JPH01501731A - fiber optical sensor device - Google Patents

fiber optical sensor device

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JPH01501731A JP62506394A JP50639487A JPH01501731A JP H01501731 A JPH01501731 A JP H01501731A JP 62506394 A JP62506394 A JP 62506394A JP 50639487 A JP50639487 A JP 50639487A JP H01501731 A JPH01501731 A JP H01501731A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ファイバ光センサ装置 技術分野 本発明の技術分野はファイバ光学装置に関するものである。さらに詳細にいえば 、本発明はファイバ光センサ装置に関するものである。[Detailed description of the invention] fiber optical sensor device Technical field The technical field of the invention is fiber optic devices. In more detail , the present invention relates to a fiber optical sensor device.

背景技術 工場の自動化のためには、i!磁的な影響を受けない信頼性の極めて高い、限界 スイッチや位置センサが必要である。また、石油化学の分野やエネルギ@迎分野 などにおける工場では、危険性のある区域内に、本質的に安全であるスイッチ装 置を設置することが要求される。さらに、光ファイバ制御I装置を備えた航空様 や船舶を開発することに向けて、多大な努力が払われている。産業の自動化のた めにもまた、ファイバ光学Illがますます使われてきている。Background technology For factory automation, i! Extremely reliable and limitless, unaffected by magnetic influences A switch or position sensor is required. In addition, the petrochemical field and the energy field Factories such as It is required to install a Furthermore, aviation customers equipped with optical fiber control I equipment Significant efforts are being made towards developing ships and ships. For industrial automation Also, fiber optic Ill is increasingly being used.

光の強度を測定することによって、物理パラメータを測定する種々の測定装置が 、先行技術において知られている。これらの装置では、1個または複数個の光源 から放射された光を、送出光ファイバを通して光変換器に伝送し、そしてこの光 変換器は、その感知特性に比例して受け取った光の母を制御し、そしてこのII I御された光を返送光ファイバを通して返送する。この返送された光の強度を適 切な電気信号に変換するのに、光検出器装置が用いられる。光ファイバを曲げた り光ファイバを接続する接続器などによる機械的効果や、また温度や圧力などの ような環境による効果もまた、光の強度に影響を与えることがわかっている。こ れらの好ましくない効果を補償するために、多重光源や多重検出器を用いること ができる。Various measuring devices measure physical parameters by measuring the intensity of light. , known in the prior art. In these devices, one or more light sources The light emitted from the The transducer controls the received light source in proportion to its sensing characteristics and this II The controlled light is returned through a return optical fiber. Adjust the intensity of this returned light. A photodetector device is used to convert the signal into an electrical signal. bent optical fiber Mechanical effects caused by connectors used to connect optical fibers, temperature and pressure, etc. Environmental effects have also been found to influence light intensity. child To compensate for these undesirable effects, use multiple light sources and/or multiple detectors. Can be done.

米国特許第4,356.396号に既に開示されているように、2つの波長の光 が発生され、そして2個の検出器が送出される光を監視し、および2個の検出器 が返送されてくる光を監視する一゛゛これらの光の波長の中の1つの波長の光は 、光ファイバと光変換器との間の鏡によって反射される。この反射された光の強 度は、補償計算のための基準強度として用いられる。変換器は第2波長の光にだ け作用する。したがって、変換器それ自身の機械的変動、または変換器それ自身 の環境条件の変動に対し、補正を行なうことができない。Two wavelengths of light, as previously disclosed in U.S. Pat. No. 4,356,396 is generated and two detectors monitor the emitted light, and two detectors monitors the light that is sent back.The light at one of these wavelengths is , reflected by the mirror between the optical fiber and the optical converter. The strength of this reflected light degree is used as a reference strength for compensation calculations. The converter converts the light into a second wavelength. It acts. Therefore, mechanical variations in the transducer itself, or It is not possible to compensate for changes in environmental conditions.

複数個の波長の光に採用する光変換器もまた知られている。例えば、米国特許第 4,514.860号および米国特許第4.378.496号では、変換器組立 体の中に2個の発光ダイオードとそれに付随する電子部品とを使用している。電 気装置に伴う障害を小さくするために、電流や電圧を使わないで動作する変換器 が要望される。Optical converters that employ multiple wavelengths of light are also known. For example, U.S. Pat. 4,514.860 and U.S. Pat. No. 4.378.496, transducer assembly It uses two light emitting diodes and associated electronic components inside its body. electric Transducers that operate without current or voltage to reduce disturbances associated with electrical equipment is requested.

さらに、先行技術において、複数個の波長の光が変換器組立体を用いて、多重測 定が行なわれている。米国特許第4.523.092号に開示されている技術で は、変換器の機械的変動または環境条件の変動に対する補償を行っていない。Further, in the prior art, multiple wavelengths of light are multiplexed using a converter assembly. A determination is being made. With the technology disclosed in U.S. Patent No. 4.523.092 does not compensate for mechanical variations in the transducer or variations in environmental conditions.

2つの波長を用いているまた別の実施例は米国特許第4.492.860Mに開 示されているが、そこでは単一の光ファイバが用いられており、かつ偏光を利用 することにより、送出された光を反射して検出器装置へ進めるさいの反射を制御 している。Another example using two wavelengths is disclosed in U.S. Pat. No. 4,492,860M. is shown, in which a single optical fiber is used and polarized light is used. By doing so, we can control the reflection when the emitted light is reflected and forwarded to the detector device. are doing.

発明の開示 本発明は、全体的にいえば、ファイバ光センサ装置に関するものである。本発明 の装置は、2つの異なる波長を中心とするスペクトル分布を有する、2つの異な るバンドの光の検出し、そしてそれらの出力光強度の比を計算する。この比の大 きさは光変換器の位置に対応する。Disclosure of invention FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to fiber optical sensor devices. present invention The device has two different wavelengths with spectral distributions centered on two different wavelengths. Detect the bands of light and calculate the ratio of their output light intensities. The size of this ratio The height corresponds to the position of the light converter.

この比は電子信号処理装置で処理される。2つのバンドの光の光強度の検出は、 波長の異なる光源からの光をバンド幅の大きな検出器によって行なわれる、また は、バンド幅の大きな光を放射する光源からの光を波長特性の異なる検出器によ って行なわれる。換言すれば、複数個の光源と1個の検出器とによって行なうこ とにより、または1個の光源と複数個の検出器とによって行なうこととにより、 等価な結果を得ることができる。This ratio is processed in an electronic signal processing device. Detection of the light intensity of two bands of light is This is a method in which light from light sources with different wavelengths is detected using a detector with a large bandwidth. is a method in which light from a light source that emits light with a large bandwidth is detected by a detector with different wavelength characteristics. It is done. In other words, the work performed by multiple light sources and one detector is or by using one light source and multiple detectors, Equivalent results can be obtained.

本発明の1つの目的は、物理パラメータの離−数的検出または比例的検出のため の、すなわち、スイッチのようなディジタル動作を得るための、または位MNI i定や位置111!lのためのアナログ動作を得るための、ファイバ光センサ装 置を得ることである。One object of the invention is for the discrete or proportional detection of physical parameters. , i.e., to obtain a switch-like digital operation, or an MNI I fixed and position 111! Fiber optic sensor equipment to obtain analog operation for It's about getting a position.

本発明のまた別の目的は、自己検定を行ない、したがって、光感度の調整を行な う必要のない、ファイバ光センサ装置を得ることである。Another object of the invention is to perform self-certification and therefore adjust light sensitivity. It is an object of the present invention to obtain a fiber optical sensor device that does not require the use of fiber optics.

本発明のまた別の目的は、光学部品のいずれかが故障した時、その故障を指示す るための自己監視を行なう、ファイバ光センサ1A置を得ることである。Another object of the present invention is to provide an indication of the failure when any of the optical components fail. The purpose of the present invention is to obtain a fiber optic sensor 1A device that performs self-monitoring for the purpose of self-monitoring.

本発明のなお別の目的は、特別の検査装置を用いないでも、光回路が機能してい るかどうかの検査を簡単に目で見て行なうことができる、ファイバ光センサ装置 を得ることである。Still another object of the present invention is to ensure that the optical circuit is functional without the use of special testing equipment. A fiber optic sensor device that allows you to easily visually check whether It is to obtain.

本発明のなお別の目的は、位置検出を行なう場所へ電流や電圧を供給することな しに、またはこの場所で電流や電圧が発生することなしに、本来的に安全である 、ファイバ光センサ装置を得ることである。Still another object of the present invention is to avoid supplying current or voltage to the location where position detection is to be performed. Inherently safe, with no electrical current or voltage present at this location. , to obtain a fiber optical sensor device.

本発明のこの他の目的およびこの他の利点は、好ましい実施例についての下記の 詳細な説明からすぐにわかるであろう。これらの好ましい実施例は、波長の異な る光を発生する光源によって発生された2つのバンドの光の強度を、バンド幅の 大きな検出器によって検出することにより、本発明を実施するものである。Other objects and advantages of the invention include the following description of the preferred embodiment: It will be clear from the detailed description. These preferred embodiments have different wavelengths. The intensity of the two bands of light generated by the light source that generates the light is expressed as the band width. The present invention is implemented by detecting with a large detector.

本発明によるファイバ光センサiiNは、入力端部と出力端部とを有する送出光 ファイバと、入力端部と出力端部とを有する返送光ファイバとを有する。この装 置はまた、第1波長を中心とするスペクトル分布を有する第1光を発生する第1 光源と、第2波長を中心とするスペクトル分布を有する第2光を発生する第2光 源とを有する。The fiber optical sensor iiN according to the present invention comprises an output light having an input end and an output end. and a return optical fiber having an input end and an output end. This outfit The position also includes a first light source that generates a first light having a spectral distribution centered at the first wavelength. a light source; and a second light source that generates a second light having a spectral distribution centered on a second wavelength. has a source.

第1波長と第2波長とは波長が異なる。これら2つの光源は2重カラー発生i+ iの一部分であることができる。The first wavelength and the second wavelength have different wavelengths. These two light sources generate double color i+ can be part of i.

これらの21!光源は交互に動作することができ、そしてそれぞれの光ビームを 送出光ファイバの入力端部に向けて進める適切な光学素子を有する。その結果、 第1光ビームおよび第2光ビームは、送出光ファイバの入力端部から出力端部へ 伝送される。21 of these! The light sources can work alternately, and each light beam with suitable optical elements directed towards the input end of the delivery optical fiber. the result, The first light beam and the second light beam are transmitted from the input end to the output end of the output optical fiber. transmitted.

このItは、送出光ファイバの出力端部と返送光ファイバの入力端部との間に配 置された、光変換器をさらに有する。この変換器は配置装置と、この配置装置を 移動させる作動器とを有する。この光変換器は、返送光ファイバの入力端部にお ける第1光と第2光との強度を、配WI装置の位置の変動の関数として、興った 方式で変える。This It is placed between the output end of the sending optical fiber and the input end of the return optical fiber. further comprising a light converter located therein. This transducer includes a placement device and a and an actuator for moving the actuator. This optical converter is connected to the input end of the return optical fiber. The intensity of the first light and the second light, which Change by method.

光変換器は透過形であることができる。この透過形の光変換器では、配置装置は 第1光を優先的に透過する第1光フイルタと、第2光を優先的に透過する第2光 フイルタとを有する。これらのフィルタが協力して動作することにより、返送光 ファイバの中へ伝送される第1光の強度と第2光の強度との相対比が、作動の位 置と共に変化する。The light converter can be transmissive. In this transmissive type optical converter, the positioning device is A first optical filter that preferentially transmits the first light, and a second light filter that preferentially transmits the second light. It has a filter. These filters work together to reduce the amount of light returned. The relative ratio of the intensity of the first light and the intensity of the second light transmitted into the fiber determines the position of actuation. Changes with position.

これとは異って、光変換器は反射形であることもできる。この反射形の光変換器 では、配置8置は第1光を優先的に反射する第1反射器と、第2光を優先的に反 射する第2反射器とを有する。これらの反IF1!iが協力して動作することに より、返送光ファイバの中へ反射される第1光の強度と第2光の強度との相対比 が作動器の位置と共に変化する。Alternatively, the light converter can also be of reflective type. This reflective light converter In this case, the 8-position arrangement consists of a first reflector that preferentially reflects the first light, and a first reflector that preferentially reflects the second light. and a second reflector that emits light. These anti-IF1! i will work together The relative ratio of the intensity of the first light reflected into the return optical fiber and the intensity of the second light is changes with the position of the actuator.

光変換器の配!!装置を移動させる作動器は、命令入力に応答して動作する。こ の命令入力は、Mg2位はや回転位置、帽り圧力、流量、流体のレベル、電流、 または電圧のような適当なパラメータによって、制御される。Arrangement of optical converter! ! The actuator for moving the device operates in response to a command input. child The command inputs are Mg2 position, cap pressure, flow rate, fluid level, current, or controlled by appropriate parameters such as voltage.

この@園はまた、返送光ファイバの出力端部に配置された、光検出器を有する。This @en also has a photodetector located at the output end of the return optical fiber.

この光検出器はこの出力端部における光の強度を測定し、そしてこの光の強度に 応答する電圧を発生する。このようにして、光検出器は、第1光に対応する返送 ファイバ出力光強度と第2光に対応する返送ファイバ出力光強度とを測定する。This photodetector measures the intensity of light at this output end and Generates a responsive voltage. In this way, the photodetector detects the return signal corresponding to the first light. The fiber output light intensity and the return fiber output light intensity corresponding to the second light are measured.

光検出5M置は、波長分散効果または波長フィルタのいずれかを用いて、第1光 の強度に比例する第1検出器電圧を生じ、かつまた、第2光の強度に比例する第 2検出器電圧を生ずる。The photodetection 5M position uses either a wavelength dispersion effect or a wavelength filter to detect the first light. producing a first detector voltage proportional to the intensity of the light, and also a second detector voltage proportional to the intensity of the second light. 2 produces a detector voltage.

光強度を決定するまた別の方法は、送出光ファイバに第1光と第2光とを交互に 進め、そして光検出器が時間順序に従って、第1光の強度に比例する第1検出器 電圧を生じおよびまた第2光の強度に比例する第2検出器電圧を生ずる方法であ る。Another method of determining the light intensity is to alternately apply the first and second light beams to the output optical fiber. a first detector proportional to the intensity of the first light; A method of generating a voltage and also generating a second detector voltage proportional to the intensity of the second light. Ru.

この装置はまた、第1光に対応する検出器電圧と第2光に対応する検出器電圧と に応答する、電子信号処理装置を有する。この電子信号処理1直は、第1検出器 出力を第2検出器出力電圧で除算して、第1比を計算し、そしてまたアナログ動 作のために、この第1比に比例する大きさを有する出力信号を生ずる。その後、 この信号処理装置は、ディジタル動作のために、この第1比を第1定数に対して 検定し、かつまた、第2定数に対して検定する。もしこの第1比が第1定数より も大きいまたは等しいならば、信号出力が作動され、そしてもし第1比が第2定 数よりも小さいまたは等しいケらば、信号出力は作動されない。The device also includes a detector voltage corresponding to the first light and a detector voltage corresponding to the second light. has an electronic signal processing device responsive to the This electronic signal processing first shift is the first detector Calculate the first ratio by dividing the output by the second detector output voltage, and also calculate the analog dynamic For operation, an output signal is produced having a magnitude proportional to this first ratio. after that, This signal processing device converts this first ratio to a first constant for digital operation. and also test against a second constant. If this first ratio is less than the first constant is also greater than or equal to, the signal output is activated, and if the first ratio is greater than or equal to the second ratio. If the number is less than or equal to the number, the signal output is not activated.

この装置はまた出力制御装置を有する。この出力制御装置は、電子信号処理H’ lの制a器信号出力に応答して、作動状態と非作動状態とを有する。前記第1比 がこの信号処理Vi譚で検定される時、もし前記第1比が第1定数より小さくか つまた第2定数より大きいならば、作動器は遷移状態にあると考えられる。この 場合には、出力側miNは作動器が遷移領域に入る前に有していた状態と反対の 状態に変えられ、それにより、状態変化のスナップ作用が得られる。The device also has a power control device. This output control device is an electronic signal processing H' It has an activated state and a deactivated state in response to the controller signal output of l. Said first ratio is tested in this signal processing Vitan, if the first ratio is smaller than the first constant? If both are greater than the second constant, the actuator is considered to be in a transition state. this In this case, the output miN is the opposite state to that which the actuator had before entering the transition region. can be changed into a state, thereby providing a snapping effect of the state change.

このHg!はまた、電子信号処理装置の状態信号出力に応答して作動状態と非作 動状態とを有する、自己監視装置を有する。第1光発生装置と第2光発生装置と のいずれもが動作していない時、検出器は第3検出器出力電圧を生ずる。この第 3検出器出力電圧は検出器ファイバに入ってくる迷光の量に対応する。電子信号 処理装置は、第1検出器出力電圧と節2検出器出力電圧との和をこの第3検出器 出力電圧で除尊して、第2比を計算する。このlitが正常に動作している場合 には、この第2比は2よりはるかに大きいであろう、この装置の光学部品のいず れかが故障している場合には、この第2比はほぼ2である。信号処理装置は、こ の第2比を用いて、光学部品のいずれかに故障があることを指示する状態信号を 出力する。This Hg! The device is also responsive to the status signal output of the electronic signal processor to determine the activated and deactivated states. and a self-monitoring device with dynamic status. A first light generating device and a second light generating device When neither of the detectors is operating, the detector produces a third detector output voltage. This first 3 The detector output voltage corresponds to the amount of stray light entering the detector fiber. electronic signal The processing device converts the sum of the first detector output voltage and the node 2 detector output voltage to this third detector. A second ratio is calculated by removing the output voltage. If this lit is working properly In this case, this second ratio would be much greater than 2 for any of the optical components of this device. If either one is faulty, this second ratio will be approximately 2. The signal processing device A second ratio of is used to generate a status signal indicating that one of the optical components is faulty. Output.

この明1111!全体において、「光」という用語は可視スペクトルの近傍のW i電磁波指すのに用いられているが、この用語はまた赤外ta領領域よび紫外線 fr4域の電磁波をも包含していることを断っておく。This Ming 1111! Throughout, the term "light" refers to W in the vicinity of the visible spectrum. i is used to refer to electromagnetic waves, but the term is also used to refer to infrared and ultraviolet radiation. It should be noted that this also includes electromagnetic waves in the fr4 range.

図面の簡単な説明 第1図は本発明のファイバ光センサ装2の光変換器部分の1つの実施例のl[要 図であって、透過形の光変換器を示し、 第2図は本発明の実施例で用いられている赤色光の強度と緑色光の強度とを波長 に対して示したグラフであり、第3図は本発明の1つの好ましい実施例の概要図 であって、光変換器部分が透過形であるファイバ光センサ装■を示し、 第4図はまた別の好ましい実施例のll要図であって、光変換器部分が反射形で あるファイバ光センサ装置を示し、 第5図は置割形の代表的な位置検出、光フアイバ変換器の拡大立体図であり、 第6図は第5図の1!16−6に沿っての垂直横断面図であり、 第7図は第6図のW7−7に沿っての一部分が断面図で示された正面図であり、 第8図は本発明の装置の動作の異なる代表的な条件の下における種々の時刻に生 ずる電圧波形を比較した図であり、 第9図は本発明の1ar1の電子信号処via部分によって実行される機能の流 れ図であって、ソフトウェア・スナップ作用をそなえた比計算の時間多重化ファ イバ光学的離散位置測定アルゴリズムの実施を示し、第10図は本発明の@置の 第1部分概要であって、反射圧力センサとして応用された場合を示し、第11図 は本発明の装置の第1部分概要図であって、反射形液面スイッチとして応用され た場合を示し、第12図は本発明の装置の第3部分概要図であって、1m計のた めの反射形センサとして応用された場合を示し、 第13図は第12図に示された2重カラー被冒板の正面図である。Brief description of the drawing FIG. 1 shows one embodiment of the optical converter portion of the fiber optical sensor device 2 of the present invention. FIG. 3 shows a transmissive light converter, Figure 2 shows the wavelengths of the red light intensity and green light intensity used in the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of one preferred embodiment of the present invention. , which shows a fiber optical sensor device in which the optical converter part is a transmission type, FIG. 4 is a schematic diagram of another preferred embodiment in which the optical converter portion is reflective. illustrates a fiber optical sensor device, FIG. 5 is an enlarged three-dimensional view of a typical split-type position detection and optical fiber converter. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view along 1!16-6 of FIG. FIG. 7 is a front view partially shown in cross section along W7-7 in FIG. FIG. 8 shows the results of the operation of the device of the invention at various times under different representative conditions. It is a diagram comparing the voltage waveforms that shift. FIG. 9 shows the flow of functions performed by the electronic signal processing via part of 1ar1 of the present invention. is a time-multiplexed file for ratio calculations with software snapping. Figure 10 shows the implementation of the optical discrete position measurement algorithm of the present invention. Fig. 11 is an overview of the first part, showing the case where it is applied as a reflective pressure sensor. is a first partial schematic diagram of the device of the present invention, which is applied as a reflective liquid level switch. FIG. 12 is a schematic diagram of the third part of the device of the present invention, and is for a 1 m meter. This shows the case where it is applied as a reflective sensor. FIG. 13 is a front view of the double color cover plate shown in FIG. 12.

発明の実施態様 本発明の光ファイバi装置の好ましい第1実施例、すなわち、本発明の実施態様 が第1因から第3図までの図面に示されている。Embodiment of the invention A first preferred embodiment of the optical fiber i-device of the invention, i.e. an embodiment of the invention are shown in the drawings from the first factor to FIG.

第1図および第3図において、光源光ファイバ、すなわち、送出光ファイバ20 は、受光入力端部21と光放射出力端部22とを有する。光検出器光ファイバ、 すなわち、返送光ファイバ23は、受光入力端部24と光放射出力端部25どを 有する。第1波長λ1を中心としたスペクトル分布を有する第1光と、第2波長 λ2を中心としたスペクトル分布を有する第2光とを発生する、適切な光発生i llが備えられる。これは、2つの波長λ1および波長λ2の光を交互に放射す るように構成された2重カラー光瀝26として図示されている。これらは、緑色 のような第1光と赤色のような第2光とを放射する、発光ダイオード(LED) またはレーザであるのが典型的な場合である。前記で用いられた緑と赤のカラー の組み合わせは、また、他の任意の2つのカラーの組み合わせにすることもでき る。In FIGS. 1 and 3, the light source optical fiber, that is, the output optical fiber 20 has a light receiving input end 21 and a light emitting output end 22 . photodetector optical fiber, That is, the return optical fiber 23 has a light reception input end 24 and a light emission output end 25. have A first light having a spectral distribution centered on the first wavelength λ1, and a second wavelength a second light having a spectral distribution centered on λ2; ll is provided. This alternately emits light with two wavelengths λ1 and λ2. It is illustrated as a dual color light beam 26 configured to These are green A light emitting diode (LED) that emits a first light such as and a second light such as red. or a laser is typically the case. Green and red colors used above The combination can also be any other combination of two colors. Ru.

光の相対強度と波長(λ)との関係を示している第2図において、緑カラーに対 する曲vQ28は、そのLEDが付勢された時、560ナノメートル(nm)の 波長λ。In Figure 2, which shows the relationship between the relative intensity of light and the wavelength (λ), for green color The song vQ28 emits 560 nanometers (nm) when its LED is energized. Wavelength λ.

を中心とするスペクトル・バンド幅を有し、そして赤力ラーに対する曲1129 は、そのLEDが付勢された時、655nlの波長λ2を中心とするスペクトル ・バンド幅を有する。光[126で発生した第1光ビームと第2光ビームとを、 光ファイバ2oの入力端部21に向けて進める1fiHが、また備えられている 。このilは、第3図では、矢印付きの630で示されている。光ファイバ23 の出力端部25から放射された光は第3図では矢印付きの1131で表されてい るが、この光線は適切な検出固装W132に入射する。この検出固装@32は出 力端部での光の強度を検出する。and has a spectral bandwidth centered on is the spectrum centered at wavelength λ2 of 655 nl when the LED is energized. ・Has bandwidth. The first light beam and the second light beam generated by the light [126] A 1fiH is also provided leading towards the input end 21 of the optical fiber 2o. . This il is indicated in FIG. 3 by an arrowhead 630. Optical fiber 23 The light emitted from the output end 25 of is represented by arrow 1131 in FIG. However, this beam is incident on a suitable detection fixture W132. This detection fixing @32 is Detects the intensity of light at the force end.

第1図と第3図に示されているように、33で全体的に示されている適切な先妻 換器装置が、光ファイバ2゜の出力端部22と光ファイバ23の入力端部24と の間に配置される。この変換器装置は位置決めを行なう配置駅留と、この変換器 装置を移動させる作動器とを有する。As shown in Figures 1 and 3, the appropriate ex-wife is indicated generally at 33. A switching device connects the output end 22 of the optical fiber 2° and the input end 24 of the optical fiber 23. placed between. This transducer device consists of a station stop for positioning and a transducer and an actuator for moving the device.

この変換器装置は、図面に示されているように、−直線上に配置された第1フイ ルタ、すなわち、上フィルタ34と、第2フイルタ、すなわち、下フィルタ35 とを有する。これらのフィルタの突き合わさっている端部は相互に接触している 。これらのフィルタは、センサ体36の中で、一体となって直線上を往復運動を するように配置される。このフィルタ装置は、この装置の下部に取り付けられた 適当なバネ装置によって、常に上方に押されている。このバネIAMの下端部は センサ体36の中の適当な固定表面39に取り付けられ、そしてバネ装置の上端 部はフィルタ35の下端部に取り付けられる。The transducer arrangement is as shown in the drawing: - a first fin arranged in a straight line; a filter, that is, an upper filter 34, and a second filter, that is, a lower filter 35. and has. The butting ends of these filters touch each other . These filters integrally move back and forth on a straight line within the sensor body 36. It is arranged so that This filter device is installed at the bottom of this device. It is constantly pressed upwards by a suitable spring device. The lower end of this spring IAM is attached to a suitable fixing surface 39 in the sensor body 36 and at the upper end of the spring device. is attached to the lower end of the filter 35.

センサ体36にあけられた適当な開口部から、センサ体36の外へそして上方に 突き出ている、プランジャ40が、前記の作vJ器装置である。作動器プランジ ャ40の下端部は前記フィルタ装置の上端部に連結され、そして作動器プランジ ャ40の上端部は外部に露出していて、外部の部品(図示されていない)に取り 付けられる。この作動器プランジャの上端部の位置が検出される。図示されてい ないこの外部部品は、第3図の矢印付きのa41で示されているように、作動器 プランジャ40の上端部に下向きの力を及ぼし、プランジャ40をセンサ体36 の中へ押す。このことにより、フィルタWiMMがバネ38を圧縮しながら移動 する。out of and above the sensor body 36 through a suitable opening made in the sensor body 36. The protruding plunger 40 is the aforementioned actuator device. actuator plunge The lower end of the filter 40 is connected to the upper end of the filter device and is connected to the actuator plunger. The upper end of the carrier 40 is exposed to the outside and can be attached to external parts (not shown). Can be attached. The position of the upper end of the actuator plunger is detected. Illustrated This external part, which is not present, is connected to the actuator as indicated by arrow a41 in FIG. Applying a downward force to the upper end of the plunger 40 causes the plunger 40 to move toward the sensor body 36. Push into. This causes the filter WiMM to move while compressing the spring 38. do.

上フィルタ34はそのスペクトル・バンド幅の中心が豹560 nsであるよう に選定される。したがって、上フィルタ34は緑色光線を選択的に透過し、その 他の色の光線を吸収する。下フィルタ35はそのスペクトル・バンド幅の中心が 6550−であるように選定される。したがって、下フィルタ35は赤色光線を 選択的に透過し、その他の色の光線を吸収する。The upper filter 34 has its spectral bandwidth centered at 560 ns. selected. Therefore, the upper filter 34 selectively transmits green light and Absorbs rays of other colors. The lower filter 35 has its spectral bandwidth centered at 6550-. Therefore, the lower filter 35 filters red light. It selectively transmits light and absorbs light of other colors.

作動力41が作用していない場合には、バネ38によって、赤フィルタ35が、 光ファイバ20および23のそれぞれの対向している端部22および240間に 、保持される。しかし、作動力41が作用する場合には、第3図に示されている ように、上縁フィルタ34が光フアイバ端部22と光フアイバ端部24との門に 配置し、したがって矢印付きの絵42で表された光ビームは、このフィルタ34 を透過する。図示はされていないが、もし赤フィルタ35が光フアイバ端部22 と光フアイバ端部24との間に配置されている場合には、光ビーム42がこのフ ィルタ35を透過するのは明らかであろう。When the actuation force 41 is not applied, the spring 38 causes the red filter 35 to between opposing ends 22 and 240 of optical fibers 20 and 23, respectively. , is retained. However, when actuating force 41 is applied, as shown in FIG. As shown, the upper edge filter 34 is located at the gate between the optical fiber ends 22 and 24. The light beam arranged and thus represented by the arrowed picture 42 passes through this filter 34 Transparent. Although not shown, if the red filter 35 is connected to the optical fiber end 22 and the optical fiber end 24, the light beam 42 It will be obvious that the light passes through the filter 35.

43で全体的に示された適切な電子信号処理装置が、第3図にまた示されている 。この電子信号処理装W143は、矢印付き線44を通して、2重カラー光fi 26に接続され、そしてまた、矢印付き線45を通して、検出器32に接続され 、そしてさらにまた、矢印付き146を通して、ディジタル制御出力状懸装@4 8に接続され、そしてさらにまた、矢印付き糠51を通して、自己監視装置15 2に接続される。ディジタル制御出力状懸装fi48は出力オン/オフ・リレー atと指示器50とを有し、自己監視装w52はオン/オフ・リレー装置53と 指示器54とを有する。A suitable electronic signal processing device, indicated generally at 43, is also shown in FIG. . This electronic signal processing device W143 transmits the dual color light fi through the arrowed line 44. 26 and is also connected to the detector 32 through an arrowed line 45. , and furthermore, through arrowed 146, a digital control output like suspension@4 8 and also through the arrowed bran 51 the self-monitoring device 15 Connected to 2. Digital control output suspension fi48 output on/off relay The self-monitoring device w52 has an on/off relay device 53 and an indicator 50. It has an indicator 54.

信号処3!l!装@43は、単一チップのマイクロコントローラで構成される。Signal station 3! l! The device @43 consists of a single-chip microcontroller.

この信号処理[l1143の機能は下記で説明されるが、11g!44を通して 送る電圧V。utによって赤カラーと緑カラーの光源の順序を制御することがで き、および11145を通して送られてくる電圧Vioを測定することができる 。電圧■1oはおのおのの′1i長の最終的な光振幅を時間順序で表し、そして 導1946と導線51とに送られる電圧出力を制御して、出力状態装置48と自 己監視装置イ る。この制御は内部に記憶されているプログラムに従って実行される。このプロ グラムは時間的に多重化された、レシオメータ光測定に対して作られたアルゴリ ズムに従って実施される。The function of this signal processing [l1143 is explained below, but 11g! through 44 Sending voltage V. You can control the order of red and green light sources by ut. and the voltage Vio sent through 11145 can be measured. . The voltage ■1o represents the final optical amplitude of each '1i length in time order, and The voltage output sent to conductor 1946 and conductor 51 is controlled to control the voltage output sent to conductor 1946 and conductor Self-monitoring device Ru. This control is executed according to an internally stored program. this pro Gram is an algorithm created for time-multiplexed, ratiometer optical measurements. Implemented according to the system.

第3図で概要図が示されている装置は、このように、透過形の離散的光フアイバ 位置センサを有している。装W48の出力状態はスイッチ作動WA40の物理的 運動によって定まり、そしてスイッチ作動器40は、2カラー光源光フアイバ2 0と検出器光ファイバ23との光路内に配置された1対の光フイルタ装置!34 .35に機械的に連結されて運動する。これらの光ファイバ2oおよび23はい ずれも固定されている。作動器4oが移動すると、緑フィルタまたは赤フィルタ のいずれかが光源26から放射された光ビーム30の光路の中に配置され、そし てこれらのフィルタを通った光ビーム31が、信号処理装置に戻ってくる。この ように、センサ33から検出器32に返ってくる第1光ビームと第2光ビームと の相対強度は、作動器40の物理的位置、すなわち、「離散的」位置によって定 まる。The apparatus schematically shown in FIG. It has a position sensor. The output state of W48 is determined by the physical state of switch actuation WA40. determined by the motion, and the switch actuator 40 connects the two-color light source optical fiber 2 A pair of optical filter devices arranged in the optical path between 0 and the detector optical fiber 23! 34 .. 35 for movement. These optical fibers 2o and 23 yes The deviation is also fixed. When actuator 4o moves, green filter or red filter is located in the optical path of the light beam 30 emitted from the light source 26, and The light beam 31 that has passed through these filters returns to the signal processing device. this , the first light beam and the second light beam returning from the sensor 33 to the detector 32 are The relative strength of circle.

本発明の光フアイバ装置の好ましい第2実施例、または本発明を実施する態様が 第4図から第7図までの図面に示されている。A second preferred embodiment of the optical fiber device of the present invention or a mode of carrying out the present invention is This is shown in the drawings from FIGS. 4 to 7.

第48に示されているBMは第3図に示したIIとほぼ同じであるが、光変換器 331の構成と、送出光ファイバ201と返送光ファイバ231との隣接してい る端部の配置とが興っている。特に断わらなければ、この装置の動作は第3図で 説明したWAWlの動作と同じである。The BM shown in No. 48 is almost the same as II shown in FIG. 331 and the adjacency of the sending optical fiber 201 and the return optical fiber 231. The arrangement of the edges is interesting. Unless otherwise specified, the operation of this device is shown in Figure 3. The operation is the same as that of WAWl described above.

したがって、第4図において、対応する部品には同じ参照番号がつけられている 。Corresponding parts are therefore given the same reference numbers in Figure 4. .

光変換器331の可り装置は反射形の装置である。ここで、部品58の上部分は 、第1光ビームを反射しかつ第2光ビームを吸収する適切なカラー材料の層59 で被覆されている。部品58の下部分は、第1光ビームを吸収しかつ第2光ビー ムを反射する適切なカラー材料の層60で同様に被覆されている。忍59とPJ 60とは、境を接して端部が配置されている。第3図の実施例で説明したのと同 じように、第1光ビームが緑カラー・ビームでありそし”で第2光ビームが赤カ ラー・ビームであるならば、!!59は緑被覆体でありモして[60は赤被覆体 である。The optical converter 331 is a reflective device. Here, the upper part of part 58 is , a layer 59 of a suitable colored material reflecting the first light beam and absorbing the second light beam. covered with. The lower portion of component 58 absorbs the first light beam and absorbs the second light beam. It is similarly coated with a layer 60 of a suitable color material that reflects the light. Shinobu 59 and PJ 60, the end portions are arranged bordering on each other. Same as explained in the example of Fig. 3. Similarly, if the first light beam is a green color beam and the second light beam is a red color beam. If it is Rah Bhim! ! 59 is a green covering body [60 is a red covering body] It is.

カラー被覆体59とカラー?!!l覆体60を備えた部品58は、第3図に示さ れたフィルタ装置と同様の装置であって、下のバネ381と上の作動器プランジ ャ401とによって、垂直な直線上を上下に移動することができる。Color coating 59 and color? ! ! Component 58 with cover 60 is shown in FIG. A device similar to the filter device shown in Figure 1, with a lower spring 381 and an upper actuator plunger. The camera 401 can move up and down on a vertical straight line.

第4図の矢印付きta411で表された下向きの力が作動器プランジャ401の 上端部に加えられた時、そしてその力がバネ381の力よりも大きい時、カラー 被覆体59および60を備えた部品58は、その上極端位N(図示されていない )からその下極端位置(第4図に示されている)へ移動することができる。The downward force represented by arrow ta411 in FIG. When applied to the upper end and the force is greater than the force of spring 381, the collar The part 58 with the coverings 59 and 60 is located at its upper end N (not shown). ) to its lower extreme position (shown in Figure 4).

送出光ファイバ201の出力端部221付近の端部と返送光ファイバ231の入 力端部241付近の端部とは、これらの光ファイバの端部が部品58に向き合っ ており、かつ、互いに接近して並べて取り付けられる。光ファイバ201の出力 端部221から放射される線421で表された入射光ビームは、部品58の1つ の被覆された表面の上の位置61に当たる。光ファイバ231の入力端部241 はこの位置61の方向を向いており、位置61から反射された光ビーム、すなわ ち、矢印付きの線422で示された返送光ビームを受け取る。第4図では、入射 光ビーム421は部品58上の緑カラー被覆体59に入射して、この被覆体で返 送光ビーム422が反射される場合が示されている。もし部品58がその上位置 にあって〈図示されていない)、光の当たる位@61が赤カラー被覆体60の上 にあるならば、返送光ビーム422はこの赤カラー被覆体60から反射されるこ とになる。The end of the sending optical fiber 201 near the output end 221 and the input of the return optical fiber 231 The ends near the power end 241 refer to the ends of these optical fibers facing the component 58. and are mounted side by side in close proximity to each other. Output of optical fiber 201 The incident light beam, represented by line 421, emanating from end 221 is directed toward one of components 58. at position 61 on the coated surface of. Input end 241 of optical fiber 231 is directed towards this position 61 and the light beam reflected from position 61, i.e. It then receives a returned optical beam indicated by arrowed line 422. In Figure 4, the incident The light beam 421 is incident on the green colored coating 59 on the component 58 and is reflected by this coating. A case is shown in which transmitted light beam 422 is reflected. If part 58 is in the upper position (not shown), the light-hitting part @ 61 is on the red color covering 60. , the returned light beam 422 will be reflected from this red color coating 60. It becomes.

反射形光変換器331として適切である構造体はいくつか可能であるが、その中 の好ましい構造体が第5図〜第7図に示されている。これらの図面に示されてい るように、この変換器はブロック状の部品62を有している。There are several possible structures that are suitable as reflective light converters 331, including: A preferred structure is shown in FIGS. 5-7. shown in these drawings As shown, this transducer has a block-shaped part 62.

このブロック状部品62は、その隅のところに、取り付は用の穴63を有してい る。、4個のこの穴が図面に示されている。これらの穴63にはねじまたはボル トのような適当な取り付は具(図示されいない)が入るようになつでいて、この ような取り付は具により、この部品が適当な支持体(図示されていない)に取り 付けられる。部品64はその上端部に平らな表面をもつ・一体化されたボス64 を有する。このポス64の上端部から下方に、この部品の主要部に向けて、細長 い垂直な空洞、すなわち、凹所65があり、そしてこの凹所の下端は閉じた端部 になっている。この凹所65は、その横断面において、円筒状の壁面66を有す ることが好ましい。この凹所の中にプランジャ68が滑動可能に配置される。こ のプランジャ68は円柱状の心棒69を有し、この心棒の下端付近では、中心軸 が同じで半径の小さな円柱部分7oがある。プランジャ68はまた半径の大きな ヘッド部分71を有し、このヘッド部分の上表面72はドーム状、すなわち、丸 い形状になっており、その下側面は環状の平らな肩部品73と接している。This block-shaped part 62 has holes 63 at its corners for mounting. Ru. , four such holes are shown in the drawing. These holes 63 are filled with screws or bolts. A suitable mounting, such as a For such installations, a tool is used to attach the part to a suitable support (not shown). Can be attached. The part 64 has a flat surface at its upper end; an integral boss 64; has. From the upper end of this post 64 downwards toward the main part of this part, it is elongated. There is a vertical cavity or recess 65, and the lower end of this recess has a closed end. It has become. This recess 65 has a cylindrical wall surface 66 in its cross section. It is preferable that A plunger 68 is slidably disposed within this recess. child The plunger 68 has a cylindrical mandrel 69, and near the lower end of this mandrel there is a center axis. There is a cylindrical portion 7o with the same radius and a smaller radius. The plunger 68 also has a large radius. It has a head portion 71, the upper surface 72 of which is domed or rounded. Its lower side is in contact with an annular flat shoulder part 73.

部品ボス64とプランジャ肩部分73の対向している面の間にベロー形のバネ7 4が配置される。このベロー形のバネ74の側壁75は全体的には円筒形の41 t′Tiをしているが、収縮または膨張することができ、そしてこの側壁の両端 部は内側に曲がった環状の平らなフランジ76を有する。(1m壁75は可撓性 のある薄い金属板で作成されていて、垂直方向に一定の間隔で環状の折り返しと 凹みとを交互にそなえた波状構造を有する。フランジ76は、部品ボス64とプ ランジャ肩部分73との平らな表面に、適当な気密性をもって、N結される。側 壁75の折り返し部分は、バネ74が軸方向の荷重を受けた時、撓むすなわち曲 がり、そしてこの荷重が取り除かれた時、もとに戻る力を生ずる。バネ74の最 も伸びている状態が第6図に示されている。前記荷重がプランジャ・ヘッド71 に加わってそれを押し下げようとする時、バネは、その軸方向の長さが短くなろ うとするのに対する抵抗力を生ずる。A bellows-shaped spring 7 is installed between the opposing surfaces of the component boss 64 and the plunger shoulder portion 73. 4 is placed. The side wall 75 of this bellows-shaped spring 74 has a generally cylindrical shape 41 t'Ti, but can contract or expand, and both ends of this side wall The section has an inwardly curved annular flat flange 76. (The 1m wall 75 is flexible. It is made of a thin metal plate with circular folds at regular intervals vertically. It has a wavy structure with alternating depressions. The flange 76 is connected to the component boss 64 and the plate. It is N-tied to the flat surface of the plunger shoulder portion 73 with appropriate airtightness. ~ side The folded portion of wall 75 flexes or bends when spring 74 receives an axial load. When this load is removed, it creates a force that causes it to return to its original position. The top of spring 74 FIG. 6 shows the state in which it is extended. The load is the plunger head 71 When the spring joins the force and tries to push it down, its axial length becomes shorter. This creates a resistance force against attempts to move.

プランジャの細くなっている部分7oの上半分の周縁の円柱表面上に、適当な赤 カラー材料の周回リング78がそなえられる。この赤カラー・リング78の下に 、それに接して、適当な緑カラー材料の周回リング79がそなえられる。この緑 カラー・リング79はプランジャの細くなっている部分70の下半分の周縁の円 柱表面上に配置される。これらのカラー・リング78および79は、このプラン ジャ部分70の表面の上に、カラー材料を塗ることによって作成することができ る。Apply a suitable red color on the cylindrical surface of the upper half of the plunger's narrowed part 7o. A circumferential ring 78 of collar material is provided. Under this red color ring 78 , adjacent thereto is provided a circumferential ring 79 of a suitable green colored material. this green Collar ring 79 is a circle around the lower half of the plunger's narrowed portion 70. Placed on the column surface. These color rings 78 and 79 are It can be created by applying a color material on the surface of the jacket portion 70. Ru.

部品62はまた、この部品から側方に水平に外側に突ぎ出している、ねじ突き円 柱突き出し部分80を有する。Part 62 also includes a threaded ring projecting laterally horizontally outwardly from the part. It has a pillar protruding portion 80.

この突き出し部分は部品62と一体物として作成されている。突き出し部分8o には穴が貫通しており、そしてこの穴は内側円柱部分81と外側テーバ部分82 とを有する。この外側テーバ部分は突き出し部分の外側端に向って広がっている 。この突き出し部分の穴の中に、光ファイバ201と光ファイバ231を保持す るための細長い接続器部品83の一部分が配置される。この接続器83は、内側 円柱部分84と、それに隣接するテーバ部分85と、大きな半径の円柱中間部分 86と、細くなった円柱外側部分88とを有する。接続器83の中に縦方向に貫 通する穴89が作成される。突き出し部分80の内側大部分81の中に、接続器 83の内側部分84が入る。This protruding portion is made integral with the component 62. Projecting part 8o has a hole passing through it, and this hole extends between the inner cylindrical portion 81 and the outer tabular portion 82. and has. This outer taber section widens toward the outer edge of the overhang. . Hold the optical fiber 201 and the optical fiber 231 in the hole of this protruding part. A portion of an elongated connector part 83 is disposed for connecting. This connector 83 is A cylindrical portion 84, an adjacent taber portion 85, and a cylindrical middle portion with a large radius. 86 and a tapered cylindrical outer portion 88 . vertically penetrates into the connector 83. A hole 89 is created to pass through. In the inner large portion 81 of the protruding portion 80, a connector is provided. The inner part 84 of 83 is inserted.

この接続器83の内側部分84の長さは突き出し部分80の内側大部分81の軸 方向の長さよりも短いので、部品62の中の凹所65までの間に、隙間9oがあ る。接続器83のテーバ部分85の表面は突き出し部分8oのテーバ部分82と 整合していて、そこが互いにぴったりと接触する。接続器83の部分86と部分 88との間に、環状の段差状のn部分91がある。円筒状ナツト93の折り返し フランジ端部分92が、このナツトが締め付けられた時、肩部分91に当たる。The length of the inner portion 84 of this connector 83 is the axis of the inner major portion 81 of the protruding portion 80. Since it is shorter than the length in the direction, there is a gap 9o between the part 62 and the recess 65. Ru. The surface of the tapered portion 85 of the connector 83 is similar to the tapered portion 82 of the protruding portion 8o. They are aligned and touch each other exactly. Portion 86 and portion of connector 83 88, there is an annular step-shaped n portion 91. Folding of cylindrical nut 93 The flange end portion 92 abuts the shoulder portion 91 when the nut is tightened.

このナツトは、94で示されているように、突き出し部分80とねじで連結され る。This nut is threadedly connected to the protruding portion 80, as shown at 94. Ru.

接続器83は、その中に、光ファイバ201と光ファイバ231とを並べて保持 することができる。これらの光ファイバのそれぞれの端部221および241は 、この接続器の内側端面と事実上揃うように保持される。隙間90があるので、 これらの光ファイバの端部とカラー被覆体78.79の反射表面との間を、光が 往復することができる。The connector 83 holds the optical fiber 201 and the optical fiber 231 side by side. can do. The respective ends 221 and 241 of these optical fibers are , held substantially flush with the inner end surface of the connector. Since there is a gap 90, Light passes between the ends of these optical fibers and the reflective surfaces of the collar coatings 78,79. You can go back and forth.

第5図〜第7図では、ベロー・バネ74が十分に伸びている状態を示しており、 そのために、下側の緑カラー被覆体79が、光ファイバ201および231のそ れぞれの端部221および241の正面に配置され、かつ、これらの端部からは 一定の距離のところに配置される。5 to 7 show the bellows spring 74 in a fully extended state, To this end, the lower green colored coating 79 disposed in front of each end 221 and 241, and from these ends placed at a certain distance.

もしその位置を検出したい何等かの物体(図示されていない)がプランジャ68 のドーム形表面72を下向きに押すならば、バネ74は縮むであろう、その結果 、下側の緑リング79が光ファイバの端部221および241の正面の位置から 下に移動し、そして上側の赤リング78がこれらの光ファイバの端部の正面の位 置へ移動してくるであろう。このような物体がプランジャ68の上から取り除か れた時、バネ74は再び伸び、そしてプランジャが上昇して、光ファイバの端部 221および241の正面の位置から赤リング78が去り、そして緑リング79 が移動してくるであろう。If there is any object (not shown) whose position you wish to detect, the plunger 68 If the dome-shaped surface 72 of is pushed downwardly, the spring 74 will contract, so that , the lower green ring 79 is located in front of the optical fiber ends 221 and 241. move down and position the upper red ring 78 in front of the ends of these optical fibers. It will probably move to a new location. Should such an object be removed from above the plunger 68? When the spring 74 is released, the spring 74 is stretched again and the plunger rises to release the end of the optical fiber. Red ring 78 leaves the position in front of 221 and 241, and green ring 79 will move.

光ファイバ・センサ装置の動作は、第8図と第9図において、最もよく説明する ことができ、かつ理解することができるであろう。The operation of the fiber optic sensor device is best illustrated in FIGS. 8 and 9. can and will be able to understand.

第8図は電圧を時間の関数として示したグラフである。FIG. 8 is a graph showing voltage as a function of time.

時刻はtoを時刻ゼロとし、それに続く3つの時刻t1゜t2およびt3が示さ れている。赤LEDが付勢される1[間隔は時B間隔を赤で示されている。緑L EDが付勢される時間間隔は時間間1til t nで示されている。いずれの LEDも付勢されていない時間間隔は時間IUIRRt。As for the time, to is time zero, and the following three times t1, t2 and t3 are shown. It is. The red LED is energized at 1 [interval time B interval is shown in red. Green L The time interval in which the ED is energized is indicated by the time interval 1tiltn. either The time interval during which no LED is energized is time IUIRRt.

で示されている。各LEDが付勢された状態および消勢された状態は、1−付勢 および〇−消勢によって表される。It is shown in The energized and deenergized states of each LED are 1-energized. and represented by 〇−deactivation.

第8図に示されている6個の電圧波形は、上から下へ順に、■、n、m、rv、 vおよび■で示されている。波形工は赤LEDが消勢および付勢されている場合 を表ず・波形■は緑LEDが消勢および付勢されている場合を表す。The six voltage waveforms shown in FIG. 8 are, from top to bottom, ■, n, m, rv, Indicated by v and ■. If the corrugated LED is de-energized and energized The waveform ■ represents the case where the green LED is de-energized and energized.

波形■は、光変換器において、送出光ファイバ(20421)の中に赤素子が配 置されている時、時刻t1゜t2およびt3における検出器の電圧を表す。電圧 ■、1は電圧vt2よりも大きく、かつ、電圧vt3はいずれのLEDも付勢さ れていないのでゼロであることがわかるであろう。The waveform ■ indicates that a red element is arranged in the sending optical fiber (20421) in the optical converter. represents the voltage of the detector at times t1, t2 and t3. Voltage ■, 1 is greater than the voltage vt2, and the voltage vt3 is energized by both LEDs. You can see that it is zero because it is not.

波形■は、光変換器において、送出光ファイバ(20または201)から放射さ れた光の光路(42または421)の中にI!素子が配置された時、時刻t1. t2およびt3における検出器の電圧を表す。電圧vtlは電圧V よりも小さ く、かつ、電圧vt3はいずれのしEDも付勢されていないのでゼロであること がわかる。The waveform ■ is emitted from the output optical fiber (20 or 201) in the optical converter. I! in the optical path of the light (42 or 421)! When the elements are placed, time t1. Represents the voltage of the detector at t2 and t3. Voltage vtl is smaller than voltage V and the voltage vt3 is zero since neither ED is energized. I understand.

したがって、時刻t1において、vtlは、赤LEDが付勢されている時間間隔 の藺に、検出器26にまで伝送されてきてそこで測定された光に対応する電圧の 大きさを表す0時刻t2において、■t2は、緑LEDが付勢されているu閲a a隔の間に、検出器26にまで伝送されてきてそこで測定された光に対応する電 圧の大きさを表す。Therefore, at time t1, vtl is the time interval during which the red LED is energized. In this case, the voltage corresponding to the light transmitted to the detector 26 and measured there. At time t2, which represents the size, During the a interval, the electric current corresponding to the light transmitted to the detector 26 and measured there. Represents the magnitude of pressure.

時刻t3において、■t3は、赤LEDと緑しEDの両方が消勢されている時間 間隔において、検出826にまで伝送されてきてそこで測定された光に対応する 電圧の大きさを表す。At time t3, t3 is the time during which both the red LED and the green LED are de-energized. corresponding to the light transmitted up to and measured at detection 826 in the interval Represents the magnitude of voltage.

波形■は、時刻t1、t2およびt3において、送出光ファイバ(20または2 01)から放射された入射光の光路(42または421)の中に、赤素子と緑素 子との藺の遷移が変換器センサの中で起きている、すなわち、赤素子と緑素子の 両方が部分的に光路の中にある時の検出器の電圧を表す、この状態の場合、電圧 ■t1は電圧■t2に等しく、かつ、電圧vt3より大きい、この時の電圧vt 3はゼロである。The waveform ■ indicates that the output optical fiber (20 or 2 In the optical path (42 or 421) of the incident light emitted from 01), there is a red element and a green element. A transition between the red and green elements is occurring in the transducer sensor, i.e. the red and green elements. For this condition, the voltage represents the voltage of the detector when both are partially in the optical path. ■t1 is voltage vt at this time, which is equal to voltage ■t2 and greater than voltage vt3. 3 is zero.

波形■は、光ff126と、光ファイバ20.201または23,231のいず れかと、83のような接続器と、光変換133または331と、光検出器32と から成る光学部品のいずれかが故障した時の検出器の電圧を表す。The waveform ■ is the optical fiber ff126 and either the optical fiber 20.201 or 23.231. , a connector like 83, a light converter 133 or 331, and a photodetector 32. It represents the voltage of the detector when any of the optical components consisting of is faulty.

この時の検出器の電圧は、光ファイバが折損して雰囲気光にさらされた場合など のように、検出器に入射する迷光の良によって、時間的に変動する。At this time, the voltage of the detector may change if the optical fiber is broken and exposed to ambient light. It varies over time depending on the quality of stray light incident on the detector.

第9図は流れ図であって、離散的位置のIIItIIを実行するために、および また位冒検出装歌の動作状態または故障状態の指示を実行するために、信号処理 装!43によって実行される機能を示したものである。FIG. 9 is a flowchart for performing discrete position IIItII; Signal processing is also required to carry out indications of the operating status or fault status of the vehicle detection device. Attire! 43 shows the functions performed by 43.

IIがパワー・7ツブされると、マイクロコントローラがそのブOグラムを実行 可能であることを判定するために、診断検査がまず実行される。プログラム・メ モリとλ力/出力回路が検査される。もし機能を実行できるならば、スイッチ・ フエリア・ピットがクリアされ、そして対応するリレー出力53と状態指示器5 4がオンにされる。When II is powered on, the microcontroller executes its program. To determine if this is possible, diagnostic tests are first performed. Program menu The memory and λ force/output circuits are inspected. If the function can be performed, the switch The feria pit is cleared and the corresponding relay output 53 and status indicator 5 4 is turned on.

それから光源回路が動作可能になり、そして赤LED26が付勢される。短い遅 延の後、検出器または返送光ファイバ231に伝送された赤光ビームの量に直接 に対応する検出!sTi圧が測定され、そして変数■t1として記憶される。そ れから、赤LEDが消勢される。The light source circuit is then enabled and the red LED 26 is energized. short delay Directly affects the amount of red light beam transmitted to the detector or return optical fiber 231 after Detection corresponding to! The sTi pressure is measured and stored as variable t1. So The red LED is then de-energized.

緑LED26が付勢され、そして第2の遅延の後、返送光ファイバ231に伝送 される緑光ビームの優に対応する検出W電圧が測定され、モしてy、2として記 憶される。そこで°また、緑LEDが消勢される。Green LED 26 is energized and, after a second delay, transmission to return optical fiber 231 The detected W voltage corresponding to the wavelength of the green light beam is measured and recorded as y,2. be remembered. The green LED is then de-energized again.

第3の遅延の後、返送光ファイバ231に伝送される迷光の量に対応する検出器 電圧が測定され、モしてVt3として記憶される。正常な動作状態では、この光 の量に対応するVt3はvtlとVt2に比べて非常に小さく、それはほぼゼロ ボルトである。After the third delay, a detector corresponding to the amount of stray light transmitted to the return optical fiber 231 The voltage is measured and stored as Vt3. Under normal operating conditions, this light Vt3, which corresponds to the amount of It's a bolt.

この時点において、Vt1がVt2によって割算され、そしてその結果が変数R GRAT I O,すなわち、(赤/緑比)として記憶される。そこで、このR GRATIOが検査される。もしこのRGRATIOが予め選定された定数ON M I N、すなわち、(光変換器Eオン」を考えるのに許される最小の赤/緑 比)よりも大きいまたは等しいならば、センサはオンと考えられ、そして信号処 理itの出力リレー49とオン/オフ指示器50とが付勢される。もしRGRA TIOが定IROFFMAX、fなわち、光変換器「オフ」を考えるのに許され る最大の赤/緑比)より小さいまたは等しいならば、センサはオフと考えられ、 そして信号処理装置の出力リレー49とオン/オフ指示器50が消勢される。At this point, Vt1 is divided by Vt2 and the result is variable R GRATIO, ie, (red/green ratio). Therefore, this R GRATIO is examined. If this RGRATIO is a preselected constant ON M I N, i.e. the minimum red/green allowed to consider (light converter E on) (ratio), the sensor is considered on and the signal processing The output relay 49 and on/off indicator 50 of the control unit are energized. If RGRA TIO is a constant IROFFMAX, f, i.e. allowed to consider the optical converter "off". (maximum red/green ratio), the sensor is considered off; Then, the output relay 49 and on/off indicator 50 of the signal processing device are deenergized.

もt、、RGRATIOがOFFMAXJ:’)大キ&% カONMENより小 さいならば、第2の比が計算されて、スイッチの故障があるのかどうかを判定す るために、またはスイッチが遷移状態にある、すなわち、オフとオンの中間にあ るのかどうかを判定するために、検査が行なわれな番プればならない。もし中間 の状態にあるならば、この遷移II域に入るすぐ前の状態を反転させることが好 ましい。この時、これはスナップ作用と考えられ、そしてそれは作動器のおのお のの運動方向に対し明確で繰り返し可能なスイッチング点を与える。もし故障が 破損した光ファイバ、接!!、作vJ器、光源、またはその他の光学部品による ものであるならば、直ちにこれに応答して、現在の状態の出力リレー49と指示 器5oを凍結する、すなわち、保持することが好ましく、そして状態OKリレー 53と指示B54を消勢することが好ましい。Also, RGRATIO is OFFMAXJ:’) Larger &% smaller than ONMEN If so, a second ratio is calculated to determine if there is a switch failure. or when the switch is in a transition state, that is, between off and on. Tests must be performed to determine whether or not the condition is present. If intermediate , it is preferable to reverse the state immediately before entering this transition II region. Delicious. At this time, this is considered a snap action, and it provides a clear and repeatable switching point for the direction of motion of the If there is a malfunction Damaged optical fiber, connect! ! , by the imager, light source, or other optical components. If so, it immediately responds to the current state of the output relay 49 and indicates Preferably, the device 5o is frozen, i.e. held, and the status OK relay 53 and instruction B54 are preferably deactivated.

2つの状態の間の違いは次のようにして決定される。The difference between the two states is determined as follows.

LDRAT 10.すなわち、(明/暗比)は、(V、+V )/Vt3で計算 される。正常動作の場合、vtlとVt2の和は、Vt3がほぼゼロの時、常に 同じである(大きな数である)であろう、したがって、スイッチがオンであって もオフであってもまたは遷移状態であっても、LDRATIOは大きな値であろ う、例えば、10より大きな値であるであろう。もし光ファイバの破損のような 故障があるならば、その時には検出器は雰囲気光程度だけを測定するので” t l”Vt2”Vt3である。したがって、LDRATIOは(1+1)/1−2 より大きくなることは決してない。LDRAT 10. In other words, (bright/dark ratio) is calculated as (V, +V)/Vt3 be done. In normal operation, the sum of vtl and Vt2 is always equal to when Vt3 is approximately zero. will be the same (large number), therefore the switch is on and LDRATIO must be a large value even if it is off or in a transition state. For example, it could be a value greater than 10. If the optical fiber is damaged If there is a failure, the detector will only measure ambient light level. l”Vt2”Vt3. Therefore, LDRATIO is (1+1)/1-2 It never gets bigger.

第3の予め定められた定数LDMIN、すなわち、(光変換器が機能していると 考えることが許される最小の明/am比)に、例えば、10の値が割り当てられ る。A third predetermined constant LDMIN, i.e. (when the light converter is functioning) For example, a value of 10 is assigned to Ru.

もしLDRATIOが10に等しいかまたは10よりも大きいならば、そしてス ナップ作用が以前の測定サイクルにおいて起こらなかったならば、現在の出力リ レー状態は反転される、すなわち、「スナップ」される。この時、プログラムが 戻って、新しい測定サイクルを開始する。もしスナップ作用が以前のサイクルに おいて起きているならば、現在の出力状態が保持される。If LDRATIO is equal to or greater than 10, then If the nap effect did not occur in the previous measurement cycle, the current output The ray state is reversed or "snapped." At this time, the program Go back and start a new measurement cycle. If the snap action is on the previous cycle If the current output state is still awake, the current output state is retained.

もしLDRATIOがLDMINより小さいならば、スイッチが故障していると 考えられる。現在の出力状態リレー49と指示2I50はそれらの現在の状態に 保持され、そして状!IOKリレー53と指示!I54が消勢される。この時、 プログラムはもとに戻って、新しい測定サイクルを開始する。If LDRATIO is less than LDMIN, the switch is faulty. Conceivable. Current output status relay 49 and indication 2I 50 indicate their current status. Retained and in condition! IOK relay 53 and instructions! I54 is deactivated. At this time, The program returns and starts a new measurement cycle.

もし故障の位置が突き止められてIII復されるならば、故障状態はオペレータ が何等かの操作をしなくても自分で直すであろう。If the fault is located and restored, the fault condition is will probably fix it by itself without any manipulation.

本発明の代表的な応用例が第10図〜第13図に示されている。Typical applications of the invention are shown in FIGS. 10-13.

第10図は第4図において331で示されたのと同様の反射形光変換器331a の図面である。これは圧力センサとして用いられており、その一部分だけが示さ れている。第10図の各部品に対し、第4図の部品と対応する部品には同じ参照 番号が付けられている。ただし、添字aを添えることによって区別されている。FIG. 10 shows a reflective light converter 331a similar to that shown at 331 in FIG. This is a drawing. This is used as a pressure sensor, only a portion of which is shown. It is. For each part in Figure 10, the same reference is made for the parts that correspond to the parts in Figure 4. numbered. However, they are distinguished by adding the subscript a.

作動器棒401aの上端部は、可撓隔膜94に適切に連結される。この可ta隔 膜94は、この隔膜の上に閉じ込められた流体の圧力によって、動くことができ る。この流体の圧力が変わると、緑カラー被覆体59aと赤カラー被覆体60a とを備えた部品58aが上または下に移動する。!!10図に示されている場合 では、この緑カラー被覆体が対向している光ファイバ201aおよび231aの 正面の位置にあり、隔膜の上の圧力が大きくて被覆された部品が押し下げられ、 そしてバネ38aが圧縮されていることがわかる。もし流体の圧力が十分に小さ くなるならば、バネが延びることによって赤カラー被覆体60aが上方に移動し て動作位置に配置される。このようにして、変換器331aは圧力感知スイッチ として動作する。The upper end of actuator rod 401a is suitably coupled to flexible diaphragm 94. This possible interval The membrane 94 can be moved by the pressure of the fluid trapped above the membrane. Ru. When the pressure of this fluid changes, the green color coating 59a and the red color coating 60a The part 58a with the above moves upward or downward. ! ! The case shown in Figure 10 Now, this green color coating covers the opposing optical fibers 201a and 231a. In the front position, the pressure above the diaphragm is large and the coated part is pushed down, It can also be seen that the spring 38a is compressed. If the pressure of the fluid is small enough If the spring is extended, the red color covering 60a moves upward. and placed in the operating position. In this way, transducer 331a is a pressure sensitive switch. It works as.

第11図は、第4図において331で示された光変換器と同様の、反射形光変換 器331bの図面である。これは液体のレベル・スイッチとして用いられており 、その一部分だけが示されている。第11図の各部品に対し、第4図の部品と対 応する部品には、同じ参照番号が付けられている。ただし、添字すを添えること によって区別されている。FIG. 11 shows a reflective light converter similar to the light converter shown at 331 in FIG. It is a drawing of a container 331b. This is used as a liquid level switch. , only a portion of which is shown. For each part in Figure 11, pair it with the part in Figure 4. Corresponding parts are provided with the same reference numbers. However, a subscript must be added. distinguished by.

作動器棒401bの上端部は、腕棒95の中間位置に、適当に回転可能に取り付 けられる。この腕棒95の1つの端部は、96で示されているように、適当な支 持体に回転可能に取り付けられる。この腕棒95の他の端部は浮き98に取り付 けられる。どの浮き98は容器またはタンク100の中に入っている液体99の 液面の高さを決定する。液面の高さが予め定められた高さより低くなると、緑カ ラーl!J覆体59k)が光ファイバ201baよび231bの端部に対向した 位置に配置され、その結果、弁(図示されていない)が開いて、液体がタンク1 00の中に供給される。そして液面の高さが高くなり、浮きが上昇して赤カラー 被覆体60bが光ファイバ201bおよび231bに対応した位置に配22され た時、前記弁が閉じる。The upper end of the actuator rod 401b is rotatably attached to an intermediate position of the arm rod 95. I get kicked. One end of this arm bar 95 is attached to a suitable support, as shown at 96. Rotatably attached to the carrier. The other end of this arm bar 95 is attached to a float 98. I get kicked. Which float 98 holds the liquid 99 contained in the container or tank 100? Determine the height of the liquid level. When the liquid level is lower than a predetermined height, a green color will appear. Ra! The J cover 59k) faced the ends of the optical fibers 201ba and 231b. position such that a valve (not shown) opens and liquid flows into tank 1. 00. Then, the height of the liquid level increases, the float rises, and the color turns red. The coating 60b is arranged 22 at a position corresponding to the optical fibers 201b and 231b. When the valve is closed, the valve closes.

第12図は、第4図において331で示された光変換器と同様の、反射形光変換 器331Cの8面である。ただし、緑カラー被覆体59cと赤カラー被覆体60 cは、第4図、第10図および第11図に示されているように直線運動をする部 品58.58aおよび58bに取り付けられる代りに、回転する支持用部品58 Cに取り付けられる。第12図および第13図に用いられている部品で、第4図 、第10図および第11図の部品と対応している部品には、同じ参照番号が付け られている。ただし、添字Cを添えることによって区別されている。FIG. 12 shows a reflective light converter similar to the light converter shown at 331 in FIG. This is the 8th side of the vessel 331C. However, the green color covering 59c and the red color covering 60 c is a part that moves in a straight line as shown in FIGS. 4, 10 and 11. The rotating support part 58 instead of being attached to the parts 58.58a and 58b It is attached to C. Parts used in Figures 12 and 13, Figure 4. , parts corresponding to those in Figures 10 and 11 are given the same reference numbers. It is being However, they are distinguished by adding the subscript C.

部品58cが回転可能であるので、変換器331cを流量計として用いることが できる。この目的のために、図示されている部品58Cは回転可能な円板であり 、そして第13図に示されているように、この円板の半分は緑カラー被覆体59 Cで′l!iiされており、がっ、他の半分は赤カラー被覆体60cで被覆され ている。Since component 58c is rotatable, transducer 331c can be used as a flow meter. can. For this purpose, the part 58C shown is a rotatable disk. , and as shown in FIG. 'l in C! ii, and the other half is covered with red color coating 60c. ing.

円板58Cは軸101に取り付けられており、そしてこの軸101にはまたパド ルfi102が取り付けられている。この軸101は、流体入口104と流体出 口1゜5とを有する容器103の中に、軸受で支えられて配置される。流体がこ の容器の中へ流体入口から流れ込み、そして流体出口から流れ出ることにより、 パドル車102が回転する。パドル車102が回転すると、送出光ファイバ20 1Cから放射された光が当たる動作位置に、赤カラー被覆体と緑カラー被覆体が 交互に現われ、そしてそこで反射された光が返送光ファイバ231Cに入射する 。一定の部門間隔の間にカラーが変わる回数を適当な装置(図示されていない) によって数えることにより、そしてそれを信号処理装置に取り入れることにより 、流量率を決定することができる。The disk 58C is attached to a shaft 101, and this shaft 101 also has a pad. FI102 is installed. This shaft 101 has a fluid inlet 104 and a fluid outlet. It is placed in a container 103 having a mouth 1.5 and supported on bearings. fluid gas by flowing into the container through the fluid inlet and out through the fluid outlet. The paddle wheel 102 rotates. When the paddle wheel 102 rotates, the sending optical fiber 20 A red color coating and a green color coating are placed at the operating position where the light emitted from 1C hits. The light appears alternately and the reflected light enters the return optical fiber 231C. . A suitable device (not shown) determines the number of color changes during a given division interval. By counting by and incorporating it into a signal processing device. , the flow rate can be determined.

電子信号処理装置またはセンサIIIIllモジュール43は複数個のセンサ、 例えば4個のセンサを処理するように配置することかでき、かつ、離れた位置に 配置することができる。典型的な電気出力はトランジスタ・トランジスタ論理の 場合直流+5ボルトであり、そしてリレー装置の場合iR+40ボルト以上であ る。The electronic signal processor or sensor module 43 includes a plurality of sensors, For example, it can be arranged to process four sensors, and at a remote location. can be placed. Typical electrical output is transistor-transistor logic In case of DC +5 volts, and in case of relay device it is more than iR +40 volts. Ru.

おのおののセンサに対し、2つの電気信号が供給され、そして2個の表示器が備 えられる。1つの信号と1つの指示器は、センサ作動器(急に動作を始める、ま たは、解除する)の位置に整合する。他の信号と指示器は、光回路が機能してい る限り、オンのままである。もし光学的な連続性が失われるならば、「センサ機 能中、1指示器LEDが消勢され、そして状態信号がオフになる。Two electrical signals are supplied to each sensor and two indicators are provided. available. One signal and one indicator are sensor actuators (suddenly activated, or or release). Other signals and indicators indicate that the optical circuit is functioning. remains on as long as the If optical continuity is lost, the sensor During operation, the 1 indicator LED is de-energized and the status signal is turned off.

マイクロコントローラに基づくセンサ制御モジュール43は、センサ遷移の回数 を記録するといったような機能を付加して有することができる。このことは、制 御されている実質的な寿命の確立と、おのおのの遷移の時刻の記録と、モデム・ インタフェースを与えることとに役立つ。多数のセンサを有する場合、このマイ クロコントローラ・モジュールは、センサを組み合わせて、プール論理出力を生 ずることができる。A microcontroller-based sensor control module 43 controls the number of sensor transitions. It is possible to add functions such as recording. This means that Establishing the actual lifespan under control, recording the time of each transition, and It is useful to provide an interface. If you have a large number of sensors, this The controller module combines sensors to produce pooled logic outputs. I can cheat.

作動器の上のカラーの領域の数を博すことによって、測定を2個以上の位置また はパラメータに拡張することができる。信号処理技術を多数個の光源とそれらに 対応するカラー領域に適用することによって、作WJBの位置がおのおののカラ ー領域のいずれにあるかを検出することができる。Measurements can be taken at more than one location or by counting the area of the collar on the actuator. can be extended to parameters. Applying signal processing technology to multiple light sources and them The position of the work WJB can be changed to each color by applying it to the corresponding color area. - It is possible to detect which of the two areas it is located in.

これまでの説明により、本発明の光ファイバ・センサ装δの開示された実施例と 応用例によって前記目的が達成されることがわかるであろう。m数的位置制御と いうディジタルな動作態様の代りに、位置測定のアナログ動作態様は横形の2重 カラー・フィルタを重ねることによって得ることができる。当業者にとって、そ の他の変更を行なうことが可能であろう。本発明の範囲は請求の範囲によって定 められる。From the foregoing description, the disclosed embodiments of the fiber optic sensor arrangement δ of the present invention and It will be seen that the application achieves the above objectives. m numerical position control and Instead of the digital mode of operation, the analog mode of operation for position measurement is a horizontal double It can be obtained by layering color filters. For those skilled in the art, It would be possible to make other changes. The scope of the invention is defined by the claims. I can't stand it.

浄書(内容に変更なし) Fig、1゜ Fig、2゜ 520 540 560 5110 @00 @20 @40 !Go @60  700ヲ皮長(λ) 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 序言(内容に変更なし) 補正書の翻訳文提出書 (特許鵬184条の7組組Engraving (no changes to the content) Fig, 1° Fig, 2゜ 520 540 560 5110 @00 @20 @40! Go @60 700 skin length (λ) Engraving (no changes in content) Engraving (no changes in content) Preface (no changes in content) Submission of translation of written amendment (Patent Peng Article 184, set 7)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.(イ)入力端部と出力端部とを有する送出光フアイバと、 (ロ)入力端部と出力端部とを有する返送光フアイバと、 (ハ)第1波長を中心とするスペクトル分布を有する第1光を発生する第1光発 生装置と、(ニ)第2波長を中心とするスペクトル分布を有する第2光を発生す る第2光発生装置と、(ホ)前記第1光のビームと前記第2光のビームとを前記 送出光ファイバの前記入力端部に向けて進めるための装置と、 (ヘ)前記送出光ファイバの前記出力端部と前記返送光ファイバの前記入力端部 との間に配置することが可能な配置装置を有し、かつ、前記返送光ファイバの前 記入力端部において前記第1光の強度と前記第2光の強度とを前記配置装置の位 置の変化の関数として異つた方式で変更することができる光変換器装置と、 (ト)前記返送光ファイバの前記出力端部における出力光強度を測定する検出器 装置と、 (チ)前記出力光強度の比に応答する電子信号処理装置と、 を組み合わせて有するファイバ光センサ装置。1. (a) a transmission optical fiber having an input end and an output end; (b) a return optical fiber having an input end and an output end; (c) A first light emitting device that generates a first light having a spectral distribution centered on a first wavelength. and (d) generating a second light having a spectral distribution centered on the second wavelength. (e) a second light generating device that generates the first light beam and the second light beam; an apparatus for advancing toward the input end of a delivery optical fiber; (F) The output end of the sending optical fiber and the input end of the return optical fiber. and a placement device that can be placed between the return optical fiber and the return optical fiber. At the input end, the intensity of the first light and the intensity of the second light are adjusted to the position of the positioning device. a light converter device that can be changed in different ways as a function of changes in position; (g) A detector that measures the output light intensity at the output end of the return optical fiber. a device; (h) an electronic signal processing device responsive to the ratio of the output light intensities; A fiber optical sensor device having a combination of. 2.請求項1において、前記光変換器装置がまた前記配置装置を移動させかつ命 令入力に応答する作動器装置を有する、前記フアイバ光センサ装置。2. 2. In claim 1, the light converter device also moves the positioning device and commands the positioning device. The fiber optic sensor device has an actuator device responsive to a command input. 3.請求項2において、前記光変換器が透過形である、前記ファイバ光センサ装 置。3. 3. The fiber optical sensor device according to claim 2, wherein the optical converter is of a transmission type. Place. 4.請求項3において、前記配置装置が前記第1光を優先的に透過する第1光フ ィルタと前記第2光を優先的に透過する第2光フィルタとを有し、かつ、前記返 送光ファイバの前記入力端部の中へ透過してくる前記第1光の量と前記第2光の 量の相対値が前記作動器の位置と共に変化するように前記光フイルクが配置され ている、前記ファイバ光センサ装置。4. 4. The arrangement device according to claim 3, wherein the arrangement device includes a first optical filter that preferentially transmits the first light. a second optical filter that preferentially transmits the second light; the amount of the first light transmitted into the input end of the transmission fiber and the amount of the second light; the optical film is arranged such that the relative value of the quantity changes with the position of the actuator; The fiber optical sensor device. 5.請求項3または請求項4において、前記検出器装置が波長フィルタ作用を用 いて前記第1光の強度に比例する第1検出器電圧を生じかつまた前記第2光の強 度に比例する第2検出器電圧を生ずる、前記フアイバ光センサ装置。5. Claim 3 or Claim 4, wherein the detector device uses a wavelength filtering action. produces a first detector voltage proportional to the intensity of the first light and also increases the intensity of the second light. The fiber optic sensor device produces a second detector voltage that is proportional to the temperature. 6.請求項2において、前記光変換器が反射形である、前記ファイバ光センサ装 置。6. 3. The fiber optic sensor device of claim 2, wherein the optical converter is reflective. Place. 7.請求項6において、前記配置装置が前記第1光を優先的に反射する第1反射 器と前記第2光を優先的に反射する第2反射器とを有し、かつ、前記返送光フア イバの前記入力端部の中へ反射される前記第1光の量と前記第2光の量との相対 値が前記作動器の位置と共に変わるように前記反射器が配置されている、前記フ ァイバ光センサ装置。7. 7. A first reflection device according to claim 6, wherein the arrangement device preferentially reflects the first light. a second reflector that preferentially reflects the second light; the amount of the first light and the amount of the second light reflected into the input end of the fiber; the reflector is arranged such that the value varies with the position of the actuator; Fiber optical sensor device. 8.請求項6または請求項7において、前記検出器装置が波長分散を利用して前 記第1光の強度に比例する第1検出器電圧を生じおよびまた前記第2光の強度に 比例する第2検出器電圧を生ずる、前記ファイバ光センサ装置。8. Claim 6 or Claim 7, wherein the detector device utilizes wavelength dispersion to producing a first detector voltage proportional to the intensity of the first light and also to the intensity of the second light; The fiber optic sensor device produces a proportional second detector voltage. 9.請求項2において、前記第1光および前記第2光が前記送出光ファイバの前 記入力端部に交互に進み、かつ、前記検出器装置が時間的順序を利用して前記第 1光の強度に比例する第1検出器出力電圧を生じおよびまた前記第2光の強度に 比例する第2検出器出力電圧を生ずる、前記フアイバ光センサ装置。9. In claim 2, the first light and the second light are in front of the sending optical fiber. input end alternately, and the detector device utilizes a temporal sequence to producing a first detector output voltage proportional to the intensity of one light beam and also to the intensity of the second light beam; The fiber optic sensor device produces a proportional second detector output voltage. 10.請求項4または請求項7において、前記信号処理装置が前記第1検出器出 力電圧を前記第2検出器出力電圧で除算を行つて第1比を計算し、およびまた前 記第1比に比例する大きさを有する出力信号を生ずる、前記ファイバ光センサ装 置。10. Claim 4 or Claim 7, wherein the signal processing device dividing the output voltage by the second detector output voltage to calculate a first ratio; the fiber optic sensor device producing an output signal having a magnitude proportional to the first ratio; Place. 11.請求項10において、前記信号処理装置が第1定数に対しておよびまた第 2定数に対して前記第1比を検査し、そしてもし前記第1比が前記第1定数より も大きいまたは等しいならば前記信号出力が作動され、およひもし前記第1比が 前記第2定数より小さいまたは等しいならば前記信号出力が作動されない、前記 フアイバ光センサ装置。11. 11. The signal processing device according to claim 10, wherein the signal processing device testing said first ratio against two constants, and if said first ratio is less than said first constant; is greater than or equal to then the signal output is activated, and if the first ratio is the signal output is not activated if the second constant is less than or equal to the second constant; Fiber optical sensor device. 12.請求項11において、前記信号出力に応答して作動された状態と作動され ない状態とを有する出力制御装置をさらに有し、前記信号処理装置が前記第1比 を検査しそしてもし前記第1比が前記第1定数より小さくかつ前記第2定数より 大きいならば前記作動器が遷移領域にあると考えられ、かつ、前記作動器が遷移 領域に入る前に有していた状態と反対の状態に前記出力制御装置が変わりそれに より状態変化のスナツプ作用が得られる、前記ファイバ光センサ装置。12. 12. An actuated state and an actuated state in response to the signal output. further comprising an output control device having a state in which the signal processing device is not in the first ratio state; and if the first ratio is less than the first constant and less than the second constant If it is larger, the actuator is considered to be in the transition region, and the actuator is in the transition region. said output control device changes to a state opposite to that it had before entering the region; The above-mentioned fiber optical sensor device provides a snap action of state change. 13.請求項10において、状態信号に応答して作動された状態と作動されない 状態とを有する自己監視装置をさらに有し、前記第1光発生装置と前記第2光発 生装置のいずれもが動作していない時前記検出器装置が第3検出器出力電圧を生 じ、迷光の量に対応する前記第3検出器出力電圧が前記返送光ファイバを通して 返送され、前記信号処理装置が前記第1検出器出力電圧と前記第2検出器出力電 圧との和を前記第3検出器出力電圧で除算して第2比を計算し、前記第2比は正 常動作の場合には2よりはるかに大きくかつ装置の光学部品のいずれかが機能し ていない時にはほぼ2であるので前記第2比を用いて前記信号処理装置がこのよ うな光学部品のいずれかが故障していることを指示する前記状態信号を出力する 、前記ファイバ光センサ装置。13. 11. In claim 10, the actuated and deactivated states are responsive to the state signal. further comprising a self-monitoring device having a status, the first light-emitting device and the second light-emitting device The detector device produces a third detector output voltage when none of the detector devices are operating. Similarly, the third detector output voltage corresponding to the amount of stray light is transmitted through the return optical fiber. and the signal processing device outputs the first detector output voltage and the second detector output voltage. A second ratio is calculated by dividing the sum of the voltage and the third detector output voltage by the third detector output voltage, and the second ratio is positive. In normal operation, it is much larger than 2 and any of the optical components of the device are not functioning. Since it is approximately 2 when the ratio is not equal, the signal processing device uses the second ratio. outputting a status signal indicating that one of the optical components is faulty; , the fiber optical sensor device. 14.請求項2において、2個以上の光源を用いて前記配置装置の移動範囲にわ たつての多重領域内で前記配置装置の位置が決定される、前記ファイバ光センサ 装置。14. In claim 2, two or more light sources are used to cover the moving range of the placement device. the fiber optic sensor, wherein the position of the positioning device is determined within a new multiplexed region; Device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111317A1 (en) * 2011-02-14 2012-08-23 株式会社環境総合テクノス Device for detecting change in natural and artificial structures

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68922308T2 (en) * 1989-02-13 1995-11-09 Hisaka Works Ltd CONDENSING DEVICE WITH FALLING CURTAIN.
ATE170625T1 (en) * 1995-10-20 1998-09-15 Wasser & Waerme Messtechnik We WATER METER
CN113218623A (en) * 2020-02-04 2021-08-06 均豪精密工业股份有限公司 Optical detection system

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE415397B (en) 1978-06-02 1980-09-29 Asea Ab FIBEROPTICAL METDON
FR2441681A1 (en) * 1978-11-17 1980-06-13 Lamort E & M IMPROVEMENTS IN PROCESSES AND APPARATUS FOR DISINTEGRATION OF CELLULOSIC MATERIALS
US4223216A (en) * 1979-01-22 1980-09-16 Rockwell International Corporation Means for sensing and color multiplexing optical data over a compact fiber optic transmission system
US4356395A (en) 1979-07-06 1982-10-26 The Boeing Company Digital fiber optic sensor system
JPS56159795A (en) * 1980-05-12 1981-12-09 Tokyo Optical Data reader for storage effect type sensor
US4356397A (en) * 1980-06-18 1982-10-26 Westinghouse Electric Corp. Optical valve position sensor system
US4356396A (en) * 1980-12-17 1982-10-26 Siemens Corporation Fiber optical measuring device with compensating properties
JPS57172621A (en) * 1981-04-15 1982-10-23 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Vacuum degree monitoring device for vacuum electric equipment
SE426262B (en) * 1981-05-08 1982-12-20 Asea Ab FIBEROPTICAL METDON
SE435966B (en) * 1982-02-02 1984-10-29 Asea Ab FIBEROPTICAL METDON
SE435967B (en) 1982-04-01 1984-10-29 Asea Ab FIBEROPTICAL LUMINISCENSMETON
SE435761B (en) 1983-03-24 1984-10-15 Asea Ab FIBEROPTICAL LUMINISCENSMETON
US4572948A (en) 1983-07-15 1986-02-25 Trw Inc. Position indicator employing light guides
SE458160B (en) * 1984-08-09 1989-02-27 Daimler Benz Ag PROCEDURES FOR FIBEROPTIC SPECTRALLY CODED TRANSFER OF THE METHODS AND DEVICES FOR EXERCISE OF THE PROCEDURE
JPS6147514A (en) * 1984-08-13 1986-03-08 Japan Aviation Electronics Ind Ltd Reflective type optical fiber sensor
GB8519473D0 (en) * 1985-08-02 1985-09-11 Pandrol Ltd Measuring movements of railway rails
US4709145A (en) * 1986-08-20 1987-11-24 Simmonds Precision Products, Inc. Method and apparatus for compensating fiber optic lead and connector losses in a fiber optic sensor by using a dual wavelength optical source and matched polarizer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111317A1 (en) * 2011-02-14 2012-08-23 株式会社環境総合テクノス Device for detecting change in natural and artificial structures
JP5607185B2 (en) * 2011-02-14 2014-10-15 株式会社環境総合テクノス Natural and artificial structure deformation detection device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0288514A1 (en) 1988-11-02
EP0288514A4 (en) 1990-01-08
JPH0648202B2 (en) 1994-06-22
WO1988002545A1 (en) 1988-04-07

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