×
27.08.2013
216.012.651e

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры в зонах с сильными электромагнитными помехами, в зонах повышенной взрыво-пожароопасности и в других условиях, где недопустимо применение стандартных электронных средств контроля температурного состояния. Заявлен волоконно-оптический термометр, состоящий из источника света, микроконтроллера, светораспределительной системы, оптического фильтра, волоконно-оптического переключателя, фотоприемников, волоконно-оптического щупа. Волоконно-оптический переключатель соединен с одной стороны с волоконно-оптическими щупами посредством волоконного световода, с другой - со светораспределительной системой. Источник света соединен со светораспределительной системой посредством волоконного световода. Светораспределительная система выполнена таким образом, что имеется разветвление на опорный и измерительный канала. Измерительный канал выполнен таким образом, что между светораспределительной системой и фотоприемником имеется оптический фильтр, соединенный с ними посредством волоконного световода. Опорный канал выполнен в виде фотоприемника, соединенного со светораспределительной системой напрямую посредством волоконного световода. Фотоприемники соединены с микроконтроллером посредством электрических проводов. Технический результат: повышение точности измерения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерения температуры в зонах с сильными электромагнитными помехами, в зонах повышенной взрыво-пожароопасности, при измерениях под высоким напряжением и в других условиях, где недопустимо применение стандартных электронных средств контроля температурного состояния, а именно к системам для мониторинга температурного состояния в медицине, на объектах энергоснабжения, инженерных сооружениях.

Известно, что для этих целей применяются зондовые термометры с датчиками на основе термометров сопротивления типа РТ-100 и РТ-1000. Датчик имеет форму короба с одной из плоскостей, чувствительной к температуре. К недостаткам контроля температуры датчиком на основе термометров сопротивления относятся чувствительность к электромагнитным помехам и наличие токоведущих проводников, в результате чего невозможно проводить измерения в области действия высокого напряжения. Также к недостаткам относится наличие электрохимического взаимодействия с биологической тканью, что не позволяет применять их инвазивно.

Известна конструкция волоконно-оптического термометра, включающего волоконно-оптический датчик температуры и регистрирующую систему (RU 47203 U1). Волоконно-оптический датчик содержит оптическое волокно с расположенным на его конце термочувствительным элементом из кремния. Датчик имеет согласующий слой из окиси кремния, через который выполнено соединение термочувствительного элемента с оптическим волокном. Измерение температуры выполняется при контакте термочувствительного элемента с поверхностью объекта. Конструктивным недостатком такого термометра является сложная технология изготовления датчика. Недостатком использования в качестве термочувствительного элемента полупроводника является сильная зависимость точности измерения от внешних воздействий на датчик, небольшой изгиб волоконного световода, соединяющего термочувствительный элемент с регистрирующей системой, сильно влияет на изменение амплитуды принимаемого сигнала. Также недостатком является то, что из-за хрупкости конструкции волоконно-оптического датчика температуры обеспечить тепловой контакт с измеряемым объектом проблематично. Из-за использования многомодовых волоконно-оптических компонентов длина волоконно-оптического датчика ограничена и не превышает 100 метров. Из-за наличия полупроводникового элемента датчик температуры имеет слабую биологическую инертность.

Известна система мониторинга и контроля температуры трансформатора (US 2006/0251147 A1). Волоконно-оптический датчик содержит оптическое волокно с расположенным на его конце термочувствительным элементом из арсенида галлия. Измерение температуры ведется при контакте термочувствительного элемента с поверхностью объекта путем сравнения интенсивности отраженного сигнала от поверхности арсенида галлия, которая контактирует с объектом, и поверхности полупроводника, которая контактирует с волоконным световодом. Волоконный световод одет в тефлоновую трубку, которая затрудняет его изгиб и существенно усложняет процесс монтажа. Недостатком данной системы является рефлектометрический способ измерения температуры. Отраженные сигналы от двух поверхностей полупроводника поступают в регистрирующую систему практически одновременно, в результате этого проблематично обеспечить высокую точность измерения температуры, также необходимо использовать очень быстрые регистрирующие компоненты, что сильно повышает стоимость системы в целом. Из-за использования многомодовых волоконно-оптических компонентов длина волоконно-оптического датчика ограничена и не превышает 100 метров.

С помощью заявленного изобретения решается техническая задача повышения точности измерения, упрощения конструкции датчика, механического упрочнения при возможности изготовления датчика с длиной линии связи до 30 километров.

Поставленная задача решается тем, что волоконно-оптический термометр (далее - ВОТ) состоит из источника света, микроконтроллера, светораспределительной системы, оптического фильтра, волоконно-оптического переключателя, по меньшей мере, двух фотоприемников, по меньшей мере, одного волоконно-оптического щупа, при этом волоконно-оптический переключатель соединен с одной стороны с волоконно-оптическими щупами посредством волоконного световода, с другой - со светораспределительной системой, источник света соединен со светораспределительной системой посредством волоконного световода, светораспределительная система выполнена таким образом, что имеется разветвление на опорный и измерительный канал, при этом измерительный канал выполнен таким образом, что между светораспределительной системой и фотоприемником имеется оптический фильтр, соединенный с ними посредством волоконного световода, опорный канал выполнен в виде фотоприемника, соединенного со светораспределительной системой напрямую посредством волоконного световода, фотоприемники соединены с микроконтроллером посредством электрических проводов.

В частности, светораспределительная система может быть выполнена в виде, по меньшей мере, одного волоконно-оптического циркулятора, фильтра, выполненного в виде волоконной решетки Брэгга или длиннопериодной решетки, и, по меньшей мере, одного волоконно-оптического переключателя, соединенных посредством волоконного световода.

В частности, светораспределительная система может быть выполнена в виде, по меньшей мере, одного волоконно-оптического разветвителя, фильтра и, по меньшей мере, одного волоконно-оптического переключателя, соединенных посредством волоконного световода.

В частности, волоконо-оптические компоненты могут быть одномодовыми.

В частности, волоконно-оптический щуп может быть выполнен в виде волоконно-оптической решетки Брэгга, записанной на стандартном волоконном световоде типа SMF-28 или высокогерманатном световоде.

В частности, волоконно-оптический щуп может быть выполнен в виде волоконно-оптической решетки Брэгга, записанной в волоконном световоде с полиимидным покрытием.

Заявленное изобретение поясняется рисунками, где на Фиг.1 приведена схема волоконно-оптического термометра. На Фиг.2 приведена конструкция волоконно-оптического щупа.

ВОТ (Фиг.1) состоит из источника света 1, светораспределительной системы 2, соединенной с одной стороны через волоконно-оптический переключатель 4 с волоконно-оптическими щупами 5, с другой стороны - через оптический фильтр 3 с фотоприемником 7 и напрямую с фотоприемником 6, при этом свет от источника 1 проходит в светораспределительную систему 2, направляется на датчики 5 через оптический переключатель 4, отразившись от датчиков 5 свет возвращается в светораспределительную систему 2, где разделяется на две части, одна из которых направляется на фотоприемник 6 непосредственно, другая направляется на фотоприемник 7 через оптический фильтр 3, где она ослабляется в соответствии с ее спектральным положением относительно характеристики пропускания фильтра, таким образом, соотношение сигналов на двух фотоприемниках зависит от спектрального положения отраженного от датчиков света. Микроконтроллер 8 принимает сигналы с фотоприемников 6 и 7.

Датчики ВОТ могут быть, в частности, реализованы в виде волоконно-оптических щупов.

Волоконно-оптический щуп (Фиг.2) состоит из волоконного световода 9, записанной вблизи его торца волоконной решетки Брэгга 10.

Технический результат, получаемый в предлагаемом ВОТ, достигается тем, что предлагаемый метод измерения является прямым - регистрируемый спектральный сдвиг решетки Брэгга напрямую зависит от температуры, метод является простым в исполнении - процесс записи решетки Брэгга в волоконном световоде технологичен и может быть легко автоматизирован, получающийся датчик обладает высокой надежностью - полностью волоконное исполнение, при котором не нарушается целостность волоконного световода, позволяет сохранить его механическую прочность, при возможности изготовления датчика с подводящей линией длиной до 30 километров, также результат достигается тем, что в реализуемом методе достигается практически полное отсутствие внешних воздействий на точность измерения, благодаря спектральному методу измерения, в отличие от широко распространенных амплитудных методов. Решается техническая задача обеспечения повышения точности измерения за счет того, что соотношение сигналов на двух фотоприемниках зависит от спектрального положения отраженного от датчика света, а измерение проводится дифференциально, что в целом позволяет повысить точность измерения температуры.


ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-17 из 17.
20.09.2015
№216.013.7c20

Высевающий аппарат

Высевающий аппарат содержит корпус, внутри которого на приводных валах установлены высевающие катушки с ребрами, выполненными по винтовой линии и имеющими щеточное обрамление. Катушки расположены напротив друг друга в одной горизонтальной плоскости и с угловым смещением относительно друг друга...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563373
Дата охранного документа: 20.09.2015
10.10.2015
№216.013.80e3

Способ оптимизации размещения роликов в рекламных блоках на плазменных экранах

Изобретение относится к области рекламы и вычислительной техники. Достигаемый технический результат - оптимизация процесса размещения массива рекламных роликов в сетях плазменных экранов с выполнением всех заданных условий размещения и минимизации штрафа за недоборы планов сплитов роликов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564592
Дата охранного документа: 10.10.2015
13.01.2017
№217.015.6d3b

Способ лечения постлучевых ректовагинальных свищей

Изобретение относится к медицине, хирургии. Осуществляют лечение постлучевых ректовагинальных свищей. С необлученных участков тела пациента, посредством вакуумной липосакции, забирают липоаспират. Очищают его от супранатанта и от инфранатанта. Выделяют стромально-васкулярную фракцию. Вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597320
Дата охранного документа: 10.09.2016
26.08.2017
№217.015.e852

Волоконный световод для усиления оптического излучения в спектральной области 1500-1800 нм, способ его изготовления и широкополосный волоконный усилитель

Изобретение относится к волоконным световодам и может быть использовано в широкополосных волоконно-оптических системах связи, при разработке перестраиваемых непрерывных импульсных лазеров. Волоконный световод для усиления оптического излучения в спектральной области 1500 – 1800 нм содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627547
Дата охранного документа: 08.08.2017
17.02.2018
№218.016.2ddb

Волоконно-оптический тензометрический датчик

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения напряжений и перемещений, связанных с деформацией объектов. Волоконно-оптический тензометрический датчик состоит из оптического волокна, покрытого металлом, двух волоконных брэгговских решеток (ВБР), защитной трубки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643686
Дата охранного документа: 05.02.2018
29.04.2019
№219.017.467d

Двулучепреломляющий микроструктурированный волоконный световод с низкой асимметрией поля моды

Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано в оптических усилителях, лазерах, спектральных фильтрах и телекоммуникационных сетях. Устройство выполнено из сплошного прозрачного материала и имеет в центральной части сердцевину эллиптической или круглой формы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002465622
Дата охранного документа: 27.10.2012
09.06.2019
№219.017.7d23

Устройство для инициирования ударно-волновой трубки и электродетонаторов с выносным исполнительным элементом

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к средствам инициирования детонирующих шнуров малой мощности типа «ударно-волновая трубка» и электродетонаторов. Технический результат - надежное инициирование ударно-волновой трубки и возможность оперативной замены вышедшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002421687
Дата охранного документа: 20.06.2011
Показаны записи 21-25 из 25.
09.06.2019
№219.017.7d23

Устройство для инициирования ударно-волновой трубки и электродетонаторов с выносным исполнительным элементом

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к средствам инициирования детонирующих шнуров малой мощности типа «ударно-волновая трубка» и электродетонаторов. Технический результат - надежное инициирование ударно-волновой трубки и возможность оперативной замены вышедшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002421687
Дата охранного документа: 20.06.2011
29.06.2019
№219.017.9fe6

Способ получения высокочистых теллуритных стекол

Изобретение относится к волоконной оптике и к разработке способа получения высокочистых теллуритных стекол. Технический результат изобретения заключается в получении высокочистых теллуритных стекол и проведении процесса в условиях безопасной работы. Инициируют реакции окисления кислородом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002455243
Дата охранного документа: 10.07.2012
29.06.2019
№219.017.a02f

Двойной тигель и способ изготовления волоконных световодов из стекол, склонных к кристаллизации и содержащих макрокомпонент с повышенной летучестью

Изобретение относится к волоконной оптике и касается разработки устройства двойного тигля и способа вытяжки световодов с его использованием из стекол, склонных к кристаллизации и содержащих макрокомпонент с повышенной летучестью, каковыми являются халькогенидные стекла и стекла на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002401815
Дата охранного документа: 20.10.2010
02.10.2019
№219.017.cdbd

Способ лечения остеоартроза коленных суставов

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при лечении пациентов с остеоартрозом коленного сустава во второй и третьей стадиях. Способ включает забор жировой ткани с передней брюшной стенки пациента путем липосакции, обработку полученного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700974
Дата охранного документа: 24.09.2019
06.03.2020
№220.018.09e4

Способ высокоскоростного ультразвукового контроля рельсов

Использование: для высокоскоростного ультразвукового контроля рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что подают в рельс ультразвуковые зондирующие сигналы несколькими однонаправленными наклонными электроакустическими преобразователями, получают ими отраженные ультразвуковые сигналы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715885
Дата охранного документа: 04.03.2020
+ добавить свой РИД