EP0266635A2 - Verfahren zur automatischen Identifikation des Typs des Messkopfes einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur automatischen Identifikation des Typs des Messkopfes einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung Download PDF

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EP0266635A2
EP0266635A2 EP87115464A EP87115464A EP0266635A2 EP 0266635 A2 EP0266635 A2 EP 0266635A2 EP 87115464 A EP87115464 A EP 87115464A EP 87115464 A EP87115464 A EP 87115464A EP 0266635 A2 EP0266635 A2 EP 0266635A2
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EP
European Patent Office
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measuring head
fiber
control
type
signal
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EP87115464A
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Martin Maschek
Georg Dr. Mastner
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically identifying the type of measuring head of a fiber-optic measured value acquisition and transmission device. It relates in particular to a method according to the preamble of patent claim 1.
  • Fiber optic data acquisition and transmission devices are used for the transmission of electrical measured values from an environment which is strongly disturbed by electromagnetic interference or over larger potential differences.
  • the measuring head of these devices is usually powered by a built-in battery.
  • the measurement values are transmitted via a measurement signal fiber.
  • This remote control includes switching the head on and off, selecting the range and transmitting a calibration signal (typically a rectangle) generated in the measuring head.
  • the control unit can be designed in such a way that it can operate different types of measuring head (other measuring ranges and / or other input impedances). A corresponding switchover of the control unit is then necessary to adapt to the respective type of measuring head. If this is forgotten or carried out incorrectly, incorrect results can be obtained or the measuring head can even be damaged by incorrect manipulation.
  • the stated and other objects are achieved by specifying a method for automatically identifying the type of measuring head of a fiber-optic measured value acquisition and transmission device with the features of claim 1.
  • the measurement value acquisition and transmission unit shown schematically therein has a measurement head 1 and a control unit 2. These are connected to one another via a measurement signal fiber 3 and a control signal fiber 4.
  • the measurement signal fiber 3 and the control signal fiber 4 are both optical fibers. For example, they bridge a large potential difference or a zone with strong electromagnetic interference.
  • the measuring head 1 has an input 5. Via this input 5, the measuring head 1 receives an electrical signal to be detected, for example with regard to its amplitude.
  • the input 5 is led to an electronic signal processing unit 6, in which, for example, the amplitude determination is carried out and a corresponding electronic measurement signal is generated.
  • the output of a calibrator 10 is applied to the electronic signal processing unit 6.
  • the electronic signal processing unit 6 and the calibrator 10 are controlled by a first control logic 9.
  • the electronic signal processing unit 6 is connected to the measurement signal fiber 3 via an electro / optical converter 7.
  • the input of the control logic 9 is connected to the control signal fiber 4 via an opto / electronic converter 8.
  • the control unit 2 has an electronic signal processing unit 12. This is connected on the input side to the measurement signal fiber via an opto / electronic converter 11. Its output forms the measurement signal output 13 of the control unit 2.
  • the control unit 2 also contains a control logic 15.
  • This second control logic 15 is connected to the control signal fiber 4 via an electro / optical converter 14. Another output acts on the electronic signal processing unit 12. An output of this signal processing unit conversely acts on the second control logic. Control commands from outside the control unit 2 can be entered into the second control logic 15 via a control input 16.
  • the measurement signal fiber 3 is used to transmit the measurement signal generated by the electronic signal processing unit 6 in the measurement head 1.
  • a calibration signal generated by the calibrator 10 is also transmitted via it.
  • the control signal fiber 4 is used for the transmission of control signals from the control unit 2 to the measuring head 1, in particular for remote control thereof.
  • the measuring head 1 can also be remotely connected via the control signal fiber 4.
  • a control signal is first generated by the second control logic 15, for example upon a corresponding control command from the outside via the control input 16.
  • the first control logic 9 in the measuring head 1 causes the calibrator 10 to emit a calibration signal.
  • the calibration signal is transmitted to the electronic signal processing unit 12 in the control unit 2 via the electronic signal processing unit 6 and the measurement signal fiber 3.
  • the calibration signal is also fed to the second control logic 15.
  • the calibration signal is preferably a square wave signal.
  • the frequency of the calibration signal is characteristic of the special type of measuring head 1. Another type of measuring head would deliver a calibration signal with a different frequency.
  • the second control logic 15 analyzes the frequency of the calibration signal and determines the type of the connected measuring head from this.
  • the corresponding information is then used to adapt the electronic signal processing unit 12 to the measuring head 1.
  • the adaptation can consist, for example, of switching the scaling factor of the latter unit (12).
  • the second control logic 15 would have to generate a corresponding switchover or adaptation command.
  • the calibrator 10 emits the calibration signal, the generation of a measurement signal corresponding to the signal at the input 5 by the electronic signal processing unit 6 is prevented by the first control logic 9 in the measurement head 1.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Identifikation des Typs des Messkopfs (1) einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung, welche eine Messsignalfaser (3) und eine Kontrollsignalfaser (4) aufweist, bei welcher der Messkopf (1) von einer Kontrolleinheit (2) mittels über die Kontrollsignalfaser übertragenen Kontrollsignal fernbedienbar ist und insbesondere zur Abgabe eines Kalibrationssignals veranlasst werden kann. Für verschiedene Typen von Messköpfen sind nach der Erfindung unterschiedlich frequente Kalibrationssignale vorgesehen. Anhand der Frequenz des Kalibrationssignals kann die Kontrolleinrichtung den mit ihr verbundenen Messkopf jeweils identifizieren.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automati­chen Identifikation des Typs des Messkopfes einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentan­spruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Eine Einrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs vorausgesetzt wird, ist beispielsweise bekannt aus "B. Pressley, 'Recent Fiber Optic Data Link Developments', 1986 Nuclear Elec­tromagnetic Pulse Meeting, University of New Mexico".
  • Zur Uebertragung von elektrischen Messwerten aus elektromagne­tisch stark gestörter Umgebung oder über grössere Potentialdif­ferenzen werden faseroptische Messwerterfassungs- und Uebertra­gungseinrichtungen eingesetzt. Ueblicherweise wird der Messkopf dieser Einrichtungen von einer eingebauten Batterie gespiesen. Die Messwerte werden über eine Messsignalfaser übertragen. Zu­sätzlich zu dieser ist meist noch eine weitere optische Faser vorhanden, über die der Messkopf von einer Kontrolleinheit mittels Kontrollsignalen fernbedienbar ist.
  • Diese Fernbedienung schliesst das Ein- und Ausschalten des Kopfes, die Bereichswahl sowie Uebertragung eines im Messkopf generierten Kalibrationssignals (typisch Rechteck) ein.
  • Die Kontrolleinheit kann nach so konzipiert werden, dass sie verschiedene Typen des Messkopfes (andere Messbereiche und/oder andere Eingangsimpedanzen) bedienen kann. Zur Anpassung an den jeweiligen Typ des Messkopfes ist dann eine entsprechende Um­schaltung der Kontrolleinheit notwendig. Wird diese vergessen, bzw. falsch durchgeführt, können falsche Resultate entstehen, oder es kann sogar zu einer Beschädigung des Messkopfes durch Fehlmanipulation kommen.
  • Eine automatische Identifikation des Messkopfes ist normaler­weise nur dort möglich, wo neben der Messwertübertragung auch eine bidirektionale Befehls- und Meldungskommunikation zwischen dem Messkopf und der Kontrolleinheit besteht. Diese kompliziert und verteuert aber die ganze Einrichtung.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Identifikation des Messkopfes und entsprechende automatische Umschaltung der Kontrolleinheit mit minimalem zusätzlichem Aufwand zu ermöglichen.
  • Die genannte sowie weitere Aufgaben werden gemäss der vorliegen­den Erfindung gelöst durch die Angabe eines Verfahrens zur auto­matischen Identifikation des Typs des Messkopfs einer faseropti­schen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Mit diesem Verfahren kann die Möglichkeit einer Fehlmanipulation vollkommen eliminiert werden ohne die Notwendigkeit, eine zu­sätzliche Meldestrecke vom Messkopf zur Kontrolleinheit einführen zu müssen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, insbesondere unter Be­rücksichtigung der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in einer einzigen Figur in schematischer Darstellung eine faseroptische Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung.
    • Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Es wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen. Die darin schematisch dargestellte Messwerterfassungs- und Uebertragungs­seinheit weist einen Messkopf 1 und eine Kontrolleinheit 2 auf. Diese sind über eine Messsignalfaser 3 und eine Kontrollsignal­faser 4 miteinander verbunden. Die Messsignalfaser 3 und die Kontrollsignalfaser 4 sind beides Lichtleiter. Sie überbrücken beispielsweise eine grosse Potentialdifferenz oder eine Zone mit starken elektromagnetischen Störungen.
  • Der Messkopf 1 weist einen Eingang 5 auf. Ueber diesen Eingang 5 empfängt der Messkopf 1 ein beispielsweise hinsichtlich seiner Amplitude zu erfassendes elektrisches Signal. Der Eingang 5 ist auf eine elektronische Signalverarbeitungseinheit 6 geführt, in der beispielsweise die Amplitudenbestimmung durchgeführt und ein entsprechendes elektronisches Messsignal erzeugt wird. Parallel zum Eingang 5 ist die elektronische Signalverarbeitungseinheit 6 mit dem Ausgang eines Kalibrators 10 beaufschlagt. Die elektro­nische Signalverarbeitungseinheit 6 und der Kalibrator 10 werden von einer ersten Steuerlogik 9 kontrolliert. Ausgangsseitig ist die elektronische Signalverarbeitungseinheit 6 über einen elektro-/optischen Wandler 7 mit der Messsignalfaser 3 verbun­den. Der Eingang der Steuerlogik 9 ist über einen opto-/elektro­nischen Wandler 8 an die Kontrollsignalfaser 4 angeschlossen.
  • Die Kontrolleinheit 2 weist eine elektronische Signalaufberei­tungseinheit 12 auf. Diese ist eingangsseitig über einen opto-/­elektronischen Wandler 11 an die Messsignalfaser angeschlossen. Ihr Ausgang bildet den Messsignalausgang 13 der Kontrolleinheit 2. Die Kontrolleinheit 2 enthält ebenfalls eine Steuerlogik 15.
  • Ein Ausgang dieser zweiten Steuerlogik 15 ist über einen elektro/ optischen Wandler 14 an die Kontrollsignalfaser 4 angeschlossen. Ein weiterer Ausgang beaufschlagt die elektroni­sche Signalaufbereitungseinheit 12. Ein Ausgang dieser Signal­aufbereitungseinheit beaufschlagt umgekehrt die zweite Steuer­logik. Ueber einen Steuereingang 16 können Steuerbefehle von ausserhalb der Kontrolleinheit 2 in die zweite Steuerlogik 15 eingegeben werden.
  • Die Messsignalfaser 3 dient zur Uebertragung des von der elek­tronischen Signalverarbeitungseinheit 6 im Messkopf 1 erzeugten Messsignals.Daneben wird über sie noch ein vom Kalibrator 10 erzeugtes Kalibrationssignal übertragen.
  • Die Kontrollsignalfaser 4 dient zur Uebertragung von Kontroll­signalen von der Kontrolleinheit 2 zum Messkopf 1, insbesondere zu dessen Fernsteuerung.
  • Ueber die Kontrollsignalfaser 4 ist der Messkopf 1 auch fernein­schlatbar. Bei der Ferneinschaltung wird von der zweiten Steuer­logik 15, beispielsweise auf einen entsprechenden Steuerbefehl von aussen hin über den Steuereingang 16, zunächst ein Kontroll­signal erzeugt. Bei Empfang des Kontrollsignals veranlasst die erste Steuerlogik 9 im Messkopf 1 den Kalibrator 10 zur Abgabe eines Kalibrationssignals. Ueber die elektronische Signalver­arbeitungseinheit 6 und die Messsignalfaser 3 wird das Kalibra­tionssignal zur elektronischen Signalaufbereitungseinheit 12 in der Kontrolleinheit 2 übertragen. In der Kontrolleinheit 2 wird das Kalibrationssignal auch der zweiten Steuerlogik 15 zuge­führt.
  • Das Kalibrationssignal ist vorzugsweise ein Rechtecksignal. Die Frequenz des Kalibrationssignals ist charakteristisch für den speziellen Typ des Messkopfes 1. Ein anderer Messkopftyp würde ein Kalibrationssignal mit einer anderern Frequenz liefern.
  • Die zweite Steuerlogik 15 analysiert die Frequenz des Kalibrat­tionssignals und bestimmt aus dieser den Typ des angeschlossenen Messkopfes.
  • Die entsprechende Information verwendet sie anschliessend zur Anpassung zur elektronischen Signalaufbereitungseinheit 12 an den Messkopf 1. Die Anpassung kann beispielsweise in einer Umschaltung des Skalierungsfaktors der letztgenannten Einheit (12) bestehen. Die zweite Steuerlogik 15 müsste in diesem Fall einen entsprechenden Umschalt- bzw. Anpassungsbefehl genieren.
  • Solange der Kalibrator 10 das Kalibrationssignal abgibt, ist die Erzeugung eines dem Signal am Eingang 5 entsprechenden Messsig­nals durch die elektronische Signalverarbeitungseinheit 6 von der ersten Steuerlogik 9 im Messkopf 1 unterbunden.
  • Nach der Anpassung der elektronischen Signalaufbereitungseinheit 16 in der Kontrolleinheit 2 ist die beschriebene Vorrichtung be­triebsbereit.

Claims (3)

1. Verfahren zur automatischen Identifikation des Typs des Mess­kopfes einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertra­gungseinrichtung, welche die Messsignalfaser und eine Kontroll­signalfaser aufweist, bei welcher der Messkopf von einer Kon­trolleinheit mittels über die Kontrollsignalfaser übertragener Kontrollsignale fernbedienbar ist und insbesondere zur Abgabe eines Kalibrationssignals veranlasst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Typen von Messköpfen (1) unterschiedlich frequente Kalibrationssignale vorgesehen sind und dass die Kontrolleinheit (2) den jeweils mit ihr verbundenen Messkopftyp durch Detektion der Frequenz des vom jeweiligen Messkopf abgegebenen Kalibrationssignal identifiziert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Kontrolleinheit (2) das den Messkopf (1) zur Abgabe des Kalibrationssignals erforderliche Kontrollsignal bei dessen Ferneinschaltung generiert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Information über den Typ des angeschlossenen Messkopfes (1) innerhalb der Kontrolleinheit (2) zu einer auto­matischen Anpassung an den jeweiligen Messkopftyp verwendet wird.
EP87115464A 1986-11-05 1987-10-22 Verfahren zur automatischen Identifikation des Typs des Messkopfes einer faseroptischen Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung Withdrawn EP0266635A3 (de)

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