Волокно-оптична система інтервальних вимірювань фізичних величин

Abstract

Волоконно-оптична система інтервальних вимірювань фізичних величин містить послідовно з'єднані за допомогою відрізків волоконних світловодів випромінювач, n волоконно-оптичних датчиків і фотоприймач, вихід якого з'єднаний з блоком обробки. Досягається можливість здійснення вимірювання фізичних величин інтервальним методом завдяки тому, що датчики виконані як вимірювальні блоки, на вході кожного з яких встановлений оптичний розгалужувач, перший вихід якого з'єднаний з коротким відрізком волоконного світловоду встановленої і однакової у всіх вимірювальних блоках довжини, а другий вихід з'єднаний з сенсорним відрізком волоконного світловоду, протилежні кінці обох відрізків волоконних світловодів з'єднані з входами оптичного суматора, вихід якого є виходом вимірювального блока, причому довжина відрізка сенсорного волоконного світловоду у кожному вимірювальному блоці є різною і визначається з умови відсутності перекриття оптичних імпульсів на виході вимірювальних блоків при зміні вимірюваних фізичних величин в межах заданих діапазонів, а блок обробки складається з послідовно з'єднаних амплітудного селектора імпульсів і вимірювача часових інтервалів.

Предлагаемое волоконно-оптическое устройство для измерения физических параметров, представленных временными интервалами, содержит излучатель, n волоконно-оптических датчиков параметров и фотоприемник, соединенные последовательно с помощью отрезков волоконно-оптического кабеля. Выход фотоприемника соединен с входом устройство обработки сигналов. Волоконно-оптический датчик параметра выполнен в виде измерительного преобразователя временных интервалов и содержит оптический разветвитель на выходе. Первый выход оптического разветвителя соединен с коротким опорным отрезком волоконного световода, длина которого одинакова для всех датчиков. Второй выход оптического разветвителя соединен с измерительным отрезком волоконного световода. Отрезки опорного и измерительного волоконных световодов соединены с соответствующими входами оптического суммирующего устройства, выход которого является выходом измерительного преобразователя. Длина каждого измерительного отрезка волоконного световода различна для различных измерительных преобразователей. Указанную длину определяют в условиях, когда отсутствует перекрытие оптических импульсов на выходе измерительного преобразователя при изменении измеряемого физического параметра в пределах заданного диапазона. Устройство обработки сигналов содержит амплитудный селектор импульсов и измеритель временных интервалов, соединенные последовательно.

The proposed fiber-optical device for measuring physical parameters represented by time intervals contains a radiation emitter, n fiber-optical parameter transducers, and a photoreceiver that are connected in series by sections of fiber-optic cable. The photoreceiver output is connected to a signal processor. The fiber-optical parameter transducer is designed as a measuring time interval transducer and contains an output optical signal branching unit. The first output of the optical signal branching unit is connected to a short reference lightguiding fiber section with a length that is identical for all the measuring transducers. The second output of the optical signal branching unit is connected to a measuring lightguiding fiber section. The reference and measuring lightguiding fiber sections are connected to the corresponding optical summing unit, the output of which is used as the output of the measuring transducer. The length of each measuring lightguiding fiber section is different for the different measuring transducers. The said length is determined in conditions without overlap of optical pulses at the output of the measuring transducer when the measured physical parameter changes within a specified range. The signal processor contains an amplitude pulse selector and a time interval meter that are connected in series.