MX2013002476A - Circuito de aislamiento optico. - Google Patents

Circuito de aislamiento optico.

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Abstract

Se proporciona un circuito de aislamiento óptico (300), que incluye un acoplador óptico (303) configurado para transferir ópticamente una señal de salida en bruto, un circuito de conversión (317) acoplado a una salida del acoplador óptico y configurado para convertir la señal de salida en bruto en una señal convertida predeterminada, y un circuito de control (306) acoplado a la salida del acoplador óptico. El circuito de control (306) se configura para generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico (306), en donde la señal de control autónoma se genera solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado, y controla el circuito de conversión (317) y convierte la señal de salida en bruto en la señal convertida predeterminada si la señal de control autónoma se genera por el circuito de control (306) y hace salir la señal de salida en bruto a un puerto de salida si la señal de control autónoma no se genera por el circuito de control (306).

Description

CIRCUITO DE AISLAMIENTO OPTICO Campo de la Invención La invención se refiere al campo de circuitos de aislamiento óptico, y en particular, a circuitos de aislamiento óptico capaces de hacer salir autónomamente por lo menos dos señales diferentes.
Antecedentes de la Invención Los medidores de flujo de masa Coriolis miden el flujo de masa y otra información con respecto a materiales que fluyen a través de una tubería. Estos medidores de flujo comúnmente comprenden una porción de electrónica del medidor de flujo y una porción de sensor del medidor de flujo. Los sensores del medidor de flujo tienen uno o más tubos de flujo de una configuración recta o curva. Cada configuración de tubo de flujo tiene un conjunto de modos de vibración natural, que pueden ser de un tipo de doblado, torsional, radial o acoplado simple. Cada tubo de flujo se impulsa para oscilar en resonancia en uno de estos modos de vibración natural. Los modos de vibración natural de los sistemas llenos de material, vibrantes se definen en parte por ' la masa combinada de los tubos de flujo y el material dentro de los tubos de flujo. Cuando no hay material fluyendo a través de un sensor del medidor de flujo Coriolis, todos los puntos a lo largo de los tubos de flujo oscilan con una fase REF:239392 sustancialmente idéntica. A medida que el material fluye a través de los tubos de flujo, las aceleraciones Coriolis causan puntos a lo lago de los tubos de flujo que tienen una fase diferente. La fase en el lado de entrada del sensor del medidor de flujo retrasa el impulsor, mientras que la fase en el lado de salida del sensor del medidor de flujo conduce el impulsor.
La FIG. 1 ilustra un medidor de flujo Coriolis 5. El medidor de flujo Coriolis 5 comprende un sensor del medidor de flujo Coriolis y la electrónica del medidor de flujo Coriolis 20. La electrónica del medidor de flujo 20 está conectada al sensor del medidor de flujo 10 por la vía de la trayectoria 100 para proporcionar el gasto de flujo de masa, densidad, gasto de flujo de volumen, información del flujo de masa totalizada y otra información sobre la trayectoria 26. El orificio 26 puede hacer salir información, tal como las mediciones generadas por el medidor de flujo 5.
El sensor del medidor de flujo 10 incluye un par de bridas 101 y 101', el múltiple 102 y los tubos de flujo 103A y 103B. Conectados a los tubos de, flujo 103A y 103B están un impulsor 104, sensores de transducción 105 y 105' y el sensor de temperatura 107. Las barras de abrazadera 106 y 106' sirven para definir el eje W y W alrededor del cual oscila cada tubo de flujo 103A y 103B. Aunque se muestra un medidor curvo, de tubo doble, se debe entender que la discusión en la presente igualmente aplicará a un medidor que tiene un solo tubo o un medidor que tiene un tubo o tubos rectos.
Cuando el sensor del medidor de flujo 10 se inserta en un sistema de tubería (no mostrado) , el material de la tubería entra al sensor del medidor de flujo 10 a través de la brida 101, pasa a través del múltiple 102, donde el material se dirige para entrar a los tubos de flujo 103A y 103B, fluye a través de los tubos de flujo 103A y 103B y nuevamente al múltiple 102 donde sale del sensor del medidor de flujo 10.
Los tubos de flujo 103A y 103B se seleccionan y se montan apropiadamente al múltiple 102 para tener sustancialmente la misma distribución de masa, momentos de inercia, y módulos elásticos alrededor de los ejes de doblamiento W-W y W -W , respectivamente. Los tubos de flujo 103A-103B se extienden hacia afuera desde el múltiple 102 en un aspecto esencialmente paralelo.
Los tubos de flujo 103A-103B son impulsados por el impulsor 104 en direcciones opuestas alrededor de sus ejes de doblamiento respectivos W y W en lo que se llama el primer modo de doblamiento fuera de fase del medidor de flujo 5. El impulsor 104 puede comprender cualquiera de muchos arreglos bien conocidos, tal como un magneto montado al tubo de flujo 103A y un serpentín opuesto montado al tubo de flujo 103B y a través del cual se pasa una corriente alternante para hacer vibrar ambos tubos de flujo. Una señal de impulsión adecuada se aplica por la electrónica del medidor de flujo 20, por la vía del conductor 110, al impulsor 104.
Los sensores de transduccion 105 y 105' se fijan a por lo menos uno de los tubos de flujo 103A y 103B en extremos opuestos del tubo de flujo para medir la oscilación de los tubo de flujo. A medida que vibran los tubos de flujo 103A-103B, los sensores de transduccion 105-105' generan una primera señal de transduccion y una segunda señal de transduccion. La primera y segunda señales de transduccion se aplican a los conductores 111 y 111' .
El sensor de temperatura 107 se fija a por lo menos uno de los tubos de flujo 103A y 103B. El sensor de temperatura 107 mide la temperatura del tubo de flujo con el fin de modificar las ecuaciones para la temperatura del sistema. La trayectoria 112 lleva las señales de temperatura desde el sensor de temperatura 107 a la electrónica del medidor de flujo 20.
La electrónica del medidor de flujo 20 recibe la primera y segunda señales de transduccion que aparecen en los conductores 111 y 111', respectivamente. La electrónica del medidor de flujo 20 produce la primera y la segunda señales, de transduccion para calcular el gasto de flujo de masa, la densidad y/u otras propiedades de los materiales que pasan a través del sensor del medidor de flujo 10. Esta información computarizada se aplica por la electrónica del. medidor 20 sobre la trayectoria 26, tal como a un dispositivo o dispositivos externos.
La FIG. 2 muestra un circuito de salida de la técnica previa común que se puede utilizar para generar una salida del medidor de flujo en uno de dos formatos de comunicación. La figura 2 incluye dos acopladores ópticos, donde los acopladores ópticos comprenden un aislamiento eléctrico entre la electrónica del medidor 20 y el orificio de salida 26, por ejemplo. Esto se puede hacer para limitar él consumo de energía eléctrica, por ejemplo, en donde la electrónica del medidor 20 (y/o el ensamblaje del medidor de flujo 10) no puede retirar la energía eléctrica más allá de la capacidad del dispositivo de aislamiento. Esto protege contra el daño en el caso de un corto eléctrico, por ejemplo. Esto se puede hacer donde el medidor de flujo 5 se utiliza en un ambiente explosivo o peligroso. El aislamiento puede ser parte de una conducción de seguridad intrínseca (IS, por sus siglas en inglés) de la electrónica del medidor 20, en donde la barrera puede prevenir que la energía eléctrica excesiva sea transferida a través de la barrera entre las áreas seguras y peligrosas.
En la figura 2, el acoplador óptico superior se utiliza para transferir la señal desde la entrada a la salida. Debido a que la señal se puede convertir en por lo menos otro formato de comunicación, la salida puede incluir un circuito de conversión. Como un resultado, la salida del acoplador óptico superior se puede proporcionar selectivamente al circuito de conversión, dependiente de una señal de control.
La señal de control se proporciona por la electrónica del medidor 20. La señal de control por lo tanto puede ser el resultado de un comando o dato que se almacena en la memoria en la electrónica del medidor 20, en donde un procesador u otro sistema de circuitos envía la señal de control resultante al acoplador óptico inferior. Alternativamente, la señal de control se puede recibir de un dispositivo externo y transmitir al acoplador óptico inferior .
En la técnica previa, el acoplador óptico inferior pasa la señal de control. La señal de control se utiliza para seleccionar el formato de salida al seleccionar el circuito de conversión. Si la señal de control no selecciona el circuito de conversión, entonces la señal se hace salir como se encuentra (es decir, una señal "en bruto"). Si se selecciona el circuito de conversión, el circuito de conversión convierte la señal en un nuevo formato que está disponible en la salida.
El aislamiento óptico se puede utilizar para aplicaciones IS donde la electrónica del medidor 20. y uno o más dispositivos externos están en comunicación. El aislamiento óptico se puede utilizar para aplicaciones IS donde la electrónica del medidor 20 debe comunicar a través de una barrera entre áreas seguras y peligrosas. Desafortunadamente, los acopladores ópticos son costosos y grandes. Además, cada acoplador óptico consume energía eléctrica.
Para la electrónica de medidor 20 de la FIG.l, se pueden utilizar dos acopladores ópticos de diez milímetros para generar tanto la señal de flujo deseada como la señal de control, como se muestra en la FIG.2. Esto es costoso tanto en términos de los costos del componente y el estado real del tablero, debido a que tales acopladores ópticos son componentes grandes y costosos .
Por lo tanto, lo que es necesario, es un circuito de aislamiento óptico mejorado que no requiera una señal de control separad .
Breve Descripción de la Invención En un aspecto de la invención, un circuito de aislamiento óptico comprende: un acoplador óptico configurado para transferir ópticamente una señal de salida en bruto; un circuito de conversión acoplado a una salida del acoplador óptico y configurado para convertir la señal de salida en bruto en una señal convertida predeterminada; y un circuito de control acoplado a la salida del acoplador óptico y configurado para: generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico, en donde la señal de control autónoma se genera solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado; y controlar el circuito de conversión y convertir la señal de salida en bruto en la señal convertida predeterminada si la señal de control autónoma se genera por el circuito de control y hacer salir la señal de salida en bruto a un puerto de salida si la señal de control autónoma no se genera por el circuito de control .
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de energía predeterminado.
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado .
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado de aproximadamente 2 kHz o más grande .
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta la información.
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta lá información, en donde la señal de salida en bruto se genera por un sensor de transducción.
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal modulada en corriente .
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una señal de modo del período de tiempo de sensor (STP, por sus siglas en inglés) que comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal de modo de salida de miliamperio (MAO, por sus siglas en inglés) que comprende una señal modulada en corriente .
De preferencia, el circuito de aislamiento óptico además comprende un interruptor acoplado a la salida del acoplador óptico y la interrupción entre el puerto de salida y el circuito de conversión, con el circuito de conversión que es acoplado al interruptor y el puerto de salida, en donde el interruptor es controlado por el circuito de control .
De preferencia, el circuito de control comprende un primer amplificador Ul que incluye une entrada Ul acoplada a un primer nodo NI y una salida Ul acoplada a un segundo nodo N2, con el primer amplificador Ul que genera un voltaje de salida positivo predeterminado cuando un voltaje de entrada Ul excede un umbral Ul predeterminado, un primer capacitor Cl acoplado al primer nodo NI y que pasa la señal de salida en bruto al primer nodo NI, un primer resistor Rl acoplado entre el primer nodo NI y la tierra, con el primer capacitor Cl y el primer resistor Rl que determina un ancho de impulso de una onda cuadrada generada por el primer amplificador Ul, un diodo DI conectado entre el segundo nodo N2 y un tercer nodo N3 y polarizado hacia adelante por el primer amplificador Ul, un segundo resistor R2 acoplado entre el tercer nodo N3 y un cuarto nodo N4 , un segundo amplificador U2 que incluye una entrada U2 acoplada al cuarto nodo N4 y una salida U2 que proporciona la señal de control autónoma cuando un voltaje de entrada U2 excede un umbral U2 predeterminado, un segundo capacitor C2 conectado entre el cuarto nodo N4 y la tierra, y un tercer resistor R3 acoplado entre el cuarto nodo N4 y la tierra, en donde el primer resistor Rl, el primer capacitor Cl, el segundo resistor R2 , el segundo capacitor C2 y el tercer resistor R3 se seleccionan de modo que el segundo amplificador U2 se activa cuando la señal de salida en bruto excede el umbral de conversión predeterminado, para crear la señal de control autónoma.
En un aspecto de la invención, un método para transferir una señal de salida en bruto a través de un acoplador óptico comprende: transferir la señal de salida en bruto a través del acoplador óptico; generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico, en donde la señal de control autónoma se genera solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado; convertir la señal de salida en bruto en una señal convertida predeterminada si la señal de control autónoma se genera y hace salir la señal de salida en bruto a un puerto de salida si no se genera la señal de control autónoma.
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de energía predeterminado.
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado.
De preferencia, el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado de aproximadamente 2 kHz o más grande . : De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta la información.
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto trasporta la información, en donde la señal de salida en bruto se genera por un sensor de transducción.
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal modulada en corriente.
De preferencia, la señal de salida en bruto comprende una señal de modo de período de tiempo de sensor (STP) que comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y con la señal convertida predeterminada que comprende una señal de modo de salida de miliamperio (MAO) que comprende una señal modulada en corriente .
De preferencia, el método además comprende la interrupción entre un puerto de salida y un circuito de conversión, con el circuito de conversión que es acoplado a un interruptor y el puerto de salida, y con el circuito de conversión que genera la señal convertida predeterminada.
Breve Descripción de las Figuras El mismo número de referencia representa el mismo elemento en todas las figuras.
La FIG. 1 muestra un medidor de flujo Coriolis .
La FIG. 2 muestra un circuito de salida de la técnica previa común que se puede utilizar para generar una salida de medidor de flujo en uno de dos formatos de comunicación.
La FIG.3 muestra un circuito de aislamiento óptico de acuerdo con una modalidad de la invención.
La FIG. 4 muestra el circuito de aislamiento óptico en donde el circuito de conversión comprende un filtro de paso bajo (LPF, por sus siglas en inglés) y una fuente de corriente en una modalidad.
La FIG. 5 muestra el circuito de control de acuerdo con una modalidad de la invención.
Descripción Detallada de la Invención Las FIGS. 1-5 y la siguiente descripción representan ejemplos específicos para enseñar a aquellos expertos en la técnica como hacer y utilizar el mejor modo de la invención. Para el propósito de enseñar los principios inventivos, algunos aspectos convencionales se han simplificado u omitido. Aquellos expertos en la técnica apreciarán las variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la invención. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que las características descritas enseguida se pueden combinar de varias maneras para formar múltiples variaciones de la invención. Como un resultado, la invención no está limitada a los ejemplos específicos descritos enseguida, sino solamente por las reivindicaciones y sus equivalentes.
La FIG. 3 muestra un circuito de aislamiento óptico 300 de acuerdo con una modalidad de la invención. El circuito de aislamiento óptico 300 recibe y transfiere una señal de salida en bruto. La señal de salida en bruto puede comprender una salida de medición del medidor de flujo Coriolis 5 en algunas modalidades. El circuito de aislamiento óptico 300 incluye un solo acoplador óptico 303 que incluye un puerto de entrada y un puerto de salida, un circuito de control 306 acoplado a la salida del acoplador óptico, un interruptor 311 acoplado a la salida del acoplador óptico y al 'circuito de control 306, y un circuito de conversión 317 acoplado al interruptor 311.
En algunas modalidades, la señal de salida en bruto comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal modulada de corriente. En algunas modalidades, la señal de salida en bruto comprende una señal de modo de período de tiempo de sensor (STP) que comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal de modo de salida de miliamperio (MAO) que comprende una señal modulada en corriente. Sin embargo, se debe entender que otros formatos de comunicación u otros arreglos de comunicación son contemplados y están dentro del alcance de la descripción y las reivindicaciones.
La señal de salida en bruto puede comprender una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia. Sin embargo, la electrónica del medidor 20 puede generar una señal de salida en bruto que difiere de acuerdo con la configuración/operación de la electrónica del medidor 20. Cuando la electrónica del medidor 20 está funcionando en el modo STP, la señal de salida en bruto típicamente comprenderá una señal de onda cuadrada en el intervalo de 50-700 Hz con un cincuenta por ciento de ciclo de servicio. Cuando la electrónica del medidor 20 está funcionando en el modo MAO, la señal de salida real (es decir, la señal convertida) es una señal modulada en corriente con un intervalo de 1-24 mA, mientras que la señal de salida en bruto, típicamente es una onda cuadrada modulada en ancho de impulso (PWM, por sus siglas en inglés) portadora de 10kHz con un ciclo de servicio que puede variar típicamente de cuatro por ciento a noventa y seis por ciento. Como un resultado, el circuito de aislamiento óptico 300 se puede configurar para generar autónomamente una salida deseada en base a la señal de salida en bruto.
El circuito de aislamiento óptico 300 es autónomo y transfiere la señal de salida en bruto sin la necesidad de una señal de control externa. El circuito de aislamiento óptico 300 es autónomo y transfiere la señal de salida en bruto sin la necesidad de transferir una señal de control en paralelo con la señal de salida en bruto, tal como a través de un segundo acoplador óptico, como se hace en la técnica previa. El circuito de aislamiento óptico 300 recibe la señal de salida en bruto y autónomamente convierte la señal de salida en bruto, al utilizar la señal de salida en bruto para controlar la conversión de la señal de salida en bruto. El circuito de aislamiento óptico 300 autónomamente hace salir por lo menos dos señales diferentes en el puerto de salida.
El acoplador óptico 303 recibe la señal de salida en bruto en el puerto de entrada y transfiere ' la señal de salida en bruto a la salida del acoplador óptico. La transferencia se realiza ópticamente, en donde el acoplador óptico proporciona aislamiento eléctrico entre el sistema de circuitos conectado al puerto de entrada y el sistema de circuitos conectado al puerto de salida.. El aislamiento eléctrico previene el consumo de corriente eléctrica excesiva. El aislamiento eléctrico previene el daño al sistema de circuitos. El aislamiento eléctrico previene la transferencia de energía eléctrica en un nivel que podría proporcionar encendido en un ambiente explosivo o peligroso.
El acoplador óptico 303 puede comprender un componente de un dispositivo de seguridad intrínseca (IS) . El esquema IS puede incluir el sistema de circuitos para limitar el consumo de energía eléctrica. El esquema IS puede incluir una barrera o barreras físicas que separan las áreas seguras y peligrosas. El acoplador óptico 303 puede comprender un dispositivo configurado para pasar datos a través de una barrera, pero sin pasar corriente eléctrica a través de la barrera en algunas modalidades.
La señal de salida en bruto está disponible en la salida del acoplador óptico. Sin embargo, se puede desear un formato de comunicación diferente. Con este fin, el circuito de conversión 317 se acopla a la salida del acoplador óptico a través del interruptor 311. Mediante uso del interruptor 311, el formato de comunicación se puede cambiar selectivamente a una señal convertida predeterminada que se hace salir por el circuito de conversión 317.
El circuito de control 306 se configura para generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto, después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico 303. La señal de control autónoma se general solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado. El circuito de control 306 se configura para controlar el circuito de conversión 317 y convertir la señal de salida en bruto en la señal convertida predeterminada si la señal de control autónoma se genera por el circuito de control 306 y hace salir la señal de salida en bruto si la señal de control autónoma no se genera por el circuito de control 306.
El circuito de control 306 controla el circuito de conversión 317 al operar el interruptor 311. En algunas modalidades, el circuito de control 306 controla la operación del interruptor 311 ya sea al generar o al no generar la señal de control autónoma. El circuito de control 306 por lo tanto causa la operación de hacer salir ya sea la señal de salida en bruto o la señal convertida predeterminada. La señal de control autónoma se proporciona a, y opera, el interruptor 311.
El umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de energía predeterminado en algunas modalidades . Alternativamente, el umbral de conversión predeterminado puede comprender un umbral de frecuencia predeterminado. Por ejemplo, el umbral de conversión predeterminado puede comprender un umbral de frecuencia predeterminado de aproximadamente 2 kHz o más grande .
En algunas modalidades, la señal de control autónoma se genera como una función de la frecuencia de la señal de salida en bruto. El umbral de conversión predeterminado puede comprender un nivel de voltaje predeterminado acumulado durante un período de tiempo predeterminado, con el período de tiempo predeterminado que corresponde a una frecuencia predeterminada. Donde la señal de salida en bruto es menor que un valor de frecuencia mínimo predeterminado, el circuito de control 306 genera la señal de control autónoma. De otra manera, el circuito de control 306 no genera la señal de control autónoma. En algunas modalidades, el umbral de frecuencia predeterminado puede comprender una frecuencia en un intervalo de aproximadamente 2 kilohertzios (kHz) a aproximadamente 10 kHz, ya que la señal de salida en bruto típicamente será menor que 2 kHz para una señal de STP y típicamente será 10 kHz o más grande para una señal MAO.
En algunas modalidades, la señal de control autónoma se genera como una función de la energía eléctrica de la señal de salida en bruto. El umbral de conversión predeterminado puede comprender un contenido de energía acumulado durante un período de tiempo predeterminado. Donde la señal de salida en bruto es menor que un umbral de conversión predeterminado, como se determina en un circuito de acumulación de integración de energía, por ejemplo, entonces el circuito de control 306 genera la señal de control autónoma. De otra manera, el circuito de control 306 no genera la señal de control autónoma.
Se debe entender que la frecuencia de la señal de salida en bruto será difícil de cuantificar. La técnica previa típicamente recibe un comando externo para esta razón, ya que la frecuencia de un tren de impulso de onda cuadrada de ciclo de servicio variable es difícil de averiguar con precisión y conflabilidad. La frecuencia es aún más difícil de determinar cuando está de manera frecuente y/o rápidamente cambiando. Por estas razones, y debido a que el ciclo de servicio puede estar cambiando, los picos de detección de la señal no pueden producir una determinación de frecuencia aceptable. Como un resultado, la técnica previa detectó de una señal de control generada separadamente y tiene que ser ópticamente pasada a través de una barrera IS.
En algunas modalidades, la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta la información. Por ejemplo, la señal de salida en bruto se puede generar mediante un sensor de transducción 105 o 105' de un medidor de flujo Coriolis 5 o un densitómetro de vibración 5.
La FIG. 4 muestra el circuito de aislamiento óptico 300 en donde el circuito de conversión 317 comprende un filtro de paso bajo (LPF) 323 en la fuente de corriente 327 en una modalidad. LPF 323 se configura para pasar señales de una frecuencia abajo del umbral de conversión predeterminado. Se debe entender que la frecuencia de corte de LPF no tiene que corresponder sustancialmente al umbral de conversión predeterminado, y se incluyen para prevenir al ruido de ser retenido en la señal. La fuente de corriente 327 se configura para convertir una onda cuadrada de modulación de ancho de impulso (P ) en una porción de corriente de miliamperio de la señal de salida en bruto. La señal de corriente de miliamperio convertida comprende una señal modular en corriente. La señal de corriente de miliamperio convertida puede ser de naturaleza sustancialmente análoga, en, algunas modalidades. Por ejemplo, el LPF 323 y la fuente de corriente 327 pueden crear un formato de comunicaciones de salida de 4-20 miliamperios estándar, en donde el sitio de servicio de la señal de salida en bruto se transduce en una corriente eléctrica de nivel de miliamperio de entre 4 y 20 miliamperios. Sin embargo, otras señales moduladas en corriente son contempladas y están dentro del alcance de la descripción y reivindicaciones.
La FIG. 5 muestra el circuito de control 306 de acuerdo con una modalidad de la invención. El circuito de control 306 en esta modalidad incluye un primer amplificador Ul que incluye una entrada Ul acoplada al primer nodo NI y una salida Ul acoplada a un segundo nodo N2. El primer amplificador Ul genera un voltaje de salida positivo predeterminado cuando un voltaje de entrada Ul excede un umbral Ul predeterminado. Un primer capacitor Cl se aplica al primer nodo NI y pasa la señal de salida en bruto al primer nodo NI. Un primer resistor Rl se acopla entre el primer nodo NI y la tierra. El primer capacitor Cl y el primer resistor Rl determinan un ancho de impulso de una onda cuadrada generada por el primer amplificador Ul. Un diodo DI se conecta entre el segundo nodo N2 y el tercer nodo N3 y se polariza hacia a delante por el primer amplificador Ul. El diodo Ul previene al primer amplificador Ul de producir un voltaje de polarización inversa en el tercer nodo N3. Un segundo resistor R2 se acopla entre el tercer nodo N3 y un cuarto nodo N4. Un segundo amplificador U2 incluye una entrada U2 acoplada al cuarto nodo N4 y una salida U2 que proporciona la señal de control autónoma. Un segundo capacitor C2 se conecta entre el cuatro nodo N4 y la tierra. Un tercer resistor R3 se acopla entre el cuarto nodo N4 y la tierra .
En la operación, la combinación del primer capacitor Cl y el primer resistor Rl ajusta el ancho de impulso en el cual el primer amplificador Ul se pondrá en encendido. La combinación del segundo capacitor C2, el segundo resistor R2, y el tercer resistor R3 ajustan el nivel de voltaje en el cual el segundo amplificador U2 se pondrá en encendido. Consecuentemente, el segundo amplificador U2 generará la señal de control autónoma cuando la señal de salida en bruto, presente en la entrada del primer amplificador Ul, excede el umbral de conversión predeterminado .
En algunas modalidades, el primer resistor Rl, el primer capacitor Cl, el segundo resistor R2, el segundo capacitor C2, y el tercer resistor R3 se seleccionan de modo que el segundo amplificador U2 se activa cuando la señal de salida en bruto excede el umbral de conversión predeterminado, para crear la señal de control autónoma. En algunas modalidades, el primer resistor Rl, el primer capacitor Cl, el segundo resistor R2, el segundo capacitor C2, y el tercer resistor R3 se seleccionan de modo que una carga suministrada por un impulso del primer amplificador Ul crea un voltaje de carga C2 que activa el segundo amplificador U2 en una frecuencia de señal de salida en bruto arriba del umbral de conversión predeterminado, para crear la señal de control autónoma.
El segundo amplificador U2 puede incluir histéresis, en donde un umbral de encendido del segundo amplificador U2 encendido y el umbral de apagado son diferentes. Consecuentemente, se evita una situación donde el segundo amplificador U2 podría oscilar entre los estados de encendido y apagado y crear una señal de control autónoma inestable.
Las descripciones detalladas de las modalidades anteriores no son descripciones exhaustivas de todas las modalidades contempladas por los inventores para estar dentro del alcance de la invención. En realidad, las personas expertas en la técnica reconocerán que ciertos elementos de las modalidades descritas en lo anterior variadamente pueden ser combinados o eliminados para crear modalidades adicionales, y tales modalidades adicionales caen dentro del alcance y enseñanza de la invención. También será evidente para aquellos de habilidad ordinaria en la técnica que las modalidades descritas en lo anterior se pueden combinar por completo o en parte para crear modalidades adicionales dentro del alcance y enseñanzas de la invención. Por consiguiente, el alcance de la invención debe ser determinado a partir de las siguientes reivindicaciones.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claró de la presente descripción de la invención.

Claims (19)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Un circuito de aislamiento óptico, caracterizado porque comprende : un acoplador óptico configurado para transferir ópticamente una señal de salida en bruto; un circuito de conversión acoplado a una salida del acoplador óptico y configurado para convertir la señal de salida én bruto en una señal convertida predeterminada; y un circuito de control acoplado a la salida del acoplador óptico y configurado para: generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico, en donde la señal de control autónoma se genera solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado; y controlar el circuito de conversión y convertir la señal de salida en bruto en la señal convertida predeterminada si la señal de control autónoma se genera por el circuito de control y hacer salir la señal de salida en bruto a un puerto de salida si la señal de control autónoma no se genera por el circuito de control.
2. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de energía predeterminado.
3. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado.
4. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado de aproximadamente 2 kHz o más grande .
5. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y con la frecuencia de la señal de salida en bruto que transforma la información.
6. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y con la frecuencia de la señal de salida en bruto que transporta la información, en donde la señal de salida en bruto se genera por un sensor de transducción.
7. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada que comprende una señal modulada en corriente .
8. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una señal de modo de periodo de tiempo de sensor (STP) que comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada que comprende una señal de modo de salida de miliamperio (MAO) que comprende la señal modulada en corriente.
9. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un interruptor acoplado a la salida del acoplador óptico y que interrumpe entre el puerto de salida y el circuito de conversión, con el circuito de conversión que es acoplado al interruptor y al puerto de salida, en donde el interruptor se controla por el circuito de control.
10. El circuito de aislamiento óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de control comprende: un primer amplificador Ul que incluye una entrada Ul acoplada al primer nodo NI y una salida Ul acoplada a un segundo nodo N2 , con el primer amplificador Ul que genera un voltaje de salida positivo predeterminado cuando un voltaje de entrada Ul excede un umbral Ul predeterminado; un primer capacitor Cl acoplado al primer nodo NI y que pasa la señal de salida en bruto al primer nodo NI; un primer resistor Rl acoplado entre el primer nodo NI y la tierra, con el primer capacitor Cl y el primer resistor Rl que determina un ancho de impulso de una onda cuadrada generada por el primer amplificador Ul; un diodo DI conectado entre el segundo nodo N2 y un tercer nodo N3 y polarizado hacia adelante por el primer amplificador Ul; un segundo resistor R2 acoplado entre el tercer nodo N3 y un cuarto nodo N4 ; un segundo amplificador U2 que incluye una entrada U2 acoplada al cuarto nodo N4 y una salida U2 que proporciona la señal de control autónoma cuando un voltaje de entrada U2 excede un umbral U2 predeterminado; ' un segundo capacitor C2 conectado entre el cuarto nodo N4 y la tierra; y un tercer resistor R3 acoplado entre el cuarto nodo N4 y la tierra; en donde el primer resistor Rl, el primer capacitor Cl, el segundo resistor R2, el segundo capacitor C2, y el tercer resistor R3 se seleccionan de modo que el segundo amplificador U2 se activa cuando la señal de salida en bruto excede el umbral de conversión predeterminado, para crear la señal de control autónoma.
11. Un método para transferir una señal de salida en bruto a través de un acoplador óptico, caracterizado porque comprende : transferir la señal de salida en bruto a través del acoplador óptico; generar una señal de control autónoma de la señal de salida en bruto después de que la señal de salida en bruto pasa a través del acoplador óptico, en donde la señal de control autónoma se genera solamente si la señal de salida en bruto excede un umbral de conversión predeterminado; y convertir la señal de salida en bruto en una señal convertida predeterminada si se genera la señal de control autónoma y hacer salir la señal de salida en bruto a un puerto de salida si no se genera la señal de control autónoma.
12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de energía predeterminado.
13. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado.
14. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el umbral de conversión predeterminado comprende un umbral de frecuencia predeterminado de aproximadamente 2 kHz o más grande .
15. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta la información.
16. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una onda cuadrada y la frecuencia de la señal de salida en bruto transporta la información, en donde la señal de salida en bruto se genera por un sensor de transducción .
17. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal modulada en corriente .
18. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de salida en bruto comprende una señal de modo de período de tiempo de sensor (STP) que comprende una señal de onda cuadrada modulada en frecuencia y la señal convertida predeterminada comprende una señal de modo de salida de miliamperio (MAO) que comprende una señal modulada en corriente .
19. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende la interrupción entre un puerto de salida y un circuito de conversión, con el circuito de conversión que es acoplado a un interruptor y el puerto de salida y con el circuito de conversión que genera la señal convertida predeterminada.
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