NO791209L - Maalere for maaling av strekk og forskyvning - Google Patents

Description

Målere for måling av strekk og forskyvning.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører målere for måling av

strekk og forskyvning.

Ifølge oppfinnelsen omfatter en måler for måling av strekk eller forskyvning to elementer mellom hvilke strekk eller forskyvning skal måles, og to fiber optiske baner mellom hvilke lys kan føres, hvor de to banene er plassert relativt hverandre for å tillate at lys kan føres mellom dem av størrelse avhengig av graden av bevegelse mellom elementene.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er de to fiber optiske banene hver plassert på respektive elementer og størrelsen av lyset som passerer mellom banene avhenger av graden av innretting mellom banene og således av posisjonene av de to elementene relativt hverandre. I en form av den ovenfor nevnte anordning er det tilveiebragt en fiber optisk bane langs hvilken lyset fra kilden sendes og to fiber optiske baner som begge er plassert til å motta lys som kommer fra den nevnte ene bane differensielt i avhengighet av størrelsen av bevegelsen mellom elementene.

I en annen anordning er et flertall av adskilte fiber optiske lys-transmitterende baner tilveiebragt festet til et element og et flertall av adskilte fiber optiske lysmottacjende baner er tilveiebragt festet til det andre elementet, hvor respektive avstander mellom de transmitterende baner og mellom de mottagende baner er litt forskjellig for å tillate måling av bevegelsen ved en nonius effekt. I ennu en ytterligere utførelsesform er begge baner tilveiebragt på et element og lysdempningsmidler er tilveiebragt på det andre elementet plassert til å dempe lyset som passerer mellom banene i overensstemmelse med størrelsen av relativ bevegelse imellom elementene. Lysdempningsmidlene kan omfatte en optisk lukker eller kan omfatte milder som har adskilte markeringer på denne slik at bevegelse mellom elementene frembringer trinnvis variasjon i intensiteten av lys som føres mellom banene.

For at oppfinnelsen skal bli nærmere forstått, skal det nå henvises til den vedlagte tegning. Fig. 1 illustrerer en utførelsesform av oppfinnelsen i blokk sjematisk form .

Fig. 2 illustrerer en strekk-måler ifølge oppfinnelsen.

Fig.3 viser ennu en strekk-måler som omfatter nonius effekten.

Fig. 4 illustrerer strekk måling i to ortogonale retninger.

I fig.l er det vist en strekk-måler omfattende en optisk kilde 1 koblet til en optisk fiber bane 2 og en optisk detektor 3 koblet til en annen optisk fiber bane 4. De to banene 2 og 4 er koblet til et strekkmåler element 5 som er fastspent på en konstruksjon 6 under påkjenning og hvis strekk det er ønskelig å måle.

Fibrene 2 og 4 eller fortsettelser av disse avsluttes i strekk-måler elementet 5 i plane ender som er adskilt med en liten avstand, men som har sine langsgående akser nøyaktig innrettet slik at det er meget, liten optisk dempning p.g.a. deres diskonti-nuitet. Når de to optiske fibrene er feilinnrettet på en hvilken som helst måte vil størrelsen av det utsendte lyset avhenge av størrelsen av feilinnretting av de optiske fibrene og særlig av størrelsen av overlapping av de to tverrseksjonene av fibrene. Endene av fibrene er innbefattet i elementer eller blokker i strekk— måleren som kan bevege seg fritt og jevnt m.h.t hverandre slik at endringen i lys som sendes mellom fibrene er en direkte indikasjon av størrelsen av relativ bevegelse av blokkene. Denne bevegelse vil være proporsjonal med strekket i konstruksjonen til hvilken blokkene' er festet.

I stedet for et enkelt sende-fiber og et enkelt.mottager-fiber,

kan størrelsen av strekk som kan måles i en hvilken som helst dimensjon økes ved å anordne en lineær rekke av mange fibre i

enten en av blokkene alene eller i begge blokker til å være

på linje med retningen av strekket som skal måles. Anordningen i fig. 2 viser et enkelt sender~fiber og et flertall mottager-fibre.

Fibrene kan være adskilt for tilveiebringe et noniussystem slik

at N+l likt adskilte fibre med en avstand Dl mellom dem vender mot N identiske fibre med lik,men forskjellig avstand D2 slik at N+l av det første sett av fibre opptar den samme lengde som N fibre i det andre settet. For et enhet-strekk av størrelse D2-D1 er det en endring i situasjonen hvor to motstående fibre sender maksimum intensitet til en hvor tilliggende motstående fibre sender minimum intensitet.

Anordningen kan tilpasses for måling av to-dimensjonalt strekk

ved å anordne en firkant matrise av fibre i en blokk og en eller flere enkelt fibre i den andre blokken. For enkelhetsskyld er kun et slikt fiber vist i fig. 4. Når lyset som kommer inn i en hvilken som helst gruppe av fire fibre integreres, er det mulig å bestemme størrelsen av relativ bevegelse i X og Y retningen. Det enkle sende-fiberet kan erstattes av et sett sende—fibre for

å øke redundansen og følsomheten.

Optiske fibre som beskrevet ovenfor kan også anvendes for å over-våke moire rand effekt bevegelse mellom to linjerte diffraksjons-qitteresom er stivt festet til elementene som danner strekk-måleren.

Ettersom den målte mengde er en optisk mengde og ikke en elektrisk, er det mulig å fremstille komponentene i strekk-måler elementet av ikke-metalliske materialer som er motstandsdyktige overfor korroderende omgivelser eller omgivelser som er risikofylte for metalliske materialer. Den aktuelle sender og mottager kan pias-seres fjernt fra strekk-måleren slik at anordningen har anvendelse i overvåkningen av den strukturelle integritet av et antall kon-struksjoner slik som kjemisk anlegg, broer og dammer og olje og gass borings og produksjonsplatformer og undervannsinstallasjoner og rørledninger.

Lyset som sendes fra kilden kan polariseres og strekket eller for-iI skyvningen kan omformes til dreining av en polarisert lysanalysator som derved endrer dempningen av lyset som passerer gjennom strékk-måléren som en funksjon av strekket. De to delene av strekk"målerne kaninnbefatte en polariserer og en analysator som dreier m.h.t. hverandre i overensstemmelse med bevegelsen som'måles. Ved den sist nevnte anordning er det utsendte lys upola-risert.

Alternativt kan optiske dempere eller tetthets-kile festes til

et eller begge av elementene som danner strekk-måleren som beveges inni lysbanen i overensstemmelse med bevegelsen som måles.

I ennu en utførelsesform av oppfinnelsen kan en lyssendende eller reflekterende strimmel tilveiebringes som bærer adskilte markeringer slik at et hvilket som helst strekk tilveiebringer trinnvis variasjon i.lysintensiteten, hvilket gir en digital indikasjon av størrelsen av bevegelsen.

Selvom oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med en strekk-måler er den like anvendbar for forskyvningsmålere eller ekstenso-metere for måling av bevegelse generelt.

Claims (9)

1. Måler for måling av strekk eller forskyvning, omfattende to elementer mellom hvilke strekk eller forskyvning skal måles, karakterisert ved at to fiber optiske baner er tilveiebragt, mellom hvilke lyset kan passere og at de to banene er anordnet slik at størrelsen av lyset som passerer mellom dem er avhengig av bevegelsesmengden mellom elementene.

2. Måler som angitt i krav 1, karakterisert ved at de to fiber optiske banene hver er plassert på respektive elementer og størrelsen av lyset som passerer mellom banene avhenger av innrettingsgraden mellom banene og således av posisjonene av de to elementene relativt hverandre.

3. Måler som angitt i krav 2, karakterisert ved at det er tilveiebragt en fiber optisk bane langs hvilken lyset fra kilden sendes og to fiber optiske baner som begge er plassert til å motta lys som kommer fra den nevnte ene banen differensiélt i avhengighet av størrelsen av bevegelsen mellom elementene.

4. Måler som angitt i krav 2, karakterisert ved at et flertall adskilte fiber optiske lyssendingsbaner er tilveiebragt festet til et element og et flertall adskilte fiber optiske lysmottagende baner er tilveiebragt festet til det andre elementet, hvor de respektive avstander mellom sende-banene og mellom mottagnings banene er litt forskjellige for å tillate måling av bevegelsen ved en nonius effekt.

5. Måler som angitt i krav 1, karakterisert ved at begge baner er tilveiebragt på et element og lysdempnings midler er tilveiebragt på det andre elementet plassert til å dempe lys som passerer mellom banene i overensstemmelse med størrelsen av relativ bevegelse mellom elementene.

6. Måler som angitt i krav 5, karakterisert ved at lysdempnings midlet omfatter en ugjenomsiktig lukker.

7. Måler som angitt i krav 5, karakterisert ved at lysdempnings midlet omfatter midler som har adskilte markeringer på seg slik at bevegelse mellom elementene frembringer trinnvis variasjon i intensiteten av lys som føres mellom banene.

8. Måler som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at to sett av baner er tilveiebragt anordnet slik at bevegelse mellom elementene i to. dimensjoner kan måles .

9. Måler som angitt i et hvilket som helst av de forégående krav, karakterisert ved at den innbefatter en lyskilde for å sende lys langs en av banene og midler for å måle intensiteten av lyset som mottas av den andre banen.