ES2201113T3 - Procedimiento y dispositivo para detectar una fibra optica. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA DE RECOGIDA DE SEÑALES DE FIBRA OPTICA Y METODO PARA DETECTAR LA POSICION O DETECTAR OTROS PARAMETROS INDICADOS POR PATRONES CARACTERISTICOS DE LA LUZ (13,17). EL SISTEMA ES PARTICULARMENTE ADECUADO PARA SU USO EN EL CONTROL DE VUELO DE UN AEROPLANO. EL SISTEMA INCLUYE UN CONJUNTO DE FIBRAS DE FIBRA OPTICA (11,19,21) CON PRIMEROS Y SEGUNDOS EXTREMOS. LOS PRIMEROS EXTREMOS (13) SE POSICIONA ADYACENTE A UN PATRON CARACTERISTICO DE LA LUZ QUE INDICA UN PATRON PARTICULAR COMO UNA POSICION RELATIVA. UNA PARTE DE LOS SEGUNDOS EXTREMOS SE POSICIONA ADYACENTE A UNA FUENTE DE LUZ (27,29,31,33) Y UNA PARTE DE LOS SEGUNDOS EXTREMOS SE DISPONE ADYACENTE A UN DISPOSITIVO ELECTRICO DETECTOR DE LUZ (25) DE FORMA QUE LA LUZ DESDE LA FUENTE DE LUZ PUEDE SER ENCAMINADA A TRAVES DE LAS FIBRAS, REFLEJADA DESDE EL PATRON CARACTERISTICO DE LA LUZ, Y ENCAMINADA A TRAVES DE LA FIBRAS AL DISPOSITIVO ELECTRICO DETECTOR DE LUZ PARA DETECTAR EL PATRON EN EL DISPOSITIVO ELECTRICO.

Description

Procedimiento y dispositivo para detectar una fibra óptica.

Antecedentes del invento Campo del invento

Este invento se refiere en general a métodos y dispositivos para la detección mediante fibra óptica de información tal como la posición de un objeto con respecto a otro y a la interpretación o traslación electrónica de la información. Más particularmente, pero sin limitación, se refiere a métodos y dispositivos tales que detectan la posición por medio de la recepción de imágenes de indicaciones o marcas luminosas transmitidas o reflejadas.

Descripción de la técnica anterior

Anteriormente ha habido mucho dispositivos que detectan o determinan electrónicamente la posición por medio de indicaciones luminosas. Por ejemplo, dispositivos que detectan el diseño de luz brillante a través de hendiduras están mostrados en la patente norteamericana nº 5.258.931. Los dispositivos usan Dispositivos Acoplados por Carga (también llamados CCD) para interpretar electrónicamente los diseños luminosos resultantes de las hendiduras para determinar la posición. Una "regla" con hendiduras o marcas alineadas en diseños predeterminados que definen la posición a lo largo de la regla está unida a una primera pieza de la máquina cuya posición ha de ser determinada. Una fuente luminosa y un CCD están conectados a una segunda pieza de la máquina. La fuente luminosa y el CCD están posicionados junto a la regla y se mueven a lo largo del diseño de hendiduras cuando la primera pieza es movida con respecto a la segunda. La fuente luminosa produce un diseño de indicaciones luminosas correspondiente al diseño de marcas o hendiduras en la regla adyacente al CCD. El CCD detecta electrónicamente estas indicaciones y las convierte en señales electrónicas. De esta manera el diseño de las marcas o hendiduras en la regla adyacente al CCD es comunicado electrónicamente y puede ser usado para determinar la posición relativa de la primera pieza con respecto a la segunda pieza.

En algunas situaciones no es posible posicionar un CCD o una fuente luminosa en el lugar deseado para detectar la posición. También puede no ser posible conectar o enlazar mecánicamente el CCD y la fuente luminosa para transferir la relación de posición desde la posición detectada a la posición de la fuente luminosa y del CCD. Aún más, en algunos casos consideraciones de peso o consideraciones de coste pueden hacer deseable reducir el número de detectores de posición y/o el número de circuitos de enlace usados.

Otros dispositivos han sido usados en el pasado para transportar diseños o imágenes por medio de fibras ópticas. A menudo la necesidad de fibras ópticas se plantea debido a que la imagen o diseño que ha de ser observado está situado en una posición o entorno que es inaccesible u hostil. Por ejemplo, pueden usarse fibras ópticas para ver objetos en entornos químicamente hostiles. La iluminación es proporcionada a través de un pequeño porcentaje de haces de fibras desde el extremo cercano seguro y se desplaza a través de los haces al objeto del extremo alejado en el entorno hostil. La imagen reflejada o transmitida es devuelta a través de los haces restantes a un observador dispuesto en el extremo cercano seguro. El haz de fibras proporciona una imagen que tiene una resolución tal fina como el diámetro de las fibras del haz. Un ejemplo de tal sistema incluye el documento GB-A 2054994, que muestra un codificador óptico de posición que acopla luz procedente de una fuente luminosa a través de fibras ópticas a pistas individuales de una marca óptica. Se usan diferentes frecuencias (colores) para transportar información de la posición relativa. El documento EP-A-0.285.053 muestra también un sistema óptico para medir información de posición utilizando fibras ópticas, una fuente luminosa y un detector. Pueden usarse canales de diseño de código múltiple o sencillo que comprenden partes de superficie reflectantes y no reflectantes espaciadas sobre un objeto móvil lineal o rotacionalmente.

Incluso aunque se han usado haces de fibras ópticas en el pasado para transportar información de imágenes, no se han usado para transportar información de parámetros tales como el valor de una posición relativa o una temperatura. Generalmente se ha pensado que este tipo de información podría ser transportada más simplemente mediante la electrónica. Sin embargo, en algunos casos se desea transportar información en un entorno que podría estar sujeto a interferencia electromagnética.

Otro problema con los detectores del tipo usado en el pasado es que no son tan tolerantes a los fallos o robustos cuando se desea. Esto es especialmente importante en el caso de los instrumentos en un avión. El peso es también un factor importante en tal instrumentación. Los detectores eléctricos no son totalmente satisfactorios en ninguna de estas consideraciones.

Resumen del invento

Es consiguientemente un objeto del presente invento crear un método y dispositivo para transportar información tal como el valor de un parámetro por medio de fibra óptica. También es un objeto del presente invento crear un método y dispositivo tales que pueden transportar información de la posición. Otro objeto del presente invento es crear un método y dispositivo que puedan transportar información sobre más de un parámetro. Otro objeto del presente invento es crear redundancia para cada parámetro.

Aún otro objeto del presente invento es crear un método y dispositivo que transportan información de una manera que es relativamente inmune a interferencia electromagnética. Aún otro objeto del presente invento es crear un método y dispositivo tal que sea robusto y tolerante al fallo. Aún otro objeto del presente invento es crear una instrumentación mejorada o método y dispositivo de detección para usar en aviones.

De acuerdo con estos objetos el presente invento incluye un método de detección de parámetros redundantes. En este método un conjunto de indicaciones distintivas luminosas es fijado en diseños distintivos que indican un valor de parámetro de acuerdo con la situación de los diseños. Los discretos haces de fibras ópticas que tienen fibras iluminadoras primarias y fibras receptoras secundarias están dispuestos de modo que ambos conjuntos de fibras estén uniformemente distribuidos en una distribución lineal adyacente a las indicaciones distintivas luminosas. La luz es introducida por una fuente luminosa en las fibras ópticas primarias de una posición de fuente, transmitida por los haces de fibra óptica a una situación alejada, reflejada o transmitida desde las indicaciones distintivas luminosas en la situación alejada, y transportada de nuevo a la situación de la fuente mediante los haces secundarios a una disposición de dispositivos eléctricos detectores de luz. Los haces de fibra óptica primario y secundario están dispuestos en una disposición lineal de modo que la luz reflejada sea transportada discretamente en un diseño que coincide con el diseño de las indicaciones distintivas luminosas en la situación alejada. Como el diseño detectado por el dispositivo eléctrico corresponde al valor del parámetro, el diseño transportado al dispositivo eléctrico de detección de luz indica el valor del parámetro. Este dispositivo detecta entonces eléctricamente el diseño y convierte el diseño a una señal eléctrica que indica el valor de parámetro representado por ella.

Además de un método de detectar un único valor de parámetro, el presente invento proporciona un método de multiplexado para detectar múltiples valores de parámetro. Esto puede conseguirse por varios medios. Por ejemplo conjuntos separados de haces discretos de fibra óptica pueden ser unidos en un único dispositivo eléctrico de detección de luz. Cada conjunto de haces de fibras discreto puede transportar un parámetro separado, y formando secuencias con los estados activados de los iluminadores para cada conjunto de haces primarios, pueden ser detectados diferentes conjuntos de indicaciones o marcas y diferentes parámetros.

Un dispositivo construido de acuerdo con el presente invento incluye un sistema de detección de posición en el que indicaciones distintivas luminosas son fijados a un primer objeto y dispuestos en diseños distintivos. Los diseños indican la posición con respecto al primer objeto. Cada conjunto de fibras primarias y secundarias tienen los extremos alejados fijos con respecto a un segundo objeto y están dispuestos en una disposición de detección de diseño lineal adyacente a las indicaciones distintivas luminosas. Comenzando en el extremo próximo o de la fuente luminosa, la luz procedente de la fuente luminosa es transportada a través de las fibras primarias al segundo objeto en el extremo alejado. La luz es a continuación reflejada o transmitida desde las indicaciones distintivas del primer objeto a las fibras secundarias. La luz es a continuación transportada de nuevo al extremo próximo mediante las fibras secundarias donde el diseño que es ahora transportado ahora por la luz es detectado por el dispositivo electrónico. Como los extremos alejados de los haces de fibra óptica son fijos con respecto al segundo objeto y los diseños de luz sobre el primero objeto están dispuestos de modo que indiquen la posición del primer objeto con relación al segundo objeto, el diseño transportado por las fibras indica la posición del primero objeto con relación al segundo objeto.

El dispositivo del presente invento es particularmente apropiado para usar en detectores de posición y otros detectores usados en aviones. Por ejemplo, el presente invento incluye un accionador perfeccionado del tipo usado en aviones. Mediante el uso de diseños de indicaciones en las partes fijas o móviles del accionador y fijando la disposición de fibras que detecta el diseño en la parte opuesta fija o móvil del accionador, este dispositivo detectará la posición del accionador y, por ello, la posición de las superficies de vuelo del avión. De este modo, el cableado tradicional del avión puede ser reemplazado por fibra óptica. Como el método y dispositivo del presente invento pueden ser usados para múltiples parámetros, otros parámetros de instrumentación del avión tales como velocidad del aire, temperaturas del motor, etc., pueden ser detectados por el presente invento. Por estos medios el avión puede usar mayoritariamente señales luminosas para la detección de parámetros de instrumentación del avión.

En el avión que usa los métodos y dispositivos del presente invento, es posible posicionar y proteger centralmente los dispositivos eléctricos de detección de luz. Esto permite que este sistema sea relativamente inmune a las interferencias electromagnéticas. Debido a que las fibras ópticas del tipo usado en el presente invento son más ligeras que los cables usados para tal instrumentación, esto proporciona la ventaja de reducir el peso del avión y/o mejora de redundancia y la tolerancia al fallo. Debido a que las fibras ópticas y los detectores eléctricos del presente invento tienen menos partes eléctricas que la instrumentación tradicional de avión, el presente invento es más robusto y fiable que los detectores tradicionales.

Para una mejor comprensión del invento y otros objetos, características y ventajas del mismo, puede hacerse ahora referencia a la siguiente descripción tomada en unión con los dibujos adjuntos.

Descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista esquemática de un dispositivo construido de acuerdo con el presente invento.

La fig. 1A es una vista esquemática de una parte del dispositivo de la fig. 1 tomada en la situación indicada en la fig. 1.

La fig. 1B es una vista esquemática de una parte del dispositivo de la fig. 1 tomada en la situación indicada en la fig. 1.

La fig. 1C es una vista esquemática de una parte del dispositivo de la fig. 1 tomada en la situación indicada en la fig. 1.

La fig. 2 es una vista en sección transversal de un accionador de avión construido de acuerdo con el presente invento.

La fig. 3 es una vista en sección transversal agrandada de una parte del dispositivo mostrado en la fig. 2.

La fig. 4 es una vista en sección transversal agrandada de una parte del dispositivo mostrado en la fig. 3.

La fig. 5 es una vista en sección transversal agrandada de una parte del dispositivo mostrado en la fig. 2.

La fig. 6 es una vista en planta agrandada de una parte del dispositivo mostrado en la fig. 2.

La fig. 7 es una vista esquemática de un avión que tiene instrumentación de accionador de acuerdo con el presente invento.

La fig. 8A es una vista esquemática agrandada de un detector de carrera muy corta construido de acuerdo con el presente invento.

La fig. 8B es una vista de un diagrama esquemático de niveles de señal de luz generados por el dispositivo mostrado en la fig. 8A en la posición mostrada en la fig. 8A.

La fig. 9 es una vista esquemática de un detector de temperatura construido de acuerdo con el presente invento.

Las figs. 10A y 10B son vistas esquemáticas de detectores de nivel de fluido construidos de acuerdo con el presente invento.

La fig. 11A es una vista esquemática del dispositivo detector para rpm y expansión de temperatura de un mecanismo de puesta en marcha de una turbina de aire construido de acuerdo con el presente invento.

La fig. 11B es un diagrama que representa niveles de señal de luz generados por el dispositivo de la fig. 11A.

La fig. 11C es un diagrama que representa niveles de señal de luz generados por el dispositivo de la fig. 11A.

La fig. 12A es una vista lateral esquemática de una configuración para detectar posición giratoria construida de acuerdo con el presente invento.

La fig. 12B es una vista superior esquemática del dispositivo mostrado en la fig. 12A.

La fig. 13A es una vista lateral esquemática de una configuración para detectar flujo construida de acuerdo con el presente invento.

La fig. 13B es una vista superior esquemática de dispositivo mostrado en la fig. 13A.

La fig. 14 es una vista de conjunto despiezada ordenadamente de las operaciones de montaje de un dispositivo construido de acuerdo con el presente invento.

La fig. 15 es una vista esquemática de una configuración de cuatro canales tetrarredundante correspondiente en general a la fig. 1 pero que incluye elementos de la fig. 1 combinados con elementos de la fig. 8, fig. 9, y fig. 10.

Descripción de realizaciones preferidas

Con referencia ahora a la fig. 1, un sistema construido de acuerdo con el presente invento está mostrado esquemáticamente en 10. Incluye haces 11 de fibra óptica que tienen extremos alejados 13 y extremos próximos o cercanos 15. Los extremos alejados están dispuestos junto a indicaciones distintivas luminosas 17. Los extremos próximos 15 están divididos en dos partes, fibras primarias 19 y fibras secundarias 21. Las fibras primarias están conectadas a una fuente luminosa 23. Las fibras secundarias están conectadas a un dispositivo eléctrico 25 detector de luz. El dispositivo eléctrico 25 detector de luz, su equipo de señal conectado, y los elementos 15, 19, 21 y 23 son denominados como la unidad 20 de enlace electro-óptico. La unidad 20 está situada en un entorno seguro tal como la cabina de un aeroplano o el panel de instrumentación mientras la sonda detectora (elementos 13 y 17) puede estar situada en un entorno hostil tal como un cilindro accionador hidráulico del flap (véase fig. 7).

Como se ha mostrado en la fig. 1, el sistema del presente invento puede incluir más de una fuente luminosa 23, más de un haz 11 de fibra óptica y más de un conjunto de indicaciones o marcas distintivas luminosas 17. Así, la fig. 1 ilustra cuatro fuentes luminosas separadas 27, 29, 31 y 33. Hay mostrados cuatro conjuntos separados de haces de fibra óptica 35, 37, 39 y 41. Por simplicidad, las indicaciones distintivas 17 junto a cada uno de los cuatro conjuntos de haces de fibra óptica están mostrados exteriores al detector. La fig. 1A muestra la configuración de los primeros tres elementos de imagen de un conjunto de haces en el extremo alejado 13. Cada haz de fibras primarias está dividido por tres y cada grupo está dispersado aleatoriamente dentro de un único haz de fibras secundarias para formar uno de los tres elementos de imagen. Esto se repite en una disposición lineal para los haces de fibras primarios y secundarios restantes. La fig. 1B muestra el enlace de las fibras secundarias en el extremo próximo 21 al dispositivo eléctrico 25 detector de luz. El número 1 de elemento de imagen de cada uno de los cuatro conjuntos de haces 35-41, está dispuesto junto al elemento número 1 del dispositivo eléctrico 25. De modo similar, el elemento de imagen 2 está a continuación del elemento número 2, y así sucesivamente. De este modo, cada elemento del dispositivo eléctrico 25 es capaz de ser estimulado de modo distinto por luz procedente de un conjunto de elementos de imagen del haz.

Un conjunto típico de haces 11 de fibra óptica podría incluir 32 o más haces de cables de fibras. Cada haz es capaz de transportar una señal luminosa discreta o separada hacia y desde el extremo alejado 13 del haz y el extremo próximo 15. Como se ha mostrado, los extremos próximos 15 de los haces están separados en subhaces 19 primarios transmisores y subhaces 21 secundarios receptores. Si se desea, cada subhaz puede ser sustituido por una sola fibra óptica.

La fig. 1 ilustra conectadores 43, 45, 47 y 49. Cada uno de estos conectadores es proporcionado uniendo haces de fibras a otros haces de fibras de modo que los extremos correspondientes estén alienados. De esta manera, pueden conectarse largos recorridos de haces de fibras ópticas a extremos cortos de haces situados en los dispositivos tales como la fuente luminosa 23 o las indicaciones 17. Conectadores militares estándar tales como Mil C29600 pueden ser usados para proporcionar una conexión alineada. De esta manera, cada conjunto de haces 35-41 y cada conectador 43-49 tiene 32 haces o "elementos de imagen" alineados para transportar una imagen luminosa separada.

En el presente invento, cada elemento de imagen está formado por aproximadamente 167 fibras, cada fibra de 40 \mum de diámetro. Las fibras están revestidas axialmente y dirigen la luz de modo casi coherentemente. La abertura numérica de cada fibra es relativamente ancha de 0,6. Esta gran abertura numérica en cada una de las muchas fibras dentro de un haz de elementos de imágenes permite una fácil alineación en el enlace del conectador. Conectadores estándar tales como DG123 y Deutsch ABC por MIL-C-29600 pueden ser usados para proporcionar la conexión alineada. Las espigas de enlace por MIL-C-38999 desarrolladas con Deutsch-France proporcionan una carga elástica coincidente de dos haces de elementos de imagen con un mínimo de atenuación y un máximo de repetitividad.

Cada fuente luminosa 27-33 está conectada a haces de fibras primarias que son parte de un conjunto de haces de fibra óptica 35-41, respectivamente. Cada uno está conectado a su conjunto de haces respectivos de modo que transporte iluminación a todas las fibras secundarias receptoras dentro del conjunto de haces.

Como se ha usado aquí el término luz se refiere a radiación electromagnética en general y no solo a la luz visible. Así, se ha pensado que la fuente de luz que es más adecuada para la instrumentación de aviones es un emisor de infrarrojos. Además, con propósitos de redundancia, fiabilidad, y potencia, pueden usarse varios de tales emisores para una única fuente de luz. Por ejemplo, ocho de tales emisores conectados como una disposición podrían ser usados como emisor 31. Uno de tales emisores es vendido por Honeywell.

Aunque se ha ilustrado una fuente de luz separada 27-33 para cada conjunto de haces de fibra óptica 35-41, sólo hay un único dispositivo eléctrico 25 detector de luz. Este dispositivo 25 es una disposición de detectores eléctricos 51 detectores de luz con un detector para cada canal de luz o elemento de imagen de cada conjunto de haces 35-41. Para conjuntos de haces con 32 elementos de imagen o haces de fibra, el dispositivo 25 requeriría una disposición de 32 detectores eléctricos 51 de detección de luz. Haces de fibra secundarios 21 en el extremo próximo de los conjuntos de haces 35-41 están unidos juntos, elemento de imagen con elemento de imagen, de forma tal que comparten uno de los elementos 51 del dispositivo eléctrico 25 que detecta luz como en la fig. 1B. Como los cables de fibras respectivos unidos a la disposición detectora 25 basados en la secuencia predeterminada de los haces de fibras 13, la disposición de información procedente de las indicaciones distintivas luminosas 17 es transportada coherentemente.

La disposición de detectores 51 puede estar formada por fotodiodos. Cada fotodiodo puede estar espaciado estrechamente del extremo de las fibras unidas tales como 53-59. Un ejemplo de un fotodiodo de infrarrojos es el A5V-35 de UTD.

El detector 51 puede estar conectado al circuito 61 de acondicionamiento de señal. El dispositivo proporciona secuencialmente para cada fotodiodo un acondicionamiento de señal a señal y conversión de la señal de analógica a digital. Esto permite la lectura o reconocimiento del diseño de señales de nivel de gris representadas en la disposición de detectores 51. La disposición de señales puede así ser convertida en una representación digital de 32 palabras en la memoria 63, consistiendo cada palabra en 16 bits. A continuación el diseño de esta representación puede ser analizado por un análisis programado por ordenador en el ordenador 65. Para determinar qué conjunto de haces 35-41 será leído, el ordenador 65 puede ser conectado a un dispositivo 67 de control de exposición que puede determinar cuál de las fuentes de luz 27-33 está activada. Si se desea que el parámetro indicado por la disposición de información procedente de las indicaciones distintivas luminosas 17 sea leído, la fuente luminosa 31 es iluminada y se usará un análisis apropiado para estos diseños por el ordenador 65.

El microprocesador usado en el ordenador 65 es un Intel 87C196. El análisis de imágenes 65 y el control de exposición 67 son hechos dentro del programa del microprocesador. Cada fuente luminosa es encendida individualmente en los extremos próximos de las fibras primarias y cada parámetro detectado es transmitido a través de las fibras secundarias respectivamente. La señal óptica paralela es recibida por la disposición 25 de fotodiodos y temporizada en serie a la electrónica de Acondicionamiento de Señal y al circuito 61 de Analógico a Digital.

La salida del ordenador 65 puede ser dirigida a una salida en serie 69 para actualizaciones repetitivas de la información por un dispositivo de control o similar. Por ejemplo, un ordenador de control de vuelo podría recibir información de posición actualizada repetidamente para cada accionador de cada superficie de vuelo desde la salida en serie 69. Está información podría ser usada entonces para controlar el vuelo del avión mediante la vigilancia constante de la información de posición.

Un accionador equipado con un detector de posición de fibra óptica del presente invento está ilustrado en las figs. 2 a 6. Este accionador es de un tipo que podría ser usado para controlar la superficie de vuelo de un avión. Este accionador incluye los extremos alejados 13 del conjunto de haces 39 y las indicaciones distintivas luminosas 17. Este accionador 71 es un diseño tradicional excepto en que le han sido añadidos los componentes para detección de la posición de fibra óptica de acuerdo con este invento. El accionador 71 tiene un extremo de vástago 73 y un extremo de cilindro 75. El extremo de vástago tiene una abertura 77 de espiga para recibir una espiga que une el extremo de vástago 73 a un elemento de aviación tal como el cuerno de control de un flap. El extremo del cilindro 75 tiene una abertura de espiga para recibir una espiga que une el extremo de cilindro 75 a un elemento de avión tal como una estructura de bastidor del ala. El fluido hidráulico es transportado hacia y desde los cilindros principales 79 y 81 para accionar los pistones hidráulicos en él para mover hidráulicamente el extremo del vástago 73 con respecto al extremo de cilindro 75 y mover por ello la superficie de control del avión. La posición del extremo del vástago 73 con respecto al extremo de cilindro 75 corresponde a la posición de la superficie de control del avión.

Para incorporar el detector de posición de cuatro canales del presente invento en el accionador 71 hay previsto un tubo de descarga 83 en el cilindro principal 79. El tubo de escala 83 tiene las indicaciones distintivas luminosas, primer objeto, en su diámetro interior. Este tubo está conectado al extremo de vástago 73 del accionador y se mueve con el extremo de vástago 73.

Ajustada estrechamente dentro del tubo de escala hay una sonda 85. La sonda está conectada al extremo del cilindro 75 del accionador y se mueve con el extremo del cilindro. Por simplicidad, las figs. 2 a 6 muestran sólamente dos disposiciones 13 de haces de fibras de la sonda 85 de cuatro canales dentro del tubo de escala 83. Debido a que la sonda 85 y los extremos 13 de los haces de fibra óptica se mueven con el extremo 75 del cilindro y el tubo de escala 83 se mueve con el extremo del vástago 73, la posición relativa de la sonda al tubo de escala es la misma que la posición relativa del extremo del vástago 73 al extremo 75 del cilindro. Esta es, por ello, una medida de la posición relativa de la superficie de control de vuelo conectada al accionador 71.

Contenidos dentro del tubo de escala 83 hay anillos 89 y espaciadores 91. Juntos estos anillos 89 y espaciadores 91 forman una superficie interior 93 lisa, cilíndrica del tubo de escala 83. Los anillos 89 tiene en una característica de reflexión de luz diferente que los espaciadores 91 de modo que la combinación de los dos forma las indicaciones distintivas luminosas 17. Además, los anillos 89 y los espaciadores 91 están dispuestos en diseños distintivos que corresponden a su posición relativa a lo largo del eje 94 del tubo de escala 83. En la fig. 5 un diseño de pares de anillos 89 ilustra esta propiedad. El primer par 95 de anillos 89 están más próximos juntos que el segundo par 97, que están más próximos juntos que el tercer par 99 y así hasta el último par 101. De este modo, la distancia entre cualquier par de anillos indica la posición relativa del par de anillos en el tubo de descarga 83.

Los anillos 89 poseen una característica de reflexión de luz diferente que los espaciadores 91 haciendo los anillos 89 de acero inoxidable 416 con una superficie reflectante natural mientras los espaciadores están formados por acero inoxidable 416 con un revestimiento de óxido negro. Esto hace los anillos 89 muy reflectantes con respecto a la radiación electromagnética infrarroja y los espaciadores 91 muy no reflectantes con respecto a esta radiación.

Otro método de crear las indicaciones distintivas luminosas 17 es anodizar un diseño de tira negra sobre una delgada pieza rectangular de aluminio que es a continuación enrollada para formar un tubo. Los diseños en forma de tiras son creados en un ordenador que traza el diseño. Un negativo por estarcido de seda es grabado químicamente a partir del diseño. Una sección rectangular (de 4,45 cm de ancho por 22,86 cm de largo por 0,013 cm de grueso, por ejemplo) es a continuación completamente anodizada con sulfúrico a una profundidad de 0,0025 cm. Antes de que tenga lugar la anodización por sulfúrico, la matriz negra es estarcida en seda sobre la superficie superior de la pieza de aluminio usando el negativo estarcido con seda formado a partir del diseño por ordenador. La matriz permite el paso entonces a la profundidad de canalización creando los espaciadores oscuros 91. Las tiras enmascaradas desde la matriz por el estarcido con seda permanecen claras y reflectantes y sirven como anillos 89. La pieza de aluminio rectangular es a continuación enrollada con el diseño en el interior para formar un tubo. El tubo es revestido con Teflón de doble cierre hermético (como las cuchillas de afeitar) para la resistencia al uso. Después de secar el tubo es insertado en el tubo de escala 83. Este método de formar los anillos y espaciadores evita la mayor parte del trabajo y es menos caro que ensamblar anillos y espaciadores físicos. Es también posible usar este método para situar los anillos y espaciadores más exactamente y para formar indicaciones menores y más precisas.

Como se ha descrito previamente, los anillos 89 tienen un mínimo de dos tamaños mientras que los espaciadores 91 tienen una variedad de tamaños. Los anillos y espaciadores que constituyen las indicaciones distintivas luminosas 17 están dispuestos en un único diseño. Para todos los parámetros (con la excepción del tipo de estado conectado/desconectado) la disposición de elementos de imagen vigila los bordes de los anillos. La situación de estos bordes será única para ese detector de parámetros dentro de su tolerancia designada. Para cada parámetro, cada uno de los 32 valores de elementos de imagen es leído ocho veces y promediado. Cada elemento de imagen tiene su propio factor de escala y desplazamiento para brillo escalado. Cada elemento de imagen es comparado con un nivel de umbral con el siguiente elemento de imagen consecutivo para determinar si hay una transición de borde, bien aumentando de nivel (lo que indica un anillo brillante 89) o disminuyendo (indicando un espaciador oscuro 91). Hay al menos tres bordes detectados por la disposición de elementos de imagen en cualquier instante.

Las ecuaciones condicionales son ajustadas para determinar cada borde comparando los elementos de imagen consecutivos. Los resultados son ponderados en base a la ecuación usada. Hay dos técnicas para identificar los bordes; un método de mínimos cuadrados y un método de incrementos.

Para el método de mínimos cuadrados, la distancia entre cada par de bordes adyacente es calculada. La diferencia entre el primer par de bordes y la diferencia conocida entre el borde 1 y el borde 2 (o el borde 3 y el borde 4, etc.) es cuadrada. La diferencia entre el siguiente par de bordes (si hay uno) y la diferencia conocida entre el borde 3 y el borde 4 (o borde 6 y borde 7, etc.), es cuadrada y añadida a la suma previa. La suma es el mínimo valor cuadrado basado en el borde 1 (o 2). El proceso es repetido saltando u omitiendo el siguiente borde y sumando los cuadrados del restante hasta que el último borde es alcanzado. El mínimo valor cuadrado identifica el primer número de borde real.

Para el método de incrementos, el estado del primer elemento de imagen, bien alto o bien bajo, y la distancia del primer borde desde el primer elemento de imagen es almacenada. Si el nuevo estado es el mismo que el estado previo, entonces el primer número de borde se supone el mismo. Si el estado ha cambiado, entonces la distancia al primer borde es comparada con el valor previo. Si la nueva distancia es menor entonces se supone un nuevo primer borde y el primer número de borde es disminuido en uno o incluso se supone que el primer borde es el segundo borde previo y el primer número de borde es incrementado en 1. El mínimo valor cuadrado es calculado basado en el primer borde supuesto. Si hay más de un valor permisible fijado, entonces se usa la técnica de mínimos cuadrados. La imagen formada por las situaciones y distancias calculadas de todos los bordes vistos por la cabeza detectora es comparada con la imagen única sobre la carrera completa. A partir de esta comparación, se determina la posición exacta.

Para detectar el diseño de la disposición de anillos 89 y espaciadores 91 que constituyen las indicaciones distintivas 17 del primer objeto, los extremos alejados 13 de los haces de fibra óptica están dispuestos en una disposición lineal 103 mejor vista en la fig. 6 y que constituye el segundo objeto. Los extremos de las fibras ópticas en esta disposición lineal se ajustan dentro de una hendidura longitudinal 105 en la pared de la cabeza 87 de la sonda. De este modo los extremos 13 de las fibras son apuntados radialmente hacia fuera y justo dentro del exterior de la sonda 85 e inmediatamente junto a la pared interior 93 del tubo escala 83.

Como se puede ver mejor en la fig. 4, la cabeza de la sonda tiene incorporados en ella cuatro conjuntos de haces de fibra con conjuntos 39 y 41 mostrados. Cada uno tiene una disposición lineal de extremos de fibra 13 dispuestos en ranuras que están en lados opuestos de la cabeza 87 de sonda. Como los dos conjuntos de cuatro ranuras opuestas están situados en la misma posición longitudinal, el diseño de anillos adyacente a cada disposición de fibras es el mismo. De este modo cuatro agrupaciones de fibra óptica proporcionan una detección de posición redundante para este mismo cilindro.

Además, hay cuatro patines de rodadura helicoidales entre cada conjunto de ranuras de haces de fibras en la cabeza 87 de sonda que sirven para reducir la fricción, mantienen la distancia entre la sonda y el tubo de escala y también para bombear la suciedad fuera de la vista.

El detector de posición del accionador descrito anteriormente tiene una carrera de 20,32 cm y una exactitud de \pm 0,005 cm. Una configuración similar podría ser usada para una carrera más corta, por ejemplo, una carrera de 5,08 cm, si sólo se requiera una exactitud de \pm 0,005 cm. Si es necesaria una exactitud mayor, la cabeza del detector y el diseño podrían ser modificados disminuyendo el tamaño e incrementando el número de espaciadores y anillos de las indicaciones distintivas luminosas.

Para una carrera muy corta, por ejemplo una carrera de 0,152 cm, la cabeza del detector y el diseño han sido modificados para una exactitud de \pm 0,0013 cm. Los extremos alejados de los haces 13 de fibra óptica están dispuestos en cuatro filas escalonadas en vez de en una alineación única. Esto se ha mostrado en la fig. 8A. Las indicaciones distintivas luminosas son reducidos a dos anillos y tres espaciadores. Cada uno de los haces 13 de elementos de imagen escalonados llevan información que tiene referencia cruzada con cada elemento de imagen adyacente incrementando por ello la resolución y exactitud. Los niveles de elementos de imagen son únicos para cada posición dentro de la tolerancia. Un gráfico que muestra las intensidades 76 de salida de señal luminosa para cada uno de los 24 elementos de imagen desde las indicaciones 17 del detector mostradas en la fig. 8A está ilustrado en la fig. 8B. Estas señales forman luego la entrada a la disposición de fotodiodos 25 de la unidad 20 de enlace electro-óptico descrita antes.

El presente invento puede también ser usado para detectar o vigilar temperatura como se ha mostrado en la fig. 9. El detector de temperatura usa un pelet 88 de polímero (tal como Teflón) que se expande linealmente con la temperatura desde -53,9º C a 315,6º C. El pelet acciona un vástago contra una carga elástica (empujado por el resorte 90) con una carrera de 0,25 cm. El pelet 88 de polímero está situado en una cavidad calefactora 92 que está en una relación de conducción de calor con el elemento para el cual se ha de medir la temperatura, por ejemplo, un componente de un motor. El pelet 88, por ello, se expande y contrae proporcionalmente a la temperatura del componente del motor y mueve por ello las indicaciones distintivas luminosas y el detector óptico vigila la posición del diseño desde el cual la temperatura es calculada. La exactitud sería de \pm 0,00025 cm que corresponde a \pm 2,78º C, o mejor.

El presente invento puede también funcionar como un detector para niveles de fluido como se ha mostrado en la fig. 10. Como se ha mostrado en la fig. 10A, una sonda 85 de detección y sus extremos 13 de fibra óptica son mantenidos fijos dentro de un depósito de fluido 70. El tubo de escala 83, que tiene las indicaciones distintivas luminosas dentro de su diámetro interior, tiene un extremo unido a un flotador 94 que descansa sobre la superficie 96 del fluido. La posición relativa del tubo de escala 83 con respecto a la sonda 85 del detector cambia con el nivel de líquido y el nivel es calculado.

Como se ha mostrado en la fig. 10B, un método alternativo para detectar niveles poco profundos de fluido es disponer cada uno de los haces 13 de elementos de imagen iluminador y receptor combinados a una mayor distancia entre sí. Los elementos de imagen están situados a pequeña distancia junto a una superficie reflectora 72 y el conjunto es mantenido verticalmente dentro del fluido que actúa como un medio de transmisión. El espacio entre la sonda 85 y la superficie reflectora 72 está abierto al aire y nivel de fluido. Cuando el nivel 96 del fluido disminuye, el medio entre los elementos de imagen superiores y la superficie reflectora resulta aire que permite que mayores niveles de luz reflejada entren a las fibras de elementos de imagen. De este modo, el nivel 96 del fluido será detectado dentro de una tolerancia de la distancia entre los elementos de imagen.

El presente invento puede ser también utilizado para detectar la posición relativa de rotación de un dispositivo giratorio o rueda como se ha mostrado en las figuras 12A y 12B. Un detector 13 vigila la posición de las indicaciones 17 de diseño en espiral en las caras de una rueda. Sólo una parte del diseño en espiral 17 que es inmediatamente adyacente al detector 13 será detectada. La posición rotacional relativa es calculada.

Un detector de flujo para el presente invento está ilustrado en las figs. 13A y 13B. Un detector 13 vigila el número de rotaciones de una rueda 64 que tiene una única barra 17 de diseño de luz en él. La rueda 64 es hecha girar por un árbol 66 que está conectado a una paleta 68 en un tubo 102. El flujo de fluido 104 en el tubo 102 hace que la paleta 68 gire lo que, a su vez, hacer girar la rueda 64. El detector 13 vigila o cuenta la rotación de la rueda 64 y, por ello, la velocidad de flujo de fluido.

Otros tipos de detectores que pueden ser desarrollados para enlazar son: interruptores de límite por medio de salida de elementos de imagen alta/baja, detectores de flujo por medio de un contador óptico giratorio y transductores de presión.

En el presente invento, cada iluminador emite luz a ocho haces de elementos de imagen individuales consistentes en 125 fibras cada uno. Estos ocho haces 19 de fibras primarias enlazan a través del conectador de caja electrónico al conectador de cable junto con los 24 haces de fibras secundarios 53-59. En el presente invento, el cable de fibra óptica tiene 5,5 m de largo.

En la sonda del detector, otro conectador enlaza con el conectador de cable y tanto los haces de fibra óptica primarios como secundarios son alimentados a la cabeza de la sonda. Dentro del tubo 85 de sonda y de la cabeza 87 de sonda, se combinan los elementos de imagen primarios y los elementos de imagen secundarios, fig. 1A. Cada elemento de imagen primario iluminador es dividido tres veces consistiendo cada uno en aproximadamente 42 fibras. Cada grupo de 42 fibras es combinado aleatoriamente con un elemento de imagen secundario recibido de 125 fibras, para un total de aproximadamente 167 fibras. Este haz de elementos de imagen de extremo alejado completo está envuelto en un manguito y alineado en la hendidura de la cabeza de sonda. De este modo, un haz de fibras primarias iluminará tres haces de fibras secundarias. La luz procedente de los haces primarios incide desde la cabeza 87 de la sonda o segundo objeto a las indicaciones distintivos luminosas 17 o primer objeto. La luz es reflejada de nuevo al haz secundario receptor desde los anillos brillantes 89 o absorbida por los espaciadores oscuros 91. Cada elemento de imagen secundario es mantenido en orden consecutivo y numerado desde la cabeza 87 de la sonda de nuevo a través de la conexión 35-41 de enlace de cable a la conexión de enlace de caja 43-49. Dentro de la unidad de enlace electro-óptico, los haces 53-59 de elementos de imagen receptores secundarios son combinados en una configuración de enlace 21. El haz de elementos de imagen receptor de 125 fibras numerado 1 a partir de cada uno de los cuatro grupos 53-59 de haces de fibras secundarias es agrupado junto hasta un total de 500 fibras. El grupo 1 de elementos de imagen es alineado perpendicular al elemento 1 de 51 del dispositivo eléctrico 25, fig. 1B. El grupo 2 de elementos de imagen es combinado y alineado con el elemento 2 y así sucesivamente hacia abajo en la línea al último grupo 24 de elementos de imagen.

Debido a la característica 67 de control de exposición de los iluminadores, solamente un canal de elementos de imagen 35-41 (una cuarta parte de cada uno de los grupos incidentes en los elementos 51) es activa en cualquier instante. Como cada canal de haces 53-59 de elementos de imagen ha sido mantenido en orden consecutivo tanto en la cabeza 87 de sonda como en la disposición 51 de elementos, la imagen coherente recibida por el dispositivo eléctrico 25 en el extremo próximo es representativa de la imagen de indicaciones distintivas luminosas 17 detectadas en el extremo alejado.

Debido a los requisitos de una configuración óptica para recibir o bien luz reflejada o bien luz transmitida, los contaminantes tales como partículas o líquidos inesperados pueden interferir con una detección fiable. Para resolver este problema, el método de detección de borde como se ha descrito previamente es insensible a partículas menores que un área en sección transversal de haz de elementos de imagen. Para eliminar partículas mayores o manchas de líquidos inesperados, se han incorporado patines de rodadura helicoidales que rascan la superficie de visión transparente y alejan cualesquiera contaminantes de la ventana de visión.

Múltiples técnicas de compensación de temperatura pueden ser usadas en el presente invento. Los componentes 23 del iluminador pueden tener ocho diodos emisores de luz infrarroja por unidad - dos ramas constituidas por cuatro series de LED están conectadas en paralelo. Con una corriente fija, un nivel de iluminación de LED disminuirá al aumentar la temperatura ambiente. Para compensar esto, el presente invento proporciona medios para un ajuste de corriente a través del LED en proporción a la temperatura para mantener un nivel de iluminación constante independientemente de las variaciones de

\hbox{temperatura.}

Otra técnica de compensación de temperatura es proporcionada por los fotodiodos ya que la respuesta del fotodiodo varía dramáticamente con la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la corriente oscura de un fotodiodo aumentará. Si el fotodiodo está bien iluminado, es decir, se recibe luz reflejada procedente de un anillo brillante 89, el efecto de corriente de oscuridad no es significativo. Por otro lado, si el fotodiodo tiene iluminación limitada, es decir, se recibe luz reflejada desde un espaciador oscuro 91, el nivel de luz puede aumentar significativamente bastante con la temperatura para efectuar el bajo nivel de umbral de la disposición de elementos de imagen. Para compensar esta variación, los niveles de desplazamiento de los fotodiodos son ajustados con relación a la temperatura detectada en la disposición 25 de dispositivos eléctricos y los niveles de brillo de los iluminadores.

Además de la inmunidad a los contaminantes, el presente invento es también inmune a la degradación de ciertos componentes del sistema. Durante la calibración inicial, el nivel de intensidad de los iluminadores es ajustado al más bajo nivel posible para permitir una señal adecuada. Este bajo nivel permite que una sala amplia aumente la intensidad para la compensación de la degradación y la temperatura. Similar a la compensación de temperatura descritas para los iluminadores, si los LED tuvieran que disminuir de intensidad a lo largo del tiempo, la corriente a través de las unidades sería aumentada para mantener un nivel constante. Esta característica de intensidad controlada compensaría también cualquier degradación en intensidad causada bien por un único LED corto o abierto dentro de la unidad iluminadora.

En el presente invento, la degradación de los haces de fibra óptica es también controlada. Cada elemento de imagen está hecho de muchas fibras ópticas pequeñas de modo que cuando las fibras se rompen, la reducción sea de nuevo compensada por la característica de control de intensidad.

Como se ha mostrado en la fig. 11A, el presente invento también puede ser incorporado en controles de motor detectando las rotaciones por minuto del dispositivo de puesta en marcha 98 de una turbina de aire y las variaciones de temperatura para control de la holgura del álabe 100 en la cavidad 74 del alojamiento ATS del motor. Uno o más haces 13 de elementos de imagen, consistentes tanto en fibras iluminadoras como receptoras, están dispuestos al ras con la pared del alojamiento adyacente a los álabes 100 de la unidad 98 de puesta en marcha de la turbina de aire. Cuando la unidad gira, cada álabe reflejará luz cuando pasan los elementos de imagen. Los álabes 100, funcionan por ello como las indicaciones luminosas 17. Un cómputo de los álabes, y por ello de las rotaciones, indica la rotaciones por minuto de la unidad calculadas. La fig. 11B muestra esquemáticamente en un gráfico la salida 78 de señal en el dispositivo eléctrico 25.

En conjuntos de puesta en marcha de turbina de aire, una de las dimensiones de diseño críticas es la holgura entre los álabes de las unidades y la pared del alojamiento. El detector del presente invento sirve a un propósito doble, tanto para optimizar la holgura como para detectar los rpm. La luz reflejada desde una superficie tendrá una intensidad diferente en función de la distancia a la superficie. El punto focal de las fibras está relacionado con la abertura numérica y el ángulo crítico para la reflexión interna total de la luz a través de la guía de ondas de la fibra. Si la superficie está demasiado cerca, el área de la luz reflejada solamente es tan grande como el área de la fibra, por ello la cantidad de luz reflejada es pequeña. Cuando la distancia aumenta al punto focal, más luz es aceptada por las fibras desde un ángulo de incidencia máximo y así la luz reflejada aumentará hasta un máximo. Cuando la distancia aumenta más allá del punto focal, se recibirán pocos rayos de luz reflejados por las fibras y de este modo la intensidad de la luz disminuirá. La fig. 11C ilustra esquemáticamente la variación de la intensidad 62 de luz recibida en el dispositivo eléctrico 25 cuando variedad con la distancia de separación de los extremos 13 y las superficies próximas de los álabes 100 de turbina. Es preferible mantener el ámbito operativo en el lado más cercano (desde b a c) de modo que se eviten señales ambiguas. Para detectar la holgura, el punto focal de los elementos de imagen del haz de fibras está situado más allá de la distancia a las superficies de álabes. Cuando la unidad gira, la temperatura aumentará y la unidad se expandirá disminuyendo por ello la distancia a la pared del alojamiento. Al disminuir la distancia, los niveles de luz disminuyen indicando una mayor temperatura. Con esta señal de realimentación, los conductos de aire de refrigeración pueden ser controlados para regular la temperatura y mantener la superficie circunferencial de la unidad a una distancia de seguridad aún óptima.

Ejemplo del invento

Como un ejemplo del presente invento, un detector de dos canales es instalado en uno de los dobles pistones del accionador del flap de borde posterior de un avión F/A 18. El transductor de detección original usado en el control de realimentación del accionador es un transductor diferencial lineal de tensión de cuatro canales (LVDT) instalado en uno de los cilindros del pistón. Debido a una carga lateral intrínseca sobre el accionador, hay discrepancias en la posición relativa de un pistón con respecto al otro. Por ello, para asegurar que la tetrarredundancia es obtenible con un sistema detector, se requiere una sonda de detector de cuatro canales como se ha mostrado en las figs. 14 y 15 para vigilar un pistón solamente eliminando por ello discrepancias de posición. Esta sonda de cuatro canales utiliza el mejor método de construcción y rendimiento. La fig. 14 es una vista de conjunto despiezada ordenadamente de las operaciones de montaje para este sistema.

Para empezar, el tubo 85 de sonda ha sido agrandado desde 1,082 a 1,270 cm de diámetro para acomodar las fibras adicionales. Para mejorar la exactitud, el número activo de haces de elementos de imagen receptores secundarios ha sido aumentado desde 24 a 32, con ocho restantes como haces de elementos de imagen iluminadores primarios. La cabeza 87 de la sonda está formada por dos semienvolventes 108, con hendiduras de 0,153 por 1,420 cm a 45º y 135º desde las partes planas de cada envolvente.

Cada uno de los haces de elementos de imagen está formado por 125 fibras receptoras más una cuarta parte (31 fibras) de uno de los ocho haces iluminadores hasta un total de 156 fibras. Para simplificar la construcción y facilidad de manipulación, los haces de elementos de imagen están cada uno de ellos recubiertos con resina epoxídica en un manguito 110 de 0,08 cm de diámetro. Los elementos de imagen dotados de manguito son a continuación instalados secuencialmente en cada una de las hendiduras 105 de canal en una configuración escalonada. Este escalonamiento de elementos de imagen consecutivos permite un solapamiento de visión de 0,0127 cm que mejora la detección de los bordes de las indicaciones distintivas luminosas 17. Mejorando la detección de borde, se eliminan algunas de las extrañas decisiones al tratar la posición.

Las dos envolventes son a continuación ensambladas juntas y la cavidad es llenada completamente con resina epoxídica. Los elementos de imagen dotados de manguito son amolados y pulidos al ras al diámetro exterior de la cabeza 87 de la sonda. Los cuatro conjuntos de haces 13 de elementos de imagen son alimentados a través del tubo 85 de sonda y emergen desde su manguito respectivo en el capuchón 112 de extremidad de las sondas para ser ensamblados a su conectador en hélice respectivo. La cabeza 87 de la sonda es insertada en el tubo 85 de la sonda y es unida por soldadura de haz electrónico circular. Adicionalmente, un anillo retenedor 114 es similarmente soldado por haz de electrones al extremo opuesto de la cabeza 87 de la sonda. El conjunto de sonda es pulido libre de rebabas y se instalan los patines de rodadura 107. El conjunto de sonda es instalado en el tubo 83 de escala que a su vez es instalado en la guía del tubo de equilibrio del accionador 71 del flap de borde posterior original que ha tenido el diámetro interior del rascador abierto desde 1,461 a 1,688 cm.

La fig. 15 muestra este sistema 120 de carrera larga ensamblado junto con un sistema 122 de carrera corta, un sistema 124 detector de temperatura y un sistema 126 detector de nivel conectado a cuatro unidades 20 electro-ópticas para un sistema tetrarredundante.

Así, el presente invento está destinado de modo adecuado a conseguir los objetos y ventajas mencionados así como los que son inherentes a él.

Claims (12)

1. Un sistema (10) de detección de posición relativa de un primer objeto con relación a un segundo objeto, que comprende: indicaciones distintivas luminosas (17) fijados a dicho primer objeto; un conjunto de fibras ópticas (11) que tiene un primer y segundo extremos (13, 15), estando dichos primeros extremos (15) fijados con respecto a dicho segundo objeto y dispuestos en una disposición de detección de diseño continua adyacente a dichos indicaciones distintivas luminosas (17); un conjunto de dispositivos eléctricos (51) de detección de luz suficiente para distinguir dichos diseños; una fuente luminosa (23); estando una parte (21) de dichos segundos extremos (15) de dicho conjunto de fibras dispuesta junto a dicha disposición de dispositivos eléctricos (51) detectores de luz y estando una parte (19) de dichos segundos extremos (15) y de dicho conjunto de fibras (11) dispuesta para recibir luz procedente de dicha fuente luminosa (23), caracterizado porque, las indicaciones distintivas luminosas (17) están dispuestos en diseños distintivos, cuyos diseños indicar la posición de los diseños con respecto a dicho primer objeto e indicando la situación de cada uno de dichas indicaciones una posición con respecto a dicho primer objeto; y porque luz procedente de dicha fuente luminosa (23) puede ser transportada a través de dichas fibras (11), reflejada desde dichos indicaciones distintivas luminosas (17), y transportada a continuación a través de dichas fibras (11) a dicha disposición de dispositivos eléctricos (51) detectores de luz para transportar, por medio de la posición de las fibras en dicha disposición continua de detección de diseño, el diseño de dichos indicaciones distintivas luminosas adyacentes a los primeros extremos (13) de dichas fibras ópticas y por ello la posición de dicho primer objeto con respecto a dicho segundo objeto.

2. Un sistema (10) de detección según la reivindicación 1ª, en el que las indicaciones distintivas luminosas incluyen: un primer conjunto de indicaciones distintivas luminosas (17) dispuestos en diseños distintivos, cuyos diseños indican una primera posición; un segundo conjunto de indicaciones distintivas luminosas (17) dispuestos en diseños distintivos, cuyos diseños indican una segunda posición; y en el que dicho sistema comprende además: un conjunto de fibras ópticas (11) que tiene un primer y segundo extremos (13, 15), estando dispuestos dichos primeros extremos (13) en una disposición continua de detección de diseño adyacente a dichos primer y segundo conjuntos de indicaciones distintivas luminosas; una disposición de dispositivos eléctricos (51) detectores de luz para distinguir dichos diseños de dichos primer y segundo conjuntos de indicaciones distintivas luminosas; una fuente luminosa (23); estando una parte (21) de dichos segundos extremos (15) de dicho haz de fibras dispuesta junto a dichos dispositivos eléctricos (51) detectores de luz y estando una parte (19) de dichos segundos extremos (15) de dicho haz de fibras dispuesta para recibir luz desde dicha fuente luminosa (23) de modo que la luz procedente de dicha fuente luminosa pueda ser transportada a través de dichas fibras (11), reflejada antes de dichos primer y segundo indicaciones distintivas luminosas (17), y transportada a continuación a través de dichas fibras (11) a dicha disposición de dispositivos eléctricos (52) detectores de luz para transportar el diseño de dichos primer y segundo conjuntos de indicaciones distintivas luminosas y por ello el primer y segundo parámetros; y medios (61, 63, 65, 67, 69) para distinguir dichas primera y segunda posiciones.

3. Un sistema (10) según la reivindicación 2ª en el que dichos medios para distinguir dichas primera y segunda posiciones comprenden medios (67) para activar selectivamente dicha fuente luminosa (23) de modo que transporte selectivamente luz a dichos primer y segundo conjuntos de indicaciones distintivas luminosas.

4. Un sistema (10) según la reivindicación 2ª en el que dicho conjunto de fibras ópticas (11) está separado en un primer y segundo conjuntos de fibras ópticas, estando dispuestos dichos primeros extremos (13) de dicho primer conjunto de fibras ópticas en una disposición de detección de diseño adyacente a dicho primer conjunto de indicaciones (17) y estando dichos primeros extremos (13) de dicho conjunto de fibras ópticas dispuesto en una disposición de detección de diseños adyacente a dicho segundo conjunto de indicaciones (17); y en el que dichos medios para distinguir dichas primera y segunda posiciones comprenden medios (67) para distinguir las señales detectadas en dichos segundos extremos de dicho primer conjunto de fibras ópticas de las señales detectadas en dichos segundos extremos de dicho segundo conjunto de fibras ópticas iluminando selectivamente las indicaciones adyacentes a ellas.

5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 4ª, en el que las indicaciones distintivas luminosas (17) comprenden una serie alternativa de anillos reflectantes de luz (89) y espaciadores (91) no reflectantes de la luz.

6. Un sistema según la reivindicación 7ª, en el que los anillos (89) son un mínimo de dos tamaños y los espaciadores (91) son una variedad de tamaños.

7. Un sistema según la reivindicación 5ª o 6ª, en el que la disposición continua de detección de diseño detecta los bordes de los anillos (89).

8. Un sistema según la reivindicación 7ª, en el que al menos tres bordes son detectados por la disposición de detección de diseños en cualquier instante.

9. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la disposición de detección de diseño está prevista para extenderse sustancialmente paralela a la magnitud del diseño de las indicaciones distintivas luminosas.

10. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la disposición de detección de diseño y las indicaciones distintivas luminosas están previstos para ser móviles en una dirección paralela entre sí.

11. Un método para detectar una posición relativa de un primer objeto con relación a un segundo objeto, que comprende: fijar un primer conjunto de indicaciones distintivas luminosas (17) a dicho primer objeto móvil, con relación a dicho conjunto de indicaciones distintivas luminosas, los primeros extremos (12) de un conjunto de fibras ópticas (11) de modo que dichos primeros extremos están dispuestos en una disposición de detección de diseño adyacente a dicho conjunto de indicaciones de modo que indiquen, por posición de dichos primeros extremos con relación a dichos diseños distintivos de luz, una posición relativa; introducir luz en dichos segundos extremos (15) de dicho conjunto de fibras ópticas de modo que la luz es transportada a través de dichas fibras (11), reflejada desde dichos primeros indicaciones distintivas luminosas (17), y a continuación transportada a través de dicha fibras (11) a una disposición de dispositivos eléctricos (51) de detección de luz dispuestos junto a dichos segundos extremos de dichas fibras ópticas, caracterizado porque las indicaciones distintivas luminosas son diseños distintivos que indican una posición de los diseños con respecto al primer objeto y la situación de cada una de dichas marcas indica una posición con respecto a dicho primer objeto; porque el diseño de las indicaciones distintivas luminosas junto a los primeros extremos de dicha fibras ópticas son transportados a él; y detectar eléctricamente por dicho dispositivos eléctricos detectores de luz el diseño de indicaciones distintivas luminosas transportadas a él y convertir eléctricamente el diseño a una señal eléctrica que indica la posición relativa representada por ello.

12. Un método según la reivindicación 11ª que comprende: un primer conjunto de indicaciones distintivas luminosas (17) en diseños distintivos que indican una primera posición de acuerdo a la situación de los diseños; fijar un segundo conjunto de indicaciones distintivas luminosas (17) en diseños distintivos que indican una segunda posición de acuerdo con la situación de los diseños; mover los primeros extremos (13) de un conjunto de fibras ópticas (11) que tiene primeros y segundos extremos (13, 15) de modo que dichos primeros extremos (13) están dispuestos en una disposición de detección de diseño junto a dichos primer y segundo conjuntos de marcas (17) de modo que indique por posición dichas primera y segunda posiciones; introducir luz en dichos segundos extremos (15) de dicho conjunto de fibras ópticas (11) de modo que sea transportada a través de dichas fibras (11), y reflejada desde dichos primer y segundo indicaciones distintivas luminosas (17); y transportada a continuación a través de dichas fibras (11) a una disposición de dispositivos eléctricos (51) detectores de luz dispuestos junto a dichos segundos extremos (15) de dichas fibras ópticas (11) de modo que los diseños de dichos primer y segundo conjuntos de indicaciones distintivas luminosas (17) son transportados a él y por ello la primera y segunda posiciones; y distinguir dichas primera y segunda posiciones.