj).t / fj) Составитель С.Грачев Редактор В.Петраш Техред МЛидыкCompiled by S. Grachev Editor V. Petrash Tehred MLidyk Заказ 39Order 39 Тираж 441Circulation 441 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 W /W / «V Ј4"V Ј4 / Л/ L 1 / one / I /I Йг-гЭЙI / I Yg-gay 7L l  7L l .J.J Корректор С.ШекмарProofreader S. Shekmar ПодписноеSubscription
SU884410716A 1988-04-15 1988-04-15 Fiber-optic sensor of vibration accelerations SU1534408A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884410716A SU1534408A1 (en) 1988-04-15 1988-04-15 Fiber-optic sensor of vibration accelerations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884410716A SU1534408A1 (en) 1988-04-15 1988-04-15 Fiber-optic sensor of vibration accelerations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1534408A1 true SU1534408A1 (en) 1990-01-07

Family

ID=21368931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884410716A SU1534408A1 (en) 1988-04-15 1988-04-15 Fiber-optic sensor of vibration accelerations

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1534408A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146373C1 (en) * 1995-08-02 2000-03-10 Петр Афанасьевич Демьяненко Fiber-optical acceleration transducer
RU2454645C1 (en) * 2010-12-17 2012-06-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран Apparatus for measuring vibration acceleration
GB2531817A (en) * 2014-11-03 2016-05-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd Accelerometer
CN106872015A (en) * 2017-02-22 2017-06-20 重庆邮电大学 A kind of optical-fiber type vibrating sensing measuring system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гречинский Д.А., Патлах А.Л. Современное состо ние и перспективы развити волоконно-оптических преобразователей механических величин. - ОМП, 1983, № 4, с. 57-60. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146373C1 (en) * 1995-08-02 2000-03-10 Петр Афанасьевич Демьяненко Fiber-optical acceleration transducer
RU2454645C1 (en) * 2010-12-17 2012-06-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А.Благонравова Ран Apparatus for measuring vibration acceleration
GB2531817A (en) * 2014-11-03 2016-05-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd Accelerometer
GB2531817B (en) * 2014-11-03 2019-12-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd Accelerometer
US10768197B2 (en) 2014-11-03 2020-09-08 Schlumberger Technology Corporation Accelerometer
CN106872015A (en) * 2017-02-22 2017-06-20 重庆邮电大学 A kind of optical-fiber type vibrating sensing measuring system
CN106872015B (en) * 2017-02-22 2019-04-09 重庆邮电大学 An Optical Fiber Vibration Sensing Measurement System

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0098875B1 (en) Quadrature fiber-optic interferometer matrix
US4414471A (en) Fiber optic acoustic signal transducer using reflector
EP0161671A2 (en) Optical sensors for detecting physical parameters
EP1350081B1 (en) Fiber optic displacement sensor
US6384919B1 (en) Fiber optic seismic sensor
US4471659A (en) Optical vibration sensor
SU1534408A1 (en) Fiber-optic sensor of vibration accelerations
CN217980523U (en) Sensitive unit and optical fiber Fab vibration sensor using the sensitive unit
CN111928937A (en) Optical fiber vibration sensing probe and optical fiber microseismic monitoring system
SU1431689A3 (en) Device for measuring mass of fibrous product
KR100443386B1 (en) Fiber Optic Seismic Sensor
Kumagai et al. Development of open-loop fiber optic gyroscopes for industrial and consumer use
JP2005283358A (en) Lighting system, and photoelectric encoder
Kumagai et al. Fiber optic gyroscopes for vehicle navigation systems
Carome et al. Lower cost fiber optic vibration sensors
RU2829833C1 (en) Fibre optic gyroscope optical unit
RU218106U1 (en) Fiber Optic Reflective Type Vibration Sensor
SU1483416A1 (en) Seismometer
SU1700384A1 (en) Fibre-light transducer of oscillations
RU2164339C2 (en) Fiber-optic sensing element for physical-quantity measuring transducer
SU1682934A1 (en) Single fiber- optics flow velocity sensor
SU918801A1 (en) Pressure pickup with frequency output
SU1642233A1 (en) Device for measuring linear displacement
SU932226A1 (en) Device for measuring small angular displacements of coherent radiation source
SU956999A1 (en) Optical electronic vibration pickup