Передача выходного сигнала от датчика с использованием механических средств, средства преобразования выходного сигнала датчика в другую переменную величину, если форма или вид датчика не препятствуют средству преобразования, преобразователи, специально не предназначенные для особых переменных величин: ....с воздействием на передающую способность оптического волокна – G01D 5/353

Изобретение относится к волоконно-оптическому распределенному акустическому измерению для регистрации P- и S-волн в твердой среде. Распределенного акустического измерения можно добиться с использованием немодифицированной волоконной оптики, запуская оптические импульсы в волокно и регистрируя излучение, которое испытывает рэлеевское обратное рассеяние, оттуда. Анализируя отклики в бинах анализа, можно регистрировать акустические возмущения в совокупности дискретных продольных отрезков волокна. Технический результат - обеспечение распределенного волоконно-оптического акустического измерения S- и P- волн. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта содержит непрерывный полупроводниковый лазер, оптический модулятор, предназначенный для формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов длительностью в диапазоне от 50 нс до 500 нс и частотой следования от 200 Гц до 50 кГц, чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, узел ввода оптического излучения в чувствительный элемент и вывода рассеянного излучения, фотоприемник, предназначенный для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, и узел обработки сигнала с процессором, при этом непрерывный полупроводниковый лазер снабжен брэгговским селективным отражателем с возможностью сужения полосы непрерывного излучения лазера до уровня менее 100 кГц, а оптический модулятор выполнен в виде акустооптического модулятора на бегущей акустической волне с возможностью формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов с коэффициентом гашения К 10×lg(T×f), где Т - длительность импульса, f - частота следования. Техническим результатом от применения изобретения является повышение дальности действия, чувствительности и разрешающей способности устройства. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к датчикам с воздействием на передающую способность оптического волокна. Датчик содержит корпус, внутри которого размещен оптоволоконный чувствительный элемент, способный изменять характеристики излучения, распространяющегося в световоде, в зависимости от деформации. Толкатель передает перемещение контролируемого объекта на чувствительный элемент и проходит через стенку корпуса или является стенкой корпуса. В датчике обеспечивается возможность объединенного воздействия на чувствительный элемент посредством толкателя и оптически управляемого элемента, способного деформироваться под действием падающего на него оптического излучения. Технический результат - обеспечение дистанционного контроля метрологической исправности датчика, расширение диапазона измерений, повышение эксплуатационных характеристик. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для регистрации вибраций, шумов и акустических сигналов. Система регистрации содержит волоконно-оптическую измерительную линию на одномодовом оптическом волокне с установленным френелевским или фарадеевским отражателем с одной стороны, а с другой - присоединенную к оптоэлектронному блоку, который состоит из лазерного источника, соединенного с первым входом разветвителя Х-типа. Первый выход разветвителя присоединен к указанной измерительной линии, а второй - к звукоизолированной катушке из одномодового волокна, последовательно присоединенной к отражателю на втором конце. Линии образуют разомкнутую двухплечевую схему волоконного интерферометра Майкельсона, сигналы с которого поступают со второго входа/выхода разветвителя на фотоприемник и регистратор виброакустических сигналов. В качестве локальных датчиков вибрационных сигналов используются линейные отрезки волокна в измерительной линии, укрепленные на вибрирующей поверхности объекта, а в качестве датчиков акустических сигналов - одна малогабаритная катушка из одномодового оптического волокна или по меньшей мере один многовитковый элемент из одномодового оптического волокна. Технический результат - повышение чувствительности измерений в широкой полосе частот как вибрационных, так и акустических сигналов с помощью одной волоконно-оптической линии. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство предназначено для измерения деформации и использует в качестве чувствительного элемента оптическое волокно с возможностью измерения распределения деформации оптического волокна в продольном направлении. Устройство для измерения деформаций грунта содержит чувствительный к деформации сенсорный оптический кабель, измерительный блок, связанный с кабелем, якоря, связанные с кабелем и с грунтом, и снабжено системой защиты кабеля от разрушения, включающей встроенный в каждый якорь предохранитель, который срабатывает в случае, когда сила, действующая со стороны якоря на сенсорный кабель, превышает заданную величину. Технический результат заключается в обеспечении возможности ограничения усилия, передаваемого якорем на сенсорный кабель, при смещении якорей друг относительно друга, вызванного подвижками грунта вне зависимости от свойств грунта, которые могут быть известны неточно или меняться со временем. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к оптоволоконному датчику для измерения температуры и деформации в продольном направлении измерительного волокна. Устройство измеряет величины сдвига частоты при рассеянии Бриллюэна-Мандельштама и рэлеевском рассеянии, вызванные деформацией и температурой в оптическом волокне, в соответствии с которыми рассчитывает деформацию и температуру, сформированные в оптическом волокне. Технический результат - измерение деформации и температуры одновременно и независимо с высоким пространственным разрешением. 12 з.п. ф-лы, 48 ил., 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры и/или напряжения в процессе непрерывной разливки. Заявлен способ внедрения световода (3) измерительного датчика температуры и/или напряжения в конструктивный элемент (1) для измерения температуры и/или напряжения и непосредственно сам конструктивный элемент. Световод (3) помещают в/на плоскости конструктивного элемента для измерения температуры и/или напряжения ограничивающей основной материал (2) конструктивного элемента (1). На образованную из основного материала (2) плоскость конструктивного элемента (1) наносят покрывной материал (5а) при образовании покрытия (5), закрепляющего световод (3), или окружающую световод трубку (4) неразъемным образом на основном материале (2) и/или примыкающих зонах покрытия. Световод (3) помещают в/на конструктивный элемент (1), который представляет собой или образует составную часть кристаллизатора, пластины кристаллизатора или трубчатого кристаллизатора. Причем основной материал (2) и покрывной материал (5а) представляют собой один металл или, по меньшей мере, состоят по существу из одного металла. Покрытие (5) наносят посредством способа термического напыления или способом гальванического или химического нанесения покрытия. Технический результат: повышение точности получаемых данных. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рефлектометр содержит связанные между собой импульсный модулятор и импульсный источник излучения и средство организации двунаправленной передачи излучения. Средство организации двунаправленной передачи излучения имеет связь с импульсным источником излучения, с чувствительным волокном и через фотоприемник - с блоком управления и обработки, соединенным с входом импульсного модулятора. Связь средства организации двунаправленной передачи излучения с импульсным источником излучения выполнена в виде двух оптических путей, образованных двумя оптическими разветвителями. Один из них подсоединен к выходу импульсного источника, другой - к средству организации двунаправленной передачи излучения. Один из оптических путей имеет линию задержки и в одном из них расположен фазовый модулятор, связанный с блоком управления и обработки. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области мониторинга деформации и термических процессов с использованием контрольно-измерительных систем на основе волоконных брэгговских решеток. Оптический рефлектометр формирует зондирующий импульс, который через циркулятор попадает на первую опрашиваемую брэгговскую решетку. От решетки отражается часть зондирующего импульса и попадает на опорные решетки, спектры отражения которых находятся на одинаковом расстоянии от спектра опрашиваемой решетки. Формируются два отраженных сигнала с мощностью, которая определяется спектральным промежутком между спектром опрашиваемой решетки и спектром соответствующей опорной. Отраженные сигналы возвращаются в рефлектометр и отображаются на рефлектограмме в виде двух пиков с амплитудой, пропорциональной мощности этих сигналов. При внешнем физическом воздействии на опрашиваемую решетку ее спектр отражения смещается. При этом один из пиков растет, другой уменьшается, а регистрируемым сигналом является разница амплитуд этих пиков. Для регистрации сигналов последующих групп опрашиваемых волоконных брэгговских решеток опорные брэгговские решетки перестраиваются, чтобы исходные резонансные длины волны опрашиваемых волоконных брэгговских решеток находились точно между резонансными длинами волн опорных брэгговских решеток. Технический результат - увеличение диапазона измерений и повышение устойчивости к амплитудным помехам. 7 ил.

Волоконно-оптический датчик положения содержит магнитный или электромагнитный элемент, широкополосный источник света, оптическое волокно, по меньшей мере два датчика в виде волоконно-оптической брэгговской решетки, изготовленные из оптического волокна, по меньшей мере один сегмент магнитострикционного материала, стержень, изготовленный из материала, непроницаемого для магнитных полей. По меньшей мере один из двух датчиков прикреплен к сегменту магнитострикционного материала, при этом по меньшей мере один из сегментов магнитострикционного материала прикреплен к стержню. Магнитный или электромагнитный элемент и стержень совмещены таким образом, что они могут испытывать относительное смещение только вдоль оси стержня. Указанное смещение вызывает изменение размеров сегмента магнитострикционного материала, что приводит к изменениям длины волны, отражаемой датчиками в виде волоконно-оптической брэгговской решетки. Технический результат заключается в обеспечении безопасности при применении датчика во взрывоопасных зонах за счет отсутствия электрических сигналов в непосредственной близости от точки измерения. 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в волоконно-оптических датчиках, предназначенных для измерения температуры различных объектов, а также для измерения деформации, перемещения. Волоконно-оптический датчик температуры содержит капилляр с закрепленными в нем оптоволокном и светоотражающим элементом, установленным на расстоянии от торца оптоволокна, при этом, согласно первому варианту изобретения, он содержит корпус со сквозным отверстием и двумя соосными ему глухими отверстиями, в одном из которых выполнена резьба для винта, хвостовик которого установлен в сквозном отверстии и имеет светоотражающий торец. В противоположном резьбовому глухом отверстии установлена жестко прикрепленная к корпусу обойма с закрепленным в ней и расположенным внутри сквозного отверстия капилляром. Согласно второму варианту изобретения волоконно-оптический датчик температуры содержит корпус со сквозным отверстием и двумя соосными ему глухими отверстиями. В каждом из глухих отверстий установлена обойма с закрепленным в ней и расположенным внутри сквозного отверстия капилляром, одна из обойм прикреплена к корпусу жестко. Согласно третьему варианту изобретения волоконно-оптический датчик деформации содержит капилляр с закрепленными в нем оптоволокном и светоотражающим элементом, установленным на расстоянии от торца оптоволокна, при этом датчик содержит корпус, выполненный гантелеобразным, наружные поверхности которого имеют форму цилиндров. На поверхностях концевых частей корпуса выполнены резьбы, на одном правая, а на другом левая. Технический результат - повышение точности измерений, защищенность датчика от внешних механических воздействий, возможность закрепления корпуса датчика на объектах измерения, сокращение времени передачи температуры от объектов к сенсорным элементам и передача деформаций материала объектов на активные элементы датчика. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Датчик измерения деформации включает, по меньшей мере, один сенсорный элемент, который обеспечивает изменение количества проходимого света при изменении кривизны световода. Сенсорный элемент заключен в корпус, выполненный с обеспечением возможности воздействия на сенсорный элемент, с одной стороны посредством толкателя в виде, по меньшей мере, одной упругой стенки корпуса или посредством толкателя, проходящего через стенку корпуса и имеющего возможность воздействия на сенсорный элемент, и с другой стороны упора в виде неподвижной стенки корпуса. Толкатель обеспечивает восприятие деформации среды и/или деформации поверхности, а корпус обеспечивает возможность подключения, по меньшей мере, одного световода для подвода света от источника света к сенсорному элементу и отвода выходного света от сенсорного элемента. Изобретение направлено на приспособление оптического датчика для измерения деформаций элементов строительных конструкций, в том числе железобетонных. 5 н. и 29 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к оптоволоконным средствам измерения пространственного распределения температуры/деформаций протяженных объектов, и может найти применение, например, в нефтяной отрасли, энергетике, автомобиле- и самолетостроении, мониторинге деформаций конструкций мостов, опор, зданий. Система состоит из оптически связанных источника излучения, которым служит лазер, оптического волокна (диаметром 150-600 мкм и диаметром сердцевины 12-20 мкм) с распределенными по нему точечными датчиками на основе волоконных брэгговских решеток, отражающими свет на разных резонансных длинах волн, волоконного светоделительного устройства и анализатора спектра, которым служит фотоприемник. Датчики с разными коэффициентами отражения и/или с разной шириной или формой спектра отражения чередуются в оптическом волокне в заданном порядке, в том числе с разбиением на группы. Запись датчиков в толстом оптическом волокне производится излучением лазера с длиной волны 240-270 нм, мощностью более 0,5 Вт, или через находящуюся на световоде защитную полимерную оболочку излучением лазера с длиной волны 270-450 нм и мощностью более 1 Вт. Технический результат - создание оптической системы более надежной и прочной, более протяженной, более простой и дешевой, повышение однородности и стабильности записанной брэгговской решетки, увеличение эффективности взаимодействия с решеткой света, распространяющегося по волокну, повышение быстродействия и чувствительности решетки к внешним воздействиям. 4 н.п. ф-лы, 2ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для диагностики протяженных объектов, используемых при эксплуатации скважин или при транспортировке продукции на пункты сбора и далее и т.п. Задачей настоящего изобретения является снижение требований к когерентности используемого при диагностике импульсного источника оптического излучения (ширина спектра оптических импульсов может составлять порядка 1/Т), а также увеличение числа измерительных каналов и рабочей длины чувствительного оптического волокна. Способ мониторинга состояния протяженных объектов заключается в оснащении чувствительным оптическим волокном протяженного объекта, производстве последовательности когерентных оптических импульсов длительностью Т с шириной спектра порядка 1/Т и временным интервалом T₁ между импульсами, организации рефлектометрического канала и подаче указанных импульсов в чувствительное оптическое волокно длиной L, регистрации амплитуды сигналов обратного рассеяния, сравнительном анализе указанных сигналов обратного рассеяния в последовательных рефлектограммах и выделении в них локальных изменений, указывающих на наличие факта воздействия на протяженный объект, а координату местоположения воздействия, обусловленного наличием выделенных локальных изменений, по длине чувствительного оптического волокна определяют положением этих изменений на рефлектограмме, при этом соблюдают условие, согласно которому длина L чувствительного оптического волокна такова, что временной интервал T₁ между импульсами превосходит величину 2L/V, где V - скорость света в чувствительном оптическом волокне, а регистрацию амплитуды сигналов обратного рассеяния осуществляют фотоприемником с временным разрешением не хуже длительности импульса Т. Данный способ реализуется посредством соответствующего устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение «Волоконно-оптический датчик деформаций» предназначено для контроля деформаций крупных сооружений, конструкций летательных аппаратов и т.д. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при помощи перестраиваемого по частоте генератора синусоидальных сигналов, модулирующего по интенсивности лазерный излучатель, анализатора спектра, находятся значения резонансных частот сигнала обратного рассеяния из измерительного преобразователя. Значения резонансных частот связаны с механической деформацией различных зон конструкции, на которой установлен измерительный преобразователь. Измерительный преобразователь состоит из секций - состыкованных последовательно отрезков волоконно-оптического кабеля. Измерение изменения механических деформаций конструкции осуществляют анализатором спектра путем регистрации изменения резонансных частот сигнала обратного рассеяния. Технический результат - повышение оперативности регистрации изменения деформаций различных конструкций. 3 ил.

Изобретение к измерительной технике и может быть использовано для контроля деформаций крупных сооружений, в электротехнической промышленности при измерении температурных режимов трансформаторов, в геологической разведке при измерении распределения температуры вдоль скважин, в авиационной промышленности при контроле деформаций конструкций летательных аппаратов. При помощи компаратора, формирователя импульсов, устройства выбора импульсов последовательно выделяются оптические импульсы, отраженные от реперных точек, в качестве которых выступают оптические соединители, установленные между секциями волоконно-оптического кабеля, применяемого в качестве измерительного преобразователя. Выделенные импульсы через цепь положительной обратной связи запускают автоколебательный режим. Причем период следования автоколебаний определяет задержку распространения оптического сигнала до выбранной реперной точки. Изменение температуры и воздействие механических напряжений, приводящие к деформации оптического волокна, изменяют коэффициент преломления материала сердцевины оптического волокна. За счет изменения величины коэффициента преломления изменяется задержка оптического сигнала. Значение температуры или величина деформации, воздействующие на каждую из секций измерительного преобразователя, определяются по изменению задержки оптических сигналов от каждой из реперных точек. Обеспечено упрощение и повышение точности и динамического диапазона измерений. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения давления и определения значений параметров акустических полей в газах и жидкостях. Волоконно-оптический преобразователь параметров акустических полей содержит схему возбуждения источника оптического излучения, источник оптического излучения, оптический ответвитель, вспомогательный приемник оптического излучения, схему стабилизации мощности оптического излучения, волоконный световод, выполненный в виде цилиндрической двуканальной связанной коаксиальной структуры, содержащей стержневой одномодовый волновод и трубчатый одномодовый волновод, устройство периодической деформации световода, делитель оптического излучения, разделяющий оптическое излучение из стержневого волновода и трубчатого волновода, приемник оптического излучения, принимающий оптическое излучение с выхода стержневого волновода, дополнительный приемник оптического излучения, принимающий оптическое излучение с выхода трубчатого волновода, и устройство цифровой обработки аналоговых сигналов. Деформирующие элементы, образующие устройство периодической деформации, имеют периодические выступы и впадины. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности волоконно-оптического преобразователя параметров акустических полей. 3 ил.