JPH02168119A - 音響変換装置および方法 - Google Patents
音響変換装置および方法Info
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- JPH02168119A JPH02168119A JP1240288A JP24028889A JPH02168119A JP H02168119 A JPH02168119 A JP H02168119A JP 1240288 A JP1240288 A JP 1240288A JP 24028889 A JP24028889 A JP 24028889A JP H02168119 A JPH02168119 A JP H02168119A
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- G—PHYSICS
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K15/04—Sound-producing devices
- G10K15/046—Sound-producing devices using optical excitation, e.g. laser bundle
-
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気−音響変換装置および方法に関する。特に
、本発明は液量ゲージのための電気的に受動的な音響の
発信および検知を提供する。本発明の実施例は航空機の
燃料タンクの燃料ゲージに有用である。
、本発明は液量ゲージのための電気的に受動的な音響の
発信および検知を提供する。本発明の実施例は航空機の
燃料タンクの燃料ゲージに有用である。
〔従来の技術並びに発明が解決しようとする課題〕米国
特許第4.677、305号公報(発明者Elling
et。
特許第4.677、305号公報(発明者Elling
et。
Simmonds Precision Produc
ts、 ■ncへ譲渡)は電気的に能動的な変換器を
使用する光−音響撚輪ゲージシステムを開示している。
ts、 ■ncへ譲渡)は電気的に能動的な変換器を
使用する光−音響撚輪ゲージシステムを開示している。
Brown、 D、H,による“超音波照射による液レ
ベル測定(Liquid Level Measure
ment by UltrasonicRanging
)、 Central Electricity Ge
nerating(London、Aug、 1976
)は容器内の液レベルを測定するための超音波照射装置
の概念を開示している。
ベル測定(Liquid Level Measure
ment by UltrasonicRanging
)、 Central Electricity Ge
nerating(London、Aug、 1976
)は容器内の液レベルを測定するための超音波照射装置
の概念を開示している。
超音波パルスは容器の底部から上方へ伝播する。
パルスの発生から反射波の到着までの伝播時間が液レベ
ルの指示となる。米国特許第4.580.448(発明
者Skrgat+c)はBrownの装置と多少類似し
たシステムを開示しており、それは超音波液レベルセン
サを使用しそれにおいて液容器の外部に設置された超1
波結晶変換器が容器の壁と液体を介してパルスを送出し
反射波を検知して液レベルを決定するものである。
ルの指示となる。米国特許第4.580.448(発明
者Skrgat+c)はBrownの装置と多少類似し
たシステムを開示しており、それは超音波液レベルセン
サを使用しそれにおいて液容器の外部に設置された超1
波結晶変換器が容器の壁と液体を介してパルスを送出し
反射波を検知して液レベルを決定するものである。
米I特許第4.334.321 (Edelman)は
光−音響変換器を開示しており、そこにおいて電力変調
された光がファイバを通して伝送され吸収されて熱を発
3300)1zの可聴出力を発生するものとして示され
ている。
光−音響変換器を開示しており、そこにおいて電力変調
された光がファイバを通して伝送され吸収されて熱を発
3300)1zの可聴出力を発生するものとして示され
ている。
欧州特許公開第232.610号公報は光の照射によっ
て共鳴されるシリコンのビームを含む光熱発振器力セン
サを開示している。
て共鳴されるシリコンのビームを含む光熱発振器力セン
サを開示している。
〔課題を解決するための手段並びに作用〕本発明によれ
ば、可動部材を具備する電気−音響変換装置において、
可動部材へ電磁エネルギを照射して部材を動かし音響エ
ネルギを放出せしめる入力デバイスと、電磁エネルギを
搬送するデバイスを具備し放出された音響エネルギがそ
の上に衝突されることにより搬送される電磁放射線を変
調せしめる出力デバイスとを具備することを特徴とする
電気−音響変換装置が提供される。
ば、可動部材を具備する電気−音響変換装置において、
可動部材へ電磁エネルギを照射して部材を動かし音響エ
ネルギを放出せしめる入力デバイスと、電磁エネルギを
搬送するデバイスを具備し放出された音響エネルギがそ
の上に衝突されることにより搬送される電磁放射線を変
調せしめる出力デバイスとを具備することを特徴とする
電気−音響変換装置が提供される。
本発明によれば、タンク、電磁放射線によって制御され
る電気的に受動的な音響発信器、音響受信器、電磁放射
線源、および第1の光ファイバを具備し、第1の光ファ
イバは電磁放射線源からの電磁放射線を発信器へ伝送す
べく接続され、発信器は電磁放射線を放出音響エネルギ
に変換し、発信器は音響エネルギをタンク内に放出すべ
く位置し、音響受信器は発信器によって放出された音響
エネルギを受け取り対応する出力を発生すべく位置する
ことを特徴とする光制御音響発信および受信システムも
また提供される。
る電気的に受動的な音響発信器、音響受信器、電磁放射
線源、および第1の光ファイバを具備し、第1の光ファ
イバは電磁放射線源からの電磁放射線を発信器へ伝送す
べく接続され、発信器は電磁放射線を放出音響エネルギ
に変換し、発信器は音響エネルギをタンク内に放出すべ
く位置し、音響受信器は発信器によって放出された音響
エネルギを受け取り対応する出力を発生すべく位置する
ことを特徴とする光制御音響発信および受信システムも
また提供される。
本発明によれば、入力可動部材に電磁放射線を照射して
部材を動かし音響エネルギを放出せしめ、放出された音
響エネルギを出力可動部材へ衝突せしめることによりさ
らに別の電磁エネルギの変調を引き起こすことを特徴と
する音響変換方法がさらに提供される。
部材を動かし音響エネルギを放出せしめ、放出された音
響エネルギを出力可動部材へ衝突せしめることによりさ
らに別の電磁エネルギの変調を引き起こすことを特徴と
する音響変換方法がさらに提供される。
本発明によれば、タンクに囲まれた液体内に音響波を放
出する方法において、電磁放射線を光ファイバを介して
供給し液体内に設けられた用曲部材に照射せしめること
によりそれに応答してff1ffnせしめ液体内に音響
波を放出せしめることを特徴とする方法がさらに提供さ
れる。
出する方法において、電磁放射線を光ファイバを介して
供給し液体内に設けられた用曲部材に照射せしめること
によりそれに応答してff1ffnせしめ液体内に音響
波を放出せしめることを特徴とする方法がさらに提供さ
れる。
本発明の実施例において、電気的に受動的な光制御音響
送受信システムはタンク内の航空燃料の様な液体の量を
測定する。パルス状の光または赤外線の様な電磁放射線
は光ファイバに導かれ、加熱されたとき屈曲するに適し
た用曲部材に照射され音響パルスを発生する。光フアイ
バ検知器が燃料タンク内の液レベルから反射される音響
パルスを監視するために用いられる。システムは電気的
に受動的であり検知位置において電力を必要とせずまた
使用しない。
送受信システムはタンク内の航空燃料の様な液体の量を
測定する。パルス状の光または赤外線の様な電磁放射線
は光ファイバに導かれ、加熱されたとき屈曲するに適し
た用曲部材に照射され音響パルスを発生する。光フアイ
バ検知器が燃料タンク内の液レベルから反射される音響
パルスを監視するために用いられる。システムは電気的
に受動的であり検知位置において電力を必要とせずまた
使用しない。
以下に例示にすぎないものとして添付図面を参照して燃
料ゲージのための本発明に係る光制御音響発信および検
知システムと方法を説明する。
料ゲージのための本発明に係る光制御音響発信および検
知システムと方法を説明する。
より詳細に記述される本発明の具体例において、タンク
内の航空機燃料の様な液体の9を測定する電気的に受動
的な光制御音響変換システムが提供される。パルス状の
光または赤外線の様なEta波が光ファイバに導かれ光
−音響変換器の用曲部材上に照射される。用曲部材は加
熱時に屈曲する。
内の航空機燃料の様な液体の9を測定する電気的に受動
的な光制御音響変換システムが提供される。パルス状の
光または赤外線の様なEta波が光ファイバに導かれ光
−音響変換器の用曲部材上に照射される。用曲部材は加
熱時に屈曲する。
電磁波の各パルスのエネルギは屈曲部tオによって熱と
して急速に吸収される。好適には、屈曲部+オは半球形
の黒色被膜を有する金属部材であり電磁波のパルスによ
り加熱されたとき屈曲が可能な様に支持される。金属部
材が屈曲する毎に音響パルスが発生しそれは液体内を経
て気−液界面に達しそこで反射さnて反射された音響パ
ルスは液体内を経て戻り監視用光ファイバに達する。監
視用光ファイバは光(または赤外線)を検知器へ導ひく
。
して急速に吸収される。好適には、屈曲部+オは半球形
の黒色被膜を有する金属部材であり電磁波のパルスによ
り加熱されたとき屈曲が可能な様に支持される。金属部
材が屈曲する毎に音響パルスが発生しそれは液体内を経
て気−液界面に達しそこで反射さnて反射された音響パ
ルスは液体内を経て戻り監視用光ファイバに達する。監
視用光ファイバは光(または赤外線)を検知器へ導ひく
。
各音響パルスが液−気界面まで往復する時間は音響パル
スを発生してから反射された音響パルスの戻りの検知ま
での時間を監視することによって測定される。反射され
た音響パルスの戻りは伝送される光または赤外線の性質
V)変化として検知される。
スを発生してから反射された音響パルスの戻りの検知ま
での時間を監視することによって測定される。反射され
た音響パルスの戻りは伝送される光または赤外線の性質
V)変化として検知される。
第1図を特に参照すると、航空成用の電気的に受動的な
光−音響液量ゲージシステム10が示されている。概略
的に10で示される電気的に受動的な音響燃料ゲージシ
ステムは音源14と音響検知器16を支持し液体撚f4
20を囲むタンク12を包含している。音源14は鎮静
筒(stillvell) 26に囲まれた静止燃料2
0′を経て音響出力パルス18を液−気界面22ま゛て
伝播せしめ、そこで音響反射パルス24力(反射されて
音響検知器16へ達する。鎮静筒26はタンク12に支
持されているのでパルス18および24を伝j番させる
静止燃料20′は鎮静筒26の外側の燃料20の部分よ
りも飛行中の揺れが少ない。鎮静筒26は基準反射器2
6′を支持している。燃料はすき間28を経て鎮静筒2
6の内外を自由に出入りする。
光−音響液量ゲージシステム10が示されている。概略
的に10で示される電気的に受動的な音響燃料ゲージシ
ステムは音源14と音響検知器16を支持し液体撚f4
20を囲むタンク12を包含している。音源14は鎮静
筒(stillvell) 26に囲まれた静止燃料2
0′を経て音響出力パルス18を液−気界面22ま゛て
伝播せしめ、そこで音響反射パルス24力(反射されて
音響検知器16へ達する。鎮静筒26はタンク12に支
持されているのでパルス18および24を伝j番させる
静止燃料20′は鎮静筒26の外側の燃料20の部分よ
りも飛行中の揺れが少ない。鎮静筒26は基準反射器2
6′を支持している。燃料はすき間28を経て鎮静筒2
6の内外を自由に出入りする。
音源14は好適には湾曲したまたは半球状のく凹面また
は凸面の)形状を有する金属部材30を包含しそれは湾
曲部の屈曲が可能な峰に支持されている。好ましくは、
金属部材30の表面の少なくともg3は非反射性であり
黒色である。光パルサー32は強い光をパルス状に発し
、それは光ファイバ34を経てプレート30に達しそれ
が急速に屈曲することによって音響パルス18が発生さ
れる。パルサー32ハ[ij L < ハハルスレーザ
、パルスレーザダイオード、Q−スイッチトレーザまた
は光学的にポンピングされるQ−スイッチトレーザであ
る。
は凸面の)形状を有する金属部材30を包含しそれは湾
曲部の屈曲が可能な峰に支持されている。好ましくは、
金属部材30の表面の少なくともg3は非反射性であり
黒色である。光パルサー32は強い光をパルス状に発し
、それは光ファイバ34を経てプレート30に達しそれ
が急速に屈曲することによって音響パルス18が発生さ
れる。パルサー32ハ[ij L < ハハルスレーザ
、パルスレーザダイオード、Q−スイッチトレーザまた
は光学的にポンピングされるQ−スイッチトレーザであ
る。
光源36は光ファイバ38を経て音響検知器16へ光を
送出する。反射された音響パルス24は検知器16に衝
突する。検知器16は好適には光ファイバ38のループ
40である。ファイバ38は単一モードまたはマルチモ
ードの光ファイバのいずれても良い。ファイバ38の出
力部42は光を光検知器44へ導く。光ファイバ34.
38および42はコネクタ39′および39″を介して
延長され7−ルド39によって保護される。
送出する。反射された音響パルス24は検知器16に衝
突する。検知器16は好適には光ファイバ38のループ
40である。ファイバ38は単一モードまたはマルチモ
ードの光ファイバのいずれても良い。ファイバ38の出
力部42は光を光検知器44へ導く。光ファイバ34.
38および42はコネクタ39′および39″を介して
延長され7−ルド39によって保護される。
検知′?:″:、44は導体48によって信号調整電子
回路46に接続されている。信号調整電子回路46は導
体50によって光パルサー32に接続されている。光−
音響信号調整器58は光源36、検知器44および信号
調整電子回路46を包含するものである。信号調整電子
回路46はアナログ−デジタル(A/D)変換器60を
含んでおり、それは導体48によって検知器44へ接続
され、導体62によってマイクロプロセッサ64へ接続
されている。マイクロプロセンサ64は導体66を介し
てメモリ63との信号の送受を行なう。
回路46に接続されている。信号調整電子回路46は導
体50によって光パルサー32に接続されている。光−
音響信号調整器58は光源36、検知器44および信号
調整電子回路46を包含するものである。信号調整電子
回路46はアナログ−デジタル(A/D)変換器60を
含んでおり、それは導体48によって検知器44へ接続
され、導体62によってマイクロプロセッサ64へ接続
されている。マイクロプロセンサ64は導体66を介し
てメモリ63との信号の送受を行なう。
マイクロプロセッサ64は導体70を介してD/A変換
器72ヘデジタル信号を送出する。D/A変換器72は
導体74を介してデイスプレィ76へアナログ信号を送
出する。電源78は導体80を介してディスプレイ76
へ電源を供給する。電源78は導体82を介して光パル
サー32へri源を供給する。導体84は電源78へ接
続され光源36へ電源を供給する。電源78は導体86
を介してA/DF換器60へそして図示しない接続を介
して信号調整器58の他の要素へ電源を供給する。
器72ヘデジタル信号を送出する。D/A変換器72は
導体74を介してデイスプレィ76へアナログ信号を送
出する。電源78は導体80を介してディスプレイ76
へ電源を供給する。電源78は導体82を介して光パル
サー32へri源を供給する。導体84は電源78へ接
続され光源36へ電源を供給する。電源78は導体86
を介してA/DF換器60へそして図示しない接続を介
して信号調整器58の他の要素へ電源を供給する。
光源36からの光信号における変化を検知し指示するこ
とによって反射パルスの戻りが検知されタンク12内の
燃料の量の指示に用いられる。検知2344は好適には
光電検出器であり光ファイバ38の出力部42から光の
様な電磁波を受け取る。反射音響パルスの1jraに応
答する例えばわずかな屈曲の様な光ファイバ38の任意
のタイプの物理的動きがそれを介して伝送される光に影
響を与えることが理解されるであろう。後方教乱部位、
不連続性、減衰等の光の様々なパラメータ(あるいは性
質)が検知し得る。戻りの音l!!(反射パルス)の衝
撃によって引き起こされる光ファイバの動きは光フアイ
バ内に伝播する光信号の性質に変化を与える。
とによって反射パルスの戻りが検知されタンク12内の
燃料の量の指示に用いられる。検知2344は好適には
光電検出器であり光ファイバ38の出力部42から光の
様な電磁波を受け取る。反射音響パルスの1jraに応
答する例えばわずかな屈曲の様な光ファイバ38の任意
のタイプの物理的動きがそれを介して伝送される光に影
響を与えることが理解されるであろう。後方教乱部位、
不連続性、減衰等の光の様々なパラメータ(あるいは性
質)が検知し得る。戻りの音l!!(反射パルス)の衝
撃によって引き起こされる光ファイバの動きは光フアイ
バ内に伝播する光信号の性質に変化を与える。
光ファイバ42の出力部における光の性質のその様な変
化は光情報を形成し、それはA/D変換器60内で電気
的デジタル形式に変換されマイクロプロセッサ64へ供
給される。タンク12内の燃料の量はマイクロプロセッ
サ64において決定され燃料の量を表わす信号が゛デイ
スプレィ70によって表示される。マイクロプロセッサ
64はさらに音響波パルス18の開始時間を制御するた
めに光パルサ32へ信号を送出する。
化は光情報を形成し、それはA/D変換器60内で電気
的デジタル形式に変換されマイクロプロセッサ64へ供
給される。タンク12内の燃料の量はマイクロプロセッ
サ64において決定され燃料の量を表わす信号が゛デイ
スプレィ70によって表示される。マイクロプロセッサ
64はさらに音響波パルス18の開始時間を制御するた
めに光パルサ32へ信号を送出する。
レベル測定を達成するためには燃料内の音速を知る必要
がある。そのために、音響波パルスが反射器26′(既
知の距離)へ達しそれから反射されて受信器(既知の距
離)へ達するまでの時間が測定される。音響波パルス燃
料の上面に達しそれから反射されて返ってくるまでの時
間が次に測定される。そこで、液体のレベルは燃料内の
音速と音響波パルスが燃料の上面に達しそこから戻って
くるまでの時間とを用いて正1に決定される。燃料の量
と密度は数通りのレベルまで満たされたときのタンク1
2の体積に関してメモリ68内に格納された情報と燃料
内での音速とから推断され燃料内での音速は音が基準反
射2gまでの既知の距離を往復するに要する時間の測定
から決定されるがそれらはすべて前述の米圓特許第4.
677、305号公報に開示されている。
がある。そのために、音響波パルスが反射器26′(既
知の距離)へ達しそれから反射されて受信器(既知の距
離)へ達するまでの時間が測定される。音響波パルス燃
料の上面に達しそれから反射されて返ってくるまでの時
間が次に測定される。そこで、液体のレベルは燃料内の
音速と音響波パルスが燃料の上面に達しそこから戻って
くるまでの時間とを用いて正1に決定される。燃料の量
と密度は数通りのレベルまで満たされたときのタンク1
2の体積に関してメモリ68内に格納された情報と燃料
内での音速とから推断され燃料内での音速は音が基準反
射2gまでの既知の距離を往復するに要する時間の測定
から決定されるがそれらはすべて前述の米圓特許第4.
677、305号公報に開示されている。
第2図を特に参照すると、電気的に受動的な光音響液量
ゲージンステム110が示されている。
ゲージンステム110が示されている。
電気的に受動的な音響燃料ゲージンステム110はタン
ク112を含んでおりそれは音E、114 と音響検知
器116を支持している。音Q、114は鎮静筒126
で囲まれた液体燃料120の部分120′を介して音響
出力パルス118を液−気界面122へ送出しそこから
の音響反射パルス124は音響検知器116へ戻る。鎮
静筒126はタンク112によって支持されているので
パルス11gおよび124は鎮静筒126の外側の燃1
120の部分よりも飛行中の揺らぎの少ない燃料の部分
120′内を伝播する。鎮静筒126は基準反射器12
6′を支持している。燃料はすき間128を介して鎮静
筒126の内外を自由に出入りする。
ク112を含んでおりそれは音E、114 と音響検知
器116を支持している。音Q、114は鎮静筒126
で囲まれた液体燃料120の部分120′を介して音響
出力パルス118を液−気界面122へ送出しそこから
の音響反射パルス124は音響検知器116へ戻る。鎮
静筒126はタンク112によって支持されているので
パルス11gおよび124は鎮静筒126の外側の燃1
120の部分よりも飛行中の揺らぎの少ない燃料の部分
120′内を伝播する。鎮静筒126は基準反射器12
6′を支持している。燃料はすき間128を介して鎮静
筒126の内外を自由に出入りする。
音源114は好適には湾曲したまたは半球状の(凹面ま
たは凸面の〉形状を有する金属部材130を包含しそれ
は湾曲部の屈曲が可能な様に支持されている。好ましく
は、金属部材130の表面の少なくとも一部は非反射性
であり黒色である。光パルサー132は強い光をパルス
状に発し、それは光ファイバ134を経てプレー目30
に達しそれが急速に屈曲することによって音響パルス1
18が発生される。パルサー132は好ましくはパルス
レーザ、パルスレーザダイオード、Q−スイッチトレー
ザまたは光学的にボンピングされるQ−スイッチトレー
ザである。
たは凸面の〉形状を有する金属部材130を包含しそれ
は湾曲部の屈曲が可能な様に支持されている。好ましく
は、金属部材130の表面の少なくとも一部は非反射性
であり黒色である。光パルサー132は強い光をパルス
状に発し、それは光ファイバ134を経てプレー目30
に達しそれが急速に屈曲することによって音響パルス1
18が発生される。パルサー132は好ましくはパルス
レーザ、パルスレーザダイオード、Q−スイッチトレー
ザまたは光学的にボンピングされるQ−スイッチトレー
ザである。
光源136は光ファイバ138を経て音響検知器116
へ光を送出する。反射された音響パルス124は検知器
116に衝突する。検知器116は好適には光ファイバ
138のループ140である。ファイバ138は単一モ
ードまたはマルチモードの光ファイバのいずれでも良い
。ファイバ138の出力部142は光を光検知器144
へ導く。光ファイバ134.138および142はコネ
クタ139′および139”を介して延長されシールド
139によって保護される。検矩型144は導体148
によって信号調整電子回路146に接続されている。信
号調整電子回路146は導体150によって光パルサー
132に接続されている、光−音響信号調整器158は
光源136、検知器タル(A/D)変換器160を含ん
でおり、それは導体148によって検知器144へ接続
され、導体162によってマイクロプロセッサ164へ
接続されている。マイクロプロセッサ164は導体16
6を介してメモリ168との信号の送受を行なう。
へ光を送出する。反射された音響パルス124は検知器
116に衝突する。検知器116は好適には光ファイバ
138のループ140である。ファイバ138は単一モ
ードまたはマルチモードの光ファイバのいずれでも良い
。ファイバ138の出力部142は光を光検知器144
へ導く。光ファイバ134.138および142はコネ
クタ139′および139”を介して延長されシールド
139によって保護される。検矩型144は導体148
によって信号調整電子回路146に接続されている。信
号調整電子回路146は導体150によって光パルサー
132に接続されている、光−音響信号調整器158は
光源136、検知器タル(A/D)変換器160を含ん
でおり、それは導体148によって検知器144へ接続
され、導体162によってマイクロプロセッサ164へ
接続されている。マイクロプロセッサ164は導体16
6を介してメモリ168との信号の送受を行なう。
マイクロプロセッサ164は導体170を介してD/A
変換器172ヘデジタル信号を送出する。D/A変換器
172は導体174を介してデイスプレィ176へアナ
ログ信号を送出する。電源178は導体180を介して
デイスプレィ176へ電源を供給する。
変換器172ヘデジタル信号を送出する。D/A変換器
172は導体174を介してデイスプレィ176へアナ
ログ信号を送出する。電源178は導体180を介して
デイスプレィ176へ電源を供給する。
電源178は導体182を介して光パルサー132−”
[源を供給する。電源178は導体184を介して光源
136へそして導体186を介してA/D変換器169
へ接続されている。
[源を供給する。電源178は導体184を介して光源
136へそして導体186を介してA/D変換器169
へ接続されている。
光源136からの光信号における変化を検知し指示する
ことによって反射パルスの戻りが検知されタンク112
内の燃料の量の指示に用いられる。光検知器144は好
適には光電検出器であり光ファイバ13gの出力部14
2から光の様な電磁波を受け取る。第1図に関して説明
した様に例えばわずかな屈曲の様な光ファイバ138の
任意のタイプの物理的動きがそれを介して伝送される光
に影響を与える。後方散乱部位、不連続性、減衰等の光
の様々なパラメータ (あるいは性質)が検知し得る。
ことによって反射パルスの戻りが検知されタンク112
内の燃料の量の指示に用いられる。光検知器144は好
適には光電検出器であり光ファイバ13gの出力部14
2から光の様な電磁波を受け取る。第1図に関して説明
した様に例えばわずかな屈曲の様な光ファイバ138の
任意のタイプの物理的動きがそれを介して伝送される光
に影響を与える。後方散乱部位、不連続性、減衰等の光
の様々なパラメータ (あるいは性質)が検知し得る。
光フアイバ136内の光へのこの様な効果はそれに衝撃
を与える反射音響波による物理的動きから生じたもので
音響検知器116内の光ファイバの勅きとなるものであ
る。光学的情報はA/D変換器160においてデジタル
形式に変換されマイクロプロセッサ164へ供給される
。マイクロプロセッサ164からの燃料量測定信号はデ
イスプレィ170によって表示される。音響検知器11
6の動きはそれに引き続くファイバ138内の光のパラ
メータの変化によって監視され、それは光検知器144
によって検出されマイクロプロセッサ164において処
理される。マイクロプロセッサ164はさらに音響波パ
ルス118の開始時間を制御するために光パルサ132
へ信号を送出する。
を与える反射音響波による物理的動きから生じたもので
音響検知器116内の光ファイバの勅きとなるものであ
る。光学的情報はA/D変換器160においてデジタル
形式に変換されマイクロプロセッサ164へ供給される
。マイクロプロセッサ164からの燃料量測定信号はデ
イスプレィ170によって表示される。音響検知器11
6の動きはそれに引き続くファイバ138内の光のパラ
メータの変化によって監視され、それは光検知器144
によって検出されマイクロプロセッサ164において処
理される。マイクロプロセッサ164はさらに音響波パ
ルス118の開始時間を制御するために光パルサ132
へ信号を送出する。
音響rAl14内の金属部材130は光吸収体であり光
パルサ132から光ファイバ134を介して吸収体へ達
する光パルスのエネルギを吸収する。光エネルギは吸収
体内で熱に変換され吸収体は急速に膨張して音響波パル
ス118を発生する。波動パルス118は液体の表面へ
向けて上方に伝播し反射された波動パルス124は液−
気界面から下方へ伝播する。音響検知器(ファイバ光学
的水中聴音器)は反射された波動パルス124を検知す
る。液レベルは第1図について説明された様に音響パル
スの伝播時間の関数として決定される。
パルサ132から光ファイバ134を介して吸収体へ達
する光パルスのエネルギを吸収する。光エネルギは吸収
体内で熱に変換され吸収体は急速に膨張して音響波パル
ス118を発生する。波動パルス118は液体の表面へ
向けて上方に伝播し反射された波動パルス124は液−
気界面から下方へ伝播する。音響検知器(ファイバ光学
的水中聴音器)は反射された波動パルス124を検知す
る。液レベルは第1図について説明された様に音響パル
スの伝播時間の関数として決定される。
液レベルはファイバ138内を伝送される光の強度の変
化を検知することによって測定される。その替わりとし
て伝送光の偏向状態の変化を監視しても良い。その他の
可能性としては干渉計の使用がある。
化を検知することによって測定される。その替わりとし
て伝送光の偏向状態の変化を監視しても良い。その他の
可能性としては干渉計の使用がある。
開示されたシステムを用いて液量が助1定されるタンク
は金属板、重合体く有機または測成)、複合体またはそ
の他の適切な材魯でつくられる。好適な有機重合体材料
は熱可塑性および熱硬化性ポリマーを包含する。これら
の材侵は例えばアルミニウムの様な金属、ポリエーテル
エーテルクトン(PEEK)の様な熱可塑性ポリマー、
熱硬化性ポリマーまたはセラミックの母材を包含する。
は金属板、重合体く有機または測成)、複合体またはそ
の他の適切な材魯でつくられる。好適な有機重合体材料
は熱可塑性および熱硬化性ポリマーを包含する。これら
の材侵は例えばアルミニウムの様な金属、ポリエーテル
エーテルクトン(PEEK)の様な熱可塑性ポリマー、
熱硬化性ポリマーまたはセラミックの母材を包含する。
好適な複合構造体は架(喬エポキシまたはマレイニドの
様な重合体材料内に高強度フィラメントまたはファイバ
を包含する。
様な重合体材料内に高強度フィラメントまたはファイバ
を包含する。
エボキン樹脂は高強度ファイバを含む高性能複合構造体
の製造に有用である。
の製造に有用である。
好適なファイバ材料は米国特許第4.656.208号
公報(Chu等)に開示される様な金属、ガラス、ボロ
ン、カーボン、グラファイト、連続または断片状または
その同様物である。これらの複合体からなる構造体は同
じ強度と硬度の金属よりも著しく1晴である。
公報(Chu等)に開示される様な金属、ガラス、ボロ
ン、カーボン、グラファイト、連続または断片状または
その同様物である。これらの複合体からなる構造体は同
じ強度と硬度の金属よりも著しく1晴である。
タンクは米国特許第4.581.086 (発明者G1
11等、Hercules Incorporated
ヘ譲渡)に開示される様に製造される。米国特許束4
.519.869号公報(発明者G111等、Herc
ules Incorporated ヘ譲渡)に開示
される様に連続的なフィラメントにブライを付着せしめ
てタンクの形状とするためにらせん状の塗布器が用いら
れる。また、米国特許束4.680.078号公報(発
明者Bard、 Hercules Incorpor
ated ヘ譲渡)に開示される様に分散相内にラバー
を有する多相エポキシ熱硬化(M脂もタンクの製造に用
いられる。光ファイバと光送受信器はこれらタンクの製
造中に取り付けられる。組み上げ後の光ファイバおよび
光送受信器の取り付けはタンクの製造に用いられる母材
と同一または異なる材料を用いて達成される。
11等、Hercules Incorporated
ヘ譲渡)に開示される様に製造される。米国特許束4
.519.869号公報(発明者G111等、Herc
ules Incorporated ヘ譲渡)に開示
される様に連続的なフィラメントにブライを付着せしめ
てタンクの形状とするためにらせん状の塗布器が用いら
れる。また、米国特許束4.680.078号公報(発
明者Bard、 Hercules Incorpor
ated ヘ譲渡)に開示される様に分散相内にラバー
を有する多相エポキシ熱硬化(M脂もタンクの製造に用
いられる。光ファイバと光送受信器はこれらタンクの製
造中に取り付けられる。組み上げ後の光ファイバおよび
光送受信器の取り付けはタンクの製造に用いられる母材
と同一または異なる材料を用いて達成される。
タンクを製造するために用いられる他の母材組成物は米
国特許束4.070.233号公報、米国特許束4、0
97.460号公報および米国特許束4.144.21
8号公報に開示される様にポリ (アリル−アセチレン
)を含んでいる。米国特許束4.656.208号公報
は熱硬化性エポキシ樹脂組成物およびその熱硬化物を開
示している。
国特許束4.070.233号公報、米国特許束4、0
97.460号公報および米国特許束4.144.21
8号公報に開示される様にポリ (アリル−アセチレン
)を含んでいる。米国特許束4.656.208号公報
は熱硬化性エポキシ樹脂組成物およびその熱硬化物を開
示している。
第1図はシステムの一例を表わす図、
第2図はシステムの他の例を表わす図、図において、
12.112・・・タンク、
18゜118・・・音響出力パルス、
20.120・・・液体燃料、 22,122・・・気
−液界面、24.124・・・音響反射パルス、 30.130・・・金属部材、 34、38.42. 134. 138. 142・・
・光ファイバ。
−液界面、24.124・・・音響反射パルス、 30.130・・・金属部材、 34、38.42. 134. 138. 142・・
・光ファイバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、可動部材(30;130)を具備する電気−音響変
換装置において、 可動部材(30;130)へ電磁エネルギを照射して部
材(30;130)を動かし音響エネルギを放出せしめ
る入力デバイス(34;134)と、 電磁エネルギを搬送するデバイス(38;42;138
;142)を具備し放出された音響エネルギがその上に
衝突されることにより搬送される電磁放射線を変調せし
める出力デバイス(16;116)とを具備することを
特徴とする電気−音響変換装置。 2、放出された音響エネルギを受け取り影響を及ぼすこ
とにより前記変調が影響された音響エネルギの関数とな
るように位置する挿入物(22、122)で特徴付けら
れる請求項1記載の装置。 3、挿入物はタンク(12;112)内の液体(20;
120)の表面(22;122)であり、入力および出
力デバイス(34;134;38;42;138;14
2)はタンク(12;112)に関して固定されそれに
よって前記変調はタンク(12;112)内の液体(2
0;120)のレベルの関数となる請求項2記載の装置
。 4、前記変調に応じて対応する電気信号を発生し、該電
気信号と液体(20;120)内での音響エネルギの速
度およびタンク(12;112)の物理的大きさに関し
て格納された情報とに応答してタンク内の液体の量に対
応する出力を発生する信号処理手段(46;146)を
具備する請求項3記載の装置。 5、可動部材は加熱時に屈曲するに適した屈曲部材(3
0;130)を具備し、入力電磁放射線は照射によって
用曲部材(30;130)を加熱するに適した放射線で
ある請求項1〜4のいずれか1項記載の装置。 6、電磁放射線は光または赤外線である請求項5記載の
装置。 7、屈曲部材は金属製の湾曲した薄い部材(30;13
0)であり熱を吸収すべく処理されている請求項5また
は6記載の装置。 8、入力および出力デバイスはそれぞれ電磁放射線を伝
導する光ファイバ(34;134;38;42;138
;142)を具備する請求項1〜7のいずれか1項記載
の装置。 9、タンク(12;112)、電磁放射線によって制御
される電気的に受動的な音響発信器(30;130)、
音響受信器(16;116)、電磁放射線源(32;1
32)、および第1の光ファイバ(34;134)を具
備し、第1の光ファイバ(34;134)は電磁放射線
源(32;132)からの電磁放射線を発信器(30;
130)へ伝送すべく接続され、発信器(30;130
)は電磁放射線を放出音響エネルギに変換し、発信器(
30;130)は音響エネルギをタンク(12;112
)内に放出すべく位置し、音響受信器(16;116)
は発信器(30;130)によって放出された音響エネ
ルギを受け取り対応する出力を発生すべく位置すること
を特徴とする光制御音響発信および受信システム。 10、音響受信器(16;116)は電気的に受動的で
ある請求項9記載のシステム。 11、音響受信器は受信した音響エネルギに応じて電磁
放射線の変調を引き起こすためのデバイス(38;42
;138;142)を具備する請求項10記載のシステ
ム。 12、受信した音響エネルギに応じて変調される電磁放
射線は第2の光ファイバ(38;138)によって電磁
源(36;136)から受信器へ供給される請求項11
記載のシステム。 13、タンク(12;112)は液体(20;120)
を含み、発信器(30;130)によって放出される音
響エネルギは液体(20;120)の表面(22;12
2)で反射後に受信器(16;116)によって受信さ
れ、受信器(16;116)からの出力に応じてタンク
(12;112)内の液体(20;120)の量の指示
を発生する信号処理回路(46;146)を具備する請
求項9〜12のいずれか1項記載のシステム。 14、液体は燃料(20;120)である請求項13記
載のシステム。 15、音響発信器は第1の光ファイバ(34;134)
内の電磁放射線の照射に応じて振動することにより音響
波を放出するに適した屈曲部材(30;130)を具備
する請求項9〜14のいずれか1項記載のシステム。 16、電磁放射線は可視光線である請求項9〜15のい
ずれか1項記載のシステム 17、電磁放射線は赤外線である請求項9〜16のいず
れか1項記載のシステム。 18、第1の光ファイバ(34;134)内の電磁放射
線は赤外線であり第2の光ファイバ(38;138)内
の電磁放射線は可視光線である請求項12記載のシステ
ム。 19、入力可動部材(30;130)に電磁放射線を照
射して部材を動かし音響エネルギを放出せしめ、放出さ
れた音響エネルギを出力可動部材(38;42;138
;142)へ衝突せしめることによりさらに別の電磁エ
ネルギの変調を引き起こすことを特徴とする音響変換方
法。 20、照射電磁放射線は第1の光ファイバ(34;13
4)に搬送されて入力可動部材(30;130)へ照射
され、さらに別の電磁放射線はその一部が出力可動部材
を構成する第2の光ファイバ(38;42;138;1
42)によって搬送される請求項19記載の方法。 21、タンク(12;112)に囲まれた液体(20;
120)内に音響波を放出する方法において、電磁放射
線を光ファイバ(34;134)を介して供給し液体(
20;120)内に設けられた屈曲部材(30;130
)に照射せしめることによりそれに応答して振動せしめ
液体(20;120)内に音響波を放出せしめることを
特徴とする方法。 22、液体(20;120)の表面(22;122)か
ら反射した音響波を検出して出力信号を発生し、音響波
が液体表面(22;122)まで往復する時間と予め定
められた液体(20;120)内の音響波の伝送速度と
タンク(12;112)の大きさとに応じて出力信号か
らタンク(12;112)内の液体(20;120)の
量を決定する請求項21記載の方法。 23、反射した音響波を検出する段階は反射音響波を受
信すべく位置する可動部材(38;42;138;14
2)へさらに別の電磁放射線を通過させ電磁放射線の対
応する変調を引き起こす段階を具備する請求項22記載
の方法。 24、照射および/またはさらに別の電磁放射線は可視
光線である請求項19〜23のいずれか1項記載の方法
。 25、照射および/またはさらに別の電磁放射線は赤外
線である請求項19〜23のいずれか1項記載の方法。
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