SU1233630A1 - Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values - Google Patents

Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values Download PDF

Info

Publication number
SU1233630A1
SU1233630A1 SU843793051A SU3793051A SU1233630A1 SU 1233630 A1 SU1233630 A1 SU 1233630A1 SU 843793051 A SU843793051 A SU 843793051A SU 3793051 A SU3793051 A SU 3793051A SU 1233630 A1 SU1233630 A1 SU 1233630A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
optical
series
controlled
Prior art date
Application number
SU843793051A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Садовников
М.И. Ермохин
Г.И. Яцковский
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3390
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3390 filed Critical Предприятие П/Я А-3390
Priority to SU843793051A priority Critical patent/SU1233630A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1233630A1 publication Critical patent/SU1233630A1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Description

f f

Изобретение относитс  к иэмери- тельной технике и может быть использовано дл  дистанционного измерени  физических величин {сила, давление, температура, ускорение и т.д.) одновременно от многих волоконно-оптических датчиков указанных физических величин.The invention relates to an experimental technique and can be used to remotely measure physical quantities (force, pressure, temperature, acceleration, etc.) simultaneously from many fiber-optic sensors of specified physical quantities.

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона и уменьшение погрешности измерени  путем компенсации вли ни  дестабилизирующих факторов на коэффициент передачи измерительного тракта,The aim of the invention is to expand the dynamic range and decrease the measurement error by compensating for the effect of destabilizing factors on the transmission coefficient of the measuring path,

На чертеже представлена блок-схема мультиплексной волоконно-оптической системы контрол  физических величин .The drawing shows a block diagram of a multiplex fiber-optic system for monitoring physical quantities.

Система содержит импульсный генератор 1, оптический источник 2 излучени , оптический соединитель 3, передающий волоконно-оптический тракт 4, оптический ответвитель 5, волоконно-оптический измерительный преобра зователь 6, содержащий подвод щий волоконный световод 7 с оптическим соединителем 8, оптический делитель 9 мощности, опорный оптический канал 10, параллельно ему включенные оптическую линию 11 задержки и чувствительный элемент 12, сумматор 13 оптической мощности, отвод щий волоконный световод 14 с оптическим соединителем 15, оптический ответвитель 16, приемный волоконно-оптический тракт 17 с оптическим соединителем 18, фотоприемный блок 19, выход которого ;)лектрн- чески подключен к электрической линии 20 задержки и первому управл емому ключу 21. Выход электрической линии 20 задержки подключен к селектору 22 опорного сигнала и через дру гую линию 23 задержки - к второ.1у управл емому ключу 24. Выход се.пек- тора опорного сигнала подключен к первому и второму управл емым клгочом 21 и 2, к входу riHKOBoro детектора 25 канала управлени . Выходы управл емых ключей подключены к импульсному вь читающему блоку 26, Вь. ход пикового детектора 25 Kaii;iJia ленил подключен к вычитак шрму (Зпоку 27, к котором / подключен нсто шмк 28 onopHOj o напр ж нн , выход . илчи- тающего блока 26 подключен к -прпл- л емому усилителю , вьгкид которого подключен к. входу Д€мулг-,тиг|. 30, к iiTopi: MV входу KO i ojrr i и r.c-i v:(The system includes a pulse generator 1, an optical radiation source 2, an optical connector 3, a fiber optic transmitting path 4, an optical coupler 5, a fiber optic measuring transducer 6 containing a feed fiber 7 with an optical connector 8, an optical power divider 9, reference optical channel 10, parallel to it an optical delay line 11 and a sensitive element 12, an optical power adder 13, an output optical fiber 14 with an optical connector 15, an optical the coupler 16, the receiving fiber-optical path 17 with the optical connector 18, the photodetector unit 19, the output of which;) is electrically connected to the electrical delay line 20 and the first control key 21. The output of the electrical delay line 20 is connected to the selector 22 of the reference signal and via another delay line 23 to the second control key 24. The output of the reference signal detector is connected to the first and second control switches 21 and 2, to the riHKOBoro input of the control channel detector 25. The outputs of the controlled keys are connected to the pulse reading unit 26, Vb. 25 peak detector Kaii; iJia Lenil is connected to the subtractor (Zpoku 27, to which the station is connected 28 onopHOj o voltage, the output of the reading unit 26 is connected to the paired amplifier, which is connected to. input D € mulg-, tig |. 30, to iiTopi: MV input KO i ojrr i and rc-iv :(

5five

336302336302

чен импульсный генератор 1. Выходные каналы.демультиплексора 30 подключены к пиковым усилительным детекторам 31 .chen impulse generator 1. The output channels of the demultiplexer 30 are connected to peak amplification detectors 31.

2 Работает система следующим образом . От импульсного генератора 1 короткий импульс ( 10 нсек) поступает на источник излучени  2 (лазерный диод), от которого оптический импульс вводитс  через оптический соединитель 3 в передаюпщй волоконно-оптический тракт 4, из которого с помощью оптических ответвителей 5 оптическа  мощность разветвл етс  по волоконно- оптическим измерительным преобразовател м 6 (датчикам). Оптический импульс после оптического ответвител  5 проходит через оптический соединитель 8 по подвод щему волоконному светово20 ду 7 к оптическому делителю мощности 9, из которого импульс, прошедший по опорному оптическому каналу 10, поступает на сумматор 13 оптической мощности по отвод щему волоконному2 The system works as follows. From a pulse generator 1, a short pulse (10 ns) is fed to a radiation source 2 (laser diode), from which an optical pulse is introduced through optical connector 3 into transmitting optical fiber path 4, from which optical power spans optical fiber coupler 5 - optical measuring transducer 6 (sensors). The optical pulse after the optical coupler 5 passes through the optical connector 8 through the feed fiber light 20 to 7 optical fiber power divider 9, from which the pulse passed through the reference optical channel 10 is fed to the optical power adder 13 through the outgoing fiber

25 световоду 14, в оптический соединитель 15, оптический ответвитель 16 и в приемный волоконно-оптический тракт 17 и далее через оптический соединитель 18 на фотоприемный блок 19. Другой оптический импульс от оптического делител  мощности 9 проходит через оптическую линию задержки 11, чувствительный элемент 12, в котором- импульс модулируетс  по амплитуде измер емой физической величиной, поступает в сумматор 13 оптической мощности и далее по тому же пути, что и первый оптический импульс, поступает на фотоприемный блок 19. Амплитуда опорного импульса зависит от потерь в тракте,соединител х,ответви- тел х,волоконных световодах.Такие потери испытывает измерительный импульс, но к этому добавл етс  воздействие чувствительного элемента 12 Поэтому,вычита  один сигнал из другого в вычитающем блоке, получают сигнал, величина которого зависит только от значени  измер емой величины и не зависит от указанных дестабилизирующих факторов в соединител х, волоконных трактах и световодах. Электрические сигналы с фотоприемного блока 19 в виде следующих один за другим импульсов (опорного сигнала и задержанного25 to the light guide 14, to the optical connector 15, the optical coupler 16, and to the receiving optical fiber path 17 and then through the optical connector 18 to the photoreceiver unit 19. Another optical pulse from the optical power divider 9 passes through the optical delay line 11, the sensitive element 12, wherein — the pulse is modulated by the amplitude of the measured physical quantity, supplied to the optical power adder 13 and further along the same path as the first optical pulse, goes to the photodetector unit 19. Amplitude of the reference impulse It depends on path losses, connectors, couplers, optical fibers. Such a measurement pulse suffers, but the effect of sensing element 12 is added to this. Therefore, subtracting one signal from another in the subtracting unit, a signal is obtained, the value of which depends only on the value of the measured value and does not depend on the indicated destabilizing factors in the connectors, fiber paths and optical fibers. Electrical signals from the photodetector unit 19 in the form of successive pulses (reference signal and delayed

5 оптической линией задержки измерительного сигнала) поступают на утграв- л ем1.е-ключи 21 и 24, закрытые перед приходом импульсов, причем первый 5 by the optical delay line of the measuring signal) are sent to the Utem1.E-keys 21 and 24, closed before the arrival of the pulses, the first

30thirty

.35.35

4040

4545

импульс опорного сигнала не может пройти через закрытый управл емый ключ,21, а проходит через электричес кие линии 20, 23 задержки. После линии 20 задержки незначительна  часть мощности опорного импульса ответвл етс  в селектор 22 опорного сигнала, выходной сигнал которого открывает :управл емые ключи 21 и 2А. К этому моменту к ключу 21 подходит измерительный импульс, а к ключу 24 опорный импульс. Врем  задержки оптической линии задержки 11 и суммарное врем , задержки электрических линий задержки 20 и 23 одинаково. Врем  .задержки в линии 23 равно времени на прохождение сигнала в селекторе 22 опорного импульса и времени, необходимого дл  открывани  ключей 21 и 24, После прохождени  импульсами ключей 21 и 24 они закрываютс  до поступлени  новой пары импульсов (опорного и измерительного сигналов) от другого измерительного преобразовател . Прошедшие импульсы поступают к импульсному вычитающему блоку 26, выходной сигнал которого пропорционален измер емой физической величине , воспринимаемой чувствительным элементом 12 измерительного преобразовател . При этом нестабильность оптических соединителей 3, 8, 15, 18 в передающих и приемньк трактах 4 и 17 в подвод щем и отвод щем воло- KOHHbijc световодах 7 и 14 компенсируетс  в вычитающем блоке. Таким образом устран ютс  погреипюсти измерени , св занные с вли нием различных дестабилизирующих факторов в оптических трактах и соединител х. Дл  поддерживани  определенного нас10the pulse of the reference signal cannot pass through the closed controlled key, 21, but passes through the electric delay lines 20, 23. After the delay line 20, a small portion of the power of the reference pulse branches to the selector 22 of the reference signal, the output of which opens: controlled keys 21 and 2A. At this point, the measuring pulse comes to the key 21, and the reference pulse to the key 24. The delay time of the optical delay line 11 and the total time delay of the electrical delay lines 20 and 23 are the same. The delay time on line 23 is equal to the time for the signal to pass in the selector 22 of the reference pulse and the time required for opening the keys 21 and 24. After passing by the pulses of keys 21 and 24, they close before the arrival of a new pair of pulses (reference and measurement signals) from another measuring signal. converter Past pulses go to the impulse subtraction unit 26, the output signal of which is proportional to the measured physical quantity sensed by the sensing element 12 of the measuring transducer. In this case, the instability of the optical connectors 3, 8, 15, 18 in the transmitting and receiving paths 4 and 17 in the supply and output fibers of the KOHHbijc optical fibers 7 and 14 is compensated in the subtractor unit. Thus, measurement measurements associated with the influence of various destabilizing factors in optical paths and connectors are eliminated. To support a certain of us

1515

23363U423363U4

штабировани  уровн  измерительного сигнала от различных измерительных преобразователей, включенных в волоконно-оптическую систему контрол  физических величин, служит управл емый усилитель 29, на вход которого поступает сигнал с выхода импульсного вычитающего блока 27. Управл ющее напр жение на усилитель 29 поступает с выхода вычитающего блока 27, на один из входов которого подаетс  напр жение сравнени  от источника 28 опорного напр жени , а на даугой вход подаетс  напр жение от выхода пикового детектора 25 канала управлени , вход которого подключен к выходу селектора 22 опорного сигнала. При изменении уровн  опорного сиг.- нала измен етс  и напр жение на выходе пикового детектора 25. В результате сравнени  напр жени  от пикового детектора 25 с заданным напр жением источника 28 опорного напр жени  сигнал рассогласовани  с выхода вычитающего блока 27 поступает на управл емый усилитель 29,поддержива  необходимый масштаб каждого из измег- рительных преобразователей. С выхода управл емого усилител  29 измерительные импульсы поступают на демуль - типлексор 30, в котором каждый из импульсов измерительных преобразователей распредел етс  по соответствующим им каналам, которые подключены к пиковым усилительным детекторамstacking the level of the measuring signal from various measuring transducers included in the fiber-optic system for monitoring physical quantities, is a controlled amplifier 29, the input of which receives a signal from the output of the pulse subtractive unit 27. The control voltage to the amplifier 29 comes from the output of the subtracting unit 27 , one of the inputs of which is supplied with the comparison voltage from the source 28 of the reference voltage, and the input voltage is supplied from the output of the peak detector 25 of the control channel, the input of which is Wow connected to the output of the selector 22 of the reference signal. When the level of the reference signal changes, the voltage at the output of the peak detector 25 also changes. As a result of comparing the voltage from the peak detector 25 with a predetermined voltage of the source 28 of the reference voltage, the error signal from the output of the subtracting unit 27 goes to the controlled amplifier 29 by maintaining the required scale of each of the measuring transducers. From the output of the controlled amplifier 29, the measuring pulses are fed to the demultiplexer 30, in which each of the pulses of the measuring transducers is distributed over the corresponding channels that are connected to the peak amplifying detectors

35 31. На выходе каждого из пиковых усилительных детекторов имеетс  напр жение , соответствующее измер емой физической величине в каждом из волоконно-оптических измерительных35 31. At the output of each of the peak amplification detectors, there is a voltage corresponding to the measured physical quantity in each of the fiber-optic measuring

преобразователей. converters.

2020

2525

30thirty

,/fyV , / fyV

f жf well

G |Uf  G | Uf

lii lii

/Составитель H. Михалев/ Compiled by H. Mikhalev

Редактор E. Кравцова Техред Л.ОлейникEditor E. Kravtsov Tehred L. Oleinik

Заказ 2560 Тираж 358 , ПодписноеOrder 2560 Circulation 358, Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., d.

Производственно-полиграфическое .предпри тие,г,Ужгород ул.Проектна , 4Production and printing enterprise, Uzhgorod Project Project, 4

Корректор С.ШекмарProofreader S. Shekmar

Claims (2)

1. МУЛЬТИПЛЕКСНАЯ BOJIOKOHHOОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащая последовательно соединенные импульсный генератор, источник излучения и передающий волоконно-оптический тракт, к выходам которого подключены включающие чувствительный элемент измерительные преобразователи, выходы которых подключены к входам приемного волоконно-оптического тракта, выход которого подключен к фотоприемному блоку, последовательно соединенные демультиплексор, управляемый вход которого подключен к второму выходу импульсного генератора, и пиковые детекторы, при этом измерительные преобразователи включены между передаю- . щим и приемным волоконно-оптическим трактами с помощью оптических ответвителей, размещенных на фиксированных расстояниях один от другого вдоль трактов, отличающаяся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и уменьшения погрешности измерения, в нее введены первый управляемый ключ, последовательно соединенные первая и вторая электри ческие линии задержки, второй управляемый ключ, импульсный вычитающий блок и управляемый усилитель, последовательно соединенные селектор опорного сигнала, пиковый детектор канала управления и вычитающий блок, а также источник опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, выход которого подключен к управляющему входу управляемого усилителя, выход которого подключен к второму входу демультиплексора, при этом вход селектора опорного сигнала подключен к выходу первой электрической линии задержки, а выход - к управляющим входам первого и второго управляемых ключей, выход фотоприемного блока подключен к входам первой электрической линии задержки и первого управляемого ключа, выход которого подключен к вто рому входу импульсного вычитающего блока.1. MULTIPLEX BOJIOKOHHOOPTICAL SYSTEM OF PHYSICAL VALUES CONTROL, which contains a pulse generator, a radiation source and a transmitting fiber-optic path in series, to the outputs of which are connected transducers that include a sensing element, the outputs of which are connected to the inputs of the receiving fiber-optic path, the output of which is connected a unit connected in series to a demultiplexer, the controlled input of which is connected to the second output of the pulse generator, peak detector, wherein the measurement transducers are connected between the transmitting. fiber optic paths and receiving paths using optical couplers located at fixed distances from each other along the paths, characterized in that, in order to expand the dynamic range and reduce the measurement error, the first controlled key is introduced into it, the first and second electrically connected in series delay lines, a second controlled key, a pulse subtracting unit and a controlled amplifier, series-connected reference signal selector, a peak detector of the control channel and a subtracting unit, as well as a reference voltage source, the output of which is connected to the second input of the subtracting unit, the output of which is connected to the control input of a controlled amplifier, the output of which is connected to the second input of the demultiplexer, while the input of the reference signal selector is connected to the output of the first electrical delay line, and the output is to the control inputs of the first and second controlled keys, the output of the photodetector unit is connected to the inputs of the first electric delay line and the first controlled key, the output of which is It is connected to the second input of the pulse subtracting block. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что измеритель' ный преобразователь содержит оптический делитель мощности, вход которого является входом преобразователя, первый выход через опорный оптический канал подключен к первому входу сумматора оптической мощности,- а второйвыход через последовательно соединенные оптическую линию задержки и чувствительный элемент подключен к.второму входу сумматора оптической мощности, выход которого явля — ется выходом преобразователя.2. The device according to π. 1, characterized in that the measuring transducer contains an optical power divider, the input of which is the input of the transducer, the first output is connected through the reference optical channel to the first input of the optical power adder, and the second output is connected through the optical delay line and the sensing element in series. the second input of the optical power adder, the output of which is the output of the converter. SU ,,, 1233630 ίSU ,,, 1233 630 ί
SU843793051A 1984-09-19 1984-09-19 Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values SU1233630A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843793051A SU1233630A1 (en) 1984-09-19 1984-09-19 Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843793051A SU1233630A1 (en) 1984-09-19 1984-09-19 Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1233630A1 true SU1233630A1 (en) 1991-05-30

Family

ID=21139379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843793051A SU1233630A1 (en) 1984-09-19 1984-09-19 Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1233630A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323014A (en) * 1993-03-01 1994-06-21 Aeg Transportation Systems, Inc. Optocoupler built-in self test for applications requiring isolation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Applied optics Vol. 21, № 15, 1982, p.2653-2655. Applied optics. Vol. 19, № 171, 1980, p. 29I7-.2919. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323014A (en) * 1993-03-01 1994-06-21 Aeg Transportation Systems, Inc. Optocoupler built-in self test for applications requiring isolation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4356396A (en) Fiber optical measuring device with compensating properties
US4320475A (en) Monomodal optical fibre hydrophone operating by the elastooptical effect
US4799797A (en) Coherence multiplexing of optical sensors
US4694243A (en) Optical measurement using polarized and unpolarized light
US5089696A (en) Network of sensors connected to a remote supply, monitoring and processing station
EP0364093A3 (en) Methods of and systems for optical fiber sensing
WO1989003046A1 (en) Fiberoptic sensor
SU1233630A1 (en) Multiplex fibre-optics system for monitoring physical values
EP0306227B1 (en) Fiber optic sensor
Murtaza et al. Referencing strategies for intensity modulated optical fibre sensors: A review
US5263109A (en) Optical transmission paths and methods of measuring their optical transmission times
US4607162A (en) Sensing apparatus for measuring a physical quantity
JP3317281B2 (en) Optical path length measuring device for arrayed waveguide diffraction grating
US6034522A (en) Fibre optic transducer incorporating an extraneous factor compensation referencing system
SU1500889A1 (en) Pressure transducer
SU1637012A1 (en) Device for checking optical pulse duration
US6366372B1 (en) Burst mode wavelength manager
JPS6160200A (en) Light-applied measuring apparatus
SU1213393A1 (en) Arrangement for measuring continuity of fluid flow
JP3388586B2 (en) Detection method and device
US5004911A (en) Time multiplexed fiber optic sensor
SU1322093A1 (en) Method of checking variations of fibre light guides in length
SU1427245A1 (en) Device for measuring attenuation of light-conducting cables
SU958877A1 (en) Device for multi-point temperature checking
Schmauß Transmission of two mode coded channels in one fibre using optical directional couplers as mode selective elements