Волоконно-оптический сигнализатор уровня жидкости для информационно-измерительных систем

• Автор: Серебряков, Дмитрий Иванович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ГЛАВА 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛИЗАТОРОВ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
1.1 Особенности построения датчиков уровня жидкости для ИИС
1.2 Оценка перспективности внедрения волоконно-оптических сигнализаторов уровня жидкости в информационно-измерительных системах ракетно-космической техники
1.3 Классификация амплитудных волоконно-оптических преобразователей
1.4 Анализ известных технических решений и обоснование выбора конструкции и способа измерения уровня жидкости
Выводы
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИСХОДЯЩИХ В ОПТИЧЕСКОМ ЧУВСТВИТЕЛЬНОМ ЭЛЕМЕНТЕ
2.1 Распределения светового потока в пространстве волоконнооптического сигнализатора уровня жидкости
2.2. Определение местоположения оптического чувствительного элемента относительно излучающего торца оптического волокна волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости
2.3 Управление световым потоком в волоконно-оптическом преобразователе с управляющим элементом в виде границе раздела двух сред с разными коэффициентами преломления
2.4 Математическая модель функции преобразования волоконнооптического сигнализатора уровня жидкости
Выводы
ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛИЗАТОРА УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
3.1 Расчет параметров оптического чувствительного элемента

3.2 Особенности построения и принцип действия волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости
3.3 Принцип действия волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости с компенсационным каналом и функция преобразования
3.4 Разработка универсального блока преобразования информации для
волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости
Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛИЗАТОРА УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
4.1 Источники погрешностей амплитудных волоконно-оптических сигнализаторов уровня жидкости и способы их уменьшения
4.2 Способ уменьшения температурной погрешности волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости
4.3 Способ воспроизведения уровня жидкости
4.4 Экспериментальные исследования макетного образца
волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости
Выводы
Заключение
Перечень принятых сокращений
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ А Текст программы для определения конструктивных
параметров оптического чувствительного элемента
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спектральная согласованность фотоприемников типа
ФД-256, ФД-19КК со светодиодом ЗЛ107Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В Режимы питания, временные диаграммы и математическое представление источников излучения
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Конструкция волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости с компенсационным каналом
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Фотография экспериментальной установки

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Фотография экспериментальной установки с радиусом изгиба волоконно-оптического кабеля 11=50 мм
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Технические характеристики экспериментального образца волоконно-оптического сигнализатора уровня жидкости и аналога
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Акты внедрения результатов диссертации

щенной кольцевой зоны на расстоянии^
Т.к при^- < ткр, гвнуг ничтожно мало, то принимаем гвнух-0 (см.п.2.1)
Rm=XftgQNA+l/2dc, где dc - диаметр сердцевины OB.
Тогда при Xi > ткр распределение светового потока внутри кольца К, находящегося в пределах гвнут < К < Rm - будет однородно и будет рассчитываться в каждой точке в зависимости от расстояния Xt. Вне этого кольца интенсивность будет равна нулю.
Внутренний радиус кольца будет:
^'вн)Т — (X/ — ТКр ) tgOjV^.
Теперь при Х( < ткр введем величину г'тут - радиус сечения конуса, где интенсивность складывается от двух непараллельных лучей 1 и 2 (см. рисунок 2.4). Тогда
F Ш1уг (Ткр - Xj)
В результате получим распределение интенсивности в данной зоне:
Гх, r'myr [21% у<г'В|1ут
где 1х, - интенсивность в точке М (X,у), система координат выбрана как показано на рисунке 2.5.
Расстояние формирования светового пучка определяется как