Optoelektronisches Meßinformationssystem Anwendungsgebiet der ErfindungOptoelectronic measuring information system Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Heßinformationssystem zur Erfassung verschiedener Meßdaten der prozeßnahen Ebene sowie die optische Weiterleitung der gewonnenen Meßinformationen und deren Auswertung in einer Meß- und Yerarbeitungseinheit. Der Einsatz des erfindungsgemässen Meßinformationssystems ist besonders dort von Vorteil, wo elektromagnetische Störfelder die Zuverlässigkeit eines Übertragungssystems beeinflussen·The invention relates to an optoelectronic Heßinformationssystem for detecting various measurement data of the process-level and the optical transmission of the obtained measurement information and their evaluation in a measuring and Yerarbeitungseinheit. The use of the measuring information system according to the invention is particularly advantageous where electromagnetic interference fields influence the reliability of a transmission system.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bekannt ist eine optische Meßeinrichtung (DE-PS 29 05 630), die eine Quelle zur Erzeugung zweier Arten von impulsförmigen optischen Signalen unterschiedlicher Wellenlänge besitzt. Weiterhin umfaßt die optische Meßeinrichtung einen Wandler, der die Menge des hindurchgehenden Lichts in Abhängigkeit von der physikalischen oder körperlichen Änderung eines zu messenden Objektes verändert, zwei optische Detektoren, von denen der erste das optische Ausgangssignal des Wandlers und der zweite das optische Signal der Quelle in jeweils ein elektrisches Signal umsetzt, eine optische Übertragungsleitung, die die optische Signalquelle, den Wandler und die optischen Detektoren mitein-Known is an optical measuring device (DE-PS 29 05 630), which has a source for generating two types of pulse-shaped optical signals of different wavelengths. Furthermore, the optical measuring device comprises a transducer which varies the amount of transmitted light in response to the physical or physical change of an object to be measured, two optical detectors, the first of the optical output signal of the transducer and the second, the optical signal of the source in converts an electrical signal, an optical transmission line, which includes the optical signal source, the transducer and the optical detectors.
ander koppelt sowie eine Signalverarbeitungsschaltung, die das Verhaältnis aus den Ausgangssignalen der beiden optischen Detektoren sowie das Verhältnis der Ausgangssignale der beiden Arten von optischen Signalen entsprechend den unterschiedlichen Wellenlängen ermittelt und daraus eine Verschiebung oder Veränderung in dem Wandler feststellt.and a signal processing circuit which detects the ratio of the output signals of the two optical detectors and the ratio of the output signals of the two types of optical signals corresponding to the different wavelengths and determines therefrom a displacement or change in the transducer.
Die genannte Lösung hat den Nachteil, daß für eine Meßgröße zwei Sender und zwei Empfänger benötigt werden, ein hoher-feinmechanisch-optischer Auf?/and errorderlich und nur die Erfassung einer Meßgröße möglich ist. Weiterhin ist eine faseroptische Meßanordnung zum Messen physikalischer Größen bekannt (BP - 91 394), die aus einem Sender und Empfänger umfassenden Slektronikteil und einem Sensor besteht, die über mindestens eine optische Faser miteinander verbunden sind. Der Sensor enthält Material zur Erzeugung von Lumineszenzlicht mit mindestens zwei verschiedenen, den Abklingverlauf bestimmenden Zeitkonstanten. Dieses Lumineszenzlicht wird zum Empfänger des Elektronikteils übertragen, wo der Quotient aus den erzeugten Lumineszenzlichtanteilen für die verschiedenen Zeitkonstanten gebildet wird, der ein Haß für die zu messende Größe darstellt. Diese Anordnung hat ebenfalls den Bachteil, daß nur die Erfassung einer Meßgröße möglich ist.The solution mentioned has the disadvantage that two transmitters and two receivers are required for a measured variable, a high-precision mechanical-optical Auf? / And errorderlich and only the detection of a measured variable is possible. Furthermore, a fiber-optic measuring device for measuring physical quantities is known (BP - 91 394), which consists of a transmitter and receiver comprising the sleekktronikteil and a sensor which are interconnected via at least one optical fiber. The sensor contains material for generating luminescent light with at least two different time constants determining the decay process. This luminescent light is transmitted to the receiver of the electronic part, where the quotient of the generated luminescence light components for the different time constants is formed, which represents a hate for the size to be measured. This arrangement also has the Bach part that only the detection of a measured variable is possible.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, durch den Einsatz von Lichtwellenleitern und anderen optischen Baugruppen bei der Übertragung von Meßinformationen von der prozeßnahen Ebene zur Meß?/arte die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen und durch den Einsatz kostengünstiger Systemkomponenten ökonomische Vorteile zu erreichen·The aim of the invention is to increase the reliability of the overall system through the use of optical waveguides and other optical assemblies in the transmission of measurement information from the process level to the measuring / arte and to achieve economic advantages by the use of low-cost system components ·
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Meßinformationssystem zu entwickeln, das vollständig das Licht als Übertragungsmedium nutzt und mehrere Meßinformationen optisch überträgt. Die dazu benötigte zeitliche Verschachtelung der Meßinformationen muß optisch realisierbar sein.The invention has for its object to develop an optoelectronic Meßinformationssystem that completely uses the light as a transmission medium and optically transmits multiple measurement information. The temporal interleaving of the measurement information required for this purpose must be optically feasible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung von Lichtwellenleitern dadurch gelöst, daß ein optischer Sender einer^ Meß- und Verarbeitungseinheit über eine optische Sendeleitung an einen optischen Verzweiger, dessen η optische Ausgänge an einer Chopperscheibe positioniert sind, angeschlossen ist. Die Chopperscheibe ist mit einem Synchronmotor gekoppelt. Nach der Chopperscheibe sind η Emitterlichtwellenleiter positioniert, deren erster Emitterlichtwellenleiter an einen Synchronimpulsempfänger der Meß- und Verarbeitungseinheit angeschlossen ist. Die nachfolgenden Emitterlichtwellenleiter sind jeweils vor einem von η optischen Meßinformationsgebern positioniert, lach den η optischen Meßinformationsgebern sind Detektorlichtwellenleiter positioniert, die über eine optische Koppeleinheit auf einer optischen Informationssammelleitung zusammengefaßt sind. Die optische Informationssammelleitung ist an einen optischen Empfänger der Meß- und Verarbeitungseinheit angeschlossen· In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist jeder der optischen Meßinformationsgeber wahlweise als optischer Inkremental-' geber OIGR, der mit einem Stellmotor verbunden ist, als optischer Inkrementalgeber OIGR, der mit einem Durchflußmesser gekoppelt ist, als optischer Binärwertgeber OBGR, als optisches Empfangs- und Sendemodul, das über einen Spannungs/Strom-Frequenzwandler mit einem Temperaturmeßfühler verbunden ist und als optisches Empfangsund Sendemodul über einen Spannungs/Strom-Frequenzwandler an einen Druckmeßfühler angeschlossen ist, ausgebil-According to the invention, the object is achieved by using optical waveguides in that an optical transmitter of a measuring and processing unit is connected via an optical transmission line to an optical splitter whose optical outputs are positioned on a chopper disk. The chopper disc is coupled with a synchronous motor. After the chopper disk η emitter optical waveguides are positioned, whose first emitter optical waveguide is connected to a sync pulse receiver of the measuring and processing unit. The following emitter optical waveguides are in each case positioned in front of one of η optical measurement information transmitters. The η optical measurement information transmitters are positioned with detector optical waveguides which are combined on an optical information bus via an optical coupling unit. The optical information bus is connected to an optical receiver of the measuring and processing unit. In an embodiment of the solution according to the invention, each of the optical measuring information transmitters is optionally an optical incremental encoder OIGR which is connected to a servomotor, as an optical incremental encoder OIGR, which is provided with a flow meter is coupled as optical binary encoder OBGR, as an optical receiving and transmitting module, which is connected via a voltage / current frequency converter with a temperature sensor and connected as optical receiving and transmitting module via a voltage / current frequency converter to a pressure sensor, trained
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det. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die optische'Koppeleinheit aus einem Sternkoppler oder aus mehreren T-Kopplera.det. In a further embodiment of the invention, the optical coupling unit consists of a star coupler or a plurality of T-Koppler.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werdenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment
Die "beiliegende Zeichnung zeigt: The enclosed drawing shows:
-^iS* 1: Optoelektronisches Meßinformationssystem- ^ iS * 1: Optoelectronic measurement information system
Vom optischen Sender 1 wird Licht in eine optische Sendeleitung 3 eingekoppelt und einem optischen Verzweiger 4 zugeführt. Dieses Licht verteilt eine durch einen Synchronmotor β angetriebene Chopperscheibe 5 auf η Emitterlichtwellenleiter 7·1·.···7·η derart, daß in jeden dieser Emitterlichtwellenleiter 7·1 7.η nacheinander für eineFrom the optical transmitter 1, light is coupled into an optical transmission line 3 and fed to an optical splitter 4. This light distributes a chopper disk 5 driven by a synchronous motor β to η emitter optical waveguide 7 · 1 ··· 7 · η such that in each of these emitter optical waveguides 7 · 1 7 .eta
bestimmte Zeitdauer Licht eingekoppelt wird. Die einzelnen Lichteinkoppelzeiten können gleich sein oder auch in einem beliebigen Verhältnis zueinander stehen. Über einen Emitterlichtwellenleiter 7·1 wird ein durch die Chopperscheibe 5 erzeugter Lichtimpuls als Synchronimpuls einen zur Meß- und Verarbeitungseinheit 2 gehörenden Synchronimpuls empfänger 8 zugeführt.certain period of time light is coupled. The individual Lichteinkoppelzeiten can be the same or in any relationship to each other. Via an emitter optical waveguide 7 · 1, a generated by the chopper wheel 5 light pulse as a sync pulse to a measuring and processing unit 2 belonging sync pulse receiver 8 is supplied.
Die übrigen Emitterlichtwellenleiter 7.2 7·η sind mitThe remaining emitter optical waveguides 7.2 7 · η are with
η optischen Meßinformationsgebern 9·1·.···9·η verbunden» Die optischen Meßinformationsgeber 9.1....9.n prägen der Lichtströmung die entsprechende Information über die gemessene physikalische Größe auf· Im Ausführungsbeispiel (Pig. 1) sind dies die;Meßgrößen Drehzahl, Durchfluß, Temperatur bzw. Druck und Binärsignale. Als Meßinformationsgeber für Drehzahl und Durchfluß dienen optische Inkrementalgeber OIGR, die entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Stellmotors 14 oder des Durchflußmessers 15 das Licht modulieren. Als optischer Binärwert-η optical measuring information transmitters 9 · 1 ··· 9 · η connected »The optical measuring information transmitters 9.1 .... 9.n impress the corresponding information about the measured physical variable on the light flow · In the exemplary embodiment (Pig. 1) these are the Measured variables speed, flow, temperature or pressure and binary signals. As a measuring information transmitter for speed and flow serve optical incremental encoder OIGR, which modulate the light according to the rotational speed of the servomotor 14 or the flow meter 15. As optical binary value
geber OBGR dienen z.B. optische Schalter in den Ausführungsformen Bndlagenschalter oder Maximal-Hinimalwertschalter. Bei der Temperatur- und/oder Druckmessung wird im Ausführungsbeispiel ein elektrisches Einheitssignal am Ausgang des Temperaturmeßfühlers 17 bzw. Druckmeßfühlers 18 mittels Spannungs/Strom-Prequenzwandler 16.1; 16.2 in frequenzanaloge Signale gewandelt. Durch das Signal von der Chopperscheibe 5 wird ein Impulsrahmen gegeben, in dem das optische Empfangsund Sendemodul o/e/o das anliegende frequenzanaloge Meßsignal optisch umsetzt und in die Detektorlichtwellenleiter 10.4, 10.5 einkoppelt. Die modulierten Lichtsignale werden von den optischen Meßinformations-encoder OBGR serve e.g. optical switch in the embodiments Bndlagenschalter or maximum Hinimalwertschalter. In the temperature and / or pressure measurement in the embodiment, an electrical standard signal at the output of the temperature sensor 17 and Druckmeßfühlers 18 by means of voltage / current-Prequenzwandler 16.1; 16.2 converted into frequency-analog signals. The signal from the chopper disk 5 gives a pulse frame in which the optical receiving and transmitting module o / e / o optically converts the applied frequency-analog measuring signal and couples it into the detector optical waveguides 10.4, 10.5. The modulated light signals are received by the optical measurement information
gebern 9.1 9.η über die Detektorlichtwellenleiter9.1 9.η via the detector fiber optic cable
10.1.....10.η der optischen Koppeleinheit 11 zugeführt. Vom Ausgang der optischen Koppeleinheit 11 werden die Meßinformationen im Zeitmultiplex über eine optische Informationssammelleitung 12 auf den optischen Empfänger 13 übertragen und von der Meß- und Yerarbeitungseinheit 2 ausgewertet.10.1 ..... 10.η the optical coupling unit 11 supplied. From the output of the optical coupling unit 11, the measurement information is transmitted in time multiplex over an optical information bus 12 to the optical receiver 13 and evaluated by the measuring and processing unit 2.
28.0EZ.19S4*22244328.0EZ.19S4 * 222443
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3637689C1 (en)* | 1986-11-05 | 1987-06-25 | Bbc Brown Boveri & Cie | Fiber optic data acquisition and transmission device |
| DE3809453A1 (en)* | 1987-04-13 | 1988-11-03 | Kollmorgen Corp | OPTICAL MULTIPLEX DEVICE AND METHOD FOR USE THEREOF |
| DE102013226070A1 (en) | 2013-12-16 | 2015-06-18 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Position measuring system and method for operating a position measuring system |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3526049A1 (en) | 1986-06-05 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0040359B1 (en) | Method and device for measuring an angle | |
| DE69731108T2 (en) | DISTRIBUTED VOLTAGE AND TEMPERATURE MEASURING SYSTEM | |
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