DE1566770C

DE1566770C - Device for detecting changes in the position of a display device

Info

Publication number: DE1566770C
Authority: DE
Inventors: Kenneth Earl Wayland Smith Paul Ferris Waltham Mass Perry (V St A )
Original assignee: EG & G International, Ine , Bedford, Mass (VStA)
Publication date: 1971-02-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung einen Ausschlag an einem Meßinstrument bewirken, zum Nachweis von Veränderungen der Lage eines der der Meßgröße auf der Hochspannungsseite entAnzeigegeräts durch Wahrnehmen einer Lageände- spricht. Die bekannte Anordnung dient der Lösung rung des Anzeigers längs einer Peillinie um eine vor- einer anderen Aufgabe als der Erfindungsgegenstand bestimmte Achse mit einer einen vorbestimmten Satz 5 und sie unterscheidet sich in ihrem Aufbau sowie in. von Öffnungen aufweisenden Verschlüsselungs- ihrer Arbeitsweise wesentlich von diesem. Bei · der scheibe, die längs dieser Achse so gelagert ist, daß sie erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darüber hinaus sich in Übereinstimmung mit Richtungsänderungen die Verschlüsselungsscheibe in einer lichtdurchlässides Anzeigers um diese Achse drehen kann, und mit gen Flüssigkeit gelegen, die das Bestreben hat, das einer Lichtquelle, die auf einer Seite der Scheibe an- io von der Lampe ausgesandte Licht zu zerstreuen. Aus. geordnet ist und periodisch Licht längs der vorbe- diesem Grunde sind auch die Lichtleiter, die das. stimmten Linie durch einige oder alle Öffnungen der durch die Scheibe tretende Licht weitertragen, not-Verschlüsselungsscheibe, die im Augenblick des wendig.The invention relates to a device causing a rash on a measuring instrument, for the detection of changes in the position of one of the measured variable on the high-voltage side indicating device by perceiving a position change. The known arrangement is used for the solution tion of the indicator along a bearing line to a different task than the subject of the invention certain axis with a predetermined set 5 and it differs in its structure as well as in. of openings having encryption, their mode of operation differs significantly from this. In the disk which is mounted along this axis so that it is also a device according to the invention In accordance with changes in direction, the encryption disk turns into a translucent Indicator can rotate about this axis, and located with gene liquid that has the tendency to a light source to diffuse the light emitted an- io by the lamp on one side of the disc. Out. is ordered and periodic light along the past- this reason are also the light guides that the. correct line through some or all of the openings to transmit the light passing through the disk, emergency encryption disk, which are agile at the moment.

Lichteinfalls längs dieser Linie liegen, aussendet. Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zur mo-Incidence of light lie along this line, emits. In another known device for mo-

Bei bestimmten Arten von Überwachungssystemen, 15 torischen Einstellung eines Gegenstandes in diskrete bei denen verschlüsselte Symbole vorgesehen werden Winkelstellungen, die im Aufbau und in ihrer Wirsollen, welche Lageänderungen von Abtast- oder son- kungsweise der obenerwähnten Anordnung gleicht, stigen Anzeigegeräten darstellen, ist es wünschens- sind die Lichtquelle, die Öffnungen einer Drehscheibe wert, beleuchtete Verschlüsselungsscheiben u. dgl. zu _Und die Photozellen alle sehr dicht beeinander geverwenden, um Lichtsignale zu erzeugen, die solchen «o i_egen, so daß keine Notwendigkeit besteht für eine Lageänderungen entsprechen. Beispielsweise können Anordnung in der Art, wie sie erfindungsgemäß zur die Richtungsänderungen eines Unterwassermeß- Lösung einer anderen Aufgabe vorgeschlagen wird. gerätes durch einen in dem Gerät mitgeführten Korn- _{Auch ist es} bekannt, optische Leiter zur Über- j) ")With certain types of surveillance systems, 15 toric setting of an object in discrete where encrypted symbols are provided angular positions which in structure and in their we should represent which changes in position of scanning or otherwise the above-mentioned arrangement, constant display devices, it is desirable - the light source, the openings value of a turntable, illuminated encryption disks and the like to _{a nd} the photocells all very close to each other geverwenden to generate light signals that such "oi _ege n, so that there is no need correspond to a location changes... For example, an arrangement of the type proposed according to the invention for the changes in direction of an underwater measuring solution of another task. device by a grain carried in the device _{. It is also} known to use optical conductors to j) ")

paß angezeigt werden, dessen Lageänderungen sich tragung von Licht von einer Stelle zu einer anderen durch Beleuchtung emer mit dem Kompaß beweg- 25 _zu verwenden. Bei dem Erfindungsgegenstand dienen baren Verschlüsselungsscheibe optisch aufzeichnen _die _opti_schen Leiter im Gegensatz zum Bekannten lassen. jedoch dazu, Licht durch eine Flüssigkeit und eineThe movement of light from one place to another by means of lighting emerged with the compass can _be used for changes in position. In the subject invention cash encryption slice serve visually record _th e _op ti _sc hen conductors to be contrary to acquaintances. however, to do this, light through a liquid and a

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lage- Gehäusewand zu einem Aufzeichnungsgerät zu leiten, oder Richtungsänderungen eines Gerätes, die durch da hier ein Anzeiger (Kompaß), eine Lichtquelle so-Lageänderungen eines Anzeigers wahrgenommen 30 _wj_{e e}j_ne Verschlüsselungsscheibe zusammen in einer werden, optisch, verschlüsselt und ohne Verzerrung lichtdurchlässigen Dämpfungsflüssigkeit angeordnet leicht zu einem vom Gerät entfernt liegenden Über- _sind _und _an_es zusammen von einem Gehäuse umwachungs- oder Aufzeichnungssystem zu übertragen. schlossen ist. Die Flüssigkeit ist unbedingt notwendig, Ein der Lösung dieser Aufgabe dienendes Gerät ist _um die Bewegung des Anzeigers zu dämpfen. Das erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein eine licht- 35 damit zusammenhängende Problem der Herausfühdurchlässige Dämpfungsflüssigkeit enthaltendes Ge- _rung der Anzeigeinformation, die im Gehäuse und häuse, in dem die Lichtquelle, die Verschlüsselungs- _unter Einfluß der Flüssigkeit auftritt, wird erfindungsscheibe und der Anzeiger aufgenommen sind, durch , _gemäß in einfachster und sicherster Weise gelöst, eine Gruppe von Lichtleitern, deren eines Ende in Dj_e Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel desThe invention has for its object to derive positional housing wall to a recording device, or changes in direction of a device by as there is a indicator (compass), a light source such position changes in an indicator perceived 30 _w j _ee j _ne encryption disc together in a are , optical, encrypted and arranged without distortion transmissive damping fluid easily one lying away from the device over-ind _s _an d _a n to transmit _it together by a housing umwachungs- or recording system. is closed. The liquid is essential A solving this problem serving device is _to dampen the movement of the indicator. According to the invention, characterized by a light-related problem of the damping fluid that is _{permeable to discharge,} the display information is contained in the housing and housing in which the light source, the encryption occurs _{under the} influence of the fluid, is invention disc and the indicator, solved by, _{according to} ß in the simplest and safest manner, a group of light guides, one end of which in Dj _e drawing shows an embodiment of the

einer Wand des Gehäuses gegenüber der Verschlüsse- 40 Gegenstandes der Erfindung.a wall of the housing opposite the closure 40 subject of the invention.

lungsscheibe entlang der vorbestimmten Linie ange- F i g. 1 ist eine isometrische Ansicht einer Vorrich-ventilation disc along the predetermined line. 1 is an isometric view of a device

ördnet ist, und die zwischen dieser Linie und ihren tung, um Ladeänderungen eines Kompasses in einer anderen Enden ein entferntes Betrachtungsfeld bil- Entfernung von dessen Standort in verschlüsselten den, und durch eine Aufzeichnungseinrichtung, die Symbolen aufzuzeichnen; ' das dem Betrachtungsfeld durch die Verschlüsse- 45 Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt nach der Liniea-a lungsscheibe sowie über die Lichfleitergruppe züge- in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und in Pfeilrichleitete Licht empfängt und die durch die Öffnungen tung gesehen; ,is ördnet, and between this line and its direction, to load changes of a compass in another end of a distant field of view bil- Distance from its location in encrypted the, and by a recording device to record the symbols; 'that the viewing field through the closures 45 Fig. 2 is a partial cross-section along the line a-a treatment disc and over the fiber optic group pulls- in Fig. 1 on an enlarged scale and in the arrow-directional light received and the device seen through the openings; ,

verschlüsselte Information über Veränderungen in F i g. 3 zeigt eine Einzelheit eines geänderten Be-encrypted information about changes in FIG. 3 shows a detail of a modified

der Lage des Anzeigers aufzeichnet. trachtungsfeldträgers, bei dem zur Überwachung derthe position of the indicator records. Trachtungsfeldträgers, in which to monitor the

Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst. 50 optisch verschlüsselten Signale Energiewandler ver-The given task is thus solved. 50 optically encrypted signals Energy converter encrypted

Vorzugsweise dient als Lichtquelle eine Blitzlicht- wendet werden, die Licht in elektrische Energie umeinrichtung. Es kann von Vorteil sein, das Gerät mit setzen.A flashlight is preferably used as the light source, which converts light into electrical energy. It can be an advantage to put the device with you.

Einrichtungen, z. B. Photodioden oder andere Ener- In F i g. 1 ist ein Anzeigekompaß 1 mit zwei in Ab-Facilities, e.g. B. photodiodes or other ener- In F i g. 1 is a display compass 1 with two

gieumsetzer, auszurüsten, die Licht in ein elektrisches stand voneinander angeordneten, mechanisch verSignal umwandeln. Bevorzugt weisen die Lichtleiter 55 bundenen Magneten-!' und 1" dargestellt, die auf an ihrer einen Gruppe von Enden Einrichtungen auf, einem mit Steinen versehenen Drehlager 2 gelagert die «ine Lichtinterferenz zwischen benachbarten sind, um Lageänderungen oder die Ausrichtung der Lichtleitern verhindern. ' Magnete innerhalb eines Gehäuses 3 zu ermöglichen.Cast converter, equipping the light in an electrical stand arranged from each other, mechanically controlled convert. The light guides 55 preferably have bonded magnets! ' and 1 "shown on at their one group of ends devices on a pivot bearing 2 provided with stones The light interference between neighboring ones is due to changes in position or the alignment of the Prevent light guides. 'To enable magnets within a housing 3.

Als Stand der Technik ist eine Anordnung zum Das Gehäuse 3 enthält eine Dämpfungsflüssigkeit 4, Messen des Stromes in einer Hochspannungsleitung 60 die vorzugsweise lichtdurchlässig und aus optischen (RST) bekannt, wobei der durch eine der Leitungen Gründen, die später erklärt werden, wenigstens bis zu · fließende Strom dazu benutzt wird,.eine Scheibe an- einem erheblichen Grade lichtleitend ist. Die Flüssigzutreiben, deren Geschwindigkeit dem gemessenen keit 4 kann z. B-. ein Silikonöl oder Kerosin sein, des- ^s-Strom proportional ist. Von der Lichtquelle ausge- sen Viskosität sich so verändern läßt, daß der Dämpstrahltes Licht geht durch eine Linsenanordnung und 65 fungsgrad des Anzeigekompasses 1 für die gewünschte ,; durch Löcher in einer Scheibe eines Meßwerks. Die- Empfindlichkeit eingestellt werden kann. Der Kofnses Licht wird von einer Anzahl von Photodioden paß 1 ist in einem kardanischen Bügel 5 gelagert, der wahrgenommen, die über weitere Schaltelemente an seinem oberen Bereich 5'mit einer Verschlüsse-The prior art is an arrangement for the housing 3 containing a damping fluid 4, measuring the current in a high-voltage line 60 which is preferably translucent and from optical (RST), the reasons that are explained later by one of the lines, at least up to · A flowing current is used to make a pane of glass conductive to a considerable degree. The liquid drive, the speed of which the measured speed 4 can, for. B-. be a silicone oil or kerosene, the ^s - current is proportional. The viscosity can be changed from the light source in such a way that the dimmed light goes through a lens arrangement and 65 degree of performance of the display compass 1 for the desired,; through holes in a disk of a measuring mechanism. The sensitivity can be adjusted. The Kofnses light is pass by a number of photodiodes 1 is stored in a cardanic bracket 5, which is perceived, the via further switching elements on its upper area 5 'with a closure

lungsscheibe 6 verbunden ist. Die Scheibe 6 ist in _; einer (horizontal dargestellten) Ebene angeordnet, die zur Längsachse des (vertikal dargestellten) Dreh-' lagers 2 des Kompasses 1 rechtwinklig liegt. Der Kompaß 1 hat seinen dritten Freiheitsgrad durch einen Stift 1'", der sich nach oben und nach unten in einer Führung 5" bewegen kann, die längs eines begrenzten Bogenteils des Kardanbügels 5 ausgebildet ist. Die Verschlüsselungsscheibe 6 wird auf diese Weise um ihre Mittelachse gedreht, bewegt oder hin- und hergeschwenkt, und zwar gleichzeitig mit und in Abhängigkeit von jeder beliebigen Lageänderung, welche der Kompaß 1 ausführen kann. Wenn z. B. die Vorrichtung in einer Unterwasserboje oder in einem Unterwassermeßsystem angeordnet ist, wie es durch Befestigen des Trägers 7 in einem zylindrischen Apparategehäuse möglich ist, werden die Richtungsänderungen der Vorrichtung durch den Kompaß 1 angezeigt und dessen Stellungsänderungen drehen, entsprechend die Verschlüsselungsscheibe 6. Eine ao Ausdehungskammer 14 nach Art eines Balges mit flexibler Membrane kann in der oberen Gehäusewand 3' vorgesehen sein, damit sich die Dämpfungs-. flüssigkeit 4 im Falle einer derartigen Verwendung ausdehnen kann.pulley 6 is connected. The disc 6 is in _; a (horizontally shown) plane is arranged which is at right angles to the longitudinal axis of the (vertically shown) rotary bearing 2 of the compass 1. The compass 1 has its third degree of freedom through a pin 1 ′ ″ which can move up and down in a guide 5 ″ formed along a limited arc part of the cardan bracket 5. In this way, the encryption disk 6 is rotated, moved or swiveled back and forth about its central axis, simultaneously with and as a function of any change in position which the compass 1 can carry out. If z. B. the device is arranged in an underwater buoy or in an underwater measuring system, as is possible by fastening the carrier 7 in a cylindrical apparatus housing, the changes in direction of the device are indicated by the compass 1 and rotate its changes in position, according to the encryption disk 6. An ao Expansion chamber 14 in the manner of a bellows with a flexible membrane can be provided in the upper housing wall 3 'so that the damping. fluid 4 can expand in the event of such use.

Die Verschlüsselungsscheibe 6 weist ein vorbebestimmtes Muster von Öffnungen 6' auf, durch welche Licht projiziert werden kann, das von einer darunter in der Flüssigkeit 4 neben der Unterseite der Scheibe 6 befindlichen Lichtquelle 8 ausgesandt wird. Wie besonders aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die Lichtquelle 8 aus einer Lampe 8', die innerhalb eines durchsichtigen Halters, z. B. aus Glas oder einem transparenten Werkstoff, angeordnet ist, dessen Außenfläche z. B. durch schwarze Farbe undurchsichtig gemacht ist mit Ausnahme einer vorbestimmten, durchsichtigen Linie oder Fläche 8", die ein begrenztes radiales Liniensegment der Scheibe 6 abgrenzt. Über der vorbestimmten Linie auf der Oberseite der Verschlüsselungsscheibe 6 und in der oberen Wand 3' des Gehäuses 3 ist die untere Gruppe der Enden mehrerer Lichtleiter, z, B. flexibler optischer Fasern 9, angeordnet, die eine lichtaufnehmende Linie parallel zu der vorbestimmten Linie des bei 8" übertragenen Lichtes abgrenzt.The encryption disk 6 has a predetermined pattern of openings 6 ′ through which light can be projected which is emitted by a light source 8 located below in the liquid 4 next to the underside of the disk 6. As is particularly evident from FIG. 2, the light source 8 consists of a lamp 8 ', which is located within a transparent holder, e.g. B. made of glass or a transparent material, the outer surface of which z. Is made opaque by black paint except for a predetermined, transparent line or area 8 "which delimits a limited radial line segment of the disc 6. Above the predetermined line on the top of the encryption disc 6 and in the top wall 3 'of the housing 3 the lower group of the ends of a plurality of light guides, e.g. flexible optical fibers 9, is arranged, which delimits a light-receiving line parallel to the predetermined line of the light transmitted at 8 ".

Wie aus der in F i g. 2 gezeigten Ansicht in vergrößertem Maßstab besser hervorgeht, weist jeder der Lichtleiter 9 an seinem unteren Ende eine lichtleitende, optische Faser 9' von größerem Durchmesser auf, die in entsprechende Öffnungen in der oberen Gehäusewand 3' eingesetzt sind. Die Fasern 9' dichten das Gehäuse nicht nur gegen einen Austritt der Flüssigkeit 4 an den besagten Öffnungen ab, sondern dienen auch als Lichtkollimatorvorrichtungen zur Verhinderung einer seitlichen Überlagerung oder Interferenz zwischen den Lichtsignalen, die in benachbarten Lichtleitern übertragen werden, und zwar als Folge eines Durchgangs durch alle Öffnungen 6', die'Zwischen der vorbestimmten Linie der Lichtquelle bei 8' und der entsprechenden Linie der unteren Enden 9' der Lichtleiter 9 fluchten. Diese Lichtsignale sind also verschlüsselte Signale, die dann außerhalb des Gehäuses 3 durch die Lichtleiter 9 zu einem von dem Gehäuse 3 entfernten Betrachtungsfeld 9" übertragen werden können. Falls gewünscht, können die Lichtleiter, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, am Betrachtungsfeld mit größerem Abstand voneinander angeordnet sein, um die verschlüsselte InformationAs shown in FIG. 2 shows more clearly on an enlarged scale, each of the Light guide 9 at its lower end a light-guiding, optical fiber 9 'of larger diameter which are inserted into corresponding openings in the upper housing wall 3 '. Seal the fibers 9 ' the housing not only prevents the liquid 4 from escaping at said openings, but also serve as light collimator devices to prevent lateral overlap or Interference between the light signals transmitted in adjacent optical fibers, namely as a result of a passage through all the openings 6 'which' between the predetermined line of the light source at 8 'and the corresponding line of the lower ends 9' of the light guides 9 are aligned. These light signals are therefore encrypted signals, which then outside the housing 3 through the light guide 9 to one of the viewing field 9 "away from the housing 3 can be transmitted. If desired, the Light guides, as shown in the drawing, at a greater distance from each other at the viewing field be arranged to the encrypted information

z. B. durch ein Filmaufnahmegerät 10 aufzeichnen zu können, dessen Objektiv auf das Betrachtüngsfeld 9" ausgerichtet ist. Während der Film des Aufnahmegerätes 10 an dem Betrachtungsfeld 9" yorbeiläuft, z. B. nach Auslösung durch einen (nicht dargestellten) üblichen Zeitschalter, werden auf dem Film auf photographischem Wege verschlüsselte Punkte abgebildet, die den jeweiligen Öffnungen 6' entsprechen, die mit den unteren Enden der Lichtleiter 9 fluchten, welche wiederum der Richtung des Kompasses 1 entsprechen. z. B. to be able to record by a film recorder 10, the lens on the field of view 9 " is aligned. While the film of the recording device 10 is moving past the field of view 9 ″, z. B. after being triggered by a (not shown) conventional timer, are on the film imaged photographic way encoded points which correspond to the respective openings 6 ', which are aligned with the lower ends of the light guides 9, which in turn correspond to the direction of the compass 1.

Durch die bevorzugte Verwendung einer Blitzlichtbeleuchtung, z. B. durch Zünden der Lampe 8' über einen Schaltkreis 11, werden scharfe Momentaufnahmen von digital verschlüsselten Informationen ohne Verzerrung aufgezeichnet und mehrere nacheinander aufgezeichnete Informationen können später analysiert werden. Beispielsweise wurde für die oben beschriebene spezielle Unterwasserarbeit die Aufnahmebzw. Blitzfolge auf 2,5 oder 5 Sekunden eingestellt, um die Frequenz der Wellenbewegung anzupassen, die letztlich auf die Bewegung der Verschlüsselungsscheibe 6 einwirkt. Die Lichtblitze für eine solche Anwendung können eine Impulsdauer von etwa 0,12 Sekunden haben.The preferred use of a flashlight illumination, e.g. B. by igniting the lamp 8 'over a circuit 11, are sharp snapshots of digitally encrypted information without Distortion recorded and several pieces of information recorded one after the other can be analyzed later will. For example, for the one described above special underwater work Flash rate set to 2.5 or 5 seconds, in order to adapt the frequency of the wave movement which ultimately acts on the movement of the encryption disk 6. The flashes of light for such a Application can have a pulse duration of about 0.12 seconds.

Selbstverständlich können statt einer photographischen Kamera auch andere bekannte Aufzeichnungsgeräte verwendet werden, und das Überwachen des Betrachtungsfeldes braucht nicht auf ein Aufzeichnen beschränkt zu sein. Als Beispiel sind in Fig. 3 die Lichtleiter 9 als optische Fasern 9'" dargestellt, und zwar mit Photodioden bzw. anderen Energieumsetzern 12, deren elektrische Ausgänge bei 12' nach Wunsch benutzt werden können.Of course, other known recording devices can be used instead of a photographic camera, and the monitoring of the The field of view need not be limited to recording. As an example in Fig. 3 are the Light guide 9 shown as optical fibers 9 '", with photodiodes or other energy converters 12, the electrical outputs of which at 12 'can be used as desired.

Claims

Patent claims:

1. Device for detecting changes in the position of a display device by perception a change in position of the indicator along a bearing line about a predetermined axis an encryption disc having a predetermined set of apertures extending longitudinally this axis is mounted so that it is in accordance with changes in direction of the indicator can rotate about this axis, and with a light source, which is arranged on one side of the disc and periodically light along the predetermined line through some or all of the openings the encryption disk, which at the moment of incidence of light lie along this line, emits, characterized by containing a transparent damping liquid (4) Housing (3) in which the light source (8), the encryption disc (6) and the indicator (1) are received by a group of light guides (9), one end of which is in a wall (3 ') of the housing (3) opposite the encryption disc (6) along the predetermined line (8 "), and between this line and its other ends a distant view- ' Forming field (9 "), and by a recording device (10), which the field of view through the encryption disk as well as over the light guide group receives the light supplied and the light encrypted through the openings (6 ')

Records information about changes in _<the location of the scoreboard.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the light source (8) is a flashlight device.

3. Device according to claim 1, characterized in that that light turns into electrical tension. converting devices (12) are provided.

4. Device according to one of claims 1

to 3, characterized in that the housing

(3) a pressure-sensitive expansion device.

(14).

1 sheet of drawings