FI74541C - Method for sensing a force in an optically controlled resonant element device and resonant element device for carrying out the method. - Google Patents

Method for sensing a force in an optically controlled resonant element device and resonant element device for carrying out the method. Download PDF

Info

Publication number
FI74541C
FI74541C FI860047A FI860047A FI74541C FI 74541 C FI74541 C FI 74541C FI 860047 A FI860047 A FI 860047A FI 860047 A FI860047 A FI 860047A FI 74541 C FI74541 C FI 74541C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
radiant energy
resonant element
resonant
energy
path
Prior art date
Application number
FI860047A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI860047A (en
FI860047A0 (en
FI74541B (en
Inventor
Everett O Olsen
Gordon W Chitty
Christopher R Brown
Original Assignee
Foxboro Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foxboro Co filed Critical Foxboro Co
Publication of FI860047A publication Critical patent/FI860047A/en
Publication of FI860047A0 publication Critical patent/FI860047A0/en
Application granted granted Critical
Publication of FI74541B publication Critical patent/FI74541B/en
Publication of FI74541C publication Critical patent/FI74541C/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/26Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/10Measuring force or stress, in general by measuring variations of frequency of stressed vibrating elements, e.g. of stressed strings
    • G01L1/103Measuring force or stress, in general by measuring variations of frequency of stressed vibrating elements, e.g. of stressed strings optical excitation or measuring of vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of an element not provided for in the following subgroups of G01L9/0008
    • G01L9/0011Optical excitation or measuring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/0013Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a string
    • G01L9/0014Optical excitation or measuring of vibrations

Description

t 74541t 74541

Menetelmä voiman havaitsemiseksi optisesti ohjatussa reso-nanssielementtilaitteessa sekä resonanssielementtilaite menetelmän suorittamiseksiA method for detecting a force in an optically controlled resonant element device and a resonant element device for performing the method

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää voiman havaitsemiseksi optisesti ohjatussa värähtelevässä resonanssielementtilaitteessa. Keksintö kohdistuu myös itse värähtelevään resonanssielementtilaitteeseen.The present invention relates to a method for detecting a force in an optically controlled oscillating resonant element device according to the preamble of claim 1. The invention also relates to the oscillating resonant element device itself.

Selvyyden vuoksi ja esillä olevan keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi tarvitaan tiettyjä määritelmiä. Tässä käytettynä termi "säteilyenergia" sisältää sekä koherentin että epäkohe-rentin energian, jonka aallonpituus on välillä 1000 - 100 000 Ä ja erikoisesti infrapuna-, ultravioletti- ja näkyvän valon energian. Tällaista säteilyenergiaa voidaan kuvata "muuttumattomana" tai "jatkuvana aaltona" ("CW") sen erottamiseksi säteilyenergiasignaaleista, joita on muunneltu informaation kuljettamista varten. Ilmaisua "modulaatio" käytetään tässä laajassa merkityksessä ja sen ajatellaan tarkoittavan prosessia, jossa muutetaan jotain kantoaallon ominaisuutta, niin että se vaihtelee toisen signaalin hetkellisarvon tahdissa, ja erikoisesti amplitudimodulaatiota. Tässä mainittu "muuttumaton" säteilyenergia tarkoittaa säteilyenergiaa, jolla on ;** oleellisesti vakiosuuruiset intensiteettitasot, ts. intensi teetissä ei ole lyhytaikaisia vaihteluita, ja jolla on oleel-lisesti muuttumaton spektri jakautuma. Puhuttaessa informaa-tiota kuljettavista valosignaaleista termejä "suljinohjattu" : ja "katkottu" käytetään viittaamaan sekä moduloituun valoon että mekanismiin, jolla modulaatio suoritetaan. "Väliaine" sisältää kaasut ja/tai nesteet. Termiä "hopeoitu" käytetään tässä geneerisesti kuvaamaan heijastavaa metallointipäällys-tettä tai vastaavaa. Termiä "osittain hopeoitu" käytetään ku-.. vaarnaan sellaista päällystettä, jolla on läpäisevyys- ja hei- jastusominaisuuksia, jotka voivat olla suhteellisesti suuria toisiinsa verrattuna. Termiä "voima" käytetään kuvaamaan mitä tahansa fysikaalista parametriä tai ilmiötä, joka voi liikuttaa kappaletta tai muuttaa sen liikettä, ja erikoisesti termi sisältää paineen ja minkä tahansa parametrin tai ilmiön, joka voidaan muuttaa paineeksi. Termiä "moot- 2 74541 tori" käytetään sen laajassa merkityksessä, ts. se tarkoittaa laitetta, joka liikuttaa esinettä. Termiä "muunnin" käytetään kuvaamaan laitetta, joka muuntaa energian muodosta toiseen jä tässä käytettynä termit "optosähköinen muunnin" ja "sähköoptinen muunnin" kuvaavat täsmällisemmin laiteluokkaa, joka soveltuu muuntamaan säteilyenergian sähköenergiaksi ja sähköenergian säteilyener-giaksi. "Ulokepalkki" tarkoittaa sellaista mekaanisten tai muiden anturien luokkaa, jossa palkkielementti on kiinnitetty toisesta päästään ja voidaan saattaa resonoimaan. Tällaiset ulokepalkkielementit voivat olla onttoja, missä tapauksessa niitä nimitetään "ontoiksi resonanssipalkkielementeiksi tai -rakenteiksi" .For clarity and to facilitate understanding of the present invention, certain definitions are needed. As used herein, the term "radiant energy" includes both coherent and non-coherent energy having a wavelength between 1000 and 100,000 Å, and in particular infrared, ultraviolet and visible light energy. Such radiant energy can be described as a "constant" or "continuous wave" ("CW") to distinguish it from radiant energy signals that have been modified to carry information. The term "modulation" is used in this broad sense and is intended to mean a process of changing some property of a carrier so that it varies with the instantaneous value of another signal, and in particular amplitude modulation. As used herein, "constant" radiant energy means radiant energy that has; ** substantially constant levels of intensity, i.e., no short-term variations in intensity, and that has a substantially constant spectral distribution. When speaking of light signals carrying information, the terms "shutter-controlled" and "intermittent" are used to refer to both the modulated light and the mechanism by which the modulation is performed. "Medium" includes gases and / or liquids. The term "silver-plated" is used generically herein to describe a reflective metallization coating or the like. The term "partially silver plated" is used to describe a coating having permeability and reflectivity properties that can be relatively large relative to each other. The term "force" is used to describe any physical parameter or phenomenon that can move a body or change its motion, and in particular, the term includes pressure and any parameter or phenomenon that can be converted to pressure. The term "motor-2 74541 tori" is used in its broadest sense, i.e. it means a device that moves an object. The term "transducer" is used to describe a device that converts energy from one form to another, and as used herein, the terms "optoelectric converter" and "electro-optical converter" more specifically describe a class of devices suitable for converting radiant energy into electrical energy and electrical energy into radiant energy. "Cantilever beam" means a class of mechanical or other sensors in which a beam element is attached at one end and can be made to resonate. Such cantilever beam elements may be hollow, in which case they are referred to as "hollow resonant beam elements or structures".

Kuituoptiikkaan perustuvan tiedonsiirron ja teollisuusprosessien ohjauksen etujen tullessa paremmin tunnetuiksi kasvavaa huomiota on kohdistettu erilaisiin menetelmiin pienitasoisen säteilyenergian siirtämiseksi yksinkertaisesti, halvalla ja luotettavasti kuituoptiikan avulla anturin sijaintipaikalle halutun mittauksen tekemistä varten ja mittausinformaation palauttamiseksi kuituoptisia teitä pitkin valvonta- ja mittaus-paikalle. Eräitä tällaisten prosessinohjausjärjestelmien suunnittelijoita kohtaavista monista ongelmista ovat pyrkimys harvoihin, pienen valotason optisiin teihin ja sellaisiin menetelmiin, jotka suorittavat mittauksen tarkasti ja luotettavasti siten, että johdettu mittausinformaatio voidaan siirtää tarkasti oikein kuituoptisten signaalien avulla.As the benefits of fiber optic communication and industrial process control become better known, increasing attention has been paid to various methods for simply, inexpensively, and reliably transmitting low-level radiant energy to a fiber location for sensor measurement and retrieving measurement information along fiber optic paths. Some of the many problems faced by designers of such process control systems are the pursuit of few, low-light optical paths and methods that perform measurement accurately and reliably so that the derived measurement information can be accurately transmitted correctly using fiber optic signals.

On yleisesti tunnettua, että jännitetyn langan resonanssitaajuus on langan jännityksen funktio. On myös tiedossa, että voiman-mittauslaite voi perustua tähän riippuvuuteen siten, että lanka saatetaan värähtelemään sen ollessa siihen kohdistetun tuntemattoman voiman jännittämä ja värähtelytaajuus mitataan siten kuin US-patentissa 4 329 775. Samoin on tunnettua, että kohdistamalla värähtelevän onton palkkirakenteen sisätilaan painevaih-teluita sen resonanssitaajuus vaihtelee tämän seurauksena pai-neenvaihteluista riippuen. Kuituoptisen tekniikan alalla on tunnettua, että värähtelevä elementti, joka osittain katkaisee 74541 jaksollisesti valon kulkutien kahden toisiinsa kohdistetun kuituoptisen elementin välillä, aikaansaa toista kuituoptista elementtiä pitkin kulkevan valon "suljinohjauksen".It is well known that the resonant frequency of a tensioned wire is a function of the wire tension. It is also known that a force measuring device can be based on this dependence by causing the wire to vibrate under the tension of an unknown force applied to it and measuring the oscillation frequency as in U.S. Patent 4,329,775. It is also known that by applying pressure to a vibrating hollow beam structure its resonant frequency varies as a result depending on the pressure fluctuations. It is known in the art of fiber optic technology that an oscillating element that partially interrupts the light path between two aligned fiber optic elements 74541 provides "shutter control" of light passing along the second fiber optic element.

On myös tunnettua, että muuttumaton valonsäde voidaan johtaa ensimmäistä kuituoptista elementtiä pitkin, moduloida (esimerkiksi akustisesti) ja palauttaa lähellä lähdettään olevaan pisteeseen toisen kuituoptisen elementin välityksellä (US-patentit 4 345 482 ja 4 275 295). Aivan viimeaikoina on väitetty, että värähtelevää lankaelementtiä voidaan syöttää lähettämällä puls-sitettua valoa ensimmäistä optista kuituelementtiä pitkin, muuttumaton valonsäde johdetaan toista kuituoptista elementtiä pitkin pisteeseen, jossa värähtelyt moduloivat muuttumatonta valoa ja värähtelyjen taajuus havaitaan heijastamalla moduloitu valo takaisin pitkin kolmannen kuituoptisen elementin tietä. Modulaatiotaajuus voitaisiin tällöin mitata. Värähtelevän langan muuttuva jännitys voisi saattaa palaavan valoenergian vaihtelemaan säännöllisesti langan jännityksen mukana (Jones, B.E. ja G.S. Philp, "A Vibrating Wire Sensor with Optical Fibre Links for Force Measurement", Paper n:o 05.1, Sensors and Their Applications, UMIST Manchester (UK) 20-22 syyskuu 1983).It is also known that a constant beam of light can be conducted along a first fiber optic element, modulated (e.g. acoustically) and returned to a point near its source via a second fiber optic element (U.S. Patents 4,345,482 and 4,275,295). More recently, it has been argued that an oscillating wire element can be supplied by transmitting pulsed light along a first optical fiber element, a constant light beam is conducted along a second fiber optic element to a point where oscillations modulate constant light and oscillation frequency is detected by reflecting The modulation frequency could then be measured. The variable voltage of an oscillating wire could cause the returning light energy to fluctuate regularly with the wire voltage (Jones, BE and GS Philp, "A Vibrating Wire Sensor with Optical Fiber Links for Force Measurement", Paper No. 05.1, Sensors and Their Applications, UMIST Manchester (UK ) 20-22 September 1983).

Jonesin ja Philpin ehdotus on esitetty kuviossa 2. Heidän ehdottamassaan laitteessa ohut lanka on pingoitettu kiinnityskohdan ja painekalvon välille. Lanka on sijoitettu kestomagneetin napojen väliin ja langan kaksi solmukohtaa on kytketty sähköisesti sovitusmuuntajän kautta valodiodiin 1. Jos intensiteetiltään vaihtelevaa valoa johdetaan optisen kuidun kautta valo-diodille ja langan läpi syötetään vaihtovirta, lanka liikkuu tällöin virran ja magneettikentän määräämään nähden kohtisuorassa tasossa taajuudella, joka on yhtäsuuri kuin intensiteetin vaihteluiden taajuus. Langan liike havaitaan kahdella optisella kuidulla, jotka on sijoitettu yhdensuuntaisiksi ja lähelle liikkeen tasoa. Ensimmäiseen näistä kahdesta kuidusta syötetään ohjausyksikössä olevasta valoaemittoivasta diodista LED 2 valoa, jolla on nimellisesti vakiointensiteetti, ja tämä valo valaisee 4 74541 lankaa kuidun anturipäästä poistuessaan. Osa valosta heijastuu takaisin toiseen kuituun ja se palautetaan ohjausyksikköön.The proposal of Jones and Philp is shown in Figure 2. In their proposed device, a thin wire is tensioned between the attachment point and the pressure film. The wire is placed between the poles of the permanent magnet and the two nodes of the wire are electrically connected via a matching transformer to the light emitting diode 1. If light of varying intensity is passed through the optical fiber to the light emitting diode and alternating current is applied through the wire, the wire moves parallel to the current and magnetic than the frequency of intensity variations. The motion of the wire is detected by two optical fibers placed parallel and close to the plane of motion. The first of these two fibers is supplied with LED 2 light having a nominal constant intensity from a light emitting diode in the control unit, and this light illuminates 4,74541 wires as they exit the sensor end of the fiber. Some of the light is reflected back to the other fiber and returned to the control unit.

Tämän palaavan valon intensiteetti on funktio langan asemasta kuitujen päiden suhteen. Siten langan värähdellessä toinen kuitu palauttaa ohjausyksikköön värähtelyn tahdissa vaihtelevan valointensiteetin. Tämä signaali vahvistetaan sähköisesti ohjausyksikössä ja osaa sähköisestä lähdöstä käytetään ohjaamaan valoaemittoivaa diodia LED 1 samassa vaiheessa ja resonanssissa langan kanssa. Kolmas optinen kuitu siirtää tämän vaiheessa olevan valosignaalin tuntopäähän, jossa se muunnetaan värähtelyn-ohjaustehoksi värähtelyn ylläpitämiseksi.The intensity of this returning light is a function of the position of the wire with respect to the ends of the fibers. Thus, as the wire oscillates, the second fiber returns to the control unit a light intensity that varies with the oscillation. This signal is electrically amplified in the control unit and part of the electrical output is used to control the light emitting diode LED 1 in phase and in resonance with the wire. The third optical fiber transmits the light signal at this stage to the sensing end, where it is converted into vibration control power to maintain the vibration.

Tämä ja muut tunnetut kuituoptisilla keinoilla toteutetut menetelmät kaukomittausta ja tiedonsiirtoa varten edellyttävät yleensä useita valon kulkuteitä, monimutkaisia piirejä ja/tai erillisiä värähtelyenergian lähteitä resonoivaa elintä varten.This and other known methods for telemetry and data transmission by fiber optic means generally require multiple light paths, complex circuits, and / or separate sources of vibrational energy for the resonant member.

Keksintö liittyy havaintoon, että värähtelevä tai resonoiva elementti voi samanaikaisesti suorittaa yhden ainoan muuttumattoman säteilyenergiasäteen suljinohjauksen ja heijastamisen.The invention relates to the finding that an oscillating or resonant element can simultaneously perform shutter control and reflection of a single constant beam of radiant energy.

Esillä olevan keksinnön ajatuksena on johtaa muuttumaton säteily-energiasäde ensimmäistä yhdystietä pitkin säteilyenergian havaitsevalle muunninelementille, joka on sijoitettu värähtelevän resonanssielementin lähelle siten, että resonanssielementti jaksol-lisesti ainakin osittain peittää resonanssielementtiin osuvan säteilyenergian tien heijastaen osan muuttumattomasta säteily-energiasta takaisin samaa yhdystietä pitkin käänteisessä suunnassa, kun resonanssielementti peittää säteilyenergian tien, ja käyttämällä havaittua säteilyenergiaa saattamaan resonanssielementin jatkamaan värähtelyä. Eli niiden aikajaksojen aikana, jolloin resonanssielementti ei peitä säteilyenergian lähdettä, energian sallitaan päästä valoenergian sähköenergiaksi muuntavalle muuntimelle, joka kehittää sähkövirran muuntimen lähtöön .It is an idea of the present invention to direct a constant radiant energy beam along a first link to a radiant energy detecting transducer element positioned near the oscillating resonant element such that the resonant element periodically at least partially overlaps the radiant energy when the resonant element covers the path of the radiant energy, and using the detected radiant energy to cause the resonant element to continue to vibrate. That is, during those time periods when the resonant element does not cover the source of radiant energy, the energy is allowed to enter the converter that converts light energy into electrical energy, which generates an electric current at the output of the converter.

li 74541 Sähkövirran vaihetta siirretään tunnettujen periaatteiden mukaisesti ja tätä käytetään resonanssielementin värähtelyn käynnistämiseksi ja ylläpitämiseksi. Keksinnön oskillaattoriosan värähtelevää lankaa tai nauhaa käyttävässä muodossa vaihesiirretty sähkövirta syötetään sähkömagnetismin tunnettujen lakien mukaisesti magneettikenttään ripustetun jännitetyn langan tai nauhan päihin, mikä saattaa langan tai nauhan aloittamaan värähtelyn ja jatkamaan värähtelemistä langan tai nauhan resonanssitaajuu-della. Vaihtoehtoisessa onttoa resonanssipalkkia käyttävässä muodossa muuntimen lähdön vaihetta siirretään ja se syötetään sähköenergian mekaaniseksi energiaksi muuntavalle muuntimelle värähtelyn käynnistämiseksi ja ylläpitämiseksi. Jaksollisesti heijastetun säteilyenergian intensiteetti vaihtelee synkronisesti resonanssielementin värähtelyn kanssa. Sisällyttämällä laitteeseen väline, joka poikkeuttaa värähtelevästä heijastuneesta säteilyenergiasta havaittavan osan ensimmäiseltä muuttumattoman säteilyenergian tieltä toista tietä pitkin etäällä olevalle ilmaisimelle, värähtelevän säteilyenergian taajuus (ja siten resonanssielementin taajuus) voidaan määrätä tavanomaisilla keinoilla. Kohdistamalla resonanssielementtiin voima, joka muuttaa sen taajuutta voiman suuruudesta riippuen, mahdollistetaan voiman kaukomittaus.li 74541 The phase of the electric current is shifted according to known principles and this is used to initiate and maintain the vibration of the resonant element. In the form of using the oscillating wire or strip of the oscillator part of the invention, the phase shifted electric current is supplied to the ends of a tensioned wire or strip suspended in a magnetic field according to known laws of electromagnetism, causing the wire or strip to start vibrating and continue to oscillate. In an alternative form using a hollow resonant beam, the output phase of the transducer is shifted and fed to a transducer that converts electrical energy into mechanical energy to initiate and maintain vibration. The intensity of the periodically reflected radiant energy varies synchronously with the oscillation of the resonant element. By including in the device a means for deflecting a detectable portion of the vibrating reflected radiation energy from the first constant radiation energy path along the second path to a remote detector, the frequency of the vibrating energy (and thus the frequency of the resonant element) can be determined by conventional means. By applying a force to the resonant element, which changes its frequency depending on the magnitude of the force, a remote measurement of the force is made possible.

Täten voidaan luonnollisesti mitata erilaisia fysikaalisia ilmiöitä muuntamalla fysikaalinen ilmiö tai parametri edellä olevan mukaisesti kohdistetuksi voimaksi. Esimerkkejä resonanssi-elementteinä käytettäviksi sopivista pitkänomaisista laitteista ovat jännitetyt lanka- tai nauhaelementit , kaksi- tai yksihaa-raiset ääniraudat, kellot, muut ulokerakenteet ja kaksoisuloke-rakenteet.Thus, of course, various physical phenomena can be measured by converting a physical phenomenon or parameter into a force applied as described above. Examples of elongate devices suitable for use as resonant elements are tensioned wire or strip elements, double or single pronged sound irons, clocks, other cantilever structures and double cantilever structures.

Suuremman informaatiomäärän koodaamista ja siirtämistä varten kuituoptisen kulkutien muuttumaton säteily- (tai valo-) energia-tulo voi olla spektriltään joko leveä tai erikoisesti rajoitettu ja myös värähtelyelementiltä palaava valo voi olla spektriltään leveä tai erikoisesti rajoitettu, millä saadaan siten suu- 6 74541 ri joustavuus informaatiota yhtä ainoaa kulkutietä pitkin siirrettäessä. Keksinnön muut suoritusmuodot käsittävät lisäksi esimerkiksi ainakin kaksi erillistä resonaattoria, jotka on sijoitettu rajoitettuun tilaan, jossa kumpikin resonanssiele-mentti on sovitettu mittaamaan eri fysikaalista parametriä.For encoding and transmitting a larger amount of information, the constant radiant (or light) energy input of the fiber optic path may be either wide or particularly limited in spectrum, and the light returning from the oscillating element may also be wide or particularly limited in spectrum, thus providing a large amount of information. when moving along a single passageway. Other embodiments of the invention further comprise, for example, at least two separate resonators housed in a confined space in which each resonant element is adapted to measure a different physical parameter.

Kahden resonaattorin ja yhden kuituoptisen tien tapauksessa muuttumaton energia johdetaan molemmille värähteleville resonaattoreille ja valon kumpikin heijastunut osa suodatetaan eri aallonpituudella ja yhdistetään tämän jälkeen palautettavaksi dekooderille samaa yhtä kuitupitoista kulkutietä pitkin. Tämä suodatus voidaan suorittaa tavanomaisilla suotimilla tai moni-kerroksisesti päällystetyillä heijastavilla elementeillä, jotka on kiinnitetty resonanssielementtiin ja sijoitettu heijastamaan aallonpituuksiltaan rajoitettua valoenergiaa takaisin pitkin kuituoptista kulkutietä. Tässä käytettynä "monikerroksiset päällysteet" ovat päällysteitä, jotka on tehty monista dielek-trisen materiaalin kerroksista, joilla on määrätyt taittoker-toimet. Tällaiset päällysteet voivat olla (spektraalisesti) ylipäästö-, kaistanpäästö- tai alipäästötyyppisiä riippuen kerrosten järjestelystä, joiden valitseminen sisältyy tavallisen optisen alan ammattimiehen osaamiseen. Dekooderissa voidaan käyttää säteen jakajaa (tai vastaavaa) erottamaan aallopituudel-taan lyhyemmän energian aallonpituudeltaan pidemmästä energiasta. Värähtelytaajuudet voidaan tällöin mitata havaittujen fysikaalisten parametrien ilmaisemiseksi. Monia tällaisia monikäyttö-kokoonpanoja voidaan käyttää ja niiden yhdistelmiä rajoittavat vain erilaiset mitattavat fysikaaliset parametrit ja lukumääriä vain kyky erottaa ja erotella säteilyenergian aallonpituuksia. Joitakin tämän keksinnön mukaisen yhden optisen kuitutien yh-distelmäkäyttöjä ovat taajuus ja alueenylityksen ilmaisu, asento ja liikerajat, paikallinen tai etäinen lämpötila ja paine, paine ja/tai paine-ero ja muu muuttuja, kuten lämpötila ja niin edelleen kyseisen järjestelyn vaatimalla tavalla.In the case of two resonators and one fiber optic path, the constant energy is applied to both oscillating resonators and each reflected part of the light is filtered at a different wavelength and then combined to be returned to the decoder along the same single fibrous path. This filtering can be performed with conventional filters or multi-layer coated reflective elements attached to the resonant element and positioned to reflect light energy of limited wavelengths back along the fiber optic path. As used herein, "multilayer coatings" are coatings made from a plurality of layers of dielectric material having specified refractive indices. Such coatings may be of the (spectrally) high-pass, band-pass, or low-pass type, depending on the arrangement of the layers, the selection of which is within the skill of one of ordinary skill in the art. A beam splitter (or the like) may be used in the decoder to separate energy of shorter wavelength from energy of longer wavelength. The oscillation frequencies can then be measured to express the observed physical parameters. Many such multipurpose configurations can be used and their combinations are limited only by the various physical parameters to be measured and the numbers only by the ability to distinguish and discriminate wavelengths of radiant energy. Some combined uses of the single optical fiber path of the present invention include frequency and range detection, position and range of motion, local or remote temperature and pressure, pressure and / or differential pressure, and other variables such as temperature and so on as required by that arrangement.

Tämän keksinnön edullisena tarkoituksena on siten saada aikaan menetelmä yhden tai useamman fysikaalisen ilmiön mittaamiseksi paikassa, joka on etäällä paikasta, jossa signaalia käytetään tai se havaitaan, ja jossa mittaussignaali on tunteeton tai se sietää melkein kaikkia tavallisia ympäristön haittoja.It is therefore a preferred object of the present invention to provide a method for measuring one or more physical phenomena at a location remote from the location where the signal is used or detected, and where the measurement signal is insensitive or tolerates almost all common environmental nuisances.

li 7 74541li 7 74541

Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkit selviävät patenttivaatimuksesta 1 ja keksinnön mukaiselle resonanssielement-tilaitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty vaatimuksessa 7.The features of the method according to the invention become clear from claim 1 and the resonant element device according to the invention is characterized by what is set forth in claim 7.

Keksinnön eräänä etuna on, että yhtä ainoaa kuituoptista tietä voidaan käyttää siirtämään sekä oskillaattorin lähde-energian että resonoivan värähtelevän signaalin.One advantage of the invention is that a single fiber optic path can be used to transmit both the source energy of the oscillator and the resonant oscillating signal.

Keksinnön toisena etuna on, että sillä voidaan mitata helposti ja tarkasti monenlaisia fysikaalisia parametrejä.Another advantage of the invention is that it can easily and accurately measure a wide variety of physical parameters.

Vielä eräänä etuna on kyky siirtää useita signaali-informaa-tioenergioi ta ja oskillaattorin lähde-energioita yhdellä kuituoptisella tiellä.Another advantage is the ability to transfer multiple signal information energies and oscillator source energies in a single fiber optic path.

Koska optisen kuidun kuljettaman koodattu viesti ei riipu voimakkaasti sätei1yenergian tasosta, ainakin pienempien riittävien mi nimienergiatasojen syöttäminen mahdollistaa onnistuneiden mittausten suorittamisen, jopa silloin kun esiintyy laajakaistaista optista amplitudikohinaa.Since the encoded message carried by the optical fiber does not strongly depend on the level of radiant energy, at least the input of lower sufficient minimum energy levels allows successful measurements to be made, even in the presence of broadband optical amplitude noise.

Eräänä etuna on edelleen vaikutukseltaan täydellinen erotus ja vapaus radiotaajuisista häiriöistä (RFI), samoin anturi-paikan ja valvomotilan välisten sähköisesti johtavien teiden välttäminen, jotka aiheuttavat maasilmukkavirtoja.A further advantage is the complete effect of separation and freedom from radio frequency interference (RFI), as well as the avoidance of electrically conductive paths between the sensor site and the control room space, which cause ground loop currents.

Esillä olevan keksinnön vielä eräänä etuna on merkittävästi vähentynyt huoli sähköisistä johtimista, jotka voivat siirtää voimakkaan sähömagneettisen pulssin energian ohjausjärjestelmän elektroniikkaan ja ohjausosiin. Täten ei esiinny sähkövirtoihin liittyvää räjähdysvaaraa vaarallisissa ympäristöissä eikä salaman aiheuttamia vaaroja.Yet another advantage of the present invention is the significantly reduced concern about electrical conductors that can transmit a strong electromagnetic pulse to the electronics and control components of an energy control system. Thus, there is no risk of explosion associated with electric currents in hazardous environments or hazards caused by lightning.

Esitetyn keksinnön erään suoritusmuodon eräänä etuna on, että se on erittäin helposti sovitettavissa joko optiseen tai säh- 8 74541 köiseen kytkentään, mikä mahdollistaa vielä suuremman joustavuuden sovitettaessa uutta tekniikkaa vanhaan ohjauslaitteistoon ja/tai sähkö- ja valoenergiatekniikoita integroitaessa tai yhdistettäessä .One advantage of an embodiment of the present invention is that it is very easily adaptable to either optical or electrical connection, allowing even greater flexibility in adapting new technology to old control equipment and / or integrating or combining electrical and light energy technologies.

Keksinnön vielä eräänä etuna on, että valosignaalit voidaan helposti multipleksoida monen signaalin siirtämiseksi erittäin harvoilla kulkuteillä.Yet another advantage of the invention is that light signals can be easily multiplexed to transmit multiple signals in very few paths.

Tässä esitetyn keksinnön vielä eräs etu on siinä, että värähtelevä resonanssielementtiosa on luotettavasti Itsekäynnistyvä.Yet another advantage of the present invention is that the oscillating resonant element portion is reliably Self-Starting.

Tämän keksinnön vielä eräänä päämääränä on, että se soveltuu helposti toimimaan vaikeissa ympäristöolosuhteissa, kuten syövyttävissä ympäristöissä.Yet another object of this invention is that it is readily suitable for operation in harsh environmental conditions, such as corrosive environments.

Keksinnön eräs etu liittyy sen yksinkertaisiin käsitteellisiin ja suunnitteluominaisuuksiin siten, että kalliit, monimutkaiset ja luonnostaan vähemmän luotettavat piirit voidaan korvata halvasti, yksinkertaisesti ja luotettavasti.One advantage of the invention relates to its simple conceptual and design features so that expensive, complex and inherently less reliable circuits can be replaced cheaply, simply and reliably.

Tämän keksinnön vielä eräänä etuna on, että tien häviöistä (kuten kuituoptisista taivutushäviöistä) johtavat mittausvirheet vältetään, koska mittaus perustuu taajuuteen.Yet another advantage of the present invention is that measurement errors resulting from road losses (such as fiber optic bending losses) are avoided because the measurement is based on frequency.

Tämän keksinnön eräänä erityisen edullisena päämääränä on, että etäällä olevalla mittauspaikalla ei tarvita paikallista energialähdettä värähtelyjen käynnistämiseksi ja ylläpitämiseksi .It is a particularly advantageous object of the present invention that a local energy source is not required at the remote measurement site to initiate and maintain the vibrations.

Keksinnön eräänä etuna on, että se voidaan valmistaa, kalibroida, asentaa ja ottaa rutiinikäyttöön helposti ja taloudellisesti .One advantage of the invention is that it can be manufactured, calibrated, installed and put into routine use easily and economically.

Esillä olevan keksinnön eräänä toisena etuna on, että sen perustuessa optiikkaan kenttäanturi sisältää mahdollisimman vähän elektroniikkaa, ts. anturiyksikössä ei tarvita piihin perustuvia vahvistinlaitteita.Another advantage of the present invention is that, based on optics, the field sensor contains as little electronics as possible, i.e. no silicon-based amplifier devices are required in the sensor unit.

9 745419 74541

Keksinnön muut päämäärät ja edut ilmenevät seuraavasta edullisten ja vaihtoehtoisten suoritusmuotojen yksityiskohtaisesta selityksestä luettuna oheisiin piirustuksiin liittyen.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the preferred and alternative embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings.

Tässä esitetyn keksinnön monet ominaisuudet ilmenevät piirustukseen osina sisältyviä useita kuvioita tarkastelemalla. Yhtenäisin viivoin piirretyt nuolet osoittavat muuttumattoman tai CW-valoenergian kulkusuuntaa, kun taas katkoviivoin piirretyt nuolet osoittavat pulssimaisen tai moduloidun valon suuntaa. Kaikissa kuvannoissa samat viitenumerot viittaavat vastaaviin osiin: kuvio 1 on keksinnön yksinkertaistettu lohkokaavio, kuvio 2 on peruskaavio rinnakkaisessa keksinnössä tehdyksi väitetyn relevantin työn tekniikan tasosta, kuvio 3 on yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto keksinnön resonoivan peruslankaoskillaattorianturin osasta, kuvio 4 on yksinkertaistettu kuvanto keksinnön onton resonanssi-palkkioskillaattorin perusanturisuoritusmuodosta, kuvio 5 on yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto keksinnön vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesta kaksoisresonaattori-anturista, kuvio 6 esittää esillä olevassa keksinnössä käyttökelpoisen säteilyenergian osan spektri jakautumaa ja se esittää kahta erillistä käyttökelpoista kaistanpäästökäyrää, kuvio 7 on yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto esillä olevan keksinnön painekennokokoonpanosta, kuvio 8 on yksinkertaistettu kuvanto esillä olevan keksinnön lämpötilakompensoidusta paineanturikokoonpanosta, kuvio 9 on yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto esillä olevan keksinnön mukaisesta lämpötila-anturista, kuvio 10 on esillä olevan keksinnön kuormituskennototeutus kaaviollisena kuvantona, kuvio 11 esittää onttoon resonanssipalkkiin perustuvaa lämpötila-anturia , kuvio 12 on yksinkertaistettu kuvanto keksinnön vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta, jossa anturin yhteyteen on sisällytetty sähköinen kytkin.Many features of the present invention will become apparent upon consideration of the various figures included as parts of the drawing. Arrows drawn in solid lines indicate the direction of constant or CW light energy, while arrows drawn in dashed lines indicate the direction of pulsed or modulated light. In all embodiments, the same reference numerals refer to the corresponding parts: Fig. 1 is a simplified block diagram of the invention, Fig. 2 is a basic diagram of the prior art claimed in a parallel invention, Fig. 3 is a simplified schematic view of a , Fig. 5 is a simplified schematic view of a dual resonator sensor according to an alternative embodiment of the invention, Fig. 6 shows the spectral distribution of a portion of radiant energy useful in the present invention and shows two separate usable bandpass curves; of the temperature compensated pressure sensor assembly of the present invention, Figure 9 is a simplified schematic Fig. 10 is a schematic view of a load cell implementation of the present invention; Fig. 11 shows a temperature sensor based on a hollow resonant beam. Fig. 12 is a simplified view of an alternative embodiment of the invention incorporating an electrical switch.

10 74541 kuvio 13 on yksinkertaistettu kuvanto suoritusmuodosta, jossa voidaan käyttää joko optista tai sähköistä ohjausta, kuvio 14 on ajoituskaavio, joka esittää signaali- ja takaisin-kytkentävirtojen oikeaa ja väärää suhdetta keksinnön parhaana pidetyssä suoritusmuodossa.Fig. 134541 is a simplified view of an embodiment in which either optical or electrical control can be used; Fig. 14 is a timing diagram showing the correct and incorrect ratio of signal and feedback currents in the preferred embodiment of the invention.

Tarkastellaan piirustuksia, erikoisesti kuviota 1, jossa on esitetty parannettu kuituoptinen kaukomittausanturilaite 10, johon sisältyy säteilyenergian syöttölähdeväline 19, muuttumattoman (tai CW) säteilyenergian kulkutie 11, säteenpoikkeutus-väline 12, johon sisältyy esimerkiksi paluusäteen poikkeuttaja/ jakaja 13, kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutie 14, poikkeutetun pulssimaisen säteilyenergian kulkutie 15, voimanmuun-nosväline 16 ja yhdysvälien 17 voiman siirtämiseksi oskillaat-torivälineelle 20 ja signaalinilmaisuväline 18.Referring to the drawings, especially Figure 1, there is shown an improved fiber optic telemetry sensor device 10 including a radiant energy supply source means 19, a constant (or CW) radiant energy path 11, a beam deflection means 12 including e.g. a pulsed radiant energy path 15, a power conversion means 16 and a connecting means 17 for transmitting the force to the oscillator means 20 and a signal detecting means 18.

Tätä esitystä varten energiansyöttölähdeväline 19 oletetaan muuttumattomaksi säteilyenergian syöttölähteeksi, joka säteily-energia sisältää koherentin ja epäkoherentin valon, joka on yleensä aallonpituusalueella noin 1000 - 100 000 Ä. Termiä "valo" voidaan käyttää tässä esityksessä ilmaisemaan geneeri-sempää termiä "säteilyenergia" edellä määritellyllä aallonpituusalueella. Tämä muuttumaton energia yksilöidään tämän selityksen tarkoituksia varten muuttumattomaksi tai jatkuva-aaltoi-seksi (CW) energiaksi sen erottamiseksi on-ei-, moduloiduista, pulssimaisesta tai suljinohjatusta energiasta. Kuviossa 1 tämä jatkuva-aaltoinen energia kytketään muuttumattoman säteilyenergian tielle, joka voi olla yksi ainoa kuituoptinen valo-johdin tai vastaava. Säteenpoikkeutusväline 12, joka selitetään seuraavassa, sijaitsee kulkutien 11 varrella sopivalla valvontapaikalla, joka on etäällä fysikaalisen suureen mit-tauspaikalta. Kulkutie 11 tulee poikkeutusvälineeseen 12 ensimmäisessä kohdassa valoenergian johtamiseksi sisään ja kaksisuuntainen säteilyenergiatie johtaa valoenergian pois poik-keutusvälineestä sen toisesta kohdasta. Kulkutie 14 on samoin yksiainoa kuituoptinen valojohdin tai vastaava. Kulkutie 14 johtaa jatkuva-aaltoisen valoenergian oskillaattorivälineelle 20, joka sisältää resonanssitaajuuselementin ja joka selitetään 11 74541 täydellisemmin jäljempänä. Voimarmuunnosväline 16 muuntaa tehokkaasti mitattavan fysikaalisen suureen mekaaniseksi voimaksi, joka kohdistetaan oskillaattorivälineen resonanssitaajuusele-mehttiin. Voimanmuunnosvä1ineen valinta monista alalla tunnetuista muodoista sisältyy ammattimiehen osaamiseen ja se vaih-telee mittavasta fysikaalisesta ilmiöstä riippuen. Lyhyesti esitettynä peräkkäisten kulkuteiden 11 ja 14 kautta vastaanotettu jatkuva-aaltoinen valo heijastuu valona, jonka intensiteetti vaihtelee taajuudella, joka riippuu mitattavasta fysikaalisesta parametristä, ja se johdetaan takaisin tietä 14 pitkin paluusäteenjakajalle 13, joka sijaitsee poikkeutusväli-neessä 12. Säteenjakajana 13 voi olla mikä tahansa tunnetuista välineistä, joka johtaa valon lävitseen sen kulkiessa laitteen läpi ensimmäisessä suunnassa ja poikkeuttaa osan siihen käänteisessä suunnassa tulevasta valosta. Poikkeutettu intensiteetiltään vaihteleva (tai pulssimainen) valo johdetaan kulkutietä 15 pitkin signaalinilmaisuvälineelle 18. Ilmaisinanturi 18, valoenergian sähköiseksi energiaksi muuntava muunnin, voi olla jokin monista valoantureista, mukaanlukien valodiodi, valosähköinen kenno tai elementti tai vastaavat.For the purpose of this presentation, the energy supply source means 19 is assumed to be a constant source of radiant energy, the radiant energy containing coherent and incoherent light, which is generally in the wavelength range of about 1,000 to 100,000 Å. The term "light" may be used herein to denote the more generic term "radiant energy" in the wavelength range defined above. For the purposes of this specification, this constant energy is identified as constant or continuous-wave (CW) energy to distinguish it from on-off, modulated, pulsed, or shutter-controlled energy. In Figure 1, this continuous-wave energy is coupled to a path of constant radiant energy, which may be a single fiber-optic light guide or the like. The beam deflection means 12, which will be explained below, is located along the passageway 11 at a suitable monitoring location remote from the measurement point of the physical quantity. The passageway 11 enters the deflection means 12 at a first point for introducing light energy in, and the bidirectional radiant energy path directs the light energy away from the deflection means at its second point. The passageway 14 is likewise the only fiber optic light guide or the like. The passageway 14 conducts a continuous wave light energy to the oscillator means 20, which includes a resonant frequency element and which will be explained in more detail below. The force conversion means 16 effectively converts the measured physical quantity into a mechanical force applied to the resonant frequency element of the oscillator means. The choice of force conversion means from many forms known in the art is within the skill of the artisan and will vary depending on the major physical phenomenon. Briefly, the continuous wave light received through the successive paths 11 and 14 is reflected as light of varying frequency depending on the physical parameter to be measured, and is returned along path 14 to the return beam splitter 13 located in the deflection means 12. Any beam splitter 13 may be known means for passing light as it passes through the device in the first direction and deflects some of the light entering it in the reverse direction. Deviated light of varying intensity (or pulse) is conducted along the path 15 to the signal detecting means 18. The detector sensor 18, a converter converting light energy into electrical energy, may be one of a number of light sensors, including a light emitting diode, photoelectric cell or element or the like.

Laitteen toimiessa jatkuva-aa1toista valoa johdetaan yhtä ainoaa, peräkkäistä tietä (11, 14) pitkin oskillaattoriin 20, jonka tehonsyöttönä jatkuva-aaltoinen valo on. Näiden piirien yksityiskohtainen selitys sisältyy tähän jäljempänä kuvioiden 3 ja 4 yhteydessä. Voimanmuunnos ja -yhdysväline (16, 17) kohdistaa havaittavasta fysikaalisesta parametristä riippuvan voiman oskillaattorissa 20 olevalle resonanssielementille aikaansaamaan taajudeltaan vaihtelevan pulssimaisen (voimasta riippuvan) valon heijastamisen kulkutietä 14 pitkin etäiselle paikalle, jossa se poikkeutetaan (12, 13) ilmaisimeen 18 valotien 15 kautta. Ilmaisin kehittää siten lähtösignaalin, joka riippuu mittavasta fysikaalisesta parametristä.When the device is operating, continuous light is conducted along a single, successive path (11, 14) to an oscillator 20, which is powered by continuous light. A detailed explanation of these circuits is included herein below in connection with Figures 3 and 4. The force conversion and coupling means (16, 17) applies a force dependent on the detectable physical parameter to the resonant element in the oscillator 20 to cause a frequency-varying pulse-like (force-dependent) light to be reflected along the path 14 to a distant location where it is deflected (18, 13). The detector thus generates an output signal that depends on a large physical parameter.

Siirrytään kuvioon 3, jossa on esitetty yksinkertaistettu kaavio kaukomittausanturilaitteen oskillaattorivälineen 20 osan perus- suoritusmuodosta. On huomattava, että vaikka kaikki oskillaat- 12 74541 torivälineen 20 tarpeelliset elementit on otettu mukaan, ne on esitetty ja kuvattu vain kaaviollisessa muodossa, joka osoittaa yksityiskohtaisten piirteiden sijasta vain yleisluontoiset piirteet ja järjestelyt. Näin on tehty, jotta alan normaalit ammattimiehet voisivat käyttää keksintöä omien nimenomaisten tarpeidensa mukaisesti.Turning to Figure 3, there is shown a simplified diagram of a basic embodiment of a portion of the oscillator means 20 of a telemetry sensor device. It should be noted that although all the necessary elements of the oscillator means 20 are included, they are shown and described only in a schematic form, which shows only general features and arrangements instead of detailed features. This is so that those skilled in the art can practice the invention according to their own specific needs.

Oskillaattoriväline 20 sisältää ensimmäisen päätukirakenteen 21, resonanssielementin 22, kuituoptisen tien päätteen 23, sä-teilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntavan muuntimen 24, eristimen 25, muuntajan 26 tai vastaavan, vaiheensiirtovälineen 27, sähköisen kytkentävälineen 28, toisen päätukirakenteen 29, magneettikenttälähdevälineen 30, 31 ja rungon 32.The oscillator means 20 includes a first main support structure 21, a resonant element 22, a fiber optic path terminal 23, a radiant energy to electrical energy converter 24, an insulator 25, a transformer 26 or the like, a phase transfer means 27, an electrical coupling means 30, a second main support structure 29, a magnetic .

Runko 32 on olemassa komponenttien kokoonpanoa varten ja se on konstruoitu jäykäksi. Runkoon 32 on kiinnitetty resonanssielementin päätuet 21, 29. Tässä esimerkissä resonanssielementtinä 22 käytetään nauhaelementtiä. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muita muotoja tai profiileita, mukaanluettuina langat, liuskat tai palkkirakenteet, jotka edellyttävät erilaisia fysikaalisia järjestelyitä, joita selitetään myöhemmin. Laitteeseen sisältyy heijastava pinta valon heijastamiseksi, kun resonanssiele-mentti 22 on "sulkemassa” valoa. Toinen päätukirakenne 29 sisältää eristevälineen 25 resonanssielementin 22 toisen pään eristämiseksi sähköisesti rungosta 32. Valotie 14 päättyy resonanssielementin 22 lähellä olevaan päätepisteeseen 23. Säteilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntava muunnin 24 sijaitsee resonanssielementin 22 vastakkaisella puolella ja on tämän osittain peittämä. Muunnin 24 on kytketty sähköisesti muuntajaan 26 kytkentäjohdoilla 28. Muuntajan 26 muut käämit sisältävät kytkennät vaiheensiirtovälineeseen 27 ja resonanssi-elementin 22 päihin sen eristetyn pään ja rungon 32 ja vastakkaisen tuen 21 kautta. Magneetit 30-31 on sijoitettu samalla tavoin resonanssielementin 22 suuntaisiksi ja sen vastakkaisille puolille. Esimerkiksi magneetti 30 on pohjoinen ja magneetti 31 on etelä, kenttä voidaan tehdä haluttaessa käänteiseksi edellyttäen, että sähkömagnetismin lait otetaan asianmukaisesti huomioon. Magneetit on sijoitettu siten, että ne aikaansaavat li 13 74 5 41 magneettikentän, joka on kohtisuorassa resonanssielementtiin 22 nähden ja myös virran kulkusuuntaan resonanssielementissä siten, että resonanssielementti 22 saatetaan liikkumaan edestakaisen säteilyenergianlähteen (päätepiste 23) ja muuntimen 24 välille sijoitettuna. Tässä kokoonpanossa muuntaja 26, vaiheenstabilointilaite 27, kytkentäjohtimet 28 ja magneetit 30,31 muodostavat yleisesti ilmaistuna laitteiston, joka aikaansaa resonanssielementin 22 värähtelyn.The body 32 exists for component assembly and is constructed rigid. Attached to the body 32 are the main supports 21, 29 of the resonant element. In this example, a strip element is used as the resonant element 22. Alternatively, other shapes or profiles may be used, including wires, strips, or beam structures that require various physical arrangements, which will be explained later. The device includes a reflective surface for reflecting light when the resonant element 22 is "blocking" light.The second end support structure 29 includes insulating means 25 for electrically insulating the other end of the resonant element 22 from the body 32. The light path 14 terminates at an end point on the opposite side of the resonant element 22. It is electrically connected to the transformer 26 by connecting wires 28. The other windings of the transformer 26 include connections to the phase transfer means 27 and the ends of the resonant element 22 via its insulated end and body 32 and opposite support 21. Magnets 30-31. is similarly positioned parallel to and on opposite sides of the resonant element 22. For example, the magnet 30 is north and the magnet 31 is south, the field can be inverted if desired, provided that the laws of electromagnetism are duly taken into account. of. The magnets are arranged to provide a magnetic field perpendicular to the resonant element 22 and also in the direction of current in the resonant element so that the resonant element 22 is moved back and forth between the radiant energy source (end point 23) and the transducer 24. In this configuration, the transformer 26, the phase stabilizer 27, the coupling conductors 28 and the magnets 30, 31 generally form an apparatus which causes the resonant element 22 to vibrate.

Tämä mekanismi selitetään seuraavasti. Päätepisteeseen 23 saapuva säteilyenergia valaisee valosähköistä muunninta 24 kehittäen jännitteen, joka muunnetaan alemmalle tasolle muuntajalla 26. Vaiheensiirtopiiri 27 siirtää liikkeen aikaansaavan virran vaihe-kulmaa siten, että se ylittää arvon 0° ja pysyy pienempänä kuin 180° elementin 22 koko värähtelytaajuusalueella (kts. myös kuvio 14). Vaiheensiirtopiiri 27 on impedanssi, jonka muodostaa ainakin yksi seuraavista reaktansseista: kapasitiivinen, induk tiivinen ja/tai resistiivinen. Vaihesiirretty virta syötetään nauhaelementin päihin, mikä kehittää sähkömagneettisen kentän resonanssielementin 22 ympärille. Sähkömagneettisen kentän ja magneeteista 30 ja 31 johtuvan nauhan ympärillä olevan kiinteän magneettikentän välisestä vuorovaikutuksesta johtuen resonanssi-elementti 22 liikkuu kentässä kohtisuoraan päätepisteestä 23 tulevaa valonsädettä vastaan. Kun resonanssielementti siirtyy estämään päätepisteen 23 ja valosähköisen muuntimen 24 välistä säteilyenergian tietä, valokennon kehittämä virta pienenee, ja kun resonanssielementti 22 estää säteilyenergian tien, säteily-energia heijastuu takaisin pitkin samaa lähdetietä kuin saapuva energia. Kun resonanssielementti 22 estää riittävästi säteily-energian tietä siten, että se estää oleellisesti kokonaan virran kehittämisen, resonanssielementti, joka on jännityksen alaisena, palaa lepoasentoaan kohti, avaten säteilyenergian tien ja sama toiminta toistuu, mistä on sitten seurauksena pysyvä värähtely.This mechanism is explained as follows. The radiant energy entering the end point 23 illuminates the photoelectric converter 24, generating a voltage which is converted to a lower level by the transformer 26. The phase shift circuit 27 shifts the phase angle of the moving current so that it exceeds 0 ° and remains less than 180 ° over the entire oscillation frequency range (see also figure). 14). The phase shift circuit 27 is an impedance formed by at least one of the following reactances: capacitive, inductive and / or resistive. The phase shifted current is applied to the ends of the strip element, which generates an electromagnetic field around the resonant element 22. Due to the interaction between the electromagnetic field and the fixed magnetic field around the strip due to the magnets 30 and 31, the resonant element 22 moves in the field perpendicular to the light beam from the end point 23. As the resonant element moves to block the radiant energy path between the end point 23 and the photoelectric transducer 24, the current generated by the photocell decreases, and when the resonant element 22 blocks the radiant energy path, the radiant energy is reflected back along the same source path as the incoming energy. When the resonant element 22 sufficiently blocks the path of radiant energy so as to substantially completely prevent the generation of current, the resonant element, which is under tension, returns to its rest position, opening the path of radiant energy and the same action is repeated, which then results in permanent vibration.

Kuviossa 4 on esitetty onttoon ulokepalkkiin perustuva kuituoptinen kaukomittausanturilaite 40, johon sisältyy vaihtoehtoinen oskillaattorivälineen 20 suoritusmuoto, joka on esitetty katkoviivoin piirretyn lohkon sisällä. Tämä resonanssiontelo- 14 74541 anturi sisältää muuttumattoman (CW) säteilyenergian kulkutien 11, paluusäteenpoikkeutusjakajan 13, kaksisuuntaisen säteily-energian kulkutien 15, voimanmuunnosvälineen 16, voimanmuunnos-yhdysvälineen 17, signaalinilmaisuvälineen 18, säteilyenergian syöttölähdevälineen 19, kuituoptisen tien päätteen 23, säteily-energian sähköiseksi energiaksi muuntavan muuntimen 24, sähköisen kytkentävälineen 28, katkojan 41, vaiheensiirtopiirin 42, (onton palkin muodostavan) resonanssielementin 43 ja vibraat-torivälineen 44.Figure 4 shows a fiber optic telemetry sensor device 40 based on a hollow cantilever beam, which includes an alternative embodiment of the oscillator means 20 shown inside a block drawn in broken lines. This resonant cavity sensor 14 74541 includes a constant (CW) radiant energy path 11, a return beam splitter 13, a bidirectional radiant energy path 15, a power conversion means 16, a power conversion link means 17, a signal detection means 18, a radiant energy source 19, a radiant energy supply source a transducer 24, an electrical switching means 28, a circuit breaker 41, a phase shift circuit 42, a resonant element 43 (forming a hollow beam) and a vibrator means 44.

Esillä olevassa kokoonpanossa voimanmuunnosväline 16 liittyy luonnostaan resonoivaan onttoon palkkielementtin 43, kun sitä käytetään paineen mittaamiseen siten, että voimanmuunnosyhdysvälineen 17 syöttämä paine jäykistää resonoivaa onttoa palkkielementtiä 43 (ja muuttaa siten sen resonanssitaajuutta). Oskillaattoriväli-neen 20 kokoonpanon yksityiskohdat poikkeavat hieman kuviosta 3. Onton palkin 43 värähtelyn aikaansaa vibraattoriväline 44, jona on sähkömekaaninen laite, kuten pietsosähköinen kide-elementti, bimorfinen kenno (kaksi kide-elementtiä, esim. Rochelle-suoloja, yhdistettyinä jäykästi toisiinsa ja järjestettyinä toimimaan mekaanisena muuntimena) tai vastaava. Vaihtovirta- tai pulssimainen sähköenergia vibraattorin ohjaamiseksi johdetaan valosähköiseltä muuntimelta 24, jona voi olla valokenno, valo-diodi tai vastaava. Kuituoptisen kulkutien päätepisteessä 23 säteilyenergia suunnataan vieressä olevaan muuntimeen 24. Päätepisteen 23 ja muuntimen 24 välille on sijoitettu estämään ainakin osittain niiden välisen valotien pellitetty tai heijastava katkojalaite 41, joka on kiinnitetty onton resonanssipalkki-elementin 43 päähän. Oikean vaihesuhteen säilyttämiseksi luotettavaa värähtelyä varten muuntimen 24 lähtöön on asetettu vaikuttamaan tavanomainen vaiheensiirtopiiri 42 ennen lähdön syöttämistä vibraattorille 44 sähköisten kytkentävälineiden 28 johtimien kautta. Vaiheensiirtopiiri 42 sisältää ainakin yhden seuraavista impedansseista: kapasitiivinen, induktiivi nen ja/tai resistanssi siten kuin tarvitaan liikkeen aikaansaavan virran vaihekulman siirtämiseksi niin, että se ylittää arvon 0° ja pysyy pienempänä kuin 180° elementin 43 taajuusalueella .In the present configuration, the force conversion means 16 is inherently associated with the resonant hollow beam element 43 when used to measure pressure so that the pressure supplied by the force conversion connection means 17 stiffens the resonant hollow beam element 43 (and thus changes its resonant frequency). The details of the assembly of the oscillator means 20 differ slightly from Figure 3. The vibration of the hollow beam 43 is caused by a vibrator means 44 having an electromechanical device such as a piezoelectric crystal element, a bimorph cell (two crystal elements, e.g. Rochelle salts) as a mechanical converter) or equivalent. Alternating or pulsed electrical energy for controlling the vibrator is derived from a photoelectric converter 24, which may be a photocell, a light emitting diode, or the like. At the end point 23 of the fiber optic path, the radiant energy is directed to an adjacent transducer 24. Between the end point 23 and the transducer 24 is arranged to at least partially block the damped or reflective breaker 41 of the light path between them attached to the end of the hollow resonant beam element 43. In order to maintain the correct phase ratio for reliable oscillation, the output of the transducer 24 is set to be affected by a conventional phase shift circuit 42 before the output is fed to the vibrator 44 via the conductors of the electrical switching means 28. The phase shift circuit 42 includes at least one of the following impedances: capacitive, inductive, and / or resistance as needed to shift the phase angle of the motion current so that it exceeds 0 ° and remains less than 180 ° in the frequency range of the element 43.

IIII

15 745 4115 745 41

Oskillaattorielementtien 23, 41, 24, 43 ja 44 fysikaalinen järjestely on sellainen, että jatkuva-aaltoinen säteilyener-gia tulee kohdistetuksi päätepisteestä 23 muuntimeen 24 ja että kehitetään sähkösignaali, joka on tarvittavalla tavalla vaihesiirretty (kts. edellä) ja joka syötetään vibraattori-välineelle 44, joka aikaansaa sähkömekaanisesti onton reso-nanssipalkkielementin 43 liikkumisen stabiilista asennostaan. Resonanssielementin 43 päähän on kiinnitetty katkoja 41, joka on sijoitettu katkomaan säteilyenergian tien resonanssielement-tiä 43 sähkömekaanisesti poikkeutettaessa. Säteilyenergian katkoksen aikana katkojan peilitetty tai heijastava osa heijastaa säteilyenergian takaisin pitkin kulkutietä 14. Tämän pienentyneen ohjaustehon jakson aikana resonanssielementti 43 palaa stabiilin asentonsa suuntaan, kunnes katkoja päästää riittävästi säteilyenergiaa kulkemaan ohitseen ja osumaan jälleen muuntimeen vibraattorin ohjaustehon kehittämiseksi. Tämän avulla käynnistetään ja ylläpidetään värähtelyt resonoivan onton palkkielementin luonnollisella resonanssitaajuudella. Yhdysvälineen 17 kautta onton palkin onteloon tuotu paineen (P^) muutos muuttaa onton palkin jäykkyyttä muuttaen siten värähtelytaajuutta.The physical arrangement of the oscillator elements 23, 41, 24, 43 and 44 is such that continuous wave energy is applied from the end point 23 to the transducer 24 and an electrical signal is generated which is phase shifted as required (see above) and fed to the vibrator means 44. , which causes the electromechanically hollow resonant beam element 43 to move from its stable position. Attached to the end of the resonant element 43 are breakers 41, which are arranged to cut off the resonant element 43 of the radiant energy path when the electromechanical deflection is made. During a radiant energy interruption, the mirrored or reflective portion of the interrupter reflects the radiant energy back along the path 14. During this period of reduced control power, the resonant element 43 returns to its stable position until the interrupter allows sufficient radiant energy to pass by and hit the vibra converter again. This is used to initiate and maintain oscillations at the natural resonant frequency of the resonant hollow beam element. The change in pressure (P 1) introduced into the cavity of the hollow beam through the connecting means 17 changes the stiffness of the hollow beam, thus changing the oscillation frequency.

Tarkastellaan edelleen kuviota 4, jossa jatkuva-aaltoisen säteilyenergian muodossa oleva tuloteho syötetään syöttölähde-välineestä 19 peräkkäisten teiden 11 ja 14 kautta päätepisteeseen 23. Katkoja 41 sisältää heijastusvälineen, joka heijastaa tehokkaasti takaisin ainakin osan säteilyenergiasta pitkin kulkutietä 14 (kuten on selitetty) paluusäteen poikkeutuspei-lille 13, joka suuntaa katkojan 41 heijastaman pulssimuotoisen säteilyenergian signaali-ilmaisimelle 18 kulkutien 15 kautta oskillaattorin 20 taajuuden määräämiseksi.Referring further to Figure 4, the input power in the form of continuous wave radiant energy is supplied from the supply source means 19 via successive paths 11 and 14 to the end point 23. The breaker 41 includes a reflection means that effectively reflects at least a portion of the radiant energy along the path 14 (as described). Lille 13, which directs the pulsed radiation energy reflected by the circuit breaker 41 to the signal detector 18 via the passageway 15 to determine the frequency of the oscillator 20.

Esillä olevan keksinnön eräs suoritusmuoto käsittää useiden signaalien käytön yhdellä kuituoptisella tiellä kuvion 5 kak-soisresonaattorianturin 50 esittämällä tavalla. Tällaisen kak-soisresonaattorianturin 50 elementteihin sisältyy energiansyöt-tölähdeväline 19, muuttumattoman (CW) säteilyenergian kulkutie 16 74541 11, paluusäteen poikkeutuspeili 13, ensimmäinen kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutie 14, ensimmäinen poikkeutetun pulssimaisen säteilyenergian kulkutie 15, anturin säteenjakaja/yhdistäjä 51, toinen kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutie 52, kolmas kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutie 53, ensimmäinen anturi 54 ja toinen anturi 55, ilmaisimen säteenjakaja 56, toinen ja kolmas pulssimuotoisen säteilyenergian kulkutie 57 ja 58, ensimmäinen ja toinen ilmaisimen aallonpituussuodin 59 ja 60, ensimmäinen ja toinen ilmaisin 61 ja 62 ja vastaavasti niiden ensimmäinen ja toinen lähtösignaali 63 ja 64 ja ensimmäinen ja toinen anturin aallonpituussuodin 65 ja 66.One embodiment of the present invention involves the use of multiple signals on a single fiber optic path as shown in the dual resonator sensor 50 of Figure 5. Elements of such a dual resonator sensor 50 include energy supply source means 19, a constant (CW) radiant energy path 16 74541 11, a return beam deflection mirror 13, a first bidirectional radiant energy path 14, a first deflected pulsed radiant energy path, a second bias path and a beam from the sensor beam. , a third bidirectional radiant energy path 53, a first sensor 54 and a second sensor 55, a detector beam splitter 56, a second and a third pulsed radiant energy path 57 and 58, a first and a second detector wavelength filter 59 and 60, a first and a second detector 61 and 62 and a first and a second second output signals 63 and 64 and first and second sensor wavelength filters 65 and 66.

Kuvion 5 kaksoisanturiyksikössä anturin jakaja/yhdistäjä 51 jakaa tulon muuttumattoman jatkuva-aaltoisen säteilyenergian portissa A kahdeksi (tai useammaksi) säteilyenergiasignaaliksi, jotka seuraavat erillisiä lähtökulkuteitä. (Anturin jakaja/yhdistäjää 51 käsitellään yksityiskohtaisemmin myöhemmin). Jakaja/yhdis-täjän lähtöportit B ja C ovat siten toisistaan erotettuja. Kaksisuuntaiset kulkutiet 52 ja 53 johtavat säteilyenergian antureille 54 ja 55. Kummassakin anturissa 54, 55 on esitetty erillinen aallonpituussuodin 65, 66 sijoitettuna kuituoptisen tien (52, 53) pään ja peilitetyn tai heijastavan pinnan väliin. (Esimerkkejä kaksoisaallonpituussuodatuksesta on esitetty kuviossa 7 ja niitä selitetään jäljempänä kuvioon 7 liittyen). Erillisten suotimien vaihtoehtona resonanssielementin/katkojän peilitetyt tai heijastavat alueet voi olla päällystetty yhdellä tai useammalla äärimmäisen ohuella, aallonpituusspesifisellä herkällä päällysteellä heijastetun signaalin aallonpituuden rajoittamiseksi. Jokainen erillinen suodinelementti 65, 66 (tai päällystetty peilipinta) on spesifinen eri aallonpituudelle ja rajoittaa palautetun säteilyenergian aallonpituuden. Anturit 54 ja 55 ovat samanlaisia kuin aikaisemmin selitetyt oskillaattoriväline 20 paitsi, että suotimet 65 ja 66 (tai päällystetyt peilipinnat) rajoittavat palautetun säteilyenergian aallonpituuden, niin että kuhunkin anturiin 54, 55 liittyy tietty (ja erilainen) aallonpituus. Kunkin asianomaisen ilmaisimen 61, 62 lähtö 63, 64 riippuu mitattavasta fysikaalisesta suureesta.In the dual sensor unit of Figure 5, the sensor divider / combiner 51 divides the input at constant constant wave radiation energy port A into two (or more) radiation energy signals that follow separate output paths. (Sensor splitter / combiner 51 will be discussed in more detail later). The output ports B and C of the splitter / combiner are thus separated. Bidirectional paths 52 and 53 conduct radiant energy to sensors 54 and 55. Each sensor 54, 55 has a separate wavelength filter 65, 66 located between the end of the fiber optic path (52, 53) and the mirrored or reflecting surface. (Examples of dual wavelength filtering are shown in Figure 7 and will be explained below in connection with Figure 7). As an alternative to separate filters, the mirrored or reflective areas of the resonant element / breaker may be coated with one or more ultra-thin, wavelength-specific sensitive coatings to limit the wavelength of the reflected signal. Each individual filter element 65, 66 (or coated mirror surface) is specific for a different wavelength and limits the wavelength of the radiated energy returned. Sensors 54 and 55 are similar to the previously described oscillator means 20 except that filters 65 and 66 (or coated mirror surfaces) limit the wavelength of the radiated energy returned, so that each sensor 54, 55 is associated with a specific (and different) wavelength. The output 63, 64 of each respective detector 61, 62 depends on the physical quantity to be measured.

IIII

74541 Säteenjakaja 51 edustaa optista laitetta säteen jakamiseksi kahdeksi tai useammaksi erilliseksi säteeksi. Esimerkkeihin yksinkertaisista säteenjakajista sisältyvät: 1) ohut valoajohtava lasilevy, joka on usein päällystetty osittainheijastavasti, esimerkiksi metalloimalla, levy on sijoitettu säteeseen sellaiseen kulmaan, että se poikkeuttaa osan säteestä eri suuntaan, ja 2) kaksi suorakulmaista prismaa, jotka on sementoitu yhteen hypotenuusapinnoistaan, jolloin toinen hypotenuusapinnoista voi olla päällystetty osittainheijastavasti. Kun säde saatetaan kulkemaan näiden läpi, säde-energian osat tulevat poikkeutetuksi prisman pintojen asentojen ja ilmaisimen valon suunnan määräämiin kulmiin. Vaihtoehtoisesti yhtä useampi pienempi optinen kuitu voi vastaanottaa energiaa ainakin yhdestä suuremmasta optisesta kuidusta jakaen suuremmasta kuidusta tulevan energian pienempiin kuituihin. Näiden tilalla voidaan käyttää mitä tahansa tunnettua valo- tai säteilyenergianjakajaa ja/tai jakaja/yhdis-täjää, joiden toiminta vastaa edellä esitettyä, tässä selitetty esimerkki on annettu vain havainnollistamista varten.74541 The beam splitter 51 represents an optical device for dividing a beam into two or more separate beams. Examples of simple beam splitters include: 1) a thin photoconductive glass sheet, often partially reflectively coated, e.g., by metallization, the sheet is positioned in the beam at an angle to deflect a portion of the beam in different directions, and 2) two rectangular prisms cemented together the hypotenuse surfaces may be partially reflective coated. As the beam is passed through these, the portions of the beam energy become deflected at angles determined by the positions of the surfaces of the prism and the direction of the light of the detector. Alternatively, one or more smaller optical fibers may receive energy from at least one larger optical fiber, dividing the energy from the larger fiber into smaller fibers. These may be replaced by any known light or radiant energy splitter and / or splitter / combiner having the same function as described above, the example described herein being given for illustrative purposes only.

Siirrytään tarkastelemaan kuviota 6, jossa on esitetty IR (infrapuna-) LEDin (valoa emittoiva diodi) spektrijakautumakäy-rä 70, johon on superponoitu säteilyenergian kahden eri aallonpituuden erilliset kaistanpäästövastekäyrät 71, 72 LEDin spektri-lähdön sisällä. Esitetyt kaistanpäästökäyrät 71, 72 syntyvät monikerroksisten säteilyenergiaa heijastavien tai läpäisevien päällysteiden tuloksena. Heijastavien päällysteiden käyttäminen on edullisempaa, koska se on säteilyenergian suhteen tehokkaampaa. Esillä olevassa tapauksessa käyrät 71, 72 liittyvät säteily-energiaan, joka on kulkenut suotimien läpi, esim. kuviossa 5 esitettyjen suotimien (59, 60, 65, 66) läpi. Lisäselektiivi-syyttä (ts. kapeampi vastekäyrä) voidaan saavuttaa varustamalla resonanssielementti monikerroksisilla säteilyenergiaa heijastavilla peilipäällysteillä tai -elementeillä, mikä siten mahdollistaa monien anturin paluusignaalien siirtämisen yhdellä kuituoptisella kulkutiellä.Turning to Fig. 6, there is shown an IR (infrared) LED (light emitting diode) spectral distribution curve 70 superimposed on separate bandpass response curves 71, 72 of two different wavelengths of radiant energy within the spectral output of the LED. The bandpass curves 71, 72 shown are the result of multilayer coatings that reflect or transmit radiation energy. The use of reflective coatings is more advantageous because it is more efficient in terms of radiant energy. In the present case, the curves 71, 72 relate to the radiant energy that has passed through the filters, e.g. through the filters (59, 60, 65, 66) shown in Figure 5. Additional selectivity (i.e., a narrower response curve) can be achieved by providing the resonant element with multilayer mirror energy-reflecting mirror coatings or elements, thus allowing multiple sensor return signals to be transmitted in a single fiber-optic path.

74541 1874541 18

Kuvio 7 esittää keksinnön suoritusmuotoa paineanturin 80 periaatteen toteuttamiseksi ja siihen sisältyy kaksisuuntainen sätei-lyenergian kulkutie 14, voiman muunnos, ja yhdysvälineet 17, jotka tässä tapauksessa ovat paineenyhdysvälineitä, kuten putki tai letku, resonanssielementti 22, kuituoptisen kulkutien pääte 23, säteilyenergian sähköenergiaksi muuntava muunnin 24, eristin 25, muuntaja 26, vaiheensiirtoväline 27, sähköinen kytkentäväline 28, päätukirakenne 29, magneettikenttälähdeväline (pohjoinen) 30 ja (etelä) 31, runko 32, kalvo 81, jossa on lujitettu ja/tai vahvistettu keskialue 83, esikuormitusjousi 82, ensimmäinen kammio 84, painekammio 85, väliseinä 86 ja aukko 88.Fig. 7 shows an embodiment of the invention for implementing the principle of the pressure sensor 80 and includes a bi-directional radiant energy path 14, force conversion, and connecting means 17, in this case pressure connecting means such as tube or hose, resonant element 22, fiber optic path terminal 23, radiant energy transducer , insulator 25, transformer 26, phase shifting means 27, electrical coupling means 28, main support structure 29, magnetic field source means (north) 30 and (south) 31, body 32, diaphragm 81 with reinforced and / or reinforced central region 83, preload spring 82, first chamber 84 , a pressure chamber 85, a partition 86 and an opening 88.

Kuvion 7 suoritusmuodossa resonanssielementti 22 on lanka tai nauha,joka on pingotettu päätukirakenteen 29 ja kalvon 81 väliin, joka kalvo erottaa tiiviisti ensimmäisen kammion 84 paine-kammiosta 85. Kalvon 81 keskialue 83 on lujitettu resonanssi-elementin 22 kiinnittämistä varten, jonka esikuormitusjousi 82 pitää jännitettynä painaen kalvoa poispäin väliseinästä 86. Resonanssielementti 22 on sijoitettu optisen tien päätteen 23 ja muuntimen 24 väliin siten, että se ainakin osittain katkaisee näiden kahden välisen tien. Paine (P^) johdetaan painekammioon 85 yhdysvälineen 17 välityksellä. Magneetit 30 ja 31 aikaansaavat magneettikentän, joka saattaa, kun resonanssielementti 22 on sähköisesti aktivoitu, resonanssielementin 22 liikkumaan edestakaisin kestomagneetin napapintojen välillä sekä reso-nanssielementissä kulkevan virran suuntaan että magneettikentän suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa.In the embodiment of Figure 7, the resonant element 22 is a wire or strip tensioned between the main support structure 29 and a membrane 81 which tightly separates the first chamber 84 from the pressure chamber 85. The central region 83 of the membrane 81 is reinforced to secure the resonant element 22 held by a preload spring 82. pushing the film away from the septum 86. The resonant element 22 is positioned between the optical path terminal 23 and the transducer 24 so as to at least partially cut off the path between the two. The pressure (P 1) is led to the pressure chamber 85 via the connecting means 17. The magnets 30 and 31 provide a magnetic field which, when the resonant element 22 is electrically activated, causes the resonant element 22 to reciprocate between the pole surfaces of the permanent magnet both in the direction of current flowing in the resonant element and in a direction perpendicular to the magnetic field.

Toimivassa järjestelmässä paineanturin 80 kalvoon 81 kohdistuu paine P^, joka edustaa mitattavaa fysikaalista suuretta. P^ painaa kalvoa 81 vastaan ja sen ohjausaluetta 83 vastaan paineeseen P^ verrannollisesti aikaansaaden muutoksen resonanssielementin 22 jännitykseen ja elementin resonanssitaajuus vaihtelee siten paineesta P^ riippuvaisesti. Resonanssielementin saattaa värähtelemään määritettävissä olevalla taajuudella sähköinen signaali, joka on saatu säteilyenergiasta, joka on johdettu kulkutien 14 kautta etäisestä säteilyenergiansyöttölähteestäIn a functioning system, the membrane 81 of the pressure sensor 80 is subjected to a pressure P1 which represents the physical quantity to be measured. P 1 presses against the membrane 81 and against its control region 83 in proportion to the pressure P 1, causing a change in the tension of the resonant element 22, and the resonant frequency of the element thus varies depending on the pressure P 1. The resonant element is caused to oscillate at a determinable frequency by an electrical signal obtained from radiant energy conducted through the passageway 14 from a remote source of radiant energy.

IIII

19 74541 (ei esitetty) kulkutien päätepisteeseen 23. Kun säteilyenergia (joka voi olla valoenergian muodossa) osuu muuntimeen 24, resonanssielementti 22 saa sähköisen signaalin muuntajan 26 kautta, joka saattaa resonanssielementin liikkumaan (magneettien 30, 31 kehittämän magneettikentän vaikutuksen alaisena) päätepisteen 23 ja muuntimen 24 väliselle valotielle ja siitä pois sulkien muuntimelle 24 tulevan valon säännöllisessä tahdissa, jonka taajuus riippuu kalvon 81 resonanssielementtiin 22 kohdistamasta jännityksestä. Resonanssielementti 22 on metallinauha, jossa on heijastava pinta tai vastaava. Nauhan resonanssitaajuu-den syöttämiseksi takaisin valo heijastetaan moduloidussa muodossa valon katkaisun aikana takaisin pitkin samaa tietä 14, jota pitkin se saapui, ja ilmaistaan etäällä edellä esitetyn selityksen mukaisesti. Jos halutaan mitata mittaripainetta, tarvitaan ulkoinen aukko 88. Jos halutaan mitata absoluuttista painetta, yksikköön voidaan imeä tyhjö ja aukko 88 suljetaan tiiviisti.19 74541 (not shown) to the end point 23 of the passageway 23. When radiant energy (which may be in the form of light energy) hits the transducer 24, the resonant element 22 receives an electrical signal through the transducer 26 which moves the resonant element (under the influence of magnetic field 30, 31) 24 and excluding light entering the transducer 24 at a regular rate, the frequency of which depends on the voltage applied by the film 81 to the resonant element 22. The resonant element 22 is a metal strip having a reflective surface or the like. To feed the resonant frequency of the tape back, the light is reflected back in modulated form during the light cut-off along the same path 14 along which it arrived, and is remotely detected as described above. If it is desired to measure the gauge pressure, an external opening 88 is required. If it is desired to measure the absolute pressure, a vacuum can be drawn into the unit and the opening 88 is sealed.

Keksinnön laite voi myös mitata lämpötilaa. Tämä voidaan tehdä useilla tavoilla ja näiden vaihtoehtojen valinta riippuu usein käytöstä, johon lämpötilanmittaus tullaan asettamaan. Esimerkiksi edellä kuvion 4 yhteydessä selitetyn mukaiseen laitteeseen voidaan kytkeä kaasutäytteinen kupu (esim. 121 kuviossa 11) ja paineenvaihtelut voidaan havaita mainitussa kohdasa selitetyllä tavalla. Samaa kaasutäytteisen kuvun sisältävää laitteistoa voidaan käyttää ontelon sisätilan paineistamiseksi, siten kuin kuviossa 8 on selitetty, lämpötilojen havaitsemiseksi. Usein on erityisen edullista tuntea määrä, jolla lämpötila vaikuttaa resonanssielementin 22 resonanssitaajuuteen mittaustarkkuuden selvillesaamiseksi. Kuvio 8 esittää tavanomaista tällaista tilannetta, jossa suoritetaan paineen kaukomittaus, lämpötila paineanturin paikalla on mitattava lämpötilan aiheuttamien vaihtelujen esiintymisen ja suuruuden selville saamiseksi paineen-mittauksen tarkkuutta määrättäessä.The device of the invention can also measure temperature. This can be done in a number of ways and the choice of these options often depends on the use in which the temperature measurement will be set. For example, a gas-filled dome (e.g. 121 in Figure 11) can be connected to a device as described above in connection with Figure 4, and pressure fluctuations can be detected as described at said point. The same equipment containing the gas-filled dome can be used to pressurize the interior of the cavity, as explained in Figure 8, to detect temperatures. It is often particularly advantageous to know the amount by which temperature affects the resonant frequency of the resonant element 22 in order to determine the measurement accuracy. Fig. 8 shows a conventional such situation in which a remote pressure measurement is performed, the temperature at the pressure sensor location must be measured in order to find out the occurrence and magnitude of temperature-induced variations when determining the accuracy of the pressure measurement.

Kuviossa 8 lämpötilan ja paineen mittaus suoritetaan kaksois-anturikokoonpanolla, jossa on lämpötilakompensoitu paineanturi 9o, 20 74541 joka sisältää säteilyenergian syöttölähdevälineen 19, muuttumattoman (CW) säteilyenergian kulkutien 11, paluusäteen poikkeutus-jakajan 13, ensimmäisen kaksisuuntaisen säteilyenergian kulkutien 14, ensimmäisen poikkeutetun pulssimaisen säteilyenergian kulkutien 15, anturin säteenjakajan/yhdistäjän 51 (ks. kuvion 5 selitys), toisen kaksisuuntaisen säteilyenergian kulkutien 52, kolmannen kaksisuuntaisen säteilyenergian kulkutien 53, ilmaisimen säteenjakajän 56, toisen pulssimaisen säteily-energian kulkutien 57, kolmannen pulssimaisen säteilyenergian kulkutien 58, ensimmäisen ilmaisimen aallonpituussuotimen 59, toisen ilmaisimen aallonpituussuotimen 60, ensimmäisen anturin aallonpituussuotimen 65, toisen anturin aallonpituussuotimen 66, paineanturin 80 (ks. kuvion 7 selitys edellä), lämpötilailmai-simen 93 ja sen lähtösignaalin 91 (kuvio 8), paineilmaisimen 94 ja sen painelähtösignaalin 92 ja lämpötila-anturin 100 (kuvion 9 selitys).In Fig. 8, the temperature and pressure measurement is performed with a dual sensor assembly having a temperature compensated pressure sensor 90, 74541 including radiant energy supply source means 19, constant (CW) radiant energy path 11, return beam deflection divider 13, first bidirectional radiant energy path, first bidirectional radiant energy path 15, sensor beam splitter / combiner 51 (see explanation of Fig. 5), second bidirectional radiant energy path 52, third bidirectional radiant energy path 53, detector beam splitter 56, second pulsed radiant energy path 57, third pulsed radiant energy path 58, third pulsed radiant energy path 58, a second detector wavelength filter 60, a first sensor wavelength filter 65, a second sensor wavelength filter 66, a pressure sensor 80 (see explanation of Fig. 7 above), a temperature detector 93 and its output signal 91 (Fig. 8), a pressure detector en 94 and its pressure output signal 92 and temperature sensor 100 (explanation of Fig. 9).

Lämpötilakompensoitu paineanturi 90 on oleellisesti samanlainen kuin kuvion 5 kaksoisresonaattorianturi 50 lukuunottamatta erityisten lämpötila- ja paineanturien 100, 80 käyttämistä. Paine-anturi 80 on selitetty edellä, lämpötila-anturi 100 (oleellisesti sama kuin oskillaattoriväline 20, joka on selitetty aikaisemmin) on kuvattu kuviossa 9 ja sitä selitetään seuraavassa.The temperature compensated pressure sensor 90 is substantially similar to the dual resonator sensor 50 of Figure 5 except for the use of special temperature and pressure sensors 100, 80. The pressure sensor 80 is described above, the temperature sensor 100 (substantially the same as the oscillator means 20 described earlier) is illustrated in Fig. 9 and will be explained below.

Tässä samoin kuin kuviossa 5 antureissa 80 ja 100 kehitetään kaksi erillistä signaalia, jotka edustavat fysikaalisia parametrejä, käyttämällä yhtä ainoaa säteilyenergialähdevälinettä (ei esitetty) yhtä kulkutietä pitkin johdettuna energiansyöttö-lähteenä. Nämä kaksi signaalia, tässä paine ja paikallinen lämpötila paineanturin sijaintipaikalla, kehitetään kahtena aallonpituudeltaan erilaisena signaalina ja palautetaan samaa yhtä ainoaa kuituoptista kulkutietä 14 pitkin ilmaistavaksi erikseen, jolloin saadaan lämpötilasta riippuva signaali, joka voidaan yhdistää elektronisesti painesignaaliin ja jota voidaan käyttää lämpötilan aiheuttaman painesignaalivirheen pienentämiseksi .Here, as in Fig. 5, sensors 80 and 100 generate two separate signals representing physical parameters, using a single radiant energy source means (not shown) as a single energy supply source. The two signals, here pressure and local temperature at the pressure sensor location, are generated as two signals of different wavelengths and returned along the same single fiber optic path 14 for separate detection, resulting in a temperature dependent signal that can be electronically coupled to the pressure signal and used to reduce the temperature signal.

Il 21 74541Il 21 74541

Kuvio 9 esittää kaaviollisesti yksinkertaista lämpötila-anturia 100, joka soveltuu erikoisesti käytettäväksi mitattaessa ympäröivää lämpötilaa tilassa, joka sisältää yhden tai useamman muun anturin, jotka mittaavat sellaisia fysikaalisia suureita, joihin lämpötila vaikuttaa, kuten painetta. Laitteeseen sisältyvät elementit ovat: kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutien 14, päätukirakenne 21, resonanssielementti 22, säteilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntava muunnin 24, muuntaja 26, vaiheen-siirtoväline (vastus) 27, sähköinen kytkentäväline (28), magneet-tikenttälähdeväline 30 (N) ja 31 (S), runko 32, heijastin 101, hyppylanka 102 ja asennusalusta 103, sähköeristin 104 ja päätukirakenne 105.Figure 9 schematically illustrates a simple temperature sensor 100 that is particularly suitable for use in measuring ambient temperature in a space that includes one or more other sensors that measure physical quantities that are affected by temperature, such as pressure. The elements included in the device are: bidirectional radiant energy path 14, main support structure 21, resonant element 22, transducer converting radiant energy into electrical energy 24, transformer 26, phase transfer means (resistor) 27, electrical switching means (28), magnetic field source means 31 (N) S), a body 32, a reflector 101, a jump wire 102 and a mounting base 103, an electrical insulator 104 and a main support structure 105.

Resonanssielementti 22 on ripustettu jännitettynä ensimmäisen ja toisen päätukirakenteen 21, 105 väliin ja eristetty sähköisesti eristeellä 104 päätuen 105 kohdalla. Kytkentä pääasennusalustaan 103 mahdollistaa resonanssielementin 22 kiinnittämisen eristimeen 104 ja päätukeen 105. Laitteeseen sisältyy vaiheensiirtoväline 27 ohjaustehon vaiheen asettelemiseksi halutun alueen sisällä (0°-180°). Taipuisa sähköjohdin kytkee resonanssielementin 22 eristetyn pään muuntajan 26 toisiokäämiin. Heijastinelementtiä 101 voidaan käyttää haluttaessa, sitä käytetään resonanssielementin 22 heijastavuuden parantamiseen, kun tällä ei ole riittävää heijastavuutta tai kun vaaditaan suurempaa valotehokkuutta. Valitsemalla resonanssielementin 22 ja rungon (alustan tai kotelon) 32 materiaalit lämpötilakertoimiltaan erilaisiksi paikallinen lämpötila voidaan mitata tarkasti. Itse resonoiva nauha 22 säilyttää taajuutensa lämpötilasta riippumatta. Moni-anturikäytössä siten kuin edellä on kuvion 5 yhteydessä selitetty, peilipinta voidaan päällystää yhdellä tai useammalla säteilyenergian taajuudelle selektiivisellä päällysteellä palaavan suljinohjatun energian taajuusvasteen rajoittamiseksi. Muut osat ja elementit toimivat täsmälleen samoin kuin kuvion 3 oleellisesti samanlaisessa laitteessa (selitetty aikaisemmin) edellä mainittuja eroja lukuunottamatta.The resonant element 22 is suspended under tension between the first and second main support structures 21, 105 and is electrically insulated by an insulator 104 at the main support 105. The connection to the main mounting base 103 allows the resonant element 22 to be attached to the insulator 104 and the main support 105. The device includes phase shifting means 27 for setting the phase of the control power within the desired range (0 ° -180 °). The flexible electrical conductor connects the insulated end of the resonant element 22 to the secondary windings of the transformer 26. The reflector element 101 can be used if desired, it is used to improve the reflectivity of the resonant element 22 when it does not have sufficient reflectivity or when higher light efficiency is required. By selecting the materials of the resonant element 22 and the body (substrate or housing) 32 as having different temperature coefficients, the local temperature can be accurately measured. The resonant tape 22 itself retains its frequency regardless of temperature. In multi-sensor operation, as described above in connection with Figure 5, the mirror surface may be coated with one or more coatings selective for the frequency of the radiant energy to limit the frequency response of the shutter-controlled energy returning. The other parts and elements function in exactly the same way as in the substantially similar device of Figure 3 (explained earlier) except for the differences mentioned above.

22 7454122 74541

Parannettu kuituoptinen kaukomittausanturi soveltuu erittäin hyvin kuviossa 10 esitetyn kaltaiseen kuormituskennoanturin 110 kokoonpanoon, johon sisältyy kaksisuuntainen säteilyener-gian kulkutie 14, voimanmuunnosyhdysväline 17, resonanssielement-ti 22, kuituoptisen kulkutien pääte 23, säteilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntava muunnin 24, sähköeristin 25, muuntaja 26, vaiheensiirtoväline 27, sähköinen kytkentäväline 28, magneet-tikenttäväline (pohjoinen) 30 ja (etelä) 31, kuorma 111, kuor-mituskennon kotelo 112, ensimmäinen päätyseinämä 113, toinen pää-tyseinämä 114, kammio 115 ja pääasennusalusta 116.The improved fiber optic telemetry sensor is very well suited for an assembly of a load cell sensor 110 as shown in Figure 10, which includes a bidirectional radiant energy path 14, a power conversion link 17, a resonant element 22, a transducer terminal 24 27, electrical coupling means 28, magnetic field means (north) 30 and (south) 31, load 111, load cell housing 112, first end wall 113, second end wall 114, chamber 115, and main mounting base 116.

Tässä kokoonpanossa anturi toimii oleellisesti samalla tavoin kuin aikaisemmin on selitetty kuvion 3 yhteydessä paitsi, että havaittuna fysikaalisena suureena on paine, joka kohdistetaan suoraan rakenteeltaan yhtenäiseen kuormituskennokoteloon 112 (ja välitetään koteloon 112 kokonaisuudessaan eikä päätyseinämään) voimanmuunnosvälineillä 17, joina on reuna tai huuli 17. Tässä piirustuksessa kuorma 111 on esitetty kaaviollisesti massana, johon painovoima vaikuttaa. Kuormituskennon 110 reuna tai huuli 17 voi olla kotelon 112 samaa kappaletta oleva osa tai täysin erillinen kappale. Sen tehtävänä on siirtää kohdistettu kuormitus-voima kotelon 112 sivuseinämiin eikä päätyseinämään, mistä voisi olla seurauksena virheellinen tai kalibroimaton lähtöluke-ma. On huomattava, että koska anturi mittaa kuorman kohdistamaa voimaa taajuudenmuutoksena eikä absoluuttisena taajuudenmittauk-sena sinänsä, kuormituskenno voidaan järjestää mihin tahansa asentoon tai asemaan siten, että se edelleen mittaa tarkasti kohdistettua voimaa (tämän aseman tai asennon aiheuttamien) virheiden ollessa pieniä tai puuttuessa kokonaan.In this configuration, the sensor operates in substantially the same manner as previously described in connection with Figure 3 except that the observed physical quantity is pressure applied directly to a unitary load cell housing 112 (and transmitted to the housing 112 as a whole and not to the end wall) by force transducer means 17 having an edge or lip 17. Here in the drawing, the load 111 is shown schematically as a mass affected by gravity. The edge or lip 17 of the load cell 110 may be an integral part of the housing 112 or a completely separate piece. Its function is to transfer the applied load force to the side walls of the housing 112 and not to the end wall, which could result in an incorrect or uncalibrated initial reading. It should be noted that because the sensor measures the force applied by the load as a change in frequency and not as an absolute frequency measurement per se, the load cell can be arranged in any position or position so that it still measures accurately applied force (with or without errors).

Kuvio 11 on yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto tämän keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisesta väliaineella täytetyn kuvun sisältävästä resonanssiontelolämpötila-anturista, johon anturiin sisältyy kaksisuuntainen säteilyenergian kulkutie 14, voimanyhdysväline 17 (esitetty osittain leikattuna), joka tässä tapauksessa on paineenyhdysväline, kuituoptisen tien pääte 23, säteilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntava 23 74541 muunnin 24, sähköinen kytkentäväline 28, heijastava katkoja 41, vaiheensiirtopiiri 42, ontto resonanssipalkkielementti 43 (esitetty osittain leikattuna), vibraattoriväline 44 ja väliaineella täytetty lämpötilalle herkkä säiliö, joka sisältää lämpötilaan reagoivaa väliainetta 122. Tavanomaista täytehöyryn-painetekniikkaa voidaan käyttää täyteväliaineen lämpötilavaiku-tusten välttämiseksi.Fig. 11 is a simplified schematic view of a resonant cavity temperature sensor including a medium-filled dome according to another embodiment of the present invention, the sensor including a bidirectional radiant energy path 14, a power coupling means 17 (shown in partial section), in this case a pressure energy means, transducer 23 74541 transducer 24, electrical switching means 28, reflective breakers 41, phase shift circuit 42, hollow resonant beam element 43 (shown in partial section), vibrator means 44 and a medium-sensitive container filled with medium. to avoid

Tämän kokoonpanon toiminta on oleellisesti samanlainen kuin kuvion 4 yhteydessä selitetyn perusanturioskillaattorivälineen 40 toiminta lukuunottamatta erityistä voimanmuunnosvälinettä, väliaineella täytettyä lämpötilaan reagoivaa väliaineen säiliötä 121, joka voi sisältää mitä tahansa sopivaa lämpötilaan reagoivaa väliainetta 122 joko kaasua tai nestettä. Tässä järjestelyssä voimanmuunnosyhdysväline 17 voi olla putki tai kapillaari-putki, joka on kytketty onttoon palkkiin perustuvan resonanssi-elementin 43 ja lämpötilaan reagoivan väliaineen säiliön välille, joka voi olla muodoltaan kupumainen halutulla tavalla. Säiliöön 121 vaikuttavat lämpötilamuutokset laajentavat tai supistavat sen sisällä olevaa väliainetta. Väliaineen laajeneminen välittyy onttoon palkkiin perustuvan resonanssielementin 43 onteloon ja aiheuttaa sen resonanssitaajuuden muuttumisen.The operation of this assembly is substantially similar to the operation of the basic sensor oscillator means 40 described in connection with Figure 4, except for a special force conversion means, a medium-filled temperature-responsive medium tank 121, which may contain any suitable temperature-responsive medium 122, either gas or liquid. In this arrangement, the force conversion connection means 17 may be a tube or a capillary tube connected between the resonant element 43 based on the hollow beam and the container of the temperature-responsive medium, which may be domed in the desired manner. Temperature changes affecting the tank 121 expand or contract the medium therein. The expansion of the medium is transmitted to the cavity of the resonant element 43 based on the hollow beam and causes its resonant frequency to change.

Vaikka keksintöä on selitetty siten, että siinä on optisesti syötetty käyttöenergia ja havaitseminen suoritetaan optisesti, on selvää, että oskillaattorin sähkömekaaninen ohjausosa voidaan pysäyttää värähtelyjen katkaisemiseksi.Although the invention has been described as having an optically applied drive energy and the detection is performed optically, it is clear that the electromechanical control part of the oscillator can be stopped to cut off the vibrations.

Kuvion 12 yksinkertaistettu kaaviollinen kuvanto esittää tiettyihin käyttöihin sovitettua keksinnön suoritusmuotoa, jossa on käytettävissä pienitasoisia sähkösignaaleja muuhun sähköiseen signaalinsiirtoon, ja johon sisältyy kaksisuuntainen sä-teilyenergian kulkutie 14, päätukirakenne 21, resonanssielement-ti 22, kuituoptisen kulkutien pääte 23, säteilyenergian sähköiseksi energiaksi muuntava muunnin 24, muuntaja 26, vaiheen-stabilointiväline 27, sähköinen kytkentäväline 28, oäätuki-rakenne 29, kytkin 131, pääasennusalusta 132 ja eristin 133.Fig. 12 is a simplified schematic view of an embodiment of the invention adapted to certain uses, in which low level electrical signals are available for other electrical signal transmission, and which includes a bidirectional radiant energy path 14, main support structure 21, resonant element 22, fiber optic energy path terminal 23, fiber optic path , a transformer 26, a phase stabilizing means 27, an electrical coupling means 28, a back support structure 29, a switch 131, a main mounting base 132 and an insulator 133.

24 74541 Pääasennusalusta 132 ja eristin 133 ovat sellaisia kuin aikaisemmin on selitetty osien 25 ja 87 yhteydessä (kuviot 3 ja 7). Kytkintä 131 lukuunottamatta muut elementit ovat samanlaisia kuin on selitetty kuviossa 3. Kytkin 131 (SW^) voi katkaista takaisinkytkentäsignaalin sähköiset signaalit ja sellaisena se on erinomainen väline niiden käynnistämiseksi ja pysäyttämiseksi. Suljettuna magneettisesti ohjattuna kielireleenä se muodostaa ideaalisen rajakytkimen tai muun värähtelyn keskeyttäjän. Kaksi tai useampia normaalisti suljettuja laitteita voidaan kytkeä sarjaan kytkimen 131 kanssa tai kytkimen 131 rinnalle voidaan kytkeä kaksi tai useampia normaalisti avoimia kytkinlaitteita monikeskeytystoimintojen aikaansaamiseksi. Muissa paikoissa olevat lisäkytkimet voivat olla hyödyllisiä erilaisissa alueen-tunnistus- tai asemanpaikantamis- ja vertailukäytöissä. Vaihtoehtoisesti navoista 134, 135 voidaan johtaa suoraan sähköinen signaali siten kuin kuviossa 13, ja sitä voidaan käyttää muuhun sähköiseen tiedonsiirtoon. Tämä on tavallisesti oienitasoinen signaali .24 74541 The main mounting base 132 and the insulator 133 are as previously described in connection with parts 25 and 87 (Figures 3 and 7). With the exception of switch 131, the other elements are similar to those described in Figure 3. Switch 131 (SW1) can cut off the electrical signals of the feedback signal and as such is an excellent means of starting and stopping them. As a closed magnetically controlled tongue relay, it forms an ideal limit switch or other oscillation interrupter. Two or more normally closed devices may be connected in series with switch 131, or two or more normally open switch devices may be connected in parallel with switch 131 to provide multi-interrupt functions. Additional switches in other locations may be useful in a variety of area detection or positioning and comparison applications. Alternatively, an electrical signal may be derived directly from terminals 134, 135 as in Figure 13, and may be used for other electrical communications. This is usually a high level signal.

Kuvion 13 suoritusmuoto on oleellisesti samanlainen kuin kuvion 12 suoritusmuoto lukuunottamatta kuvion 12 kytkimen (SI) 131 puuttumista ja kuvion 13 sähköisten koskettimien 134, 135 lisäämistä mahdollistamaan laitteiston suora sähköinen ja/tai optinen tehonsyöttö/havaitseminen. Näitä sähköisiä koskettimia voidaan myös käyttää ilmaisuun, paikallisosoitus- ja/tai kalib-rointitarkoituksiin. Sama pätee monissa muissa tässä selitetyn keksinnön suoritusmuodoissa. Sähköisessä toimintamuodossa käytettynä napojen 141 ja 135 välinen yhteys voidaan katkaista muuntimen aiheuttaman kuormituksen välttämiseksi. Yhteyden 140 tilalla voi olla kytkin.The embodiment of Fig. 13 is substantially similar to the embodiment of Fig. 12 except for the absence of the switch (SI) 131 of Fig. 12 and the addition of the electrical contacts 134, 135 of Fig. 13 to allow direct electrical and / or optical power supply / detection of the equipment. These electrical contacts can also be used for detection, local indication and / or calibration purposes. The same is true in many other embodiments of the invention described herein. When used in electrical mode, the connection between terminals 141 and 135 can be disconnected to avoid the load caused by the converter. Connection 140 may be replaced by a switch.

Lopuksi tarkastellaan kuviota 14, jossa on esitetty kaksi esitystä langan asennosta ja ohjausvirrasta, joissa virtojen suhteellinen vaihe on oikea kuviossa 14B ja 90° vaihesiirretty (väärä) kuviossa 14A. Kuvio 14B esittää stabiilia toimintaa. Ohjausvirta on käytettävissä vain, kun resonanssielementin heijastava osa ei estä valoa pääsemästä muuntimelle.Finally, referring to Fig. 14, there are two representations of wire position and control current, with the relative phase of the currents being correct in Fig. 14B and 90 ° phase shifted (incorrect) in Fig. 14A. Figure 14B shows stable operation. The control current is only available when the reflective part of the resonant element does not prevent light from entering the converter.

Claims (20)

25 74541 Patentti vaati mukset25 74541 Patent claims 1. Menetelmä voiman havaitsemiseksi optisesti ohjatussa värähtelevässä resonanssi elementti1 aitteessa, johon sisältyy resonanssi elementti (22; 43), johon kohdistuu kuormitusvoima, säteilyenergian ohjauslähde (19) ja väline kuormitusvoimaan liittyvän signaaliarvon palauttamiseksi, jolloin menetelmään s i s ä 1 tyy muuttumattoman säteilyenergian säteen kohdistaminen säteily-energian kulkutien (11, 14) 1ähteenpuolei seen päähän; mainitun muuttumattoman säteilyenergian johtaminen mainittua kulkutietä (11, 14) pitkin ensimmäisessä suunnassa etäällä olevalle resonanssi elementti1 aitteel1 e (22; 43), tunnettu siitä, että mainittua johdettua sätei1yenergiaa käytetään vuorottel evästi ohjaamaan ajoittaisesti resonanssi elementtiä (22; 43) värähtelevässä muodossa ja ainakin osa säteilyener-giasta heijastetaan osittain mainittua kulkutietä (14) pitkin toisessa käänteisessä suunnassa, jolloin sätei1yenergiasta johdetaan sähköenergiaan niiden aikajaksojen aikana, kun sätei lyenergiaa ei heijasteta, ja sitä käytetään mainitun reso-nanssielementin (22; 43) värähtelyn ylläpitämiseen.A method for detecting a force in an optically controlled oscillating resonant element 1 apparatus comprising a resonant element (22; 43) subjected to a load force, a radiation energy control source (19) and means for recovering a signal value associated with the load force, the method comprising adjusting the beam of constant radiation energy at the source-side end of the energy path (11, 14); conducting said constant radiant energy along said path (11, 14) in a first direction to a distant resonant element device (22; 43), characterized in that said conducted radiant energy is alternately used to periodically control the resonant element (22; 43) in an oscillating form and at least a portion the radiant energy is partially reflected along said path (14) in a second inverse direction, wherein the radiant energy is conducted to the electrical energy during periods of time when the radiant energy is not reflected and is used to maintain vibration of said resonant element (22; 43). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastettujen säteilyenergiapulssien taajuus riippuu resonanssi elementtiin (22; 43) kohdistetusta kuormi-tusvoimasta ja että menetelmään sisältyy vaiheena heijastetun sätei1yenergian havaitseminen kuormitusvoiman arvon ilmaisemiseksi .A method according to claim 1, characterized in that the frequency of the reflected radiant energy pulses depends on the loading force applied to the resonant element (22; 43) and that the method includes the step of detecting the reflected radiant energy to detect a load force value. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säteilyenergian kulkutievä!ineen 1ähteenpuolei -seen päähän kohdistetaan sätei1yenergiai taan muuttumaton säde, joka sisältää useita aallonpituuksia, joihin sisältyy ainakin ensimmäinen ja toinen aallonpituus; mainittu muuttumattoman sätei1yenergian säde johdetaan mainittua kulkutietä (11, 14) pitkin ensimmäisessä suunnassa jakajalle (51), joka jakaa sätei lyenergi an useille erillisille teille (52, 53); säteily- 26 74541 energia johdetaan ainakin yhdestä mainituista erillisistä teistä kaukaiseen resonanssielementti1 aitteeseen ja johdettua säteilyenergiaa käytetään vuorottelevästi ohjaamaan ajoittai-sesti ainakin yhtä resonanssi elementtiä värähtelevässä muodossa ja energia, jonka aallonpituus on valittu ainakin osasta mainittua sätei1yenergiaa, heijastetaan pitkin ainakin osaa (14) mainitusta kulkutiestä käänteisessä suunnassa.A method according to claim 1, characterized in that a beam of radiant energy comprising a plurality of wavelengths including at least a first and a second wavelength is applied to the source-side end of the radiant energy passing through the source; said beam of constant radiant energy is conducted along said path (11, 14) in a first direction to a divider (51) which distributes the radiant energy to a plurality of separate paths (52, 53); the radiant energy is conducted from at least one of said separate paths to a distant resonant element device and the conducted radiant energy is alternately used to periodically control at least one resonant element in an oscillating form and the energy of a wavelength selected from at least a portion of said radiant energy is reflected along in the opposite direction. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että resonanssi elementti (22; 43) saatetaan värähtelemään sähkömagneettisen kentän vuorovaikutuksella oleellisesti väki omagneetti k entä ssä.Method according to Claim 1 or 3, characterized in that the resonant element (22; 43) is caused to oscillate by the interaction of an electromagnetic field substantially at the force of the magnetic field. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että resonanssi elementti (22; 43) saatetaan värähtelemään kohdistamalla siihen mekaaninen kuormitus, joka on aikaansaatu kohdistamalla sähkökenttä suoraan pietsosäh-köiseen elementtiin.Method according to Claim 1 or 3, characterized in that the resonant element (22; 43) is made to vibrate by applying to it a mechanical load obtained by applying an electric field directly to the piezoelectric element. 6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastunut säteilyenergia erotellaan sivuun selektiivisesti aallonpituuden perusteella ja havaitaan kuormi-tusvoiman arvon ilmaisemiseksi.A method according to claim 3, characterized in that the reflected radiant energy is selectively separated to the side on the basis of the wavelength and detected to indicate the value of the load force. 7. Optisesti ohjattu värähtelevä resonanssi elementti1 ai -te voiman havaitsemiseksi, johon kuuluvat: ainakin yksi resonanssi elementti (22; 43), johon kohdistuu kuormi tusvoi ma; säteilyenergiaiähde (19) säteilyenergian antamiseksi; energian kulkutie (11, 14) säteilyenergian johtamiseksi ensimmäisessä suunnassa resonanssi elementin (22; 43) lähellä olevaan päätepisteeseen (23); muunninväline (24), joka muuntaa säteilyenergian sähköiseksi energiaksi, mainitun resonanssi elementin lähellä ja vastapäätä mainittua päätepistettä (23), päätepisteestä ulostulevan säteilyenergian suuruudesta johdetun sähkövirran kehittämiseksi , ja 27 7 4 5 4 1 sähköinen 1iikutusväline (26, 27, 28, 30, 31), joka on kytketty sähköisesti muuntimeen (24) aiheuttamaan resonanssi ele-mentin liike poikittaissuunnassa muuntimen ja päätepisteen välillä resonanssi elementin resonanssi taajuudesta riippuvalla taajuudella, tunnettu siitä, että siihen sisältyy yksi yhdystie (11, 14) säteilyenergian kanavoimiseksi ensimmäisessä suunnassa resonanssielementin lähellä olevaan päätepisteeseen (23) sekä resonanssi elementtiin (43) liittyvä heijastusväline (41), joka on sijoitettuna päätepisteen (23) ja muunninväli-neen (24) väliin resonanssi elementin liikkeen aikana, ainakin osan säteilyenergiasta heijastamiseksi ainakin yhdystien osaa (14) pitkin ensimmäiseen suuntaan nähden vastakkaiseen toiseen suuntaan.An optically controlled oscillating resonant element 1 for detecting a force, comprising: at least one resonant element (22; 43) subjected to a loading force; a radiant energy source (19) for providing radiant energy; an energy path (11, 14) for conducting radiant energy in the first direction to an end point (23) near the resonant element (22; 43); a converter means (24) for converting the radiant energy into electrical energy, said resonance element near and opposite said end point (23), for generating an electric current derived from the magnitude of the radiant energy emanating from the end point, and 27 7 4 5 4 1 ) electrically connected to the transducer (24) to cause resonant movement of the element in the transverse direction between the transducer and the endpoint resonant element resonance at a frequency dependent frequency, characterized in that it includes one connecting path (11, 14) 23) and a resonant reflecting means (41) associated with the element (43) disposed between the endpoint (23) and the transducer means (24) during resonant movement of the element to reflect at least a portion of the radiant energy along at least a portion of the connecting path (14) opposite the second direction. en direction. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että resonanssiel ementti (22), johon kuormitusvoima kohdistuu, on nauha.Device according to Claim 7, characterized in that the resonant element (22) to which the load force is applied is a strip. 9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että resonanssi el ementti (43), johon kuormitusvoima kohdistuu, on ontto resonanssipalkkirakenne.Device according to Claim 7, characterized in that the resonant element (43) to which the load force is applied is a hollow resonant beam structure. 10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteilyenergiaiähteen (19) antaman säteilyenergian aallonpituus on välillä 10 -10 Ä.Device according to Claim 7, characterized in that the wavelength of the radiant energy provided by the radiant energy source (19) is between 10 and 10 Å. 11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdystievälineet käsittävät yhden ainoan kuituoptisen säteilyenergian kulkutien (14).Device according to claim 7, characterized in that the connecting means comprise a single fiber-optic radiant energy path (14). 12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdystie käsittää peräkkäisen jonon säteilyenergian kulkutie-elementtejä (11, 14) yhtä yhtenäistä tietä pitkin.Device according to Claim 7, characterized in that the connecting path comprises a series of radiant energy path elements (11, 14) along a single continuous path. 13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteilyenergiaiähteen (19) antama säteilyenergia on oleellisesti muuttumatonta ja moduloimatonta. 28 74541Device according to Claim 7, characterized in that the radiant energy provided by the radiant energy source (19) is substantially unchanged and unmodulated. 28 74541 14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että sen sähköinen 1iikutusväline käsittää: magneettisen voiman esijännitysvälineen (30, 31) magneettikentän kehittämiseksi mainitun resonanssi elementin (22) ympä-ri11 e; ja välineen (28, 26 ) muuntimen (24) sähköenergiai ähdön yhdistämiseksi mainitun resonanssi elementin asianomaisiin päihin ja muuntimen lähtövirran johtamiseksi elementi n läpi sähkömagneettisen kentän kehittämiseksi; jolloin resonanssi elementin (22) liike aiheutuu muunninväli-neen (24) ja säteilyenergian päätepisteen (23) välillä mag-neettivoiman esijännitysvälineen ja sähkömagneettisen kentän vuorovai kutuk sei 1 a.Device according to claim 7, characterized in that its electrical actuating means comprises: magnetic force biasing means (30, 31) for generating a magnetic field around said resonant element (22); and means (28, 26) for connecting the electrical energy output of the transducer (24) to the respective ends of said resonant element and for conducting the output current of the transducer through the element n to generate an electromagnetic field; wherein the movement of the resonant element (22) is caused between the transducer means (24) and the radial energy end point (23) by the interaction of the magnetic force biasing means and the electromagnetic field. Kutuk sei 1a. 15. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite useiden ainakin yhdestä fysikaalisesta parametristä riippuvien kuormitusvoi-mien havaitsemiseksi etäältä, tunnettu siitä, että siihen s i s ä 1 tyy joukko värähteleviä resonanssi elementtejä (22), joihin kohdistuu ainakin kaksi kuormitusvoimaa, jotka riippuvat ainakin yhdestä fysikaalisesta parametristä, sijoitettuna etäälle mainitusta säteilyenergiaiähteestä (19); välineet (51) yhdystien jakamiseksi joukoksi yhdysteitä (52, 53) ja säteilyenergian siirtämiseksi pitkin kutakin mainituista yhdysteistä vastaavaan yksittäiseen päätevälineeseen kunkin resonanssi el ementi n lähellä, kuhunkin tiehen ja kuhunkin päätepisteeseen liittyvät yksittäiset muunninvälineet (24) kunkin resonanssi elementin lähellä ja vastapäätä asianomaista vastaavaa päätepistettä, sähkö-jännitteen kehittämiseksi vastaavasta päätepisteestä ulostu-levasta säteilyenergiasta, yksittäiset sähköiset 1iikutusvälineet (26, 27, 28, 30, 31), jotka aiheuttavat kunkin resonanssielementin (22) liikkeen poikittain sen vastaavan muuntimen (24) ja asianomaisen päätepisteen välillä muuntimelle tulevan sätei1yenergian varjosta-mi seksi, 29 745 41 heijastava pinta kullakin mainituista resonanssi elementeistä säteilyenergian moduloimiseksi siten, että se heijastaa ainakin osan säteilyenergiasta ainakin yhdystien osaa (52, 53) pitkin ensimmäiseen suuntaan nähden vastakkaiseen toiseen suuntaan, välineet (65, 66) kultakin mainitulta resonanssielementi1tä (22) palautetun säteilyenergian erottelemiseksi selektiivisesti aallonpituuden perusteella ja välineet (61, 62) kuhunkin resonanssi elementtiin liittyvän palautetun säteilyenergian ilmaisemiseksi.Device according to claim 7 for remotely detecting a plurality of load forces dependent on at least one physical parameter, characterized in that it comprises a plurality of oscillating resonant elements (22) subjected to at least two load forces dependent on at least one physical parameter, located remotely said radiant energy source (19); means (51) for dividing the connections into a plurality of connections (52, 53) and transferring radiant energy along each of said connections to a corresponding individual end means near each resonant element, individual transducer means (24) associated with each path and each end point from each resonant element and vice versa , for generating an electrical voltage from the radiant energy emanating from the respective end point, individual electrical actuating means (26, 27, 28, 30, 31) causing the transverse movement of each resonant element (22) between its respective transducer (24) and the respective end point from the radiant energy coming to the transducer -mix, a reflective surface of each of said resonant elements for modulating radiant energy so as to reflect at least a portion of the radiant energy along at least a portion of the connecting paths (52, 53) in a second direction opposite to the first direction, means (65, 66) for selectively separating the radiated energy returned from each said resonant element (22) based on the wavelength, and means (61, 62) for detecting the recovered radiant energy associated with each resonant element. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet säteilyenergian erottelemiseksi selektiivisesti aallonpituuden perusteella käsittävät aal1onpituusse-lektiivisen suodinelementin (65, 66), jonka läpi asianomaiselta resonanssi elementi1tä tuleva säteilyenergia kulkee.Device according to claim 15, characterized in that the means for selectively separating the radiant energy on the basis of a wavelength comprise a wavelength-selective filter element (65, 66) through which the radiant energy from the respective resonant element passes. 17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet sätei1yenergian erottelemiseksi selektiivisesti aallonpituuden perusteella käsittävät erilaisen aallon-pituusselektiivisen päällysteen kunkin asianomaisen resonans-sielementin (22) heijastavalla pinnalla.Device according to claim 15, characterized in that the means for selectively separating the radiant energy on the basis of a wavelength comprise a different wavelength-selective coating on the reflective surface of each respective resonant element (22). 18. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että onttoon resonanssipalkkirakenteeseen (43) sisältyy sisäinen ontelo väliaineen (122) painevoiman havaitsemiseksi saattamalla ontelo yhteyteen väliaineen painevoiman kanssa, laitteen sisältäessä lisäksi tasapainossa olevaa höyryä, joka erottaa väliaineen painevoimanlähteen ja onton resonanssipal-kin (43) sisäisen ontelon.Device according to claim 9, characterized in that the hollow resonant beam structure (43) includes an internal cavity for detecting the compressive force of the medium (122) by contacting the cavity with the compressive force of the medium, the device further comprising equilibrium vapor separating the medium pressure source and the hollow resonant bar (43). ) internal cavity. 19. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen sisältyy lisäksi väline (131) muuntimen (24) ja sähköisen 1iikutusvälineen (26, 27, 28) välisen sähköisen kytkennän katkaisemiseksi. 30 7 4 5 41Device according to claim 7, characterized in that it further comprises means (131) for disconnecting the electrical connection between the transducer (24) and the electrical actuating means (26, 27, 28). 30 7 4 5 41 20. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu sii tä, että siihen sisältyy lisäksi päätevälineet (134, 135) sähköistä kaukomerkinantoa varten ja värähtelevän resonans-sielementtilaitteen (22) erottamista varten.Device according to claim 8, characterized in that it further comprises end means (134, 135) for electrical remote signaling and for separating the oscillating resonant element device (22).
FI860047A 1984-05-07 1986-01-06 Method for sensing a force in an optically controlled resonant element device and resonant element device for carrying out the method. FI74541C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60753284A 1984-05-07 1984-05-07
US60753284 1984-05-07
PCT/US1985/000808 WO1985005178A1 (en) 1984-05-07 1985-05-03 Improved fiber optic remote sensor
US8500808 1985-05-03

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI860047A FI860047A (en) 1986-01-06
FI860047A0 FI860047A0 (en) 1986-01-06
FI74541B FI74541B (en) 1987-10-30
FI74541C true FI74541C (en) 1988-02-08

Family

ID=24432683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI860047A FI74541C (en) 1984-05-07 1986-01-06 Method for sensing a force in an optically controlled resonant element device and resonant element device for carrying out the method.

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0181397A1 (en)
JP (1) JPS61502077A (en)
AU (1) AU575193B2 (en)
DK (1) DK4986A (en)
FI (1) FI74541C (en)
NO (1) NO860026L (en)
WO (1) WO1985005178A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897541A (en) * 1984-05-18 1990-01-30 Luxtron Corporation Sensors for detecting electromagnetic parameters utilizing resonating elements
US4713540A (en) * 1985-07-16 1987-12-15 The Foxboro Company Method and apparatus for sensing a measurand
GB8610252D0 (en) * 1986-04-26 1986-06-25 Stc Plc Remote sensor
GB2192456B (en) * 1986-07-12 1990-07-04 Stc Plc Optical sensor
US4733561A (en) * 1986-07-21 1988-03-29 The Foxboro Company Self-oscillating, optical resonant sensor
GB8701556D0 (en) * 1987-01-24 1987-02-25 Schlumberger Electronics Uk Sensors
DE4414558C1 (en) * 1994-04-22 1995-11-09 Meyer Neontrafoproduktion Gmbh Process and arrangement for the verification of measurement accuracy and for documentation for quality assurance in the manufacture of fluorescent tube systems

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521684A (en) * 1982-02-22 1985-06-04 The Foxboro Company Optical measurement system with light-driven vibrating sensor element
GB2121953B (en) * 1982-06-10 1985-09-04 Itt Ind Ltd Improvements in transducers

Also Published As

Publication number Publication date
AU575193B2 (en) 1988-07-21
AU4606185A (en) 1985-11-28
DK4986D0 (en) 1986-01-07
NO860026L (en) 1986-03-04
FI860047A (en) 1986-01-06
FI860047A0 (en) 1986-01-06
FI74541B (en) 1987-10-30
EP0181397A1 (en) 1986-05-21
DK4986A (en) 1986-01-07
WO1985005178A1 (en) 1985-11-21
JPS61502077A (en) 1986-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4743752A (en) Fiber optic remote sensor
US4521684A (en) Optical measurement system with light-driven vibrating sensor element
CA1251057A (en) Optical sensors for detecting physical parameters
US4379226A (en) Method and sensor device for measuring a physical parameter utilizing an oscillatory, light modulation element
US5963034A (en) Electro-optic electromagnetic field sensor system with optical bias adjustment
US4897541A (en) Sensors for detecting electromagnetic parameters utilizing resonating elements
US4345482A (en) Fiber optical devices for measuring physical phenomenon
US6612174B2 (en) Optical pressure sensor
KR101393943B1 (en) Fiber optic temperature sensor
US4942766A (en) Transducer
US4705354A (en) Method for fiber optic transmission of a special coded measurement
JP4669469B2 (en) Reflective optical fiber current sensor
EP0803049A1 (en) Diagnostic system for fiber grating sensors
FI74541C (en) Method for sensing a force in an optically controlled resonant element device and resonant element device for carrying out the method.
US5338929A (en) Micromachined sensor device using a beam of light with a frequency swept modulated intensity to activate at least two resonance modes of the sensor element
US5185675A (en) Electro optic modulator systems for fiber optic information transmission
EP0244087A2 (en) Remote temperature-compensated pressure sensor
US6018386A (en) Oscillatory, optically coupled measurement system
CA1233664A (en) Improved fiber optic remote sensor
EP0531017B1 (en) Sensor
Jones et al. Optical-fibre sensors using micromachined silicon resonant elements
CN1215158A (en) Time division multiplexing array for non-acoustics light pressure transducer
GB2198531A (en) Optical sensor system
CN85104639A (en) Improved fiber optic remote sensor
JP6769818B2 (en) Antenna characteristic measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: THE FOXBORO COMPANY