автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Многоканальный дискретный преобразователь уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами

На правах рукописи

и и-1

Жеглов Максим Александрович

Многоканальный дискретный преобразователь уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами

Специальность 05.13.05 - «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления»

5

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

003482497

Работа выполнена на кафедре «Системы автоматического и интеллектуального управления» Московского авиационного института (государственного технического университета)

Научный руководитель

д.т.н., профессор Бусурин Владимир Игоревич

Официальные оппоненты

Ведущая организация

ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» КБ «Салют»

заседании диссертационного совета Д212.125.01 Московского авиационного института (государственного технического университета) по адресу: 125993, г. Москва, А-80, ГСП-3. Волоколамское ш., д.4, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ. Автореферат разослан « » 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.125.С

д.т.н., профессор Мельников Валерий Ефимович к.т.н. Прохоров Николай Иванович

Защита состоится «

2009 г. в час. мин, на

к.т.н.

Корнеенкова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время для тарировки баков ракетоносителей, заправки баков ракетным топливом и определения уровня топлива в полете на ракетоносителях используются различные виды преобразователей уровня жидкости (ЛУЖ): для тарировки баков используется дискретный контактный ПУЖ; для заправки ракетоносителя топливом - индуктивный ПУЖ, который определяет уровень жидкости в верхней части бака; емкостной дискретный ПУЖ предназначен для определения уровня топлива в полете.

Применение унифицированного ПУЖ для этих задач затруднено, поскольку требования различны. Так, например, дискретный контактный ПУЖ нельзя использовать с горючими и взрывоопасными жидкостями. Для индуктивного ПУЖ обязательно наличие поплавка, а это, в свою очередь, накладывает специфические требования на сферу его применения. Характеристики емкостных ПУЖ сильно зависят от условий окружающей среды и параметров кабельной сети.

Поэтому разработка унифицированного ПУЖ, способного заменить вышеуказанные преобразователи и пригодного для использования при тарировке бака, заправке ракетоносителя и определении уровня топлива в полете, является актуальной задачей.

Цель работы состоит в разработке дискретного ПУЖ на основе модифицированных волоконных световодов, не имеющего подвижных частей, способного работать в пожаро- и взрывоопасных средах, в условиях электромагнитных помех.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие частные задачи исследования:

разработать структурную и функциональную схему преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами (далее преобразователя);

разработать математическую модель преобразователя;

исследовать влияние изменения параметров преобразователя на его характеристики;

провести анализ влияния внешних возмущающих воздействий на преобразователь;

разработать методику расчета параметров преобразователя;

провести экспериментальные исследования характеристик

преобразователя.

Методы исследования. При выполнении работы применялись аналитические методы, которые основывались на теории распространения света по волоконным световодам. Численные методы использовались при анализе характеристик, определении области допустимых параметров и расчете погрешностей преобразователя. Экспериментальные методы исследования применялись для подтверждения адекватности разработанной математической модели.

Научная новизна. Разработана структурная и функциональная схема преобразователя, обеспечивающего определение наличия жидкости в нескольких точках с помощью одного волоконного световода и позволяющего осуществлять дискретное измерение уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами. Разработана математическая модель преобразователя, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, с помощью коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда. Исследован эффект каплеобразования, вызывающий изменение выходного сигнала при извлечении изгибов световода из жидкости. Исследованы основная и дополнительная погрешности преобразователя, определены условия, обеспечивающие его функционирование. Предложен способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и корректировки коэффициентов взаимодействия световод — внешняя среда.

Практическая ценность. Разработан алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода. Получено выражение, позволяющее определить радиусы изгибов световода для обеспечения одинаковой чувствительности преобразователя во всем диапазоне измерения. Определен коэффициент каплеобразования для воды при различной ориентации плоскости изгиба световода преобразователя. Разработана методика расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами. Проведено экспериментальное исследование характеристик преобразователя уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода.

Результаты работы использованы в опытно-конструкторских работах ФГУП ГосНИИ Приборостроения. Макеты преобразователей использованы при разработке стенда, имитирующего процесс заправки топливных баков окислителя и горючего ракетоносителей.

Автор защищает:

- структурную и функциональную схему многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами, каждый из которых обспечивает определение наличия жидкости в нескольких точках;

- математическую модель преобразователя, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, и влияние эффекта каплеобразования на выходной сигнал преобразователя;

- алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода;

- способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и

корректировки коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда в математической модели; - методику расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, позволяющую получить структурную схему преобразователя, определить конструктивные и оптические параметры световодов, определить коэффициенты передачи по каждому из каналов измерения и константы, необходимые для написания программы микроконтроллера.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

4-ой международной конференции "Авиация и космонавтика - 2005", 10-13 октября 2005 г., г. Москва;

5-ой международной конференции "Авиация и космонавтика - 2006", 23-26 октября 2006 г., г. Москва;

Российско-китайской международной конференции по проектированию Аэрокосмической техники, г. Москва, 2007 г.;

7-ой международной конференция "Авиация и космонавтика - 2008", 20-22 октября 2008 г., г. Москва;

Российской конференции с международным участием "Технические и программные средства систем управления", 10-12 ноября 2008 г., г. Москва.

XVIII международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», 1825 сентября 2009 г., г. Алушта;

8-ой международной конференция "Авиация и космонавтика - 2009", 26-29 октября 2009 г., г. Москва.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 работах, в том числе две статьи в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и четырех глав. Изложена на 159 страницах, содержит 74 рисунка, список использованных источников - 54 наименования и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность разработки нового ПУЖ, который сочетает в себе следующие качества: высокую точность определения уровня, помехозащищенность, пожаро- и взрывобезопасность преобразователя, а также отсутствие подвижных частей. Сформулирована цель работы, определены задачи исследования, приведены полученные результаты работы и сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор методов и средств измерения уровня жидких сред. Составлена классификация ПУЖ. Приведена сравнительная таблица характеристик ПУЖ различных типов (емкостные, индуктивные, магнитострикционные, ультразвуковые, оптические). В результате проведенного анализа было выявлено, что высокими точностными характеристиками обладают дискретные ПУЖ, но они либо имеют сложную конструкцию, либо существуют проблемы с детектированием измеряемого сигнала.

Использование в качестве чувствительного элемента преобразователя волоконного световода (ВС) должно повысить точность измерения уровня и обеспечить функционирование преобразователя в условиях сильных электромагнитных полей, в агрессивных, пожаро- и взрывоопасных средах, а также обеспечит отсутствие в преобразователе подвижных частей.

Вторая глава посвящена разработке структурной и функциональной схем многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе ВС с последовательными изгибами, математической модели преобразователя и исследованию его характеристик.

В общем случае ПУЖ состоит из т преобразователей, каждый из которых способен определять наличие жидкости в к точках, датчиков внешних возмущающих воздействий, предназначенных для осуществления коррекции результата, и блока обработки информации, предназначенного для преобразования электрических величин в физические и корректировки

результатов измерения в зависимости от параметров внешних возмущающих воздействий (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурная схема /и-канального преобразователя.

Количество преобразователей т и количество изгибов световода к каждого преобразователя выбирается в соответствии с требуемой точностью измерения уровня. Количество уровней, контролируемых многоканальным дискретным преобразователем уровня жидкости на основе ВС с последовательными изгибами составляет т-к.

Функциональная схема преобразователя показана на рисунке 2. Источник оптического излучения 1 генерирует излучение заданной мощности, которое затем вводится в ВС с ¿-изгибами 2. Излучение на выходе световода детектируется фотоприемником 3, усиливается усилителем 4, преобразовывается в цифровую форму с помощью АЦП 5. Для повышения точности определения уровня жидкости необходима информация о температуре жидкости в резервуаре б, давлении в резервуаре 7. Также, если аналоговые элементы подвержены влиянию широкого диапазона температур, то необходимо измерение температуры внутри корпуса электронного блока 5. Для обработки информации и определения уровня жидкости 2 используется микроконтроллер 9.

э-йчш^ьиь

Тжидк,-Ррез. -

ы -

ИЬ СЕЬ [7Ь

1 - источник оптического излучения, т- количество каналов,

2 - чувствительный элемент (ВС с ¿-изгибами), 3 - фотоприемник, 4 - усилитель, 5 - АЦП, 6- датчик температуры жидкости,

7 - датчик давления в резервуаре,

8 - датчик температуры -»/ электронного блока,

9 - микроконтроллер, А - высота столба уровня жидкости, Тжщк~ температура жидкости в резервуаре,

Ррез - давление в резервуаре, Тэг—температура внутри блока обработки информации, 2- измеренный уровень жидкости.

Рисунок 2 - Функциональная схема т-канального преобразователя.

Принцип действия чувствительного элемента преобразователя основан на выходе части оптического излучения из сердцевины ВС в местах изгиба (рисунок 3). Мощность оптического излучения, которая покидает сердцевину ВС, зависит от показателя преломления среды, окружающей изгиб. В зависимости от уровня жидкости изменяется количество погруженных изгибов, и, соответственно, изменяется мощность оптического излучения, детектируемая приемником оптического излучения.

от источника оптического излучения

к приемнику оптического излучения

изгиб к

изгиб 2

изгиб 1

Рисунок 3 - Волоконный световод с ¿-изгибами.

Выходной сигнал преобразователя (измеряемый уровень жидкости 7) зависит от величины внешнего воздействия, параметров световода с последовательными изгибами, фотоприемника, усилителя, АЦП, микроконтроллера, окружающей среды:

[ре„х (К, к, Р.„КЖ,КГ, Д„ Кко, т, р)

где Т - измеренный уровень жидкости, Fэs - функция преобразования блока обработки информации, Реш - мощность выходного оптического сигнала ВС с последовательными изгибами, N - количество погруженных изгибов, к - количество изгибов на одном световоде, Рех — мощность излучения на входе ВС, Кж - коэффициент взаимодействия световод - жидкость, Кр— коэффициент взаимодействия световод - газ, Л, - радиус /-го изгиба ВС, Кко - коэффициент каплеобразования, Т - температура жидкости, р - давление в резервуаре, Бфп - чувствительность фотоприемника, /оу - функция преобразования опереационного усилителя, /АЦП - функция преобразования АЦП, ТЭБ - температура внутри корпуса электронного блока, в котором расположены все электронные элементы.

Мощность излучения на выходе световода Реых зависит от общего количества изгибов ВС, количества погруженных изгибов, коэффициентов взаимодействия оптического излучения световод - внешняя среда для жидкости и газа, коэффициента каплеобразования, параметров световода и исследуемых сред и может быть записана в виде:

1-

*П(-

\-пх2о.,т,р)-ек?(пипжу 1

1-

-)х

ХП &!«>№> м ■?*■><*> О-

у-м-и

1-(1-п№,т,Р).ек,\п1,п1.)у

где А — длина волны излучения, С/ — напряжение питания источника излучения, 111 ~ показатель преломления сердцевины ВС, вы - критический угол распространения высшей моды для 1-го изгиба, пж - показатель преломления исследуемой жидкости, а - диаметр сердцевины ВС, м> - целое число, возрастающее с увеличением направленности излучателя, Ке - число Рейнолдса, /л — коэффициент динамической вязкости, аж - коэффициент поверхностного натяжения, а - угол наклона между плоскостью изгиба световода и вектором силы тяжести, /; - время, прошедшее от момента извлечения /-го изгиба из жидкости, пг — показатель преломления газа в резервуаре.

При извлечении преобразователя из жидкости на световоде образуются капли, которые влияют на оптическое излучение, распространяющееся по световоду. Величина коэффициента Кко зависит от параметров жидкости и ориентации плоскости изгиба световода. Величина этого коэффициента для воды определена экспериментально и изменяется в диапазоне от 0,98 до 1,08 и зависит от расположения изгиба световода.

Коэффициент взаимодействия световод-внешняя среда, может принимать только два значения, соответствующих изгибу, погруженному в жидкость или газовую среду:

Для обеспечения одинаковой чувствительности преобразователя во всем диапазоне измерения величина радиусов всех изгибов ВС должна быть переменной. Радиус /-го изгиба ВС зависит от радиуса последнего изгиба, номера изгиба и коэффициентов взаимодействия световод-внешняя среда и определяется выражением:

Ъ(ЯкАКж,Кг) = П,(Т) + С-к)-(Кж(пж,ъ,а)-Кг(пг,п1,а)), / = 1.1.(4)

а(Т,р)

г .

(3)

Радиус последнего изгиба выбирается, исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности преобразователя к погружению последнего изгиба АР*:

1-

Кг(ппъ,а)

К

- тах. (5)

Совокупность выражений (1...5) представляет собой математическую модель преобразователя уровня жидкости на основе ВС с последовательными изгибами.

Зависимость выходного оптического сигнала на выходе ВС Р„ых от количества погруженных изгибов N представлена на графике (рисунок 4).

Рисунок 4 - Зависимость мощности излучения на выходе ВС от количества погруженных изгибов.

Для экспериментального исследования характеристик были разработаны макеты преобразователей. Получена экспериментальная зависимость изменения выходного сигнала ишх от времени X при измерении уровня жидкости (рисунок 5) для преобразователя с тремя изгибами. Пунктирной линией нанесены значения, соответствующие граничным условиям ГУ! каждого уровня. Отклонение экспериментально полученной зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от расчетной составляет около 4,6%.

Рисунок 5 — Изменение выходного сигнала преобразователя.

Одной из составляющих основной погрешности ЛРот является погрешность из-за эффекта каплеобразования Дко, которая заключается в выходе части оптического излучения в местах изгибов в зависимости от наличия капель жидкости, которые образуются при извлечении преобразователя из жидкой среды. Также влияние на результат измерения оказывает погрешность преобразования электронного блока Аэг, и погрешность канала стабилизации оптической мощности источника излучения Л[т\

ко. = амш-р«)2 +(аэв 'л™)* + (ая> •■р«,ы)2, (6) где Рвьа макс - сигнал, соответствующий выходному сигналу сухого преобразователя, Рвш ы — сигнал, соответствующий выходному сигналу преобразователя изгибы которого с номерами от 1 до к-1 находятся в жидкости, а изгиб с номером к находится в газе.

Основная погрешность определяет максимальное количество точек к, которое можно реализовать на одном световоде при нормальных условиях, используя неравенство:

I ✓ ^ I гтт

К,

Мт) +К-П

1-

Кг

д»-п

Еж.

л,

а,

п

1--

КЖ~КГ I

—*ГУ

(7)

Максимальное количество точек, которые можно реализовать на одном ВС, составляет, примерно, 50..60 при нормальных условиях окружающей среды.

Показано, что основная погрешность преобразователя уровня жидкости определяется эффектом каплеобразования (от -2,2 до 8,3 % от выходного сигнала, в зависимости от ориентации преобразователя), погрешностью канала определения мощности источника излучения (0,5 %) и погрешностью преобразования электронного блока (0,2 %).

В третьей главе проведен анализ влияния внешних дестабилизирующих факторов на дополнительную погрешность преобразователя.

Выходной сигнал преобразователя 2, квантованный по уровню, в общем виде является функцией многих параметров, в число которых входят как параметры устройства, так и параметры, характеризующие условия эксплуатации, меняющиеся под воздействием окружающей среды (1).

Дополнительная погрешность преобразователя АРцоп будет определяться выражением:

(дК< 55,

Р

А ~

+

эв

АГ« +

\¥0у дТЭБ Х)

(8)

Выходной сигнал ВС с последовательными изгибами Реш зависит как от параметров преобразователя, так и от температуры и давления в резервуаре:

Р„ = Р{НАРа,Кж,Кг,Я,,Кко,Т>Р). (9)

где - функция, описывающая связь выходного сигнала ВС с последовательными изгибами с уровнем жидкости.

Изменение выходного сигнала ВС с последовательными изгибами вызванное изменением температуры жидкости и давления в резервуаре, определяется выражением:

(Ю)

Для функционирования преобразователя должно выполняться условие: выходной сигнал преобразователя, с учетом изменения выходного сигнала из-за основной и дополнительной погрешности, должен позволять однозначно определять уровень жидкости, т.е.

Рп (0 < ± )2+(А^л)2) < ЛуО-1) , (11)

где Рп{'0 - выходной сигнал, соответствующий граничным условиям ¡-то уровня, Ррасч - расчетное значение выходного сигнала при нормальных условиях.

В результате анализа влияния температуры на преобразователь установлено, что температура влияет на геометрические размеры ВС /, показатель преломления сердцевины ВС, показатель преломления жидкости, показатель преломления газа, источник оптического излучения:

8Р^_дР_дР^ д^ сЦ 8Р 8пж + дР дпг+дР 31 ВТ ~ 8Рт дТ + Эй," 6Т + дпж дТ дп/дТ 81 ' дТ ' (12)

Компенсация температурной погрешности источника оптического излучения осуществляется алпаратно.

Изменение выходной мощности излучения при учете влияния температуры (от -70 °С до +80 °С) на показатель преломления сердцевины ВС, показатель преломления газа, диаметр сердцевины ВС (без учета влияния температуры на параметры жидкости) составляет менее 0,1 %. Изменение выходного сигнала преобразователя Реых (с учетом влияния температуры на все параметры преобразователя) показано на рисунке 6.

В диапазоне температур от -70 до +80 °С (рисунок 6) изменение выходного сигнала составляет 10% при одном погруженном изгибе (N=1), 22,4% - при двух погруженных изгибах (N=2) и 37,5% - при трех погруженных изгибах (М=3), что соответствует -0,42 %/-с- При 20 контролируемых точках изменение выходного сигнала полностью погруженного преобразователя составляет -0,79 %/°с-

N

Рисунок 6 - Зависимость выходного сигнала от уровня при различной температуре в резервуаре. Таким образом, установлено, что температура значительно сильнее влияет на показатель преломления жидкости, чем на параметры световода и показатель преломления газа:

дЕ ш, + дР 8пг + дЕ д1 ^ дГ дпж

«

5«! дТ дпг дТ 31 дТ Следовательно, основной составляющей температурной погрешности преобразователя является изменение показателя преломления жидкости от температуры:

дР ои„ дпи

т.

дТ

(14)

Результаты математического моделирования влияния температуры на преобразователь с тремя изгибам в диапазоне температур от -57 °С до +80 °С совпали с данными эксперимента с точностью 18%.

С увеличением количества контролируемых уровней усиливается влияние температуры на результат измерения. Для расширения рабочего температурного диапазона преобразователя необходимо, либо уменьшать количество контролируемых точек (увеличивать порог срабатывания), либо осуществлять температурную коррекцию результата.

Температурная коррекция результата заключается в определении температуры жидкости в резервуаре и на ее основе расчете текущего значения показателя преломления жидкости.

При измерении температуры жидкости в резервуаре с точностью ±5°С температурная погрешность преобразователя существенно уменьшается (рисунок 7). Так при трех погруженных изгибах температурная погрешность

Рисунок 7 - Зависимость выходного сигнала от уровня жидкости при учете температуры жидкости в резервуаре. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что температура слабо влияет на параметры преобразователя. Температурная погрешность связана, в основном, с изменением показателя преломления жидкости из-за ее температуры. Корректировка зависимости выходного сигнала от уровня жидкости, при изменении параметров жидкости, позволяет обеспечить более высокую точность определения уровня.

Давление оказывает влияние на показатели преломления жидкости и газа в резервуаре и диаметр сердцевины ВС, т.е.

ЗР дР дпж , дР дпг , да

-««=---+---!_ +------^дч

др дпж др 8пг др да др' В процессе исследований установлено, что влияние давления на геометрические параметры световода незначительно, т.е.

<№_ да дР дпж

да др опг др дпж др

На графике показана зависимость выходного сигнала Ршх при давлении в резервуаре равном 105Па и 30-105 Па (рисунок 8).

Рвых(р), мВт

■ р=1 атм □ р=30 атм

Ее

0 1 2 3 4 5 6 7

9 10

К

Рисунок 8 - Зависимость изменения выходного сигнала от давления в

резервуаре.

У сухого преобразователя изменение выходного сигнала составляет -1,07%. Это вызвано влиянием давления на показатель преломления газа. При 10 погруженных изгибах погрешность составляет -3,65%. Данная погрешность обусловлена изменением свойств жидкости.

Таким образом, изменение выходного сигнала преобразователя АР6Ш, вызванное давлением в резервуаре, определяется изменением показателя преломления жидкости и газа в резервуаре:

Г а^ дпж ■Н-- дпг

[дпж др дпг "Ф.

Ар .

(17)

Суммарное изменение выходного сигнала преобразователя определяется совокупностью влияния всех возмущающих воздействий. При требуемом количестве контролируемых точек не должно возникать ошибки в определении уровня. Если эти условия совместно выполнить невозможно, то необходимо, либо уменьшать влияние возмущающих воздействий, либо уменьшать количество контролируемых точек на одном ВС. Требуемую точность определения уровня необходимо получить с помощью увеличения

количества ВС с последовательными изгибами световода (увеличения количества каналов).

В четвертой главе разработана методика проектирования многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе ВС с последовательными изгибами, разработано программное обеспечение, позволяющее осуществить расчет характеристик преобразователя, приведены примеры проектирования преобразователей уровня жидкости.

Методика проектирования многоканального дискретного ПУЖ на основе ВС с последовательными изгибами состоит из следующих этапов:

1) на основании требуемой точности измерения уровня жидкости Ы (по ТЗ) определяем требуемое количество изгибов к, на одном ВС (т=1);

2) определение параметров жидкости и газа, а также дестабилизирующих факторов;

3) оптимизация параметров преобразователя (а, Я, «;) для к точек с целью обеспечения максимальной чувствительности преобразователя;

4) определение погрешности измерения;

5) если погрешность измерения не влияет на результат определения уровня, то (шаг 6), иначе:

а) увеличить количество ВС (т=т+1) и уменьшить количество контролируемых точек на одном ВС (к=к/т) (шаг 3);

б) провести коррекцию результата измерения (шаг 2);

6) результат: определено количество требуемых ВС (т), количество изгибов одного ВС (к), параметры ВС (а; Я п1); данный преобразователь обеспечивает требуемую точность измерения уровня Л/;

7) определение коэффициентов передачи каналов электронного блока обработки информации; определение констант Ргу(>), соответствующих граничным условиям различных уровней жидкости, для микроконтроллера.

В работе приведены примеры проектирования многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе ВС с последовательными изгибами с помощью разработанной методики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В результате выполнения данной работы были получены следующие научные и практические результаты.

Разработана структурная и функциональная схема многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, обеспечивающего определение наличия жидкости в нескольких точках с помощью одного волоконного световода и позволяющего осуществлять дискретное измерение уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами.

Разработана математическая модель дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, с помощью коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда. Учтено влияние эффекта каплеобразования, возникающего при извлечении изгибов световода из жидкости, на характеристики преобразователя уровня жидкости путем введения коэффициента каплеобразования в математическую модель.

Разработан алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода. Получено выражение, позволяющее определить радиусы изгибов световода для обеспечения одинаковой чувствительности преобразователя во всем диапазоне измерения. Совместное выполнение данных требований позволяет осуществить определение 50..60 уровней жидкости с помощью одного волоконного световода при нормальных условиях эксплуатации.

Показано, что основная погрешность преобразователя уровня жидкости определяется эффектом каплеобразования (от -2,2 до 8,3 % от выходного сигнала, в зависимости от ориентации преобразователя), погрешностью канала определения мощности источника излучения (0,5 %) и погрешностью преобразования электронного блока обработки информации (0,2 %).

Разработана математическая модель, позволяющая оценить влияние внешних возмущающих воздействий на выходной сигнал. В результате исследований установлено, что влияние изменения температуры (в диапазоне от -70 °С до +80 °С) и давления (в диапазоне от 1-Ю5 до 30-105 Па) на волоконно-оптический световод вызывает изменение выходного сигнала менее, чем на 0,1%. Изменение температуры жидкости в том же температурном диапазоне вызывает изменение выходного сигнала полностью погруженного преобразователя с коэффициентом от -0,42 %/°с (для 3 контролируемых точек) до -0,79 '%с (при 20 контролируемых точках) относительно выходного сигнала при +20 °С. Влияние давления на параметры жидкой и газовой сред в резервуаре в диапазоне от 1-Ю5 до 30-105 Па вызывает изменение выходного сигнала преобразователя на -1,07 % - для сухого и -3,65 % - для полностью погруженного преобразователя (при 10 контролируемых точках) и возрастает с увеличением количества изгибов.

Предложен способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и корректировки коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда в математической модели. Применение данного способа позволяет уменьшить температурную погрешность преобразователя с 37,5% до 1,1% при температуре -70 °С.

Проведено экспериментальное исследование характеристик преобразователя уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода. Отклонение экспериментально полученной зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от расчетной составляет около 4,6%. Проведены экспериментальные исследования влияния температуры на

измерительный преобразователь с тремя изгибами световода. Отклонение экспериментально полученной зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от расчетной составляет около 18% в диапазоне измерения -57 °С до +80 °С. Исследован эффект каплеобразования, возникающий при стекании жидкости, и определено время срабатывания преобразователя. Определен коэффициент каплеобразования для воды при различных углах между плоскостью изгиба световода и вектором силы тяжести.

Разработана методика расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, которая, на основании требуемой точности определения уровня жидкости, информации о параметрах жидкости и газа, величине внешних возмущающих воздействий, погрешности преобразования электронного блока, позволяет получить структурную схему преобразователя и определить конструктивные и оптические параметры световодов, определить коэффициенты передачи по каждому из каналов измерения и константы, необходимые для написания программы микроконтроллера. Приведены примеры расчета преобразователей с помощью разработанной методики.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бусурин В.И., Гаврилин Б.Н., Жеглов М.А. Волоконно-оптический датчик уровня жидких сред с несколькими последовательными изгибами волоконно-оптического световода // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, №8,2007, с. 42-44.

2. Бусурин В.И., Жеглов МЛ., Зэя М. Анализ влияния температуры на волоконно-оптический датчик уровня жидких сред с несколькими последовательными изгибами волоконно-оптического световода //

Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, №6, 2008, с. 3840.

3. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Волоконно-оптическая система контроля уровня топлива // 4-я международная конференция "Авиация и космонавтика - 2005", 10-13 октября 2005 года. г. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2005, с. 123.

4. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Волоконно-оптическая система контроля уровня топлива. // 5-я международная конференция "Авиация и космонавтика - 2006", 23-26 октября 2006 года. г. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2006, с. 267-268.

5. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Датчик уровня жидких сред с несколькими последовательными изгибами волоконно-оптического световода // Труды Российско-китайской международной конференции по проектированию Аэрокосмической техники. Изд-во ИНФОРМИЗДАТ, 2007 г. с.204-209.

6. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Анализ влияния температуры на датчик уровня жидких сред с несколькими последовательными изгибами волоконного световода // 7-я международная конференция "Авиация и космонавтика - 2008", 20-22 октября 2008 года. г. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2008, с. 143-144.

7. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Датчик уровня жидких сред с к-изгибами волоконного световода. // Материалы Российской конференции с международным участием «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» (УКИ-08) 10-12 ноября 2008 года, г. Москва. Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (ИПУ РАН), с 189-191.

8. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Система комплексной оценки параметров жидких сред на основе волоконно-оптического преобразователя уровня жидкости с последовательными изгибами световода. // Труды XVIII международного научно-технического семинара

«Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентября 2009 г., Алушта. -М.: МИРЭА, 2009, с. 86.

9. Жеглов М.А. Методика расчета многоканального дискретного преобразователя уровня жидких сред на основе волоконного световода с последовательными изгибами. // 8-я международная конференция "Авиация и космонавтика - 2009", 26-29 октября 2009 года. г. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2009, с. 117-118.

Подписано в печать:

21.10.2009

Заказ № 2796 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Введение.

1. Аналитический обзор методов и средств измерения уровня жидких сред.

1.1 Классификация преобразователей уровня жидкости.

1.2 Емкостные преобразователи уровня жидкости.

1.3 Индуктивные преобразователи уровня жидкости.

1.4 Магнитострикционные преобразователи уровня жидкости.

1.5 Ультразвуковые преобразователи уровня жидкости.

1.6 Оптические преобразователи уровня жидкости.

1.7 Постановка частных задач исследования.

Выводы.

2. Разработка функциональной схемы и математической модели многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.

2.1 Преобразователь уровня жидкости на основе волоконного световода» с последовательными изгибами.

2.2 Волоконный световод с последовательными изгибами.

2.2.1 Разработка математической модели преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.;.

2.2.2 Исследование характеристик волоконного световода с последовательными изгибами.

2.2.3 Линеаризация характеристики волоконного световода с последовательными изгибами.

2.2.4 Оптимизация характеристик волоконного световода с последовательными изгибами.

2.3 Разработка электронного блока.

2.4 Математическая модель преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.

2.5 Экспериментальное исследование преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.

2.5.1 Разработка макетов преобразователей.

2.5.2 Исследование динамических характеристик преобразователя уровня жидкости.

2.5.3 Исследование зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от показателя преломления исследуемой среды.

2.5.4 Характеристики преобразователя уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода.

Выводы.

3. Анализ погрешностей преобразователя уровня жидкости на основе световода с последовательными изгибами.

3.1 Источники погрешностей преобразователя уровня жидкости.

3.2 Разработка математической модели для анализа температурной погрешности преобразователя уровня жидкости.

3.2.1 Оценка влияния температуры на преобразователь уровня жидкости с одним изгибом волоконного световода.

3.2.2 Оценка влияния температуры на преобразователь уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода.

3.3. Разработка математической модели для анализа влияния давления на преобразователь уровня жидкости.

3.4 Расчет погрешностей устройства преобразования.

3.5 Расчет погрешностей, возникающих при изготовлении световода.

Выводы.

4. Разработка методики расчета многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.

4.1 Методика проектирования многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами.

4.2 Программное обеспечение для моделирования характеристик преобразователя уровня жидкости с несколькими изгибами волоконного световода.

4.3 Разработка дискретного преобразователя уровня для определения уровня жидкости в 9 точках.

4 .4 Разработка многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости для определения уровня спирта в цистерне.

4.5 Разработка резервированного многоканального дискретного преобразователя уровня керосина для тарировки, заправки и опорожнении бака.

Выводы.

Основные результаты работы.

Актуальность работы. В настоящее время для тарировки баков ракетоносителей, заправки баков ракетным топливом и определения уровня топлива в полете на ракетоносителях используются различные виды преобразователей уровня жидкости (ПУЖ): для тарировки баков используется дискретный контактный ПУЖ; для заправки ракетоносителя топливом - индуктивный ПУЖ, который определяет уровень жидкости в верхней части бака; емкостной дискретный ПУЖ предназначен для определения уровня топлива в полете.

Применение унифицированного ПУЖ для этих задач затруднено, поскольку требования различны. Так, например, дискретный контактный ПУЖ нельзя использовать с горючими и взрывоопасными жидкостями. Для индуктивного ПУЖ обязательно наличие поплавка, а это, в свою очередь, накладывает специфические требования на сферу его применения. Характеристики емкостных ПУЖ сильно зависят от условий окружающей среды и параметров кабельной сети.

Поэтому разработка унифицированного ПУЖ, способного заменить вышеуказанные преобразователи и пригодного для использования при тарировке бака, заправке ракетоносителя и определении уровня топлива в полете, является актуальной задачей.

Цель работы состоит в разработке дискретного ПУЖ на основе модифицированных волоконных световодов, не имеющего подвижных частей, способного работать в пожаро- и взрывоопасных средах, в условиях электромагнитных помех.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие частные задачи исследования: разработать структурную и функциональную схему преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами (далее преобразователя); разработать математическую модель преобразователя; исследовать влияние изменения параметров преобразователя на его характеристики; провести анализ влияния внешних возмущающих воздействий на преобразователь; разработать методику расчета параметров преобразователя; провести экспериментальные исследования характеристик преобразователя.

Методы исследования. При выполнении работы применялись аналитические методы, которые основывались на теории распространения света по волоконным световодам. Численные методы использовались при анализе характеристик, определении области допустимых параметров и расчете погрешностей преобразователя. Экспериментальные методы исследования применялись для подтверждения адекватности' разработанной математической модели.

Научная новизна. Разработана структурная и функциональная схема преобразователя, обеспечивающего определение наличия жидкости в нескольких точках с помощью одного волоконного световода и позволяющего осуществлять дискретное измерение уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами. Разработана математическая модель преобразователя, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, с помощью коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда. Исследован эффект каплеобразования, • вызывающий изменение выходного сигнала при извлечении изгибов световода из жидкости. Исследованы основная и дополнительная погрешности преобразователя, определены условия, обеспечивающие его функционирование. Предложен способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и корректировки коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда.

Практическая ценность. Разработан алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода. Получено выражение, позволяющее определить радиусы изгибов световода для обеспечения одинаковой чувствительности преобразователя во всем диапазоне измерения. Определен коэффициент каплеобразования для воды при различной ориентации плоскости изгиба световода преобразователя. Разработана методика расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами. Проведено экспериментальное исследование характеристик преобразователя уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода.

Результаты работы использованы в опытно-конструкторских работах ФГУП ГосНИИ Приборостроения. Макеты преобразователей использованы при разработке стенда, имитирующего процесс заправки топливных баков окислителя и горючего ракетоносителей.

Автор защищает:

- структурную и функциональную схему многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами, каждый из которых обспечивает определение наличия жидкости в нескольких точках;

- математическую модель преобразователя, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, и влияние эффекта каплеобразования на выходной сигнал преобразователя;

- алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода;

- способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и корректировки коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда в математической модели;

- методику расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, позволяющую получить структурную схему преобразователя, определить конструктивные и оптические параметры световодов, определить коэффициенты передачи по каждому из каналов измерения и константы, необходимые для написания программы микроконтроллера.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на

4-ой международной конференции "Авиация и космонавтика - 2005", 10-13 октября 2005 г , г. Москва;

5-ой международной конференции "Авиация и космонавтика - 2006", 23-26 октября 2006 г., г. Москва;

Российско-Китайской международной конференции по проектированию Аэрокосмической техники, г. Москва, 2007 г.;

7-ой международной конференция "Авиация и космонавтика - 2008", 20-22 октября 2008 г., г. Москва;

Российской конференции с международным участием "Технические и программные средства систем управления", 10-12 ноября 2008 г., г. Москва.

XVIII международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», 1825 сентября 2009 г., г. Алушта;

8-ой международной конференция "Авиация и космонавтика - 2009", 26-29 октября 2009 г., г Москва.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 работах, в том числе две статьи в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и четырех глав. Изложена на 159 страницах, содержит 74 рисунка, список использованных источников - 54 наименования и 2 приложения.

Основные результаты работы

В результате выполнения данной работы были получены следующие научные и практические результаты.

Разработана структурная и функциональная схема многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, обеспечивающего определение наличия жидкости в нескольких точках с помощью одного волоконного световода и позволяющего осуществлять дискретное измерение уровня жидкости на основе волоконных световодов с последовательными изгибами.

Разработана математическая модель дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, в которой учтено взаимодействие оптического излучения, распространяющегося в световоде, с исследуемой средой, окружающей каждый изгиб световода, с помощью коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда. Учтено влияние эффекта каплеобразования, возникающего при извлечении изгибов световода из жидкости, на характеристики преобразователя уровня жидкости путем введения коэффициента каплеобразования в математическую модель.

Разработан алгоритм оптимизации параметров преобразователя, позволяющий обеспечить максимальное изменение выходного сигнала преобразователя, вызванное полным погружением последнего изгиба световода. Получено выражение, позволяющее определить радиусы изгибов световода для обеспечения одинаковой чувствительности преобразователя во всем диапазоне измерения. Совместное выполнение данных требований позволяет осуществить определение 50.60 уровней жидкости с помощью одного волоконного световода при нормальных условиях эксплуатации.

Показано, что основная погрешность преобразователя уровня жидкости определяется эффектом каплеобразования (от -2,2 до 8,3 % от выходного сигнала, в зависимости от ориентации преобразователя), погрешностью канала определения мощности источника излучения (0,5 %) и погрешностью преобразования электронного блока обработки информации (0,2 %).

Разработана математическая модель, позволяющая оценить влияние внешних возмущающих воздействий на выходной сигнал. В результате исследований установлено, что влияние изменения температуры (в диапазоне от -70 до +80 °С) и давления (в диапазоне от 1-105 до 30-Ю5 Па) на волоконно-оптический световод вызывает изменение выходного сигнала менее, чем на 0,1%. Изменение температуры жидкости в диапазоне от -70 до +80 °С вызывает изменение выходного сигнала полностью погруженного преобразователя с коэффициентом от -0,42 %/°с (для 3 контролируемых точек) до -0,79 °7%с (при 20 контролируемых точках) относительно выходного сигнала при +20 °С. Влияние давления на параметры жидкой и газовой сред в резервуаре в диапазоне от 1-Ю5 до 30-Ю5 Па вызывает изменение выходного сигнала преобразователя на -1,07 % - для сухого и -3,65 % - для полностью погруженного преобразователя (при 10 контролируемых точках) и возрастает с увеличением количества изгибов.

Предложен способ компенсации влияния внешних возмущающих воздействий путем определения текущего показателя преломления жидкости и газа и корректировки коэффициентов взаимодействия световод - внешняя среда в математической модели. Применение данного способа позволяет уменьшить температурную погрешность преобразователя с 37,5% до 1,1% при температуре -70 °С.

Проведено экспериментальное исследование характеристик преобразователя уровня жидкости с тремя изгибами волоконного световода. Отклонение экспериментально полученной зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от расчетной составляет около 4,6%. Проведены экспериментальные исследования влияния температуры на измерительный преобразователь с тремя изгибами световода. Отклонение экспериментально полученной зависимости выходного сигнала преобразователя уровня жидкости от расчетной составляет около 18% в диапазоне измерения -57 °С до +80 °С. Исследован эффект каплеобразования, возникающий при стекании жидкости, и определено время срабатывания преобразователя. Определен коэффициент каплеобразования для воды при различных углах между плоскостью изгиба световода и вектором силы тяжести.

Разработана методика расчета параметров многоканального дискретного преобразователя уровня жидкости на основе волоконного световода с последовательными изгибами, которая, на основании требуемой точности определения уровня жидкости, информации о параметрах жидкости и газа, величине внешних возмущающих воздействий, погрешности преобразования электронного блока, позволяет получить структурную схему преобразователя и определить конструктивные и оптические параметры световодов, определить коэффициенты передачи по каждому из каналов измерения и константы, необходимые для написания программы микроконтроллера. Приведены примеры расчета преобразователей с помощью разработанной методики.

1. Каталог продукции фирмы Прософт. www.prosoft.ni.

2. Бобровиков Г.Н., Котков А.Г. Методы измерения уровня -М., Машиностроение, 1977. -168 с.

3. Шевяков А.А. Системы автоматического управления авиационными воздушно-реактивными силовыми установками: Учебник для вузов -М., Машиностроение, 1992. -432 с.

4. Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей 2-е издание переработанное и дополненное -М., Машиностроение, 1989. -196 с.

5. Горячкин А.А. и др. Регуляторы расхода для топливных систем двигателей летательных аппаратов / Горячкин А.А., Жуковский А.Е., Игначков С.М., Шорин В.П.; под ред. В.П.Шорина.

6. М.Машиностроение, 2000.- 208 с.

7. Лещинер Л.Б. и др. Проектирование топливных систем самолетов / Лещинер Л.Б., Ульянов И.Е. Тверецкий В.А. 2-е издание переработанное и дополненное. -М., Машиностроение, 1992. -320 с.

8. Боднер В.А., Алферов А.В. Измерительные приборы. В 2 т. Т.1. Теория измерительных приборов, измерительные преобразователи: Учебник для втузов -М., Издательство стандартов, 1986. -390 с.

9. Боднер В.А., Алферов А.В. Измерительные приборы. В 2 т. Т.2. Методы измерений, устройство и проектирование: Учебник для втузов -М., Издательство стандартов, 1986. -224 с.

10. Харт X. Введение в измирительную технику. Перевод с немецкого. -М., Мир, 1999. -391 с.

11. Каталог изделий ОАО Альбатрос http://www.albatros.ru

12. Каталог изделий ИПП Курс http://www.kurss.ru

13. Каталог изделий НПО Валентина http://npovalentina.ru/catalog/dev/3864/

14. Каталог изделий http://kravitnik.narod.ru/level/levelll.html

15. Ацтоковский В.А. Емкостные преобразователи перемещения M-JI., Энергия, 1966. -278 с.

16. Бугров А.В. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества -М., Машиностроение, 1982. -94 с.

17. Фрайден Дж. Современные датчики: Справочник -М., Энергоатомиздат, 1981. -88 с.

18. Струнский М.Г., Горбов М.М. Бесконтактные емкостные микромеры —Л., Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1986. -136 с.

19. Евтихеев Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин: Учебное пособие для вузов -М., Энергоатомиздат, 1990. -352 с.

20. Куликовский Л.Ф. Индуктивные измерители перемещений М-Л., Госэнергоиздат, 1961. -279 с.

21. Антонов В.Г. и др. Средства измерений магнитных параметров материалов / Антонов В.Г., Петров A.M., Щелкин А.П. -М., Энергоатомиздат, 1986. -216 с.

22. Зимин Е.Ф., Кочанов Э.С. Измерение параметров электрических и магнитных полей в проводящих средах -М., Энергоатомиздат, 1985. -256 с.22. http://www.hosberg.sensor.ru/articles/299/element1130.html23. http://www.albatros.ru/ViewGoodl .html

23. Каталог изделий фирмы Чип иДип www.chip-dip.ru25. http://www.hosberg.sensor.ru/articles/299/element1035.html

24. Бусурин В.И., Носов Ю. Р. Волоконно-оптические датчики: физические основы; вопросы расчета и применения -М., Энергоатомиздат. 1990. -256 с.

25. Окоси Т. И и др. Волоконно-оптические датчики. Пер. с япон. / Окоси Т., Окамото К., Оцу М., Бисихара X., Ккма К., Хататэ К. -Л., Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. -256с.: ил.

26. Бабченко A.M. и др. Оптоэлектронные преобразователи уровня жидкости. /Бабченко A.M., Бусурин В.И., Носов Ю.Р.// Измерения контроль автоматизация, 2(62), 1987. -с.3-13.

27. Свирид А.А. Волоконные датчики для измерения уровня жидких сред // Известия вузов MB и ССО СССР Сер. Радиоэлектроника. -1983.—Т. 26, Т. 26, №5. -с.91—92.

28. Маковец Г.К. и др.Патент 2014572. Дискретный оптический уровнемер./ Маковец Г.К., Покровский В.Р., Рождественский Ю.В. №5035037/10; Дата подачи заявки 20.12.1991; Дата публикации 15.06.1994.

29. Braumbrik R.J., Alexander J. Fiber optic case process variable // Control Engineeriner. -1980. -Vol. 27, №3. -P. 45-47.

30. Григорьев B.A. и др. Патент 2327959. Волоконно-оптический сигнализатор уровня жидкости. /Григорьев В.А., Пименов М.Г., Сучкова Е.В. Заявка 2006127430/28. Дата подачи заявки 31.07.2006. Дата публикации заявки 10.02.2008.

31. Серебряков Д.И. и др. Патент 2297602. Волоконно-оптический сигнализатор уровня жидкости. /Серебряков Д.И., Мурашкина Т.И. Заявка 2005141285/28. Дата подачи заявки 28.12.2005. Дата публикации заявки 20.04.2007.

32. Пергамент A.M. и др. Патент 15224. Сигнализатор уровня жидкости. / Пергамент A.M., Грузевич Ю.К., Тележников В.Н., Гусейнов Ю.Г. Коган Л.М. Заявка 2000102048/20. Дата подачи заявки 02.02.2000. Дата публикации заявки 27.09.2000.

33. Волохов В.Н. и др. Волоконно-оптический датчик уровня жидкости / Волохов В.Н., Жаботнский М.Е., Моршнев С.К. //Приборы и техника эксперимента.-1981. -№6. -с. 197.

34. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Волоконно-оптическая система контроля уровня топлива // 4-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2005", 10-13 октября 2005 года. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2005, с. 123.

35. Бусурин В.И., Жеглов М.А. Волоконно-оптическая система контроля уровня топлива. // 5-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2006", 23-26 октября 2006 года. Москва. Тезисы докладов.-М.: Изд-во МАИ, 2006, с. 267-268.

36. Дмитриев A.JI. Оптические системы передачи информации / Учебное пособие. СПб: СПбГУИТМО, 2007. - 96 с.

37. Моршнев С. К., Францессон А. В. Пропускание светового излучения крутыми изгибами волоконных световодов // Квантовая электроника. -1982. -№6. -с.284.

38. Патлах А.Л., Семенов А.С. Светопропуекание изогнутых многомодовых оптических волокон. // Квантовая электроника, 10, №4, 1983. -с.868-869.

39. Патлах А.Л. Амплитудные преобразователи физических величин. //Измерения, контроль, автоматизация, 2(62), 1987. -с.14-31.

40. Дональд Дж. Стерлинг. Волоконная оптика: Техническое руководство. -М. Лори, 2001.-288с.

41. Бусурин В.И. и др. Анализ влияния температуры на волоконно-оптический датчик уровня жидких сред с несколькими последовательными изгибами волоконно-оптического световода /

42. Бусурин В.И., Жеглов М.А., Зэя М. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, №6, 2008, с. 38-40.

43. Леко В.К. Мазурин О.В. Свойства кварцевого стекла -Л., Наука, 1985. -166 с.

44. Мазурин О.В. Тотеш А.С.Тепловое расширение стекла // -Л., Наука, 1969.-216 с.

45. Панов В.А. и др. Справочник конструктора оптико-механичсских приборов. 3-е издание переработанное и дополненное. / Панов В.А., Кругер М.Я., Кулагин В.В. и др. -Л., Машиностроение, 1980. -742 с.

46. Бабичев А.П. и др. Физические величины: Справочник / Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский A.M. и др. под. Ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. -М., Энергоатомиздат, 1991. —1232 с.

47. Ишанин Г.Г. и др. Источники и приемники излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов. /Ишанин Г.Г., Панков И.Д., Андреев А.Л., Полыциков Г.В. -СПб.: Политехника, -1991 -240с. ил.

48. Бусурин В.И. Микроэлектронные устройства САУ: Учебное пособие по курсу "Электроника" -М.: Изд-во МАИ, 1996. -72 с.

49. Каталог продукции ЗАО Телаз www.telaz.ru

50. Операционные усилители и компараторы. Справочник. /Под редакцией Граблевская Е.Е. -М.: Издательский дом "Додека-ХХГ', 2002. -560 с.