JPS59109999A

JPS59109999A - 光応動装置

Info

Publication number: JPS59109999A
Application number: JP21966282A
Authority: JP
Inventors: 浩二秋山
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1984-06-25
Also published as: JPH035639B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光信号を受光し、伝送された光信号をこれに
対応した測定指示をさせたシ、あるいは空気圧信号に変
換したシするのに使用して有効な光応動装置に関するも
のである。

本発明の目的は、消費電力が少なく、伝送源れる光信号
によってのみ作動するこの種の光応動装置を実現しよう
とするものである。

本発明に係る装置は、送信端側から光ファイバを介して
送られるパワー光とこの中に含まれるパルス状の操作信
号とを受光する光電変換手段と、この光電変換手段から
得られる電力によって作動するとともに操作信号に応じ
て３種類のパルス信号を出力する電気回路と、この電気
回路から出力される３種類のパルスを入力し駆動される
３組の圧電素子と、これらの圧電素子によって機械的変
位を生ずるロッドを有する圧電素子モータとで構成した
点に特徴がある。

第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成プロック図
である。ここでは、操作信号に応じて空気式の操作弁を
制御するような装置に適用した場合を例示する。図にお
いて、ＴＲは送信端、ＡＣは操作端、ＯＦは送信端ＴＲ
と操作端ＡＣとを結ぶ光ファイバである。送信端ＴＲに
おいて、１は光ファイバＯＦの一端に結合している例え
ばレーザダイオード（ＬＤ）のような光源、２はこの光
源を断続するスイッチで、操作信号によって駆動きれる
。

第２図は、送信端ＴＲから光ファイバＯＦを介して伝送
をれる光信号の形態ヲ示す波形図である。

送信端ＴＲからは、この図に示すように、連続する光信
号（パワー光）と、この光信号を断続することによって
生ずるパルス状の信号（操作信号）とが伝送される。

ここで、操作信号は、例えば操作弁を開とする場合には
、開方向を指示する２発の連続パルスＰ。

と、この連続パルス発生からｔ。たけ経過して発生する
停止パルスＰ８が伝送される。また、例えば操作弁を閉
とする場合には、閉方向を指示する３発の連続パルスＰ
。と、この３発の連続パルス発生からｔｃだけ経過して
発生する停止パルスＰ８が伝送される。そして、これら
のパルスＰ、Ｐ。

ＯＳＰＣの組合せ、及び停止パルス発生までの時間ｔ。

１ｏ　を調整することによって、操作弁開度を所望の値
に制御できるようにしている。なお、各パルスは、ここ
ではパワー光を断にすることによって発生をせるもので
、できるだけ細いパルス巾であることが望ましい。また
、各パルスは、パワー光の強さく振巾）を小きくするこ
とによって発生をせてもよい。

第１図に戻り操作端ＡＣにおいて、３は光電変換部で、
光ファイバＯＦの他端から出射する光電池３１、この光
電池３１から得られる電力を蓄電するとともに平滑させ
るコンデンサ３２．抵抗３３とで構成されている。４は
ロジック回路で、光電変換部３から電力が供給てれて作
動し、コンデンサ４０によって分離された操作信号を入
力信号としている。５Ｖｉクロックパルス発生器、６は
圧電素子モータ７の駆動回路で、いずれも光電変換部３
から電力が供給されて作動している。駆動回路６は、ロ
ジック回路４から出力される左方向、右方向信号及び、
クロックパルス発生器５からのクロックパルスを入力し
、３種類の細いパルスＡ。

Ｂ、Ｃ’ｉそれぞれパルストランスによって昇圧した後
、圧電素子モータ７に出力する。圧電素子モータ７は、
３種類の細いパルスＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ入力し駆動さ
れる圧電素子７１．７２．７３と、これらの圧電素子に
よって機械的に変位するロッド７４とで構成されておシ
、パルス信号Ａ。

Ｂ、Ｃの状態に応じて、圧電素子モータ７のロッド７４
は所定量だけ変位する。

８は空気圧操作部で、パルスモータ７によって変位する
フラッパ８１．このフラッパに対向して設置されたノズ
ル８２、このノズル８２の背圧をｍ巾ｆるコントロール
リレー８３、このコントロールリレー８３からの出力を
入力し、ノズル８２の設置位置として負帰還させるベロ
ー８４、ベロー８４の変位と対向するバネ８５で構成さ
れている。コントロールリレー８３の出力圧は、操作弁
９に印加されておシ、フラッパ８１の変位、すなわち操
作信号に応じて弁開度が制御源れる。

このように構成した装置の動作は次の通りである。

送信端ＴＲからは、操作端ＡＣ側に光ファイバＯＦを介
してパワー光と操作信号とが伝送される。

操作端ＡＣの光電変換部３は、伝送されたパワー光と操
作信号を電気信号に変換し、各回路の作動電力として供
給するとともに、操作電気信号はロジック回路４に分離
をれて印加される。ロジック回路４及び駆動回路６は、
操作電気信号を復調し、圧電素子モータ７（ｉｌ−駆動
するに必要な３種類の駆動パルスＡ、　Ｂ、　Ｃ７１ｆ
−作る。ここで、圧電素子モータ７に印加される駆動パ
ルスＡ、Ｂ、Ｃは、光電変換部３から供給される電力が
非常に小をいことから、これを例えばパルストランスに
よって昇圧し、かつ細いパルス電流とすることによって
、平均電流を少なくしている。

第３図は圧電素子モータ７の動作の一例を説明するため
の説明図である。この図において、圧電素子７１．７２
及び７３は、いずれもリング状のの形状となっており、
圧電素子７１．７２はこれにパルス信号が印加されると
ロッド７４をつかむ動作を行なう。また、圧電素子７３
ｆｄ、圧電素子７１．７２を両端に設置したアーム７５
を支持しておシ、これにパルス信号が印加されるとその
極性に応じて左右方向に伸び、アーム７５を左右方向に
移動させる動作を行なう。各圧電素子７１゜７２．７３
には、駆動回路６から各駆動ノ（ルスＡ。

Ｂ、Ｃがそれぞれ印加される。

ロジック回路４及び駆動回路６は、例えば第２図におい
て操作信号Ｐ。を受けると、ｔｏ時間の間、例えば、第
１表に示すように順次変化する駆動パルスＡ、Ｂ、Ｃを
出力する。

第　　１　　表第１表において、（イ）、（ロ）、（ハ）・・・・・・
の各信号を印加したときの、圧電素子モータ７の動作状
態は、第３図の（イ）、（ロ）、（ハ）・・・・・・に
対応して示しである。

すなわち、第３図（イ）では、圧電素子７２だけに駆動
パルスＢによって電圧が印加きれ、ロッド７４をつかみ
、圧電素子７１はロッド７４を解除した状態になってい
る。（ロ）では、（イ）の状態から、圧電素子７３にも
駆動パルスＣ（正パルス〕が印加され、この圧電素子７
３が右方向に伸びる。これによって、ロッド７４は（イ
）の状態からΔｔだけ右方向に移動する。以下、第１表
（ハ）、（→、（ホ）・・・に示すような状態の駆動パ
ルスＡ、Ｂ、Ｃを与えることによって、第３図（ハ）、
に）、（ホ）に示すように動作する。このような動作を
繰り返すことによって、ロッド７４を右方向へ、Δｔｑ
最小ピッチとして必要量だけ移動きせることかできる。

ロッド７５を左方向へ移動てせるには、第１表のサイク
ルを逆にするとともに、駆動パルスＣの極性を負にすれ
ばよい。

ロッド７４の一端には、フラッパ８１が取り付けられて
おり、ロッド７４の移動によってフラッパ８１が変位す
る。空気圧操作部８において、例えばフラッパ８１が移
動して、ノズル８２から離れると、ノズル背圧が下が９
、コントロールリレー８３が働いて出力圧も下がる。こ
のため、ベロー８４がバネ８５に押されて縮み、ノズル
８２がフラッパ８１に近ずく方向（負帰還となる方向）
に移動する。逆に、フラッパ８１の移動方向が前記と逆
の場合、出力圧が上るように動作する。これによって、
コントロールリレー８３からの出力圧は、フラッパ８１
の移動に追従したものとなり、操作信号に応じて操作弁
９の開度を制御することができる。

なお、上記の実施例では、圧電素子モータ７から得られ
る変位をノズルフラッパ機構によって空気圧信号に変換
し、操作弁を制御する場合を例示したが、圧電素子モー
タ７の変位を指針等に結合をせ、伝送された操作信号の
大きさを指示てせる場合等にも適用してもよい。

また、ここでは送信端ＴＲから伝送させる操作信号の形
態を、第２図に示すようにしたが、他の信号形態（パル
ス周波数信号、パルス巾信号、あるいは波長の異なった
２種のパルス信号等）でもよい。また、操作信号の形態
によっては、２本の光ファイバを介して送信端と、操作
端とを結合させてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、消費電力が少な
く、伝送きれた光信号によってのみ作動する。従って電
気信号を伝送する必要のない、構成の簡単な光応動装置
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック図
、第２図は第１図装置において送信端から伝送する光信
号の形態の一例を示す波形図、第３図は第１図装置に用
いられているＢデ直素子モータの動作を説明するための
説明図である。ＴＲ・・・送信端　　　　ＡＣ・・・操作端ＯＦ・・・
光ファイバ　　３・・・光電変換部４・・・ロジック回
路５・・・クロックパルス発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送信端側から光ファイバを介して送られるパワー
光とこのパワー光とともに伝送されるパルス状の操作信
号とを受光する光電変換部と、との光電変換部から得ら
れる電力によって作動するとともに前記操作信号に応じ
て３種のパルス出力を生ずる電気回路と、この電気回路
から出力される３種のパルス出力をそれぞれ入力し駆動
される３組の圧電素子とこれらの圧電素子によって機械
的に変位するロッドとを有する圧電素子モータとを具備
し、前記圧電素子モータのロッドから前記操作信号に関
連した機械的変位を得ることを特徴とする光応動装置。
（２）　　圧電素子モータのロッドはノズルフラッパ機
構に結合しておシ、前記ロッドから得られる変位が空気
圧信号に変換されるようにした特許請求の範囲第１項記
載の光応動装置。