Фазовий зчитування

 

Даний винахід відноситься до оптоволоконному зчитування і, зокрема, до распределенному акустичному зчитування (DAS).

Розподілене акустичне зчитування (DAS) пропонує альтернативну форму оптичного зчитування точкових датчиків, за допомогою якого оптично опитується лише один відрізок протяжного волокна, зазвичай однією або декількома імпульсами, щоб забезпечити, по суті, безперервне зчитування акустичного/вібраційного впливу уздовж його довжини. Один відрізок волокна зазвичай являє собою одномодовое волокно, переважно, вільне від яких-небудь дзеркал, відбивачів, решіток, або зміни оптичних властивостей уздовж його довжини.

В розподіленому акустичному зчитуванні, зазвичай, використовується зворотне розсіювання Релея. Із-за випадкових неоднорідностей в стандартних оптичних волокнах невелика кількість світла імпульсу, який потрапив у волокно, відбивається назад від кожної точки вздовж відрізка волокна, в результаті чого виходить безперервний повернутий сигнал у відповідь на один вхідний імпульс. Аналізуючи розсіяне у зворотному напрямку всередині волокна випромінювання, волокно можна ефективно розділити на безліч дискретних �Якщо вздовж волокна з'являється обурення, воно змінює розсіюється в зворотному напрямку світло в цій точці. Це зміна може детектувати в приймачі і по ньому може бути оцінений сигнал джерела обурення. Низькі рівні шуму і висока роздільна здатність можуть бути досягнуті із використанням підходу когерентного оптичного рефлектометра часовій області (C-OTDR), як описано вище.

Альтернативний підхід для DAS заснований на гетеродинной інтерферометрії. При цьому підході світ, який пройшов через дану секцію волокна, интерферирует зі світлом, який через неї не пройшов. Будь-яке обурення в цій секції волокна викликає зміна фази між двома частинами світу, які інтерферують, і це зміна фази може бути виміряний для того, щоб отримати більш точну оцінку сигналу збурення, порівняно з оцінкою можливої в C-OTDR. Динамічний діапазон для такої системи обмежений, особливо, коли виконується зчитування дуже довгих волокон, і часто бажаним є використання будь-якого способу збільшення динамічного діапазону.

Для цієї мети запропоновано безліч різних способів. Один особливо підходящий приклад - це спосіб зчитування похідною (DST), викладений в паралельної заявці WO 2008/1ствительних котушки оптичного волокна, розташовані між п'ятьма сполученими волокнами дзеркалами. Опитування збірного датчика здійснюється шляхом введення пари оптичних імпульсів, причому котушки і імпульси організовані так, що повертається серія імпульсів, і інформація від кожної чутливої котушки витягується з фази, отриманої відповідними імпульсами. В WO 2008/110780 зазначено, що якщо замість цього вимірюється зміна, або похідна фази, вона буде мати набагато меншу амплітуду, ніж сам сигнал, якщо різниця між двома моментами часу, в які сигнал вимірюється, набагато менше, ніж період вимірюваного сигналу. Далі, запропоновані система і спосіб, який управляє хронированием імпульсів, які повернулися від збірного датчика таким чином, що вони поперемінно містять пряму або "нормальну" інформацію про фази і похідну фази. Фіг. 6 WO 2008/110780 відтворюється на супровідній Фіг. 4 і показує комбінацію послідовності повернулися імпульсів 604 і 606, що містить інформацію про похідною (наприклад, в момент часу 614), перемеженную за часом з комбінацією послідовності повернулися імпульсів 602 і 608, яка містить пряму інформацію про фази (наприклад, у момент часу 612).

Мета цього�тивания.

Відповідно до першого аспекту винаходу, пропонується спосіб розподіленого акустичного зчитування (DAS) шляхом опитування відрізка оптичного волокна, причому згадане оптичне волокно забезпечує зміну у фазі поширення сигналу в залежності від считиваемого параметра, причому згаданий метод містить: введення вхідного сигналу у відрізок оптичного волокна; прийом повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від згаданого оптичного волокна у відповідь на згаданий вхідний сигнал; порівняння першого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від частини згаданого волокна в перший момент часу, і другого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від тієї ж самої частини згаданого волокна у другій, відрізняється момент часу; і виведення з цього порівняння вимірювання швидкості зміни фази під час згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

В особливо кращому варіанті здійснення винаходу, перший повернутий сигнал зміщений по частоті відносно згаданого другого повернутого сигналу.

При цьому підході, спосіб зчитування похідної може бути застосований до распределащенний сигнал. Це протилежно нагоди імпульсних повернутих сигналів, забезпечуваних точковими датчиками, які природним чином забезпечують можливість перемежування нормального і похідного вихідних сигналів.

DAS дає перевага в тому, що може використовуватися не модифікований, по суті, безперервний відрізок стандартного волокна (наприклад, SMF28), що вимагає мало або не вимагає модифікацій або підготовки до використання. Переважно, детектуються і аналізуються сигнали зворотного розсіювання Релея. Один приклад установки розподіленого акустичного зчитування працює з протяжним волокном до 40 км завдовжки і здатний розділяти лічені дані по безлічі каналів, які відповідають відрізкам в 10 м. Відповідна DAS система описана, наприклад, у GB 2442745.

Так як волокно не має розривів, довжина та розташування секцій волокна, відповідних кожному каналу, визначається опитуванням волокна. Вони можуть вибиратися відповідно фізичного пристрою волокна та структури або простору, яке воно контролює, а також за типом необхідного контролю. При цьому підході, відстань вздовж волокна і довжина кожної секції волокна, або роздільна здатність каналу, можуть легко � між імпульсами і коефіцієнт заповнення вхідного імпульсу, без будь-яких змін у волокні.

На зсув частоти, накладене між першим і другим повернутими сигналами, може виявлятися вплив зміщення, прикладена до одного або іншого з повернутих сигналів, наприклад, за допомогою використання акустооптического модулятора (АОМ). В такому разі можна очікувати мінімального зсув частоти приблизно в 40 МГц. У кращому варіанті здійснення винаходу, перший повернутий сигнал модулирован першим зсувом частоти, а другий повернутий сигнал модулирован другим зсувом частоти. Це дозволяє реалізувати невеликі різниці і більшу гнучкість у виборі використовуваних частот. Зручний спосіб виконання цього полягає в пропущенні прийнятих повернутих сигналів через вихідний інтерферометр, причому згаданий вихідний інтерферометр виконується з можливістю модуляції сигнал в кожному плечі різними зсувом частоти. Можуть використовуватися інтерферометри Майкельсона і Маха-Цендера.

В деяких варіантах здійснення винаходу, сигнал, що вводиться в досліджуване волокно, що містить пару рознесених у часі імпульсів. Ці імпульси зазвичай будуть мати різні зсуву частоти, та гетеродинная інтерферометр� другого поверненим сигналам, і зсуву частоти у вхідних імпульсів бажано вибирати так, щоб забезпечити можливість простого виділення бажаних вихідних компонентів, тобто різних несучих частот, як описано нижче. В якості альтернативи або додатково, можна керувати довжиною хвилі вхідних імпульсів, щоб забезпечити додаткове керування вихідними компонентами, як описано в прикладі нижче.

Перший і другий повернутий сигнали розділяються приблизно на 125 нс в одному варіанті здійснення винаходу, однак це може мінятися, щоб задовольнити вимогам застосування; в різних варіантах здійснення винаходу можуть бути бажаними поділу менше 500 нс або менше ніж 250 нс або 100 нс.

У варіантах здійснення винаходу, спосіб додатково містить порівняння першого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від першої частини згаданого волокна в перший момент часу, і другого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від другої частини згаданого волокна, по суті, в той самий момент часу. Це забезпечує "нормальне" вимірювання фази і, таким чином, "прямий" акустичний сигнал. Переважно, щоб вимірювання фазѻ. Варіанти здійснення винаходу, що демонструють цю особливість, можуть використовуватися у способах забезпечення безлічі чутливих вихідних сигналів, як описано в заявці PCT № GB 2009/01480, опублікованій як WO 2010/004249.

Додатковий аспект винаходу забезпечує систему розподіленого акустичного зчитування (DAS) для опитування відрізка оптичного волокна, причому згадане оптичне волокно забезпечує зміну у фазі поширення сигналу в залежності від считиваемого параметра, і згадана система містить: приймач для прийому сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від згаданого оптичного волокна у відповідь на вхідний сигнал; вихідний інтерферометр, виконаний з можливістю комбінувати перший прийнятий сигнал, розсіяне у зворотному напрямку від першої частини згаданого волокна в перший момент часу, і другий прийнятий сигнал, розсіяне у зворотному напрямку в тій ж самій частині згаданого волокна у другій, відрізняється момент часу, причому згаданий вихідний інтерферометр включає в себе модулятор частоти, щонайменше, в одному плечі, для накладення різниці частоти між згаданим першим і другим повернутими сигналами; і фазовий згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

Система може включати в себе джерело світла для забезпечення вхідного сигналу досліджуваного волокна.

Винахід поширюється на способи, пристрій та/або використання як, по суті, описано тут, з посиланням на супровідні креслення.

Будь-ознака одного з аспектів винаходу може бути застосований до інших аспектів винаходу, в будь-відповідної комбінації. Зокрема, аспекти способу можуть бути застосовані до аспектів пристрою, і навпаки.

Більш того, ознаки, що реалізуються в апаратних засобах, можуть, в цілому, бути реалізовані в програмному забезпеченні, і навпаки. Будь-яке посилання на ознаки програмного забезпечення та апаратних засобів повинна тлумачитися відповідним чином.

Переважні ознаки цього винаходу будуть описані далі, виключно для прикладу, з посиланням на супровідні креслення, на яких:

Фіг. 1 показує перший приклад здійснення винаходу;

Фіг. 2 ілюструє альтернативну схему імпульсу;

Фіг. 3 показує альтернативний приклад здійснення винаходу;

Фіг. 4 ілюструє імпульсний вихідний сигнал попереднього рівня техніки.

Як показано на фіг. 1, два оптичних імпульсу 102ючают в себе вхідний сигнал, який проходить через циркулятор 106 в досліджуване волокно (FUT) 108, яке, як зазначалося, може бути відрізком не модифікованого одномодового волокна. Світло, яке розсіюється в зворотному напрямку у відповідь на вхідні імпульси, проходить назад через циркулятор і потім через вихідний інтерферометр 110 перед тим, як досягне фотодетектора 112. У кращих варіантах здійснення винаходу інтерферометр і фотодетектор сконфігуровані для роботи з Рэлеевскими назад розсіяними сигналами. Вихідний інтерферометр має акустооптические модулятори (АОМ) 116 і 118 в кожному плечі, які працюють безперервно, прикладаючи зсуву частоти f3 і f4 Гц відповідно. Одне плече також має котушку затримки для програми затримки, рівній рознесення імпульсів, тобто довжиноюхметрів.

Починаючи з позицій, показаних на фіг. 1, можна побачити, що, проходячи до і від циркулятора, світло з f2 імпульсу 104, який проходить через з затримкою вихідного інтерферометра, проходить ту ж відстань, що світло з f1 імпульсу 102, який проходить через більш коротке плече інтерферометра. Таким чином, якщо світло від цих імпульсів приходить на фотодетектор в один і той же час, вони повинні були відбити�водної. Тобто, так як вони пройшли один і той же оптичний шлях, різниця фаз між ними - це тільки зміна довжини оптичного шляху протягом інтервалу часу рознесення між двома імпульсами. Зміщення частот цих двох імпульсів рівніf2+f4іf1+f3і , таким чином, вони змішуються, щоб утворити сигнал несучої з частотою

С1=(f2-f1)+(f4 f3).

Світло від f2 імпульсу, який проходить через більш коротке плече інтерферометра, повинен пройти додаткові 2х метрів (тобто подвоєний шляххметрів) в досліджуваному волокні для того, щоб прийти на фотодетектор в один і той же самий час, що і світло від імпульсу f1, який пройшов через плече з затримкою. Це зробить нормальний сигнал (тобто не похідну), яка відповідаєхметрам FUT. Імпульси, які генерують цей нормальний сигнал, мають частотиf2+f3іf1+f4,які змішуються, щоб утворити сигнал несучої з частотою

С2=(f2-f1)+(f3-f4).

Інші несучі частоти, які генеруються, походять від обох імпульсів, що проходять через одне і те ж плече інтерферометра

С3=f2-f1

або від одного і того ж імпульсу, що проходить через обидва плеча інтерферометра, що дає

С4=f3-f4.

Соответствуюѵсущей. Наприклад, якщо

f1=0 МГц, f2=10 МГц, f3=20 МГц, f4=50 МГц, тоді

С1=40 МГц, С2=20 МГц, С3=10 МГц, С4=30 МГц, відзначимо, що у всіх показаних випадках частота позитивна. Слід зазначити, що всі частоти, показані для імпульсів f1-f4, відносяться до довільної опорній частоті і, таким чином, можуть мати нульове або від'ємне значення, так само, як і позитивне.

Несуча, яка має нормальний сигнал з найбільшою просторовою роздільною здатністю, - це С3, і вона виходить з імпульсів, що відбиваються від секцій волокна, розділених нах/2 метрів. Однак цей вихідний сигнал інтерферометра складається з двох версій цього сигналу (відповідних пліч з затримкою та плечу без затримки в інтерферометрі) від секцій волокна, розділених нах/2 метрів, накладених один на одного. Ця проблема може бути вирішена, якщо, як показано на фіг. 1, вихідний сигнал волокна розділяється, і одне відгалуження йде на фотодетектор 114, який буде бачити тільки одну несучу С3 з цим нормальним сигналом з високою просторовою роздільною здатністю.

GB 2442745 описує те, як деяку кількість пар імпульсів, кожна з яких формує різну несучу частоту, може бути одночасно ня, щоб усунути проблему когерентного фединга, приводить до того, що амплітуда несучої стає надто низькою для демодуляції.

У варіантах здійснення цього винаходу також можливо передавати набір пар імпульсів з різними частотами, щоб подолати проблему когерентного фединга. Наприклад, використання значень f1=-5 МГц, f2=15 МГц, і потім f1=-10 МГц, f2=20 МГц, призведе до С1=50, і потім 60 МГц, відповідно, причому всі інші частоти залишаться на рівні 30 МГц або менше. На фотодетекторе 114, нормальні сигнали з несучими 10, 20 і 30 МГц будуть виходити для трьох наборів пар імпульсів.

В одному запропонованому варіанті здійснення винаходу, затримка між двома імпульсами буде приблизно 125 нс. Амплітуда сигналу пропорційна похідною інтервалу рознесення між двома імпульсами, і з такою відносно невеликою затримкою сигнал похідної в деяких додатках може мати досить низьке відношення сигнал/шум (SNR), коли нормальний сигнал надлишковий, особливо, якщо частота збурення низька. Амплітуда сигналу похідної могла б бути поліпшена шляхом збільшення інтервалу рознесення імпульсів, однак це мало б негативний вплив на прос� у передачі серії з трьох імпульсів, як показано у варіанті здійснення винаходу на фіг. 2.

Вхідні імпульси f1 і f2 знову мали б інтервал рознесення х метрів, і змішувалися б на фотодетекторе 114, щоб сформувати нормальний сигнал для секції волокна завдовжки х/2 метрів. Вхідні імпульси f1 і знову введений імпульс f5 мали б набагато більший інтервал рознесення у метрів, і після проходження через вихідний інтерферометр (тепер, з котушкою затримки у метрів) імпульс f5 змішувався б з імпульсом f1 на фотодетекторе 112, щоб дати сигнал похідної, заснований на інтервалі часу рознесення yn/c, де n - показник заломлення волокна, і з - швидкість світла. Наприклад, тимчасове рознесення між згаданим вхідним імпульсом fl і знову введеним імпульсом було б більше, ніж подвоєне тимчасове рознесення між вхідними імпульсами f1 і f2.

Так як кожен з цих імпульсів повинен мати, переважно, різну частоту, це збільшує кількість генеруються несучих частот, що робить важчим знаходження набору частот, які виробляють бажані сигнали на несучих, добре відокремлених від будь-яких інших частот. В якості альтернативи, система могла б генерувати пар імпульсів на двох різних довжинах вол�ения імпульсів, щоб виробляти сигнали похідної, тоді як довжина хвилі 1 (вхідні імпульси 302 і 304) мали б більш короткий інтервал рознесення імпульсів, щоб робити нормальні сигнали. На приймальній стороні, довжини хвиль поділялися б демультиплексором довжин хвиль 310 з λ2, що проходить через вихідний інтерферометр на фотодетектор 312, і λ1, що проходить безпосередньо на фотодетектор 314. Одна і та ж пара зсувів частот (f1 і f2) могла б використовуватися для двох довжин хвиль.

Буде зрозуміло, що даний винахід було описано вище виключно в якості прикладу, і в рамках обсягу винаходу може виконуватися модифікація його деталей.

Кожен ознака, викладений в описі винаході, та (у відповідних випадках) формулою винаходу, і кресленнях, може забезпечуватися окремо, або в будь-відповідної комбінації.

1. Спосіб розподіленого акустичного зчитування (DAS) шляхом опитування відрізка оптичного волокна, причому згадане оптичне волокно забезпечує зміну у фазі поширення сигналу в залежності від считиваемого параметра, причому згаданий спосіб містить:
введення вхідного сигналу у відрізок оптичного волокна;
прийом повернутого сигналу, розсіяного в обра�го повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від частини згаданого волокна в перший момент часу, і другого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від тієї ж самої частини згаданого волокна у другій, відрізняється момент часу;
причому перший повернутий сигнал модулирован першим зсувом частоти, а згаданий другий повернутий сигнал модулирован другим зміщенням частоти;
отримання з цього порівняння вимірювання швидкості зміни фази в часі для згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

2. Спосіб за п. 1, в якому згаданий перший повернутий сигнал зміщений по частоті відносно згаданого другого повернутого сигналу.

3. Спосіб за п. 1, причому згаданий спосіб містить пропускання прийнятих повернутих сигналів через вихідний інтерферометр, причому згаданий вихідний інтерферометр виконаний з можливістю модуляції сигнал в кожному плечі згаданими першим і другим зміщеннями частоти.

4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому згаданий вхідний сигнал містить пару рознесених у часі імпульсів.

5. Спосіб за п. 4, в якому згадані імпульси мають різні зсуву частоти.

6. Спосіб п� зміни фази.

7. Спосіб по одному з пп. 1-3, додатково містить порівняння першого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від першої частини згаданого волокна в перший момент часу, і другого повернутого сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від другої, відрізняється частини згаданого волокна, по суті, в той самий момент часу; і висновок з цього порівняння вимірювання фази згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

8. Спосіб за п. 7, в якому зазначене вимірювання фази і згадане вимірювання швидкості зміни фази визначаються, по суті, одночасно у відповідь на загальний вхідний сигнал.

9. Спосіб по одному з пп. 1-3, в якому згаданий вхідний сигнал містить три рознесених у часі імпульсу.

10. Спосіб за п. 9, в якому згадані вхідні імпульси включають в себе, щонайменше, дві різні довжини хвилі.

11. Спосіб за п. 9, в якому тимчасове рознесення між згаданим першим і третім імпульсами більше, ніж подвоєне тимчасове рознесення між першим і другим імпульсами.

12. Спосіб за п. 10, в якому тимчасове рознесення між згаданим першим і третім імпульсами більше, ніж подвоєне тимчасове рознесення між перческого волокна, причому зазначене оптичне волокно забезпечує зміну у фазі поширення сигналу в залежності від считиваемого параметра, причому згадана система містить:
приймач для прийому сигналу, розсіяного в зворотному напрямку від згаданого оптичного волокна у відповідь на вхідний сигнал;
вихідний інтерферометр, виконаний з можливістю комбінувати перший прийнятий сигнал, розсіяне у зворотному напрямку від частини згаданого волокна в перший момент часу і другий прийнятий сигнал, розсіяне у зворотному напрямку від тієї ж частини згаданого волокна у другій, відрізняється момент часу, причому згаданий вихідний інтерферометр включає в себе модулятор частоти, щонайменше, в одному плечі, для накладення різниці частоти між згаданим першим і другим повернутими сигналами;
фазовий детектор для прийому згаданих комбінованих сигналів і визначення швидкості зміни фази в часі у згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

14. Система п. 13, в якій згаданий вихідний інтерферометр включає в себе модулятор частоти в кожному плечі згаданого вихідного інтерферометра, причому кожен модулятор частоти накладає ра�ї детектор для визначення фази згаданого розсіяного в зворотному напрямку сигналу.

16. Система п. 13 або 14, причому згадана система включає в себе демультиплексор для розділення сигналів, розсіяних в зворотному напрямку від вхідних сигналів, мають різні довжини хвиль.

17. Система п. 16, в якій розсіяні в зворотному напрямку сигнали на першій довжині хвилі пропускаються до згаданого вихідного интерферометру, а сигнали на другий довжині хвилі пропускаються безпосередньо до згаданого другого фазового детектора.



 

Схожі патенти:

Оптико-електричний перетворювач механічних хвиль

Винахід відноситься до галузі вимірювальної техніки і стосується оптико-електричного перетворювача механічних хвиль. Перетворювач механічних хвиль містить освітлювач, водяну ємність з дзеркальним вузлом і стійку, підтримуючу світлочутливий елемент. Освітлювач встановлений на демпфері під кутом до вертикалі. Промені від освітлювача падають на дзеркальний вузол, що знаходиться у водяній ємності, і відбиваються від нього на світлочутливий елемент, встановлений на текстолітовій стійці. Розмір чутливої площадки світлочутливого елемента вибирають з умови рівності розміром світлового плями відбитого випромінювання. Технічний результат полягає в підвищенні чутливості та надійності пристрою. 1 іл.

Пристрій для моніторингу віброакустічеськой характеристики протяжного об'єкта

Група винаходів відноситься до вимірювальної техніці. Пристрій для моніторингу віброакустічеськой характеристики протяжного об'єкта згідно першого варіанту реалізації містить передавач оптичного випромінювання, два приймача, два чутливих елемента, виконаних у вигляді оптичного волокна, два розгалужувачі, три канали зв'язку, два відгалужувача, три підсилювача. В якості волокон використані канали зв'язку волоконно-оптичної лінії передачі, довжина якої не менше половини довжини чутливого елемента. При цьому вихід передавача приєднаний тільки одним першим каналом зв'язку до кожного з входів двох розгалужувачів, кожен з яких, відповідно приєднаний до одного з чутливих елементів, вихід одного з розгалужувачів відповідно приєднаний за допомогою другого каналу зв'язку ВОЛП до входу одного приймача оптичного випромінювання, а вихід іншого з розгалужувачів допомогою третього каналу зв'язку - до входу іншого приймача оптичного випромінювання. Згідно другого варіанту реалізації, вихід передавача приєднаний тільки одним першим каналом зв'язку ВОЛП до входу першого розгалужувачі, який під'єднаний до одного кінця першого чутливого елемента, котьному елементу, вихід одного з розгалужувачів відповідно приєднаний за допомогою другого каналу зв'язку ВОЛП до входу одного приймача оптичного випромінювання, а вихід іншого з розгалужувачів допомогою третього каналу зв'язку - до входу іншого приймача оптичного випромінювання. Технічний результат - підвищення точності вимірювання. 2 н. і 5 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб безконтактного оптичного вимірювання параметрів вібрації механізмів, конструкцій і біологічних об'єктів

Винахід відноситься до вимірювальної техніки, а саме до оптичним способів вимірювання параметрів вібрації об'єктів. Формують сигнал зображення досліджуваного об'єкта за допомогою відеокамери, роблять подальшу оцифровку зазначеного сигналу за допомогою аналогово-цифрового перетворювача, обробляють оцифроване відео з допомогою ЕОМ, отримують інформацію про абсолютних параметрах вібрації точок досліджуваного об'єкта на відеопотоці. Технічний результат - підвищення ефективності вібродіагностики, розширення сфери її застосування і підвищення точності вимірювання параметрів вібрацій. 2 з.п. ф-ли, 1 іл.

Покажчик положення поглинаючого стрижня в активній зоні реактора

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використане для контролю положення поглинаючих стрижнів різного функціонального призначення в активній зоні реактора, а також різних механічних вузлів і устаткування, наприклад, на атомних електростанціях. Покажчик положення поглинаючого стрижня в активній зоні реактора типу РБМК-1000 містить сервопривід, що включає послідовно з'єднані електродвигун постійного струму, понижуючий редуктор з електромагнітною муфтою заспокійливої вібрації, електромагнітну муфту зупинки стрижня, транспортного барабана з металевою стрічкою, на кінці якої закріплений поглинаючий стрижень, редуктор з нелінійним передавальним числом і сельсин-датчик. При цьому сельсин-датчик через кабельну трасу з'єднаний послідовно з блоком резистивних подільників фазових напруг, замикаючих фазові обмотки синхронізації ротора сельсин-датчика, обчислювальним комплексом та дешифратором адреси, перетворюючими фазові напруги обмоток синхронізації сельсин-датчика в цифровий код, що характеризує адресу та положення поглинаючого стрижня в активній зоні реактора. Ця інформація передається на мнемотабло покажчика положЀгоблока. Технічний результат полягає в підвищенні надійності, точності реєстрації положення стрижнів, збільшення чіткості відображення результатів вимірювань і зменшення енергоємності. 4 іл.

Спосіб вимірювання вібрацій

Винахід відноситься до вимірювальної техніці. На досліджуваний об'єкт в якості тест-об'єкта наносять світловідбиваючі мітки круглої форми. Формують бінарні зображення цих міток і слідів їх вібраційного розмиття. При відсутності вібрацій визначають координати центру ваги кожної мітки, її радіус. При наявності вібрацій формують додаткову матрицю, кожен фрагмент якої являє собою відповідний слід вібраційного розмиття мітки, повернутий на 90° відносно центру тяжіння мітки. Для кожної мітки формують по дві області непересечения, кожна з яких являє собою область пов'язаних елементів, що належать сліду вібраційного розмиття мітки, але не належать відповідним їй фрагменту додаткової матриці. Визначають координати центрів тяжкості областей непересечения мітки. З центру ваги кожної мітки через центр ваги однією з її областей непересечения проводять направляє промінь цієї мітки. Визначають координати двох характеристичних точок мітки. Полуширину сліду вібраційного розмиття мітки визначають як різницю між відстанню від центру тяжіння цієї мітки до її першої характеристичної точки. Величину проекції вект�я цієї мітки і її радіусом. Напрямок цієї проекції визначають як кут нахилу направляючого променя мітки в площині зображення. Технічний результат - розширення функціональних можливостей. 7 іл.

Спосіб вимірювання вібрацій

Винахід відноситься до вимірювальної техніці. На досліджуваний об'єкт наносять світловідбиваючі мітки круглої форми. Формують бінарні зображення позначок і слідів їх вібраційного розмиття. При відсутності вібрацій визначають координати центру ваги кожної мітки, її площа і по площі її радіус. Формують дві додаткові матриці, кожна з яких складається з фрагментів, координати центру тяжкості кожного з яких поєднують з координатами центра ваги відповідної мітки. Для кожної мітки формують області перетину, підраховують загальну кількість областей перетину мітки і кількість областей перетину мітки, центри ваги яких збігаються з центром тяжкості мітки, визначають координати центрів тяжкості областей перетину мітки, які не збігаються з центром тяжкості мітки, і серед них знаходять той, відстань від якого до центру тяжкості мітки максимально, фіксують його центр ваги найбільш віддаленої від мітки її перетину. Полуширину сліду вібраційного розмиття мітки визначають як добуток кількості областей перетину мітки, центри ваги яких збігаються з центром тяжкості мітки, та ширини кільця. Напрямок проекції векторетки з центром ваги найбільш віддаленої від нього її перетину. Величину цієї проекції визначають як різницю між довжиною цього відрізка і полушириной сліду вібраційного розмиття мітки. Технічний результат - розширення функціональних можливостей. 4 іл.

Розподілений датчик акустичних і вібраційних впливів

Винахід відноситься до галузі розподілених вимірювань, а саме до розподілених датчиків акустичних і вібраційних впливів. В розподіленому датчику акустичних і вібраційних впливів, містить чутливий елемент у вигляді волоконно-оптичного кабелю і оптично з'єднаний з ним через оптичний інтерфейс когерентний фазочуттєві оптичний рефлектометр, що містить оптично сполучені з інтерфейсом джерело періодичної послідовності оптичних імпульсів і приймач розсіяного випромінювання з фотодетектором, призначений для перетворення розсіяного оптичного випромінювання в електричний сигнал, що подається в блок обробки, причому джерело періодичної послідовності оптичних імпульсів і блок обробки електрично з'єднані з блоком управління і синхронізації, а джерело періодичної послідовності оптичних імпульсів і/або приймач розсіяного випромінювання виконаний багатоканальним з числом каналів не менше двох і з можливістю реєстрації рефлектограм, що формуються в кожному з каналів, приймач розсіяного випромінювання містить неравноплечний інтерферометр Маха-Цендера або Майкельсона з фарадеевскими зерка�м, а блок управління і синхронізації виконаний з можливістю забезпечення поділу і незалежної обробки сигналів з кожного з вихідних каналів інтерферометра. Технічним результатом винаходу є підвищення гарантованої чутливості і дальності дії розподіленого датчика акустичних і вібраційних впливів. 4 з.п. ф-ли, 7 іл.

Пристрій для моніторингу віброакустічеськой характеристики протяжного об'єкта

Пристрій для моніторингу віброакустічеськой характеристики протяжного об'єкта містить безперервний напівпровідниковий лазер, оптичний модулятор призначений для формування періодичної послідовності прямокутних імпульсів тривалістю в діапазоні від 50 нс до 500 нс і частотою прямування від 200 Гц до 50 кГц, чутливий елемент у вигляді волоконно-оптичного кабелю, вузол введення оптичного випромінювання на чутливий елемент і виведення розсіяного випромінювання, фотоприймач, призначений для перетворення розсіяного оптичного випромінювання в електричний сигнал, і вузол обробки сигналу з процесором, при цьому безперервний напівпровідниковий лазер забезпечений бреггівським селективним відбивачем з можливістю звуження смуги безперервного випромінювання лазера до рівня менше 100 кГц, а оптичний модулятор виконаний у вигляді акустооптического модулятора на рухомому акустичної хвилі з можливістю формування періодичної послідовності прямокутних імпульсів з коефіцієнтом гасіння До≥10×lg(T×f), де Т - тривалість імпульсу, f - частота прямування. Технічним результатом від застосування винаходу є підвищення дальності дії, чутливості і раз�

Волоконно-оптична система і спосіб вимірювання багатьох параметрів системи турбомашинной

Система містить джерело світла для передачі світла на поверхню вала через безліч оптичних пучків волокон, розташованих в безлічі розташування поблизу поверхні по суті аксіальному напрямку між кінцями щонайменше одного вала; високотемпературний зонд відображення на основі пучка волокон для виявлення світла, відбитого від поверхні вала, механізм вимірювання для визначення крутного моменту або вібрації на валу. Вал містить механізм кодування, виконаний за допомогою зміненої текстури у вигляді клиноподібної канавки на поверхні вала, шляхом зміни глибини поверхні. Глибина клиноподібної канавки забезпечує сигнал передній робочої точки і сигнал задній робочої точки таким чином, що відповідна тимчасова затримка може бути виявлена з будь-якого з двох місцезнаходжень клиноподібної канавки для визначення значення кута закручування вала шляхом диференціювання їх характеристик шаблону відображення протягом кожного циклу обертання. Технічний результат - підвищення надійності вимірювання статичного і динамічного крутного моменту, лінійних і нелінійних вібрацій на обертових валах. 2 н. і 21 з.п. ф-ли, 24 іл.

Спосіб визначення амплітуди нановибраций по сигналу лазерного автодина

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і призначене для вимірювань вібрацій. Спосіб вимірювання амплітуди нановибраций ξ полягає в тому, що висвітлюють об'єкт лазерним випромінюванням, перетворюють відбите від нього випромінювання в електричний (автодинний) сигнал, розкладають сигнал спектральний ряд і вимірюють значення амплітуди гармоніки Sx на частоті коливання об'єкта Ω. При цьому на об'єкт накладають додаткові механічні коливання з частотою Ω1 з мінімальною амплітудою, вимірюють максимальне значення гармоніки S1max, на частоті Ω1 при збільшенні амплітуди додаткових механічних коливань, збільшують амплітуду додаткових механічних коливань до появи на автодинном сигналі інтерференційних максимумів і мінімумів на виділеній ділянці часу між точками, що відповідають крайнім положенням зміщення об'єкта, обчислюють відношення часу убування tdec автодинного сигналу до часу його наростання tinc на виділеній ділянці часу. У тому випадку, якщо значення tdec/tinc більше 1, то обчислюють tinc/tdec, залежно tdec/tinc(C) або tinc/tdec(C) визначають рівень зовнішньої оптичної зворотного зв'язку З обчислюють Sx/S1max, залежно S1/S1max(ξ, S) при певному раніше З нл.
Up!