DE3526049A1

DE3526049A1 - Optoelektronisches messinformationssystem

Info

Publication number: DE3526049A1
Application number: DE19853526049
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl.-Ing. DDR 1020 Berlin Hofmann; Thomas Dipl.-Ing. DDR 1058 Berlin Härtig; Frieder Dipl.-Ing. DDR 1136 Berlin Martens; Michail Dr.-Ing. DDR 1020 Berlin Michailoff
Original assignee: ELEKTROPROJEKT ANLAGENBAU VEB
Current assignee: ELEKTROPROJEKT ANLAGENBAU VEB
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1985-07-20
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DD227233A1

Description

Optoelektronisches Meßinformationssystem
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Meßinformationssystem, zur erfassung verschiedener l.Ießdaten der prozeßnahen Ebene sowie die optische Weiterleitung der gewonnenen l.teßinformationen und deren Auswertung in einer Meß-und Verarbeitungseinheit. Der Einsatz des erfindungsgemässen Meßinformationssystems ist besonders dort von Vorteil, wo elektromagnetische Störfelder die Zuverlässigkeit eines Ubertragungssystems beeinflussen.
Bekannt ist eine optische Meßeinrichtung (DE-PS 29 05 630), die eine Quelle zur Erzeugung zweier Arten von impulsförmigen optischen Signale unterschiedlicher Wellenlänge besitzt.
weiterhin umfaßt die optische Meßeinrichtung einen Wandler, der die Lenge des hindurchgehenden Lichts in Abhängigkeit von der physikalischen oder körperlichen Änderung eines zu messenden Objektes verändert, zwei optische Detektoren, von denen der erste das optische Ausgsngssignal des Wandlers und der zweite das optische Signal der Quelle in j jeweils ein elektrisches Signal umsetzt, eine optische Ubertragungsleitung, die die optische Signalquelle, den Wandler und die optischen Detektoren miteinander koppelt sowie eine Signalverarbeitungsschaltung, die das Verhältnis aus den Ausgangssignalen der beiden optischen Detektoren sowie das Verhältnis der Ausgangssignale der beiden Arten von optischen Signalen und daraus eine Verschiebung oder Veränderung in dem Wandler feststellt.
Die genannte Lösung hat den Nachteil, daß für eine Meßgröße zwei Sender und zei empfänger benötigt werden, ein hoher feinmechanisch-optischer Aufwand erforderlich und nur die Erfassung einer Meßgröße möglich ist. Weiterhin ist eine faseroptische Meßanordnung zum Lesen physikalischer Größen bekannt (E -91 394), die aus einem Sender und Empfänger umfassenden lektronikteil und einem sensor besteht, die über mindestens eine optische Paser miteinander verbunden sind. Der Sensor enthalt Material zur Erzeugung von Lumineszenzlicht mit mindestens zwei verschiedenen, den Abklingverlauf bestimmenden Zeitkonstanten.
Dieses Lumineszenzlicht wird zum Empfänger des Elektronikteils übertragen, wo der Quotient aus den erzeugten lumineszenzlichtanteilen für die verschiedenen Zeitkonstanten gebildet wird, der ein Maß für die zu messende Größe darstellt. Diese Anordnung hat ebenfalls den Nachteil, daß nur die Erfassung einer L'Ießgröße möglich ist.
Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz von Lichtwellenleitern und anderen optischen Baugruppen bei der bertragung von Meßinformationen von der prozeßnahen Ebene zur Meßwarte die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen und durch den Sinsatz kostengünstiger Systemkomponenten ökonomische Vorteile zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Meßinformationssystem zu entwickeln, das vollständig das Licht als Übertragungsmedium mutzt und mehrere Meßinformationen optisch überträgt. Die dazu benötigte zeitliche Verschachtelung der Meßinformationen muß optisch realisierbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung von Lichtwellenleitern dadurch gelöst, daß ein optischer Sender einer Meß-und Verarbeitungseinheit über eine optische Sende leitung an einen optischen Verzweiger, dessen n optische Ausgänge an einer Chopperscheibe positioniert sind, angeschlossen ist. Die Chopperscheibe ist mit einem Synchronmotor gekoppelt. Nach der Chopperscheibe sind n Emitterlichtwellenleiter positioniert, deren erster Emitterlichtwellenleiter an einen Synchronimpulsempfänger der Maß- und Verarbeitungseinheit angeschlossen ist. Die nachfolgenden Emitterlichtwellenleiter sind jeweils vor einem von n optischen Meßinformationsgebern positioniert.
Nach den n optischen Meßinformationsgebern sind Detektorlichtwellenleiter positioniert, die über eine optische Koppeleinheit auf einer optischen Informationssammelleitung zusammengefaßt sind. Die optische Informationssammelleitung ist an einen optischen Empfänger der iteß- und Verarbeitungseinheit angeschlossen. In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist jeder der optischen Meßinformationsgeber wahlweise als optischer Inkrementalgeber OIGE, der nit einem Stellmotor verbunden ist, als optischer Inkrementalgeber OIGR, der mit einem Durchflußmesser gekoppelt ist, als optischer Binärwertgeber OBGR, als optisches Empfangs- und -endemodul, das über einen Spannungs/ Strom-Frequenzwandler mit einem Temperaturmeßfühler verbunden ist und als optisches Empfangs- und Cendemodul iiber einen Spannungs/Strom-Frequenzwandler an einen Druckmeßfühler angeschlossen ist, ausgebildet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die optische Koppeleinheit aus einer Sternkoppler oder aus mehreren T-Kopplern.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Die beiliegende Zeichnung zeigt: Fig. 1: Optoelektronisches Meßinformationssystem Vom optischen Sender 1 wird Licht in eine optische Sendeleitung 3 eingehop)elt und eie optischen Verzweiger 4 zugeführt. Dieses Licht verteilt eine durch einen Synchronmotor 6 angetriebene Chopperscheibe 5 auf n Emitterlichtwellenleiter 7.1,..., 7.n derart, d in jeden dieser Emitterlichtwellenleiter 7.1, ...,7.n nacheinander für eine bestimmte Zeitdauer Licht eingekoppelt wird. Die einzelnen Lichteinkoppelzeiten können gleich sein oder auch in einem beliebigen Verhältnis zueinander stehen.
Weber einen Emitterlichtwellenleiter 7.1 wird ein durch die Chopperscheibe 5 erzeugter Lichtimpulse als Synchronimpulse einem zur bIe3- und Verarbeitungseinheit 2 gehörenden Synchronimpulsempfänger 8 zugeführt.
Die übrigen Emitterlichtwellenleiter 7.2,...,7.n sind mit n optischen Meßinformationsgebern 9.1,...,9.n verbunden.
Die optischen Meßinformationsgeber 9.1,...90n prägen der Lichtströmung die entsprechende Information über die gemessene physikalische Größe auf. In Ausführungsbeispiel (Fig. 1) sind dies die Meßgrößen Drehzahl, Durchfluß, Temperatur bzw. Druck und Binärsignale. Als tießinformationsgeber für Drehzahl und Durchfluß dienen optische Inkrementalgeber OIGR, die entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Stellmotors 14 oder des Durchflußmessers 15 das Licht modulieren. Als optischer Binärwertgeber OBIGE dienen z.B optische Schalter in den Ausführungsformen Endlagenschalter oder Maximal-Minimalwertschalter. Bei der Temperatur- und/oder Druckmessung wird im Ausführuiigsbeispiel ein elektrisches Binheitssignal am Ausgang des Temperaturmeßfühlers 17 bzw. Druckmeßfühlers 18 mittels Spannungs/ Strom- Frequenzwandler 16.1, 16.2 in frequenzanaloge Signale gewandelt Durch das Signal von der Chopperscheibe 5 wird ein Impulsrahmen gegeben, in dem das optische Empfangs- und Sendemodul o/e/o das anliegende frequenzanaloge Meßsignal optisch umsetzt und in die Detektorlichtwellenleiter 10.4, 10.5 einkoppelt. Die modulierten Lichtsignale werden von den optischen Meßinformationsgebern 9.1,...,9.n über die Detektorlichtwellenleiter 10.1, ...,10.n der optischen Koppeleinheit 11 zugeführt. Vom Ausgang der optischen Koppeleinheit 11 werden die Meßinformationen im Zeitmultiplex über eine optische Informationssammelleitung 12 auf den optischen Empfänger 13 übertragen und von der Meß- und Verarbeitungseinheit 2 ausgewertet.

Claims

Patentansprüche: 1. Optoelektronisohes Meßinformationssystem unter Verwendung von Lichtwellenleitern, gekennzeichnet dadurch, daß ein optischer Sender (1) einer Meß- und Verarbeitungseinheit (2) über eine optische Sendeleitung (3) an einen optischen Verzweiger (4), dessen n optische Ausgänge an einer Chopperscheibe (5) positioniert sind, angeschlossen ist und nach der Chopperscheibe (5) n Emitterlichtwellenleiter (7.1; ...;7.n) positioniert sind, deren erster Emitterlichtwellenleiter (7.1) an einen Synohronimpulsempfänger (8) der Meß- und Verarbeitungseinheit (2) angeschlossen ist und die nachfolgenden Emitterlichtwellenleiter (7.2;...;7.n) jeweils vor einem von n optischen Meßinformationsgebern (9.1;...9.n) positioniert sind, nach den n optischen Meßinfomationsgebern (9.1;...9.n) Detektorlichtwellenleiter (1O.1;...;10.n) positioniert sind, die über eine optische Koppeleinheit (11) auf einer optischen Informationssammelleitung (12) zusammengefaßt sind und die optische Informationssammelleitung (12) an einen optischen Empfänger (13) der Meß- und Verarbeitungseinheit (2) angeschlossen ist.
2. Optoelektronisches Meßinformationssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jeder der optischen Meßinformationsgeber (9.1;...;9.n) wahlweise als optischer Inkrementalgeber OIGR, der mit einem Stellmotor verbunden ist, als optischer Inkrementalgeber OIGR, der mit einem Durchflußmesser gekoppelt ist, als optischer Binärwertgeber OBGR, als optisches Empfangs- und Sendemodul, das über einen SpannungsjStrom-Frequenzwandler mit einem Temperaturmeßfühler verbunden ist und als optisches Empfangs- und Sendemodul über einen Spannungs/ Strom-Prequenzwandler an einen Druckmeßfühler angeschlossen ist, ausgebildet ist.
3. Optoelektronisches Meßinformationssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die optische Koppeleinheit (11) aus einem Sternkoppler oder aus mehreren T-Kopplern besteht.
4. Optoelektronisches Meßinformationssystem nach Anaspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Chopperscheibe (5) mit einem Synchronmotor (6) gekoppelt ist.