Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью средств, не отнесенных к группе  ,7/00 или  ,9/00: .оптическими средствами – G01L 11/02

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам разности давления, и может быть использовано в различных измерительных системах для контроля давления. Заявленный датчик разности давлений имеет корпус, выполненный из составных частей, между которыми установлена силовая мембрана, образуя две камеры в корпусе, сочленяемые стенки корпуса выполнены с выемками, образуя опорные поверхности для силовой мембраны, в каждой составной части корпуса установлена измерительная мембрана, центры мембран соединены элементами передачи деформации с центром силовой мембраны с противоположных ее сторон, преобразователи выполнены в виде оптического волокна, закрепленного на поверхности каждой измерительной мембраны, а чувствительные элементы выполнены в виде волоконных брэгговских решеток, закрепленных в чувствительных зонах измерительных мембран. Техническим результатом изобретения является повышение точности и скорости измерения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относятся к измерительной технике и предназначено для измерения давления (как статического, так и динамического) газов и жидкостей. Датчик давления состоит из записанной на оптическом световоде по меньшей мере одной волоконно-оптической решетки Брэгга (ВБР), мембраны, корпуса, при этом мембрана жестко прикреплена к световоду и имеет возможность движения по осевой линии относительно корпуса, оптический световод жестко прикреплен к торцу корпуса по его осевой линии. Также датчик может состоять из мембраны, корпуса, записанной на оптическом волокне по меньшей мере одной волоконно-оптической решетки Брэгга (ВБР), базового элемента крепления, элемента приложения торцевой нагрузки, направляющей. При этом базовый элемент крепления и элемент приложения торцевой нагрузки соединены с оптическим волокном таким образом, что место соединения не касается ВБР, а направляющая соединена с базовым элементом крепления и корпусом, мембрана закреплена в корпусе. Элемент приложения торцевой нагрузки касается мембраны по осевой линии. Техническим результатом является обеспечение малых массогабаритных параметров, повышение точности измерения, уменьшение влияния внешних воздействий на точность измерения, упрощение конструкции датчика. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к волоконно-оптическим устройствам измерения давления. Устройство содержит широкополосные полупроводниковые светодиоды, Y-образные волоконно-оптические разветвители и резонаторы Фабри-Перо. Один из резонаторов Фабри-Перо предназначен для получения интерференции световых лучей, отраженных от поверхности мембраны и торца световода, при воздействии давления и температуры контролируемой среды на базовое расстояние между ними. Второй резонатор Фабри-Перо предназначен для получения интерференции отраженных световых лучей при температурном воздействии среды. Вторые оптоволоконные выходы разветвителей сопряжены с регистрирующим блоком, Фотоприемная линейка которого через аналого-цифровой преобразователь связана с процессором обработки цифровых сигналов. Световоды первого и второго резонаторов расположены в корпусе, имеющем две полости, между которыми расположена мембрана. Одна из полостей корпуса сообщается с контролируемой средой и обращена к центральной части мембраны со стороны противолежащей ее отражающей поверхности. В другой полости корпуса размещены изолированные друг от друга световоды резонаторов. Технический результат - повышение точности измерений за счет уменьшения влияния неоднородности температуры. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относятся к исследованиям скважин и может быть использована для мониторинга внутрискважинных параметров. Техническим результатом является оптимизация, автоматизация, повышение эффективности процесса добычи нефти, в т.ч. за счет повышения скорости и достоверности мониторинга внутрискважинных параметров по всей длине скважины. Способ мониторинга внутрискважинных параметров, при котором с помощью источника лазерного излучения формируют заданной длительностью и частотой световой импульс, поступающий в оптоволоконный кабель, где по всей длине кабеля выделяют излучение рассеяния. Излучение рассеяния, поступающее в блок обработки, преобразуют в электрический сигнал и усиливают, затем из него выделяют полезный сигнал, поступающий на вход второго контроллера, где определяют частоту смещения полезного сигнала относительно частоты генерации источника лазерного излучения, а затем по ее значению вычисляют текущее значение параметра изменения давления, полученные данные сравнивают с заданными в первом контроллере, при отклонении от которых автоматически регулируют процесс добычи нефти в соответствии с изменением притока, определяемого путем непрерывного измерения изменения давления, в скважине управляют частотой вращения вала электродвигателя, при значении параметра изменения давления меньше заданной величины увеличивают частоту вращения вала электродвигателя, при значении параметра изменения давления больше заданным значением уменьшают. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании и в процессе сборки волоконно-оптических датчиков давления на основе оптического туннельного эффекта. Техническим результатом является высокая точность измерения давления в условиях изменения температуры окружающей среды. Волоконно-оптический датчик давления содержит мембранный блок, в который входят мембрана и несущая ее деталь, штуцер, блок оптических волокон, в котором одни, срезанные под некоторым углом концы подводящих и отводящих оптических волокон расположены во втулке на детали треугольной формы и прижаты крышкой, а другие концы оптических волокон подстыковываются к источнику излучения и приемнику излучения. Несущая деталь имеет минимум две полости, соединенные отверстием меньшим диаметром, чем диаметры полостей, причем высота Н полости, в которой жестко закреплена мембрана, определяется выражением: Н=h_М+ , где h_М - толщина мембраны; - длина волны светового потока. Штуцер имеет три полости. В полость меньшего размера на кольцевой выступ установлен мембранный блок, на который устанавливается во вторую полость блок оптических волокон, закрепленный во вновь введенный корпус. Штуцер и корпус между собой жестко соединены. 4 ил.

Изобретение относится к оптоволоконным технологиям. Техническим результатом является повышение точности измерения давления и температуры. Несущий элемент имеет измерительный участок, содержащий полость и, по меньшей мере, одну геометрическую неоднородность. На несущем элементе при приложении давления к измерительному участку вблизи геометрической неоднородности создается концентрация напряжения. К части геометрической неоднородности приклеен оптический датчик. Полость может быть заполнена жидкостью или гелем. Вблизи оптического датчика давления может быть также введен оптический датчик температуры. 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения давления. Устройство включает источник оптического излучения, приемник оптического излучения, чувствительный элемент, содержащий отражательную мембрану, устройство ориентации оптического излучения и прокладку, расположенную между отражательной мембраной и устройством ориентации оптического излучения. Преобразователь давления дополнительно содержит блок обработки информации, волоконно-оптический ответвитель, связанный световодами с источником оптического излучения, приемником оптического излучения и чувствительным элементом. Устройство ориентации оптического излучения выполнено в виде пластины из кварцевого стекла в форме параллелепипеда с зеркальным напылением по всей поверхности за исключением части поверхности, расположенной под мембраной. Технический результат - упрощение конструкции и улучшение габаритных характеристик. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения давления. Устройство содержит источник оптического излучения, чувствительный элемент, приемник оптического излучения, световоды, соединяющие источник и приемник оптического излучения, а также блок обработки информации. Чувствительный элемент включает призму полного внутреннего отражения, отражательную мембрану и прокладку с электрическими контактами. Прокладка выполнена из пьезоматериала и расположена между призмой полного внутреннего отражения и отражательной мембраной. Блок обработки информации преобразует электрический сигнал приемника излучения в измеренное значение давления и формирует управляющий сигнал, который подается на электрические контакты прокладки. Технический результат - расширение измеряемого диапазона внешних воздействий и повышение чувствительности волоконно-оптического преобразователя. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к волоконно-оптическим датчикам давления (ВОДД), и может быть использовано в различных измерительных системах для контроля давления. Технический результат заключается в повышении чувствительности и надежности датчика при длительной эксплуатации в условиях больших нагрузок за счет формирования чувствительного элемента датчика с наименьшим количеством изгибов оптического волокна и минимальными механическими нагрузками в местах изгиба оптического волокна. Волоконно-оптический датчик давления, выполненный на основе оптического волокна, содержит участки ввода и вывода излучения, а также участок, размещенный в пропускном канале резинового корпуса прямоугольного сечения. Участки ввода и вывода излучения оптического волокна пропущены через металлический рукав. Пропускной канал включает, по меньшей мере, один участок для размещения оптического кабеля параллельно основанию корпуса, выполненный в виде паза с рифленой поверхностью в основании. Оптическое волокно в пазу прижато к вершинам выступов рифленой поверхности пластиной из термостойкой резины. На концах участков ввода и вывода излучения оптического волокна установлены оптические разъемы. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для контролирования давления газообразного вещества до величины не более предварительно заданного максимального значения давления. Через данное газообразное вещество пропускают лазерное излучение, периодически модулируют длину волны лазерного излучения на полосе частот длин волн, содержащей, по меньшей мере, одну линию поглощения данного газообразного вещества. Формируя электрический выходной сигнал, выполняют первую фильтрацию электрического выходного сигнала с характеристикой фильтра, имеющей нижнюю частоту среза не ниже переходной частоты, и вторую фильтрацию с характеристикой полосового фильтра, имеющей верхнюю частоту среза не выше упомянутой переходной частоты, и нижнюю частоту среза выше частоты модуляции периодической модуляции длины волны. Выходной сигнал, по меньшей мере, одной из фильтраций оценивают как сигнал, характеризующий давление. При этом обеспечивают перемещение лазерного луча (В) относительно газопровода и получают (S7) средний сигнал. Изобретение применимо для быстрого контролирования как свободного газа, так и газа, транспортируемого в газопроводе (55). 5 с. и 25 з.п. ф-лы, 40 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.

Изобретение предназначено для контролирования давления газообразного вещества до величины не более предварительно заданного максимального значения давления. Через данное газообразное вещество пропускают лазерное излучение; периодически модулируют длину волны лазерного излучения на полосе частот длин волн, содержащей, по меньшей мере, одну линию поглощения данного газообразного вещества и выполняют оптико-электрическое преобразование пропускаемого лазерного излучения. При этом, формируя электрический выходной сигнал, выполняют первую фильтрацию электрического выходного сигнала с характеристикой фильтра, имеющей нижнюю частоту среза не ниже переходной частоты, вторую фильтрацию электрического выходного сигнала с характеристикой полосового фильтра, имеющей верхнюю частоту среза не выше упомянутой переходной частоты, и нижнюю частоту среза выше частоты модуляции периодической модуляции длины волны. Выходной сигнал, по меньшей мере, одной из фильтраций оценивают как сигнал, характеризующий давление. Техническим результатом является сокращение длительности цикла контроля и возможность проверять идущие потоком контейнеры и при этом проверять каждый отдельный контейнер. 5 н. и 107 з.п. ф-лы, 36 ил.

Изобретение относится к полимерному материалу, обладающему оптически детектируемым откликом на изменение нагрузки (давления), включающему полиуретановый эластомер, адаптированный для детектирования изменения нагрузки, содержащий алифатический диизоцианат, полиол с концевым гидроксилом и фотохимическую систему, включающую флуоресцентные молекулы для зондирования расстояния, модифицированные с превращением в удлиняющие цепь диолы, в котором мольное соотношение диолов и полиолов находится в диапазоне от приблизительно 10:1 до около 1:2, а фотохимическая система выбрана из группы, состоящей из системы эксиплекса и резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET). Настоящее изобретение также относится к раствору, содержащему указанный выше полимерный материал, а также к полимерному материалу, обладающему детектируемым откликом на изменение давления, включающему эластомер, содержащий полиакрилатный или силиконовый эластомер и фотохимическую систему, включающую определенное количество флуоресцентных молекул для зондирования расстояния, модифицированных для внедрения в указанный эластомер, выбранную из группы, состоящей из эксиплекса и резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET), и к раствору содержащему такой полимерный материал. Задачей изобретения является создание материала, чувствительного к нагрузке (давлению), для которого чувствительность к присутствию кислорода была бы уменьшена. Поставленная задача решается тем, что для исключения зависимости от кислорода при определении чувствительности к давлению в материале используют фотохимическую систему, выбранную из группы, состоящей из эксиплекса и резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET). Системы с данными фотохимическими системами обеспечивают получение быстрого отклика на изменение давления, кроме того, сжимаемость материала с такими системами является обратимой, в результате чего исключение зависимости от кислорода как фактора, вносящего вклад в детектирование изменений давления, обеспечивает достижение улучшенного времени отклика, а также повышает чувствительность при использовании материала. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к волоконно-оптической измерительной технике, в частности к волоконно-оптическим измерительным системам измерения давления, температуры, деформации, перемещения. Система содержит широкополосный источник излучения, интерферометр Фабри-Перо, фокусирующую систему, регистрирующий интерферометр и фоторегистрирующее средство, оптический Y-образный ответвитель, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорное устройство. Широкополосный источник излучения выполнен с оптоволоконным выходом, соединенным с оптическим Y-образным ответвителем. Ответвитель соединен с интерферометром Фабри-Перо и с фокусирующей системой. Регистрирующий интерферометр выполнен в виде поляризационного интерферометра. Система может представлять собой многоканальные версии измерительной системы с пространственным и временным разделением каналов. Технический результат - уменьшение трудоемкости сборки, увеличение соотношения сигнал/шум. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Сущность: датчик содержит корпус, прокладку, на которую опирается втулка, рабочий и дополнительный жгуты подводящих и отводящих оптических волокон, общие торцы которых закреплены во втулке. Мембрана радиусом R с зеркальной поверхностью установлена относительно общего торца рабочего жгута с зазором x₀ . Общий торец дополнительного жгута расположен напротив зеркальной поверхности мембраны с зазором x0. Оптические оси подводящих и отводящих оптических волокон дополнительного жгута расположены относительно оптических осей подводящих и отводящих оптических волокон рабочего жгута соответственно на расстоянии А, определяемом выражением

Датчик давления жидкости содержит корпус, разделенный посредством прозрачной перегородки на верхний герметичный и нижний открытый отсеки. Над прозрачной перегородкой в верхнем герметичном отсеке установлен измеритель перемещения уровня жидкости в нижнем открытом отсеке, заполняемом жидкостью при погружении в нее корпуса. Измеритель перемещения содержит телекамеру и кольцевой источник света. Датчик давления жидкости прост в изготовлении, обладает высокой точностью и может работать в агрессивных, взрывоопасных, радиоактивных и иных средах, например на нефтехранилищах, автозаправочных станциях, в химическом и других производствах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Сущность: устройство содержит основной волоконно-оптический датчик и дополнительный датчик, идентичный основному. Каждый датчик содержит корпус, в котором размещена чувствительная мембрана и осветительный и приемный канал в виде световодов. Осветительный канал дополнительного датчика соединен с осветительным каналом основного датчика, обеспечивая нерегулярную разводку жгута световодов. Дополнительный датчик изолирован от давления среды и доступен для температурного воздействия среды. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения давления в широком диапазоне температур. 1 ил.

Изобретение относится к волоконно-оптическим измерительным преобразователям давления. Датчик содержит чувствительный элемент, источник света, световоды, регистрирующую аппаратуру. Датчик снабжен направляющей линзой, анализатором, приемной линзой. Чувствительный элемент снабжен пластиной из оптически активного материала с отверстием. Отверстие расположено в центре симметрии пластины. Пластина соединена с мембраной через жесткие прокладку и шар. Шар размещен на оси симметрии пластины. Ограничитель перемещения чувствительного элемента в вертикальной плоскости установлен параллельно мембране в пазу корпуса. В качестве источника света используют источник поляризованного света. Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к волоконно-оптическим средствам измерения давления, и может быть использовано в медико-биологических исследованиях, гидроакустике, аэродинамике, системах охраны при дистанционном мониторинге давления. Датчик давления состоит из корпуса, упругой мембраны, рассеивающей линзы, рамки со световой щелью, подвижной светонепроницаемой перегородки. Световод и фотоприемник связаны между собой с помощью оптического канала. В оптическом канале размещены рассеивающая линза, рамка со световой щелью, светонепроницаемая перегородка. Перегородка соединена через коромысло с упругой мембраной. Перегородка установлена с возможностью перемещения. Перемещение обеспечивает линейную зависимость площади световой цели от перемещения упругой мембраны. Технический результат - расширение диапазона линейной характеристики датчика. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Лазерный интерференционный масляный манометр содержит U-образную трубку, заполненную маслом, лазерный интерферометр с устройством разделения луча и ввода лазерных лучей в колена манометра и вывода из них на фоторегистрирующие устройства. В каждом из колен манометра установлен поплавок, верхняя часть которого выполнена в виде фторопластого стакана с наружным радиусом на 1 мм меньшим радиуса трубки манометра и тремя выступами, стабилизирующими его соосное с трубкой положение, при этом в плоском днище стакана сделаны отверстия вблизи стенок, сквозь которые тонкие слои масла над днищем фторопластовых стаканов сообщаются между собой; а нижняя часть поплавков выполнена в виде стеклянного запаянного цилиндрического баллона с верхними стеклянными ножками, на которых лежит фторопластовый стакан, и боковыми ножками для стабилизации поплавка в вертикальном положении, при этом к нижней части стеклянного баллона припаяна балластная капля стекла. Технический результат - расширение диапазона измеряемых давлений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изготовлении волоконно-оптических датчиков давления на основе оптического туннельного эффекта в различных отраслях народного хозяйства, например для измерения больших давлений в условиях изменения температуры окружающей среды в диапазоне ±100°С на изделиях ракетно-космической техники. Датчик содержит корпус, подводящие и отводящие оптические волокна, относительно общего торца которых с зазором установлена кварцевая мембрана, жестко закрепленная в щтуцере, кольцевую прокладку толщиной, равной длине волны источника излучения. Волокна вклеены в корпусе на расстоянии друг от друга. Свободные концы волокон выступают над поверхностью корпуса, кольцевая прокладка выполнена в виде металлической пленки, напыленной по периметру. В конструкцию датчика введены деталь с треугольником в сечении с углом при вершине 2 с боковым углублением, повторяющим форму и размеры оптических волокон, металлическая крышка с центральным сквозным отверстием шириной, равной диаметру оптического волокна d_ов и длиной а, определяемой выражением a=2d_овtg, расположенная и жестко закрепленная между корпусом и штуцером, прижимающая оптические волокна к детали с треугольником в сечении. Часть оптических волокон, расположенная выше крышки, срезана и отполирована под определенным углом к продольной оси волокон. Изобретение обеспечивает более высокую точность измерения давления в условиях изменения температуры окружающей среды и не требует сложных технологических и измерительных операций при изготовлении. 3 ил.