NO172010B - Posisjonsfoeler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en posisjonsføler for fjernavføling av posisjonen til et bevegelig organ i et mekanisk apparat. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en føler og et system for fjernavføling av posisjonen til et bevegelig organ i et undervannsapparat, slik som en støtanordning i en sikkerhetsventil mot utblåsing

(BOP).

Tidligere kjente anordninger for fjernavføling av bevegelige organer på mekaniske apparater har innbefattet bruk av magnetiske tungebrytere. Denne teknologien har bare i begrenset omfang vært vellykket for fjernmåling av posisjonen til et bevegelig organ på et apparat av minst tre grunner. For det første fører den høye feilhyppigheten av mekaniske brytere til at operatøren ikke stoler på systemet. For det andre har teknologien med magnetiske tungebrytere i praksis bare muliggjort bestemmelse av helt åpne eller helt lukkede posisjoner av et bevegelig organ i et mekanisk apparat (for eksempel støtstempelet i en sikkerhetsventil mot utblåsning), og den er unøyaktig. Den tredje og kanskje viktigste grunnen er at teknologien med magnetiske tungebrytere har ført til tvetydige fremvisningsindikasjoner når systemet svikter fullstendig, og spesielt når "myke" eller ufullstendige feil inntreffer, noe som fører til ytterligere mistro til systemet fra operatørens side.

Tysk patentpublikasjon nr. 2013771 i navnet Chittock beskriver et forbedret elektrooptisk målesystem. Patentet illustrerer bruk av et videokamera og belysning for å måle lengden av et umerket rør. Dette røret beveger seg foran et fast referansemønster for å dekke eller avdekke mønsteret progressivt. Røret har ingen referansemerker på seg, fordi formålet ved Chittock's oppfinnelse er å måle mange umerkede rørlengder. Rørets forskyvning vises som et synlig bilde frembrakt av en datamaskin som videokameraet er forbundet med.

Et viktig formål ved foreliggende oppfinnelse er å ta i bruk en optisk føleanordning slik som et TV-kamera for å avføle posisjonen av en referanse som er direkte plassert på et bevegelig organ, i stedet for å avføle posisjonen av et umerket organ foran et fast referansemønster, slik at det oppnås en direkte måling av det bevegelige organet.

Et hovedformål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en føler og et system som vil overvinne de ovenfor angitte ulemper med magnetiske tungebrytere for fjernavføling av posisjonen til et bevegelig organ i et mekanisk apparat.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en måleføler som ikke bare tillater kontinuerlig overvåkning av det bevegelige organ i et mekanisk apparat, men som også vil muliggjøre deteksjon og entydig fremvisning av posisjonen til det bevegelige organ med høy oppløsning av posisjonen mellom dens normalt fullt åpne eller fullt lukkede posisjon.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en posisjonsføler og et system for fjernmåling av posisjonen til støtstempelet i en støtanordning i en BOP ved fjernavføling av et visuelt bilde av en forlenget aksel på støtstempelet og reprodusere det på et fjerntliggende sted.

Det er nok et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en posisjonsføler og et system for et bevegelig organ i et mekanisk apparat som er immunt overfor falske positiver eller negativer fra selve apparatet.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en posisjonsføler og et system som presenterer et visuelt bilde av det bevegelige organ på et fjerntliggende sted.

De ovenfor nevnte formål med oppfinnelsen samt andre fordeler og trekk ved oppfinnelsen, er innbefattet i en ny posisjonsføler og et nytt system for fjernavføling av posisjonen til et bevegelig organ i et mekanisk apparat. Posisjonsføleren omfatter rissemerker anbrakt på en del av det bevegelige organ eller på en forlengelse av det bevegelige organ. Det er tilveiebrakt en anordning for belysning av rissemerkene. En optisk føleranordning er tilveiebrakt for generering av en elektrisk signalrepresentasjon av rissemerkene på det bevegelige organ. Belysningsanordningen og den optiske føleranordningen er stasjonært montert i forhold til den mekaniske innretning og vender mot rissemerkene på det bevegelige organ. En elektrisk kabel er tilveiebrakt for å forbinde belysningsanordningen og den optiske føleranordning med en fjerntliggende digital datamaskin hvor det elektriske signal blir omformet til en rekonstruksjon av det visuelle bilde av rissemerkene på en avbildningsinnretning, slik som et katodestrålerør (CRT).

Den optiske føleranordning omfatter fortrinnsvis et dynamisk direktelager montert i en halvlederpakke med et gjennomsiktig lokk. Minst en linse er tilveiebrakt for fokusering av et bilde av rissemerkene som belyses ved hjelp av belysningsanordningen, på direktelageret. Belysningsanordningen omfatter fortrinnsvis seks lysemitterende dioder (LED) festet i en linseholder og anbrakt sirkulært omkring en sentral åpning i linseholderen. En linse er anbrakt i den sentrale åpning.

Når føleren skal brukes i forbindelse med en støt-anordning for en sikkerhetsventil mot utblåsning, omfatter anordningen for montering av de lysemitterende dioder og det dynamiske direktelager en spole som er stasjonært festet til støtanordningen på sikkerhetsventilen. Det bevegelige organ i denne utførelsesform av oppfinnelsen er en forlengelse av stempelstangen til støtanordningen. Det er tilveiebrakt et hull i spolen gjennom hvilket rissemerkene på stempelforlengelsen er synlige. Et hus som er fjernbart festet til spolen, er tilveiebrakt omkring hullet. De lysemitterende dioder, linsen og det dynamiske direktelager er anordnet i huset slik at de vender mot hullet i spolen for å betrakte rissemerkene på stempelforlengelsen til støtanordningen.

Ifølge oppfinnelsen omfatter rissemerkene på det bevegelige organ i det mekaniske apparat et første areal av en første optisk skjerm hvor det første areal har en rettlinjet første grense og en sagtannformet annen grense. Et annet areal av den første optiske skjerm har to parallelle sider som er lenger enn dets andre sider som avgrenser det annet areal, hvor den rettlinjede første grense av det første areal er parallell med de lengre sidene i det annet areal. Et tredje areal av den første optiske skjerm definerer et trappetrinnformet areal, idet det nederste trinn er innrettet med begynnelsen av en av sagtennene i den andre grensen i det første areal, hvor hvert efterfølgende trinn i det tredje areal er innrettet med den tilsvarende efterfølgende tann i det første areals annen grense. Bunnen av det trappetrinnformede areal er parallell med, men adskilt ved hjelp av et gap fra en annen optisk skjerm, ved de lengste sidene av det annet areal. Arealet mellom den sagtannformede annen grense i det første areal og trappetrinnene i det tredje areal definerer et fjerde areal av den annen optiske skjerm. Den første optiske skjerm er fortrinnsvis sort, og den annen optiske skjerm er hvit.

Ifølge oppfinnelsen kan den posisjonsføleren som er beskrevet ovenfor, brukes i et indikatorsystem for fjernavføling av posisjonen til det bevegelige organ i en rekke mekaniske undervannsinnretninger, slik som støtanordningen i sikkerhetsventiler mot utblåsning. Systemet som er beskrevet ovenfor, er anordnet på en forlengelse av støtstempelet til hver sikkerhetsventils støtanordning. En digital datamaskin er for eksempel anbrakt på en offshore-plattform, for å generere kommandosignaler til hver av de optiske føleranordninger og belysningsanordninger og for å motta en digital signalrepresentasjon av rissemerkene fra hver av de mekaniske anordninger. En avbildningsinnretning på offshore-plattformen, for eksempel et katodestrålerør, som reagerer på signaler fra den digitale datamaskinen, er anordnet for visuell fremvisning av en representasjon av et hvilket som helst av rissemerkene på de mekaniske anordninger. En kabel er tilveiebrakt mellom den digitale datamaskinen på plattformen og de lysemitterende dioder og den optiske føleranordning i føleren som er montert på en av de mekaniske anordninger.

Ifølge oppfinnelsen omfatter hver av de optiske følere videre en programmert mikroprosessor som reagerer på kommandosignalene fra den fjerntliggende digitale datamaskin for å slå på de lysemitterende dioder, innlede en bildeinnfangnings-sekvens ved å oppfriske celler i det dynamiske direktelager til en forut bestemt spenning, påbegynne bildeladnings-perioden, slå av belysningsanordningen og overføre bildebyte fra cellene i det dynamiske direktelager via kabelen til den fjerntliggende digitale datamaskin.

Formålene, fordelene og trekkene ved oppfinnelsen vil fremgå tydeligere under henvisning til de vedføyde tegninger hvor like tall indikerer like deler og hvor en illustrerende utførelsesform av oppfinnelsen er vist, hvor: Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av oppfinnelsen anbrakt i en foretrukket utførelsesform av posisjonsfølere for støtanordninger på undervanns-sikkerhetsventiler mot utblåsning, og omfattende et system for adressering og avføling av posisjonen til støtanordningene fra en boreplattform; Fig. IA illustrerer i oppriss med deler skåret bort, en spole som er festet til huset for støtanordningen, gjennom hvilken en forlengelse av støtanordningens stempelstang beveger seg, og illustrerer ytterligere rissemerker på en del av forlengelsen som beveger seg under en føler som er montert på et hus på spolen; Fig. IB illustrerer endel av rissemerkene som fremvises på en katodestrålerør-anordning som reaksjon på bildesignaler som sendes til plattformen fra føleren som er montert på spolen; Fig. 2 illustrerer de foretrukne rissemerker som er anbrakt på det bevegelige organ ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 er et tverrsmitt av føleren montert i et hus festet til spolen, og illustrerer posisjonen av organet i forhold til det faste hus; Fig. 4A og 4B illustrerer en linseholder montert inne i huset for montering av lysemitterende dioder for belysning av rissemerkene og illustrerer videre en linse anbrakt i linseholderen for fokusering av et bilde av risse merkene på en avbildningsinnretning; Fig. 5 viser linseholderen og et monteringsapparat hvor linseholderen er delvis i tverrsnitt, og viser en lysemitterende diode og en montert linse, og videre vises monteringen av det dynamiske direktelager som en avbildningsinnretning ifølge oppfinnelsen; Fig. 6 illustrerer de elektriske kretser i avbildningsinnretningen samt forbindelsene mellom en mikroprosessor og avbildningsinnretningen sammen med en kraftforsyning og standardforbindelser med en kabel som strekker seg til en fjerntliggende digital datamaskin; Fig. 7A, 7B og 7C representerer et flystskjema som illustrerer den logikk som er innbefattet ved hjelp av programtrinn i den mikroprosessor som brukes, som reaksjon på kommando- og adressesignaler fra en fjerntliggende digital datamaskin for å slå på belysningsanordningen, innlede en bildeinnfangnings-sekvens i det dynamiske direktelager, påbegynne en bildeladnings-periode, slå av belysningsanordningen og sende bildebyte fra cellene i det dynamiske direktelager via kabelen til den fjerntliggende digitale datamaskin. Figur 1 viser en foretrukket utførelsesform av føleren og systemet ifølge oppfinnelsen. I utførelsesformen på figur 1 står en boreplattform 2 i forbindelse med en stabel 8 med sikkerhetsventiler mot utblåsning, hvor en eller flere støtanordninger 7 er stablet på konvensjonell måte og tjener til å beskytte brønnen mot tilstander av høyt trykk nede i hullet. Boreplattformen 2 kan være et borefartøy eller et halvt neddykkbart fartøy hvor et stigerør 5 står i forbindelse med stabelen av sikkerhetsventiler, og gjennom hvilket en borestreng strekker seg for boring av borehullet 3.

Omgivelsen for posisjonsfølerne i systemet kan likeledes være en bunnfast rigg, og sensorene og systemet ifølge oppfinnelsen kan brukes på andre apparater under boring av en brønn, slik som til avføling av et stempel i en ringformet sikkerhetsventil, eller andre innretninger. Oppfinnelsen er slett ikke begrenset til olje- og gassborings-omgivelser, men kan for eksempel brukes til å avføle bevegelsen av et ventilorgan i en kjernereaktor, hvor direkte måling av et

bevegelig organ ikke er hensiktsmessig eller mulig.

I det tilfelle som er vist på figur 1, er en føler 10 anordnet i en spole 14 omkring en forlengelse forbundet med et støtstempel. En slik føler er fortrinnsvis tilveiebrakt for hvert av støtstemplene på hver BOP 7 med det formål å fjern-avføle posisjonen til stempelet kontinuerlig på boreplattformen 2. Systemet omfatter en digital datamaskin 21 på plattformen som kommuniserer med posisjonsfølere 10 ved hjelp av en hovedkabel 6, til hvilken sekundære kabler 4 er koblet, som er illustrert som elektrisk parallell-koblet, idet en sekundær kabel er tilveiebrakt til hver av følerne 10 for hver av støtstemplene i stabelen med sikkerhetsventiler 7. En seriebusskabel fra hovedkabelen 6 til hver av følerne 10 er en alternativ elektrisk forbindelse. Figur IA illustrerer i oppriss en spole 14 som er montert til hver av sikkerhetsventilens støtanordninger 7. En stempelforlengelse 22 er festet til sitt respektive støt-stempel og strekker seg gjennom det indre av spolen 14. En flens 16 er tilveiebrakt for å forbinde spolen 14 omkring støtstempelet og til BOP 7, og en flens 20 er tilveiebrakt for å forbinde en låsemekanisme 13 eller lignende omkring enden av stempelforlengelsen 22. Rissemerker 24 er tilveiebrakt på endel av stempelforlengelsen 22. Rissemerkene er synlige for føleren 10 gjennom et hull i spolen 14. Figur IB illustrerer en visuell representasjon av rissemerkene 2 6 som blir fremvist på en katodestrålerør-anordning 28 i forbindelse med den digitale datamaskin 21 anbrakt på boreplattformen 2. Figur IB illustrerer også at datamaskinen 21 genererer et posisjonssignal som indikerer posisjonen av stempelforlengelsen av støtanordningen i sikkerhetsventilen og driver en posisjonsmåler 17. Datamaskinen 21 genererer også et alarmsignal for å drive en alarm 18 hvis posisjonen av en stempelforlengelse har beveget seg i en forut bestemt grad.

Figur 2 illustrerer de foretrukne rissemerker som skal anbringes på stempelforlengelsen 22. Rissemerkene 24 defineres av et første areal 26 som er av en første optisk avskygning, fortrinnsvis sort. Den øvre grense 27 av det første areal 2 6 er en rett linje. Mens den nedre grense av det første areal 26 er en sagtannform 29.

Et annet areal 28 av den første optiske skjerm, som fortrinnsvis er sort, har to forholdsvis lange, parallelle sider 33 og 34 som er slik anordnet i forhold til den øvre grense 27 av det første areal 26, at sidene 33 og 34 er parallelle med grensen 27.

Et tredje areal 32 er anordnet mellom det første areal 26 og det annet areal 28 og defineres av en trappetrinnformet bølge 35, hvis trinn svarer til begynnelsen og slutten av sagtannen i bølgen 29 i det første areal 26. Det tredje areal er også av en første optisk avskygning, fortrinnsvis sort, og bunnen 36 av det trappetrinnformede tredje areal 32 er adskilt ved hjelp av et smalt gap 37, fra den lange siden 34 av det annet areal 28. Et fjerde areal 30 er anordnet mellom det tredje areal 32 og det første areal 26 og er av en annen optisk avskygning, fortrinnsvis hvit.

Rissemerkene på figur 2 er tilveiebrakt i forbindelse med systemet ifølge oppfinnelsen og tjener to formål. For det første kan føleren 10 bare avføle endel av rissemerkene, som illustrert på figur IB, hvor bildet er reprodusert på en på overflaten anbrakt katodestrålerør-anordning 28. En person kan se på bildet på katodestrålerøret og kan i avhengighet av det sorte og hvite mellomrommet som opptrer på bildet, raskt bestemme den relative posisjonen av stempelforlengelsen 22 i forhold til føleren 10. For det annet kan den digitale datamaskin 21 på boreplattformen 2 entydig bestemme den relative mengde av sorte og hvite rom ut fra det signal som overføres og er representativt for det optiske bilde av stempelforlengelsens rissemerker. De relative mengder av sort og hvitt rom som overføres til datamaskinen 21, blir omformet til et posisjonssignal som er representativt for den numeriske verdi av eller andel av stempelforlengelsens 22 bevegelse. Som vist på figur IB kan posisjonssignalet brukes til å drive en måler 17, eller det kan sammenlignes med et terskelsignal for å drive en alarm 18 hvis stempelforlengelsen er utenfor en terskelposisjon.

Figur 3 illustrerer føleren 10 og omfatter et trykkhus 50 som er fjernbart festet til spolen 14 ved hjelp av en låsering 56. Et hull 57 i spolen 14 er fylt med et sokkelvindu 62 som strekker seg til den plane kanten 163 av et bevegelig organ 22. Som vist på figur 1 og IA er spolen 14 stasjonært festet til en mekanisk anordning, slik som en støtanordning i en sikkerhetsventil mot utblåsning ved hjelp av flensen 16. Som figur 3 viser, beveger det bevegelige organ 22 seg lateralt i forhold til det stasjonære sokkelvindu 62, slik at rissemerkene 24 på det plane parti av stempelforlengelsen 22 kan betraktes gjennom sokkelvinduet inn i det indre av føleren 10.

En linseholder 51 er festet i trykkhus-sylinderen 50 og er beskrevet mer detaljert under henvisning til figurene 4A og 4B. En vindus-bærering 52 og et vindu 54 vender mot siden av linseholderen 51, og begge er festet aksialt til linseholderen 51 ved hjelp av en vindusholder 58 som er festet til trykkhus-sylinderen 50 ved hjelp av skruer 60. Sokkelvinduet 62 og vinduet 54 er fortrinnsvis konstruert av klart akryl-materiale. En endekappe 51 på trykkhuset lukker den andre enden av trykkhuset 50 og er festet til dette ved hjelp av skruer 53. Tettende O-ringer 67, 66, 68 og 69 forsegler operativt det indre av trykkhuset 50 fra det ytre miljø, for eksempel sjøvann ved havbunnen. En forseglet elektrisk kobling 55 er tilveiebrakt i trykkhusets endekappe 51 for å kommunisere med en kabel, for eksempel den sekundære kabel 4, som illustrert på figur 1. Trykkhuset, tetningsanordningene og den elektriske kobling kan være konstruert for å motstå trykket på store havdyp, for eksempel 10000 fot.

En avstandsring 59 er innsatt mellom sokkelvinduet 62 og vinduet 54. Når låseringen 56 er festet til spolen 14, sikrer avstandsringen 59 sokkelvinduet 62 inne i hullet 57. En OpticRam bæreramme 63 er festet til linseholderen 51 som illustrert på figur 4A. Bærerammen 63 har to parallelle organer 69 og 71 som strekker seg gjennom slisser i linseholderen og er festet ved hjelp av settskruer 74 og 76.

Det vises nå til figurene 4A og 4B hvor linseholderens 51 konstruksjon er vist. Seks lysemitterende diodesokler 7 0 er anordnet sirkulært omkring holderns 51 akse. I midten av holderen er en linseåpning 72. Figur 4B illustrerer tverr-snittet av figur 4A, og viser at soklene 7 0 strekker seg helt gjennom sokkelholderen, og at et hull 73 strekker seg fullstendig gjennom holderen og inn i linseåpningen 72.

Figur 5 som illustrerer linseholderen 51 med bortskårne deler, viser en lysemitterende diode 74 innsatt i en sokkel 70. Linsen 76 som er innsatt i linseåpningen 72, er også vist. Linsen forstørrer fortrinnsvis ti ganger og fokuserer bildet av rissemerkene på det bevegelige organ 22 på overflaten av det dynamiske direktelager (OpticRam) 78 som er montert ved hjelp av skruer 79 til bærerammen 63.

OpticRam 78 er en bildeføler som benytter et dynamisk direktelager. Spesielt er OpticRam kommersielt tilgjengelig og betegnet som IS32 OpticRam, et produkt fra Micron Technology, Inc. i Boise, Idaho. IS32 OpticRam bildeføler er en halvleder-innretning som er i stand til å avføle et bilde og omforme det til digitale datamaskin-kompatible signaler.

Bildeføleren OpticRam benytter et dynamisk direktelager som lysfølende element. Det dynamiske direktelager er montert i en halvleder-pakke som har et gjennomsiktig lokk, som er festet for å vende mot linsen 76, som illustrert på figur 5. Linsen 76 fokuserer bildet av rissemerkene 24 på det dynamiske direktelager, og hvert følerelement i føleren kan adresseres og utleses for å frembringe en digital representasjon av det bilde som er vist på dets overflate. En slik faststoff bildeføler er beskrevet i US Patent 4 441 125 som det vises til for ytterligere referanse.

Bærerammen 64 for kretskortet som er festet ved hjelp av skruer 80 til bærerammen 63 for OpticRam, utgjør en bæreramme for monteringen av et kretskort som innbefatter den elektronikk som er illustrert på figur 6, selvsagt bortsett fra IS32A OpticRam som er montert som vist på bærerammen 63. Som illustrert på figur 3, 4A, 4B og 5 er det tilveiebrakt en føler 10 med en bildeføler 78, en linse 76 og belysningsanordninger slik som lysemitterende dioder 74, i et forseglet miljø, sikret fra det høye trykk fra havvann der hvor føleren

skal plasseres.

Man vil forstå at andre avbildningsteknologier kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen. Ladningskoblede innretninger (CCD) eller et vidicon televisjonskamera kan brukes som en erstatning for IS32A OpticRam, men i den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen har IS32A Optic Ram fordeler som lav pris, liten størrelse og lavt effektbehov sammenlignet med andre kommersielt tilgjengelige teknologier.

Lagercellene i OpticRam virker som lysfølsomme kondensatorer. Cellene blir ladet til et spenningsnivå ved å adressere en celle på den måte et DRAM (Dynamic Random Access Memory-dynamisk leselager) blir adressert på. Hvis dynamisk oppfriskning av OpticRam (vanligvis nødvendig for et dynamisk direktelager i en datamaskin), ikke blir utført, lekker ladningen på kondensatorene bort som en funksjon av den lysmengde som treffer cellen. Den tid cellene blir tillatt å lade ut, svarer til "eksponeringstiden", som ved fotografering.

For å "stoppe" eksponeringen, blir den dynamiske oppfriskning av OpticRam tillatt, og cellene blir "trukket" til enten et høyt logisk nivå eller et lavt nivå i avhengighet av utladningstilstanden til kondensatorcellene (i forhold til en terskelspenning) ved det tidspunkt den dynamiske oppfriskning begynte. Cellene er fysisk arrangert i et plant mønster på OpticRam-pakken-. Cellene i OpticRam blir lest (slik som et direkte lager blir lest) og rekonstruert for å danne et punkt-matrise-bilde.

Antall lysfølsomme celler eller bildeelementer som er nødvendig for å fremvise et bilde som på figur IB, er forholdsvis lite (126 x 64 bildeelementer), og er tilgjengelig fra OpticRam. Det binære bildet fra OpticRam (lav eller høy tilstand svarer til hvitt eller sort) kan overføres over en forholdsvis lang avstand ved hjelp av RS-23 2C kommunikasjon-standard ved 9600 baud (bildeoverføringstid på omkring 1 sekund).

Figur 6 illustrerer OpticRam 78 og en Intel 8749H mikroprosessor 82 med tilhørende elektronikk som er montert i trykkhuset 10. IS32A Optic Ram er som beskrevet ovenfor montert på bærerammen 63, mens mikroprosessoren 82 og den andre elektronikken er montert på kretskort-bærerammen 64. En kraftforsyning 84 er tilveiebrakt for å motta pluss og minus 24 volt fra den elektriske kobling 55 via den sekundære kabel 4 og hovedkabelen .6 fra en spenningsforsyning på overflaten. Kraftforsyningen 84 omformer forsyningen på 24 volt til pluss 15 volt pluss fem volt og minus 15 volt for å gi de nødvendige spenningsnivåer for mikroprosessoren og IS32A Optic Ram 78 og andre følerkretser.

Mikroprosessoren styrer også belysningskretsen 86 som omfatter seks lysemitterende dioder 74, som, som beskrevet tidligere, er anordnet i LED-sokler 70 som vist på figurene 4A og 5.

Mikroprosessoren 82 blir taktstyrt ved sin maksimale anbefalte frekvens 11 MHz. Oscillatoren 88 omfatter driv-kretser, eksterne kondensatorer og et piezoelektrisk krystall 89.

8749H mikroprosessoren 82 tilveiebringer linje- og kolonneadresser for IS32 Optic Ram 78 via sin 8-bits databuss (DBO...DB7). Et signal, "ENABLE", blir utledet fra 8749H 82, WR og ALE-linjer som taktstyrer en 74LS373 transparent oktal låsekrets 90. Låsekretsen 90 blir brukt for å utvide holdetiden på de mikroprosessor-data som brukes som kolonne-adresseinngang til OpticRam.

'En transistor-drivkrets som er festet til XTAL2-pinnen på 8749H og et par 74LS74 D-vipper 92 skaper en forsinket versjon av ALE-signalet fra 8749H. Dette signalet blir brukt som RAS (row adress strobe-linjeadresse-strobesignal) for OpticRam 78. CAS-signalet (kolonneadresse-strobesignal) for OpticRam blir utledet fra det forsinkede ALE-signal og WR-signalet fra 8749H 82.

En vippe 94 blir brukt til å klokke inn OpticRam's Dout-data (bildebit) og overføre dataene til TQ-benet på 8749H hvor de blir lest. Eksklusiv-eller-porten er buffer mellom denne vippens taktinngang og OpticRam's CAS-inngang og tjener til effektivt å øke holdetiden for OpticRam's 82 data til vippen 94 .

Transistor-drivkretsen 85 for LED-belysningskretsen 86 leverer strøm til de lysemitterende dioder 74. Strøm-begrensende motstander 7 3 er anbrakt i serie med de lysemitterende dioder 74. En kortslutningsfeil i en lysemitterende diode vil således ikke resultere i svikt av hele belysningskretsen.

Brikkene med 1488-drivkretsen 98 og en 1489-mottageren blir brukt som grensesnitt mellom mikroprosessoren 82 og eksterne RS-232C-datasignaler. Grensesnittene RS-232C er vanlige koblingsgrensesnitt.

Avledningskondensatorer er festet til forsyningslinjen til hver integrert krets. En kondensator er festet til RESET-linjen til 8749H 82 for å tilveiebringe en RESET-forsinkelses-tid mens kraftforsyningen stabiliseres. En kondensator er festet til utgangslinjen fra RS-232-C for å definere svinge-tiden for denne utgangen. Forskjellige andre kondensatorer er brukt i kretsen for å filtrere elektrisk støy.

En fjerntliggende datamaskin eller sentralenhet (CPU) kommuniserer med minst en, men mer sannsynlig en rekke følere, som illustrert skjematisk på figur 1. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen kan 32 følere eller "kamera" være anordnet langs et felles RS-232C-ledd til vertsdatamaskinen, men bare ett kamera om gangen kan reagere på kommandoer fra sentralenheten. Hvert kamera er tilordnet en adresse som er innført ved hjelp av korte ledninger eller en kippbryter på kameraets trykte kretskort (PCB), som entydig identifiserer den overfor vertsdatamaskinen. En Zenith Z100 mikrodatamaskin er blitt brukt som den fjerntliggende datamaskin (CPU), men andre universal-datamaskiner kan brukes av en vanlig fagmann på datamaskin-området.

Bildeinnfangningssekvensen til en føler under styring av en fjerntliggende sentralenhet er oppsummert i de følgende trinn: 1. Sentralenheten sender neste føleradresse og aktiveringskommando. 2. Føleren gjenkjenner sin adresse og aktiveringskommando

bestående av:

a. innstillingsbit til å slå på lysene.

b. innstillingsbit for å innlede innfangningssekvens bestående av:

i. lad IS-32-celler til +5V

ii. start utladningstid.

3. Programvaren ved sentralenheten bestemmer forsinkelsen i utladningstiden og går inn i en taktsløyfe og åpner samtidig RS-232-porten for å akseptere bilde fra føleren. 4. Ved slutten av taktsløyfen for utladningstiden, sender sentralenheten føleradresse og bildeoverføringskommando til føleren.

5. Føleren gjenkjenner adressen og gjør følgende:

a. innstiller bit til å slå av lys og

b. sender bildebyte til sentralenheten.

6. Sentralenheten mottar bildebyte i lageret, ved hvert bilde krever 1152 byte innbefattet paritetsbit. 7. Sentralenheten teller antall byte efterhvert som de mottas, for å bestemme når overføringen er fullstendig.

8. Sentralenheten lagrer bilder på plate.

9. Sentralenheten fremviser bilder på skjermen.

10. Prosessen returnerer til trinn 1 og gjentas.

Figurene 7A, 7B og 7C viser et flytskjema over følerens (kameraets) mikrodatamaskin-programvarelogikk. En beskrivelse av den generelle virkemåte av mikroprosessoren 8749H er innbefattet i "1984 Intel Microcontroller Handbook", en publikasjon fra Intel Corporation.

Flytskjemaet er skrevet med en kompleksitet av middels nivå, d.v.s. at det innbefatter prosesstrinn slik som "oppfrisk OptocRam", og angir ikke hver assemblerkode-instruksjon som er nødvendig for å oppfriske OpticRam. Men tilstrekkelig informasjon er gitt til å identifisere alle hovedhendelser i mikroprosessor-logikken ved et ganske lavt nivå. Hovedrutiner i kamera-programvaren er identifisert innenfor "på flytskjemaet". Flytskjema-angivelsene svarer til tydelig adskilte og identifiserte kodeblokker i assemblerlisten i tabell 1 nedenfor. Beskrivende kommentarer for hver

blokk følger.

Ved manuell tilbakestilling (RESET) eller automatisk tilbakestilling ved igangsetting av mikroprosessoren blir hovedprogrammets innførings-punktkode 103 utført. Inn/ut-linjer (I/O) i mikrodatamaskinen blir ved hjelp av programmet utpekt som innganger eller utganger. Disse er binære logiske linjer: innganger detekterer spenningsnivåer som høye eller lave og mater ut genererte signaler som blir detektert som høye eller lave spenningsnivåer av andre kompatible anordninger. I/O-linjer blir brukt til å slå lysemitterende dioder (LED) på og av, til å tilveiebringe taktsignaler for OpticRam, til å sende og motta RS-2 32C-kommunikajonssignaler og til å lese den entydige adressen til selve kameraet. Registeret R6, R7 er spesielle lagersteder i et direktelager (RAM) for å holde data som påkalles eller modifiseres ofte.

Registeret (betegnet med RO,-RI, R2, o.s.v.) blir brukt til å holde linje- og kolonne-adresser for tilgang til OpticRam, som tellere for å bevirke forsinkelser og overvåke hendelser, og som lageret for å holde ofte brukte konstanter og som midlertidige lagersteder.

Akkumulatoren er et spesielt register som kan brukes med aritmetiske instruksjoner og hvis operasjoner kan bevirke tilstandskode-"flagg" for å indikere aritmetiske hendelser slik som mente-generering og overflyt og aritmetiske underflyt av prosessorens aritmetiske nøyaktighet (8 bit). Den må brukes når data skal flyttes fra eller til registeret og andre lagre. Andre spesielle "flagg" er betegnet FO og Fl og blir brukt til å indikere om prosessoren skal ta skritt for å tilveiebringe et bilde, overføre bildet via RS-232C fra OpticRam eller for ganske enkelt å oppfriske OPticRam kontinuerlig for å holde det siste bildet som er registrert i OpticRam.

INT-linjen er en avbrudd-linje for mikroprosessoren. Et logisk lavt nivå på denne linjen forårsaker at mikroprosessoren slutter å utføre trinn efter den løpende instruksjon og begynner å utføre "avbruddsrutinen". Avbruddsrutinen for føleren er den kode som mottar RS-232C-kommandoene fra den fjerntliggende sentralenhet. INT-linjen har spesielle mikroprosessor-funksjoner som kan brukes til å kontrollere dens tilstand (høy eller lav). En kommando som kommer over RS-232C-linjen blir øyeblikkelig gjenkjent og tar den høyeste prioritet for mikroprosessoren, da den reagerer på kommandoer fra vertsdatamaskinen.

Mikroprosessor-igangsettingen 102 innstiller registeret, data-RAM, I/O-linjer og flagg til ønskede tilstander umiddelbart når prosessoren begynner å funksjonere efter en oppstarting eller manuell tilbakestilling av mikroprosessoren. RS-232C-overføringslinjen blir satt lav (av I/O-linjen P10, se figur 6, mikroprosessor 82), som er linjens tilstand når det ikke overføres. I/O-linjen P21 blir satt lav for å slå av de lysemitterende dioder. I/O-linjen P20 blir satt høy for å forhindre at data i OpticRam blir skrevet over. Konfigurasjonen av I/O-port 2 forårsaker at I/O-linjen P22 går høy, noe som vil blir brukt til å lade OpticRam-celler til +5 volt. Mikroprosessoren 82 forsinker så i omkring 255 mikrosekunder for å tillate ocillatoren 88 å stabilisere seg ytterligere og for at spenningen til andre elektroniske komponenter skal nå de riktige driftsgrenser før andre trinn blir tatt.

Bare like OpticRam-linjer fra 0 til 126 og like kolonner fra 0 til 252 blir brukt av føleren eller "kamera". En mikroprosessor-adressering til enhver kolonne i en spesiell linje eller rad oppfrisker data i alle kolonnene i vedkommende linje. Linjeområdet for OpticRam-innretningen strekker seg i virkeligheten fra 0 til 255, slik at peker-registeret for oppfriskningslinjen blir igangsatt for å være innenfor det riktige område. Lagerceller i OpticRam er ikke fysisk organisert i fine linjer eller rader. Rutinene "ROWDEC" og "COLDEC" fra assemblerlisten (se tabell 1 nedenfor ved slutten av beskrivelsen) dekoder linje- og kolonne-adresser slik at den riktige celle kan nås. Data som er lagret i visse lagersteder i RAM og R6 og R7 blir brukt ved dekodings-funksjonen, og derfor blir disse lagerstedene innstilt til de riktige verdier.

Flaggene FO og Fl blir satt til 1 (logisk "høy") for å forhindre ikke beordret bildeinnsamling, noe som kan forårsake en uønsket overføring eller at de lysemitterende dioder blir stående på i det uendelige.

For å tilfredsstille en igangsettings-spesifikasjon av OpticRam, blir åtte skrivesykler til OpticRam utført. Til slutt blir INT-linjen klargjort i programvare for å tillate kvittering av kommandoer fra vertsdatamaskinen RS-2 32C.

Mikroprosessoren er normalt i sløyfen 104, "hovedprogram-sløyfen". Dette er en stram programmeringssløyfe som kontrol-lerer for å se om "knipset"- (F0=0, innsamling av et bilde) eller "sende"-(Fl=0, send bilde) kommandoer er blitt mottatt. Oppfriskning av OpticRam bli kontinuerlig utført, en gang pr. sløyfe, for å opprettholde det bilde som sist ble oppnådd. Dermed kan "sende"-kommandoen brukes et antall ganger for å gjenkalle det samme bilde. Hovedprogram-sløyfen ruter den logiske styring til "IS-32A Optic Ram Charging Code" 106 hvis F0=0 eller til "RS-232C Transmitter Routine" 108 hvis F1=0.

For å starte en bildeinnsamlings-syklus ("knips"), må OpticRam-cellene lades til +5 volt. Dette blir gjort ved å skrive en logisk 1 inn i Din på OpticRam ved hver celleadresse for de rader eller linjer som brukes. En logisk 0 blir brukt for linjene 128 til 255. Din blir satt høy under igangsettingen av mikroprosessoren (P22 er høy). "Write enable" - signalet (WE-skriveklargjøring) for OpticRam blir trukket lav for å tillate skrivninger å finne sted. En 8749H-kommando, "MOVX", blir brukt til å sette opp de riktige linje- og kolonne-adresser for hver celle og for å generere den riktige RAS- og CAS-taktstyring som OpticRam behøver for å "skrive" den logiske 1 til hver celle. Under denne ladesyklusen blir flagget FO overvåket for å sikre at en annen kommando ikke er blitt mottatt for å kansellere den aktuelle kommando.

Ved fullføring av ladesyklusen blir OpticRam-skrivninger frakoblet og FO-flagget blir tilbakestilt til 1 for å forhindre en uønsket eksponeringssyklus. En fast sløyfe blir så entret for å forhindre oppfriskning av OpticRam under eksponeringstiden. Legg merke til at de lysemitterende dioder er slått på i "RS-232C Receiver Code"-rutinen 110 når en "knipse"-kommando er mottatt, slik at belysning er til stede under eksponeringstiden. Sløyfen blir forlatt når enten en annen "knipse"-kommando eller en "sende"-kommando blir mottatt.

Tiden for å lade de enkelte celler i oppstillingen er omkring 189 millisekunder som dermed er den tilnærmede minimale eksponeringstid for kameraet. En kortere tid vil gi et feilaktig bilde, d.v.s. en ufullstendig eksponering.

Sender-rutinene 108 leser bildedata fra OpticRam og over-fører disse seriemessig til den fjerntliggende sentralenhet ved hjelp av RS-232C-protokollen. Det første sender-rutinen gjør, er å bringe eksponeringssyklusen til en "ren" avslautning. Siden noen eksponeringstider kan være meget korte (nær 189 millisekunder, den minste eksponeringstid), blir linjene med OpticRam celler oppfrisket med den samme hyppighet som de ble skrevet inn (eller "ladet") for å opprettholde en jevn eksponeringstid over oppstillingen. Linjene blir oppfrisket i den rekkefølge de ble ladet fordi bare en hel linje kan oppfriskes, ikke en enkelt celle. En forsinkelse er tilveiebrakt mellom oppfriskning av linjer med den hyppighet som linjene ble ladet. Eksponeringsfeilen fra en ende av en kolonne til den neste er ganske liten.

Efter at den utpekte OpticRam-oppfriskning er ferdig, blir innskrivninger til OpticRam frakoblet for å forhindre ødeleggelse av bildet på grunn av en utidig skrivesyklus. Adressepekeren for OpticRam-oppfriskning blir innledet for å begynne å oppfriske ved slutten av den gruppe som har gått lengst uten oppfriskning. De lysemitterende dioder blir slått av fordi eksponeringen er ferdig. OpticRam-linjepekeren blir innledet ved den linje som inneholder den første bildelinje.

Overføringen av OpticRam-data begynner så. Et RS-232C-dataord er en streng med lave-til-høye-pulser på den aktuelle lederkabel. Den grunnleggende tidsenhet for overføring av en informasjonsbit, blir kalt en "bittid" og er lik det inverse av "baud"-hastigheten. En baud-hastighet på 9600 er valgt. Dette fører til en bildeoverføringstid på omkring ett sekund, noe som er tilstrekkelig hurtig for den foretrukne utførelsesform av et fjernmålingssystem i forbindelse med en sikkerhetsventil mot utblåsning.

Syv databit blir sendt pr. ord. En "like" paritetsbit blir sendt efter databitene. Paritetsbiten har en verdi lik den binære verdi (0 eller 1) som er nødvendig for å gjøre summen av databit-verdier (nuller eller enere) lik et like tall. Paritets-biten blir brukt til å detektere visse typer overføringsfeil.

Dataord-overføringen begynner med en "startbit" som er et høyt nivå på RS-232C-lederen for en bittid som begynner fra et lavt nivå. Data- eller "bilde"-bitene følger, idet hver har en varighet på en bittid, hvor en logisk 0 lest fra OpticRam (et "hvitt" bildeelement) blir overført som en høy spenning og en logisk 1 (et "sort" bildeelement) blir overført som et lavt spennignsnivå.

Efter databitene blir RS-232C-linjespenningen tilbakeført til den lave tilstand hvis den ikke allerede var lav fra den 7. databit. En bittid-forsinkelse kalt "stoppbiter", blir bevirket for å adskille RS-232C-dataordene. Omkring en og en halv stoppbit blir brukt. Derfor tar hvert ord på syv databits som sendes, omkring 1+7 +1+1,5= 10, 5 bittider. Totalt 64 x 126 bildebiter blir sendt, slik at overføringstiden er omkring

Siden der er 12 6 søyler og der er syv bildebit pr. RS-232C-ord, er der 18 (126 : 7 = 18) RS-232C-ord pr linje med OpticRam-celler. Linjene blir gjennomgått kolonne for kolonne inntil slutten av en linje detekteres. Ved slutten av en linje blir det foretatt en kontroll for å se om der er flere linjer å sende. Mellom hvert RS-232C-ord blir det foretatt en kontroll for å se om flagget Fl er blitt forandret av en kommando på RS-232C INT-linjen. Overføringen opphører hvis Fl ble forandret til en 1. En telling av sendte databit i det løpende RS-232C-ordet blir foretatt. Når syv bildebit er blitt sendt, blir paritets- og stopp-bitene sendt. Når en databit leses, blir den kontrollert for å se om den er en 1. Hvis den er det, blir mentebiten i mikroprosessoren (til å begynne med satt til 0) komplementert, (hvis 0, lag 1, hvis 1, lag 0). På denne måten blir pariteten oppdatert. Når det er tid for å sende paritetsbiten, blir den motsatte tilstand av mentebiten sendt som er den like pariteten for det bildeordet. En databit blir lest ved å utføre en mikroprosessor "MOVX RO,A"-instruksjon. Dette setter opp OpticRam's linje og kolonne-adresse og RAS og CAS og andre taktsignaler som taktstyrer data ut av OpticRam og til en vippe hvis data-utben (Q) er festet til mikroprosessor-benet T0. Mikroprosessoren 82 (figur 6) har en spesiell instruksjon for å kontrollere tilstanden av T0.

Bildeord blir kontinuerlig sendt på denne måten inntil slutten av en bilderamme (slutten av den siste linje) detekteres. Når dette inntreffer, blir Fl satt til 1 for å stanse ytterligere overføring. Man går så igjen inn i hovedprogramsløyfen 104. "Refresh Optic Ram/Delay11-blokker er spredt over overføringsprosedyren. Disse er mikroprosessor-forsinkelser for å tilveiebringe den korrekte bittids-hastighet for RS-232C-start-,

data-, paritets- og stopp-biter. Tiden for utføring av mikroprosessor-kommandoer er kjent som en funksjon av takt-frekvensen, dermed kan taktstyringen forutsis nøyaktig. Når disse forsinkelsene tillater det, kan oppfriskning av OpticRam skje mellom bitene for å bevare bildet under overføringen. Man vil forstå at tilsynelatende unødvendige kommandoer finnes i mikrodatamaskin-koden som tjener til å holde tidsstyrings-baner gjennom sender- og mottager-koden like.

Mottagerkoden 110 leser inn RS-232C-kommandoord fra vertsdatamaskinen. Alle følere eller "kameraer" på en felles RS-232C-mottagerlinje mottar kommandoene.

Den aktuelle leders RS-232C-mottagerlinje er normalt ved en lav spenningstilstand, som opptrer som en høy tilstand på INT-linjen. Når kommandoordet begynner, blir et lavt nivå på INT detektert og avbruddbehandlings-rutinen entres. FO og Fl blir satt til sine inaktive tilstander (1) og kan modifiseres ved hjelp av det mottatte kommandoord. OpticRam-innskrivninger blir frakoblet og register- og akkumulatorverdier blir bevart. Der er to registerbanker på åtte registre hver på 8749H-mikroprosessoren 82. Disse bankene kan velges via programvaren og inneholder entydige lagersteder i direktelageret for registrene. Registrene fra utsiden av RS-232C-mottagerkoden blir bevart ved å koble om registerbankene. Akkumulatoren blir bevart ved et av de nye registre som ikke behøves i mottagerrutinen. Disse verdier blir bevart slik at behandling vil fortsette fra der hvor den blir avbrutt med de samme registre og akkumulatorverdier når man går ut av avbruddsrutinen. Det er spesielt viktig å opprettholde den riktige rekkefølge av OpticRam-oppfriskningen.

RS-232C-kommandoordet blir mottatt med det samme format som dataord sendes. Efter at avbruddet er detektert, blir INT-linjen kontrollert for å se om den fremdeles er lav. Hvis ikke må det ha vært reaksjon på en "støyspiss" på mottager-linjen, man går derfor ut av mottagerkoden. Antas det at linjen fremdeles er lav (startbiten er fremdeles underveis), blir kommandoordet lest. Den bit i akkumulatoren som har den høyeste orden blir innledningsvis satt til 1, alle andre bit er 0. Når det er tid for å lese en bit, blir tilstanden til INT-linjen skjøvet inn i akkumulatoren fra venstre. Hvis databiten var 1, blir et register (som innledningsvis ble satt til 0) inkrementert for å holde rede på pariteten. Akkumulatoren blir innledningsvis satt til 0 ved begynnelsen av mottagelsen og mentebiten blir slettet (satt til 0). Akkumulator-skyveoperasjonen forårsaker at den laveste bit i akkumulatoren blir skjøvet inn i mentebiten. Så snart den mentebiten som skal settes detekteres efter en skyveoperasjon, er det kjent at 7 databit er blitt mottatt (siden den høyeste bit i 8-bits akkumulatoren opprinnelig ble satt til 1). Efter at alle biter er lest, blir paritetsbiten lest.

De fem bitene til høyre for den mest signifikante bit i akkumulatoren, er kamera-adressebitene. De blir sammenlignet med bryterinnstillingene for det spesielle kamera. Hvis en paritetsfeil inntraff eller kameraadressen ikke stemmer, går man ut av mottagerkoden 110 og det tas ingen hensyn til kommandoen.

Den minst signifikante bit i akkumulatoren er "knipse"-biten og den derefter følgende høyere bit er "sende"-biten. Hvis sendebiten alene er satt til 0, blir Fl satt til 0 for å indikere at vertsdatamaskinen har anmodet om en bilde-overføring. Hvis knipsebiten alene er satt til 0, blir de lysemitterende dioder slått på og FO blir satt til 0 for å indikere at det er anmodet om en bildeinnsamling. Hvis begge disse bitene har den samme verdi, skjer ingen ting.

Alle programbaner som går ut fra mottagerkoden, må passere gjennom en kode som på riktig måte gjenoppretter prosessoren for utgang fra mottagerrutinen. 8749H gjenoppretter automatisk FO til dens tilstand utenfor avbruddsrutinen. Det er ønskelig at dette ikke skjer fordi FO er blitt satt som ønsket for utgang fra mottagerkoden. Tilstanden av FO, avbrudds-returadressen, og andre data blir lagret i et spesielt tilordnet direktelager RAM kjent som "Stack-lageret". Lagerstedet i direktelageret for FO er kjent, og det blir innstilt som ønsket før mottagerrutinen forlates. En forsinkelse på omkring en RS-232C-bytetid (ordtid) blir bevirket, og så blir INT kontinuerlig kontrollert inntil det er lavt. Disse forholdsregler blir tatt for å sikre at mikrodatamaskinen ikke pånytt skal gå inn i mottagerkoden 110 midt i et kommandoord eller efter å ha reagert på støy. Endelig blir akkumulatoren gjenopprettet og registerbankene blir koblet om for effektivt å gjenopprette registerverdier til de som var ved inngangen til mottagerkoden.

Assemblerspråk-listen for mikroprosessoren 8749H 82 (figur 6) som svarer til flytskjemaet på figur 7, er presentert nedenfor i tabell 1. En 8048 assembler ble brukt til å generere koden.

Listen omfatter syv kolonner med data. Fra venstre til høyre: 1. Lagersted - relativ posisjon av mikroprosessorkode i

programlageret.

2. Objektkode - objektkode-omformingen av assemblerkoden (hexadesimalt). 3. Linje - en assemblerliste-referanselinje (for henvisning til assemblerfeil o.s.v.)

4. Kildekode - inneholder (fra venstre til høyre)

(a) Etikett - en etikett som antar adressen til "lager

stedet";

(b) Operativkode - operativkoden eller mikroprosessor-instruksj onen; (c) Operand - data som er nødvendig for operativkoden; (d) Kommentar - en kort kommentar som begynner med et

for å beskrive assemblerkoden.

Hovedblokker i koden er merket med overskrifter omgitt av stjerner. Alle blokker bortsett fra "Macro Listings" og "Flag Usage" er beskrevet ovenfor i beskrivelsen av flytskjemaet på figur 7. "Macros" er kodeblokker som bare må entres en gang ved dannelse av assembler-kildekoden. Når den først er definert, blir en macro ganske enkelt innsatt ved å bruke macroens etikett ("REFRESH", "ROWDEC", "COLDEC") i assembler-kildekoden. Oppfriskningskoden for OpticRam og linje- og kolonne-dekodingsinstruksjoner opptrer som macroer siden de benyttes ofte. "Flag Usage"-blokken beskriver hvordan flaggene, FO og Fl, og registrene blir brukt og hva bitene i RS-232C-kommandoordet representerer.

Claims (16)

1. Indikatorsystem for fjernavføling av posisjonen til et bevegelig organ (22) på et mekanisk apparat (7), karakterisert ved et referansemønster (24) som er anbrakt på en del av det bevegelige organ (22) og som innbefatter to forskjellige optiske avskygninger, f.eks. sort og hvitt, med relative styrkegrader som varierer i organets bevegelsesretning, anordninger (70) for å belyse referansemønsteret (24), en optisk føleranordning (78) for generering av en digital signalrepresentasjon av en del av referansemønsteret (24) på det bevegelige organ, en monteringsanordning (10) festet til det mekaniske apparat for stasjonær montering av belysningsanordningene og den optiske føleranordning slik at de vender mot referanse-mønsteret på det bevegelige organ, en overføringsanordning (6) tilveiebrakt mellom den optiske føleranordning og belysningsanordningene og et sted som er fjerntliggende fra det mekaniske apparat for overføring av den elektriske signalrepresentasjon til det fjerntliggende sted, en digital datamaskinanordning (21) anbrakt på det fjerntliggende sted for generering og tilførsel av kommando-signaler via overføringsanordningen til belysningsanordningene og til den optiske føleranordning, og som reagerer på den digitale signalrepresentasjon via overføringsanordningen ved å generere en utgangssignal-representasjon av referanse-mønsteret, og en anordning som reagerer på utgangssignal-representasjonen for frembringelse av et visuelt bilde av referanse-mønsteret.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at den optiske føler-anordningen omfatter et dynamisk direktelager montert i en halvlederpakke med et gjennomsiktig lokk, og minst en linseanordning for fokusering av et bilde av rissemerkene på direktelageret.

3. System ifølge krav 2, karakterisert ved at belysningsanordningene omfatter minst en lyskilde, og ved at monteringsanordningen omfatter en linseholder i hvilken lyskilden og linseanordningen er montert.

4. System ifølge krav 3, karakterisert ved at belysningsanordningene omfatter seks lysemitterende dioder montert i linseholderen og anbrakt sirkulært omkring en sentral åpning i linseholderen, og ved at linseanordningen omfatter en linse montert i den sentrale åpning.

5. System ifølge krav 1, karakterisert ved at monteringsanordningen omfatter en spole stasjonært festet til det mekaniske apparat, idet det bevegelige organ strekker seg operativt inn i det indre av spolen og er bevegelig i denne, et hull i spolen gjennom hvilket referansemønsteret på det bevegelige organ er synlig, og et hus som er fjernbart festet til spolen omkring hullet, idet belysningsanordningene og den optiske føleranordning er anbrakt i huset slik at de vender mot hullet i spolen for å betrakte referansemønsteret på det bevegelige organ.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at det mekaniske apparat er en støtanordning i en sikkerhetsventil mot utblåsning, at det bevegelige organ er en forlengelse av en stempelstang på støtanordningen i sikkerhetsventilen mot utblåsning, at referansemønsteret er anbrakt på forlengelsen av støtanordningens stang, at spolen er festet til nevnte støtanordning, at støtanordningens stang er operativt fri til å bevege seg frem og tilbake inne i spolen, og at referansemønsteret er synlig gjennom hullet i spolen.

7. System ifølge krav 6, karakterisert ved at huset omfatter tetningsanordninger for avtetning av husets indre fra det undersjøiske vanntrykk, og en forbindelsesanordning for å forbinde en elektrisk kabel utenfor huset med elektriske ledere i den optiske føleranordning og belysningsanordningene inne i huset.

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved en linseholder som er operativt anordnet inne i huset for å vende mot hullet i spolen, idet belysningsanordningene omfatter seks lysemitterende dioder som er festet sirkulært omkring en sentral åpning i linseholderen.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at den optiske føler-anordning omfatter et dynamisk direktelager montert i en halvlederpakke som har et gjennomsiktig lokk, idet lageret er operativt montert der hvor det gjennomsiktige lokk vender mot den sentrale åpning i linseholderen, og ved at linseanordningen er anbrakt i den sentrale åpning i linseholderen for å fokusere et lysbilde fra referanse-mønsteret på det bevegelige organ via hullet i spolen på det dynamiske direktelager.

10. System ifølge krav 2, karakterisert ved at referansemønsteret omfatter et første areal av en første optisk avskygning, hvilket første areal har en rettlinjet første grense og en sagtannformet annen grense, et annet areal av den første optiske avskygning som har to parallelle sider som er lenger enn hver av de andre sidene som avgrenser det annet areal, idet den rettlinjede første grense av det første areal er parallell med de lengste sidene av det annet areal, et tredje areal av den første optiske avskygning som definerer et trappetrinnformet areal, idet det nedre trinn er innrettet med begynnelsen av en av sagtennene i den annen grense av det første areal, der påfølgende trinn i det tredje areal er innrettet med en tilsvarende påfølgende tann i det første areals annen grense, idet bunnen av det trappetrinnformede areal er parallell med, men adskilt ved hjelp av et gap av en annen optisk avskygning fra en av de lange sidene i det annet areal, og hvor arealet mellom den sagtannformede annen grense av det første areal og trappetrinnene i det tredje areal definerer et fjerde areal av den annen optiske avskygning.

11. System ifølge krav 10, karakterisert ved at den første optiske avskygning er sort, og at den annen optiske avskygning er hvit.

12. System ifølge krav 11, karakterisert ved at den første grense av det første areal er toppkanten av referansemønsteret, og den nedre lange side av det annet areal er bunnkanten av referanse-mønsteret.

13. System ifølge krav 2, karakterisert ved at den optiske føler-anordning videre omfatter en programmert mikroprosessor-anordning som reagerer på kommandosignalene fra den fjerntliggende digitale datamaskinanordning via overføringsanordningen for å slå på belysningsanordningene, innlede en bildeinfangningssekvens ved oppfriskning av celler i det dynamiske direktelager til en forut bestemt spenning, påbegynnelse av en langsom bilde-utladningstid, å slå av belysningsanordningene og overføre bildebytes fra cellene i det dynamiske direktelager via overføringsanordningen til den fjerntliggende digitale datamaskinanordning.

14. System ifølge krav 1, karakterisert ved en anordning som reagerer på utgangssignal-representasjonen av referansemønsteret ved å frembringe et posisjonssignal som indikerer posisjonen av de bevegelige organ.

15. System ifølge krav 14, karakterisert ved en måler som reagerer på posisjonssignalet ved å fremvise en indikasjon av det bevegelige organs posisjon.

16. System ifølge krav 14, karakterisert ved en anordning som reagerer på posisjonssignalet ved å generere en alarm som indikerer at det bevegelige organs posisjon går utover et forut bestemt område.