CS244630B1

CS244630B1 - Apparatus for modulating luminous flux in an optical fiber transducer

Info

Publication number: CS244630B1
Application number: CS845061A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Smutny
Original assignee: Lubomir Smutny
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-06-29
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS506184A1

Abstract

Zařízení je tvořeno optickým vysílačem, spojeným skleněným světlovodem, mezi jehož první a druhou část je zařazen modulační člen, s fotoelektrickým přijímačem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že modulační člen (3) je optoelektrický a je tvořen dvěma rovnoběžnými vodivými elektrodami (8), mezi nimiž je umístěna vrstva nematického kapalného krystalů (7), přičemž jedna z elektrod (8) je připojena na napájecí zdroj (9) a druhá elektroda (8, je uzemněna.The device consists of an optical transmitter connected by a glass light guide, between the first and second parts of which a modulation element is inserted, with a photoelectric receiver. The essence of the invention lies in the fact that the modulation element (3) is optoelectric and is formed by two parallel conductive electrodes (8), between which a layer of nematic liquid crystal (7) is placed, one of the electrodes (8) is connected to a power supply (9) and the other electrode (8, is grounded.

Description

Vynález se týká zařízení pro modulaci světelného toku v optickém vláknovém snímači mezi vysílačem a přijímačem záření bez nutnosti použít pohyblivých částí.The invention relates to a device for modulating luminous flux in an optical fiber sensor between a transmitter and a receiver without the need for moving parts.

Optické vláknové snímače využívají změny vlastností dialektrických světlovodů vlivem vnějších ovlivňujících veličin, např. teploty, mechanického pnutí, apod. na procházející světelný- tok vysílaný z vysílače záření na jednom konci optického vlákna do fotoelektrického přijímače na druhém konci vlákna.Optical fiber sensors utilize changes in the properties of dialectric light guides due to external influences such as temperature, mechanical stress, etc. on the transmitted luminous flux emitted from the emitter at one end of the optical fiber to the photoelectric receiver at the other end of the fiber.

Optický vláknový snímač transmisního typu tedy provádí modulaci procházejícího světelného toku buď působením přímo na optický vláknovod, nebo vložením vhodného modulačního členu.The optical fiber sensor of the transmission type thus modulates the transmitted luminous flux either by acting directly on the optical fiber conduit or by inserting a suitable modulating member.

Známé typy zařízení používají modulační člen, který pracuje na principu mechanického přerušování světelného svazku vystupujícího z jednoho konce světlovodů před vstupem do druhé části světlovodů zakončeného fotodetektorem.Known types of devices use a modulating member that operates on the principle of mechanically interrupting the light beam extending from one end of the light guides before entering the other portion of the light guides terminated by the photodetector.

Tento způsob modulace způsobuje velký vložený základní optický útlum při nepřerušeném světelném svazku mezi oběma částmi optického světlovodů, možnost ovlivnění vlivem znečištění, nutnost pečlivého seřízení rovnoběžnosti částí světlovodů, výskyt mechanického tření a nutnost pohyblivých částí.This modulation method results in a large interposed basic optical attenuation in the uninterrupted light beam between the two parts of the optical light guide, the possibility of influencing due to contamination, the necessity of careful alignment of the parts of the light guide, the occurrence of mechanical friction and moving parts.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení pro modulaci světelného toku v optickém vláknovém snímači podle vynálezu. Zařízení je tvořeno optickým vysílačem, spojeným skleněným světlovodem, mezi jehož první a druhou částí je zařazen modulační člen, s fotoelektrickým přijímačem.These disadvantages are overcome by the luminous flux modulation device in the optical fiber sensor according to the invention. The device consists of an optical transmitter, connected by a glass fiber optic, between whose first and second part there is a modulating element, with a photoelectric receiver.

Podstata vynálezu je, že modulační člen je optoelektrický a je tvořen dvěma rovnoběžnými vodivými elektrodami, mezi nimiž je umístěna vrstva nematického kapalného krystalu. Jedna z elektrod je připojena na napájecí zdroj a druhá je uzemněna.It is an object of the present invention that the modulating member is optoelectric and consists of two parallel conductive electrodes between which a nematic liquid crystal layer is disposed. One of the electrodes is connected to the power supply and the other is grounded.

Toto zařízení využívá elektrooptického jevu a jeho velkou předností je, že jsou elimino vány pohyblivé mechanické části.This device uses an electro-optical phenomenon and its great advantage is that movable mechanical parts are eliminated.

Příklad uspořádání zařízení pro modulaci světelného toku v optickém vláknovém snímači je schematicky uveden n přiloženém výkrese. Zařízení se skládá z optického vysílače χ, např. lze užít svštloemitující diodu LED, který je spojen první částí 2 skleněného světlovodů přes modulační člen g a druhou čát X skleněného světlovodů s fotoelektrickým přijímačem g.An example of an arrangement of the luminous flux modulation device in an optical fiber sensor is shown schematically in the attached drawing. The device consists of an optical transmitter χ, eg a light emitting LED can be used, which is connected by the first part 2 of the glass fiber optic via the modulating member g and the second part X of the glass fiber optic to the photoelectric receiver g.

Délka skleněného světlovodů je daná účelem použití optického vláknového snímače a útlumem světlovodů. Vlastní modulační člen g je tvořen např. dvěma rovnoběžnými deskami 6 na vnitřní straně opatřenými vodivými elektrodami 8.The length of the glass fiber optics is given by the purpose of using the fiber optic sensor and the attenuation of the fiber optics. The modulating member g itself consists, for example, of two parallel plates 6 on the inside provided with conductive electrodes 8.

Tyto elektrody 8 lze vytvořit i jiným způobem, např. na vnitřní ploše kapiláry apod., avšak vždy musí být zabezpečena jejich rovnoběžnost. Mezi elektrodami g, z nichž jedna je připojena na napájecí zdroj g a druhá je uzemněna, je umístěna vrstva nematického kapalného krystalu X, pracujícího v režimu dynamického rozptylu. Šířka této vrstvy je zhruba řádově 10“® až 10“® m a závisí např. na velikosti napájecího napětí.These electrodes 8 may be formed in other ways, for example on the inner surface of the capillary or the like, but their parallelism must always be ensured. Between the electrodes g, one of which is connected to the power supply g and the other is grounded, there is a layer of nematic liquid crystal X operating in the dynamic dispersion mode. The width of this layer is approximately of the order of 10 "® to 10" ®m and depends, for example, on the size of the supply voltage.

Funkce zařízení spočívá v tom, že vlivem měřené veličiny, např. otáčky motoru, dochází ke spínání napájecího zdroje g a tím i k periodickému, přivádění napětí na elektrody g. To způsobí dynamický rozptyl kapalného krystalu 2 a modulaci světelného toku vycházejícího z optického vysílače χ přes první část 2 skleněného světlovodů do modulačního členu g a odtud druhou částí χ skleněného avětlovodu. do fotoelektrického přijímače g.The function of the device is that due to the measured quantity, eg motor speed, the power supply g is switched on and thus periodically, voltage is applied to the electrodes g. This causes dynamic dispersion of liquid crystal 2 and modulation of the luminous flux coming from the optical transmitter χ through the first part 2 of the glass light guide into the modulating member g and thence the second part χ of the glass and light guide. to photoelectric receiver g.

Vlastní modulační člen g je prachotěsně uzavřen včetně připojených částí 2 a χ skleněného světlovodů. Umožňuje spojitou změnu světelného toku vlivem spojité změny napětí na napájecím zdroji 2 nebo modulaci světelného toku mezi optickým vysílačem i a fotoelektrickým přijímačem 2 přenášející informaci vhodným kódováním modulačního napětí. Zařízení může pracovat v prostředí s nebezpečím výbuchu, nebol obsahuje bezpotenciálové propojení vysílače a přijímače.The actual modulating member g is dust-tight, including the connected parts 2 and χ of the glass fiber optic. It allows a continuous change in the luminous flux due to the continuous voltage change at the power supply 2 or the modulation of the luminous flux between the optical transmitter 1 and the photoelectric receiver 2 transmitting information by suitable modulation voltage coding. The device can operate in potentially explosive atmospheres because it contains a potential-free connection of the transmitter and receiver.

Claims

Apparatus for modulating luminous flux in an optical fiber sensor, consisting of an optical transmitter connected by a glass fiber optic, between whose first and second portions a modulating member is connected to a photoelectric receiver, characterized in that the modulating member (3) is optoelectric and consists of two parallel conductive electrodes (8) between which is placed on a nematic liquid crystal layer (7), one of the electrodes (8) being connected to a power supply (9) and the other electrode (8) being grounded.