196259. lajstromszámú szabadalom • Optoelektromechanikai mérőátalakító
1 196 259 2 kiértékelő egység két bemenetére kötött 5 és 6 fényérzékelő elemek a 16 egyesített optikai szál tengelyére merőleges síkban vannak elhelyezve úgy, hogy tengelyük egy egyenesbe essen. A tengelyek metszéspontjában 17 féligáteresztő tükör van elhelyezve, melynek síkja a ló egyesített optikai szállal, valamint a fényérzékelő elemek tengelyvonalával 45D-ös szöget zár be. Az 1. és 2. ábra szerinti optoelektromechanikai mérőátalakító működése a következő: A 4 fényforrás fénye a 3 adó optikai szálon keresztül a 30 vevő optikai szálra jut. Ez utóbbi a fényt 5 fényérzékelő elemre vezeti. A 4 fényforrás fénye 6 fényérzékelő elemre is eljut a 7 referencia optikai szálon keresztül vagy a 17 féligáteresztő tükörről visszaverődve. Az 5 és 6 fényérzékelő elemek a beeső fényerővel arányos jelet állítanak elő és adnak a 8 kiértékelő egység bemenetére. Ha a 3 adó optikai szál és a 30 vevő optikai szál egymással pontosan szemben van (a 2 rugalmas hordozó terheletlen állapotban van), a tűréshatáron belül az 5 és 6 fényérzékelő elem nagyjából azonos fényerősséget észlel. Ennek megfelelően a 8 kiértékelő egység két bemenetére is azonos nagyságú jel kerül. A 2 rugalmas hordozó alakváltozásakor a 3 adó optikai szál fényének csak egy része jut el a 30 vevő optikai szálhoz. Ez a két fényérzékelő elem kimenetén jelszint különbséget hoz létre, amit a 8 kiértékelő egység felerősít. Megfelelő kalibrálással a 8 kiértékelő egység kimenő jele egyértelmű kapcsolatba hozható a 2 rugalmas hordozó alakváltozását előidéző erővel. így tehát létrehozható pl. nyomás, nyomáskülönbség, erőhatás (gyorsulás), hőmérsékletváltozás és relatív légnedvességváltozás mérésére alkalmas mérőátalakító. A 3. ábrán egy, olyan kiviteli alak vázlatos rajza látható, amely a találmány szerinti mérőátalakítót nyomás vagy nyomáskülönbség mérésére teszi alkalmassá, Ennél a 2 rugalmas hordozó 1 burkolat falaként van kialakítva és a 4 fényforrás, a 3 adó optikai szál, a 30 vevó optikai szál, az 5 és 6 fényérzékelő elemek és a 8 kiértékelő egység az 1 burkolaton belül van elhelyezve. A 3 adó optikai szál és a 30 vevó optikai szál egy szakaszának kivételével az összes elem természetesen elrendezhető az 1 burkolaton kívül is. A 4. ábrán látható kiviteli alaknál a méróátalakfíó erőhatások (pl. gyorsulás) mérését is lehetővé teszi. Ennél a kiviteli alaknál a 2 rugalmas hordozó egy rugalmas rúd, amelynek egyik vége az 1 burkolatban van mereven rögzítve, a másik végére pedig 10 mérőtömeg van felerősítve. Az 5. ábra szerinti kialakításnál a mérőátalakító hőmérséklet mérésére alkalmas. Itt a fémből kialakított 2 rugalmas hordozó egy eltérő hótágulási tényezőjű második fémlappal bimetált alkotó módon van összekapcsolva. A 6. ábrán a 2 rugalmas hordozó egy légnedvesség hatására 19 vetemedő réteggel van összekapcsolva. Ez a megoldás lehetővé teszi a relatív légnedvesség mérését is. A 7. ábrán az eddigi kiviteli alakoknál alkalmazott 3 és 30 optikai szálak végződéseinek kialakítása és a 2 rugalmas hordozón történő rögzítése 4 látható. A 3 adó optikai szál 12 alátéttel és a 30 vevő optikai szál 13 alátéttel van a 2 rugalmas hordozón kialakított 15 térköz két oldalán felerősítve és mindkettő 11 szálhengerlencsében végződik. Ezzel a megoldással kis teljesítményű fényforrás alkalmazása esetén is nagy érzékenység érhető el. A 8. ábra a 7. ábra szerinti elrendezést mutatja alulnézetben. A12 alátéten több 3 adó optikai szál és a 13 alátéten több 30 vevő optikai szál van rögzítve. A 9. ábrán látható kiviteli alaknál a 30 vevő optikai szálak két 13 alátét között helyezkednek el, amely egyik oldalával végig fölfekszik a 2 rugalmas hordozón. A 10. ábrán látható a 3 optikai szálak 12 alátétek közötti elrendezése és rögzítése a 2 rugalmas hordozón. Itt a 12 alátét hajlítható anyagból van és csak egy rövid szakaszon van a 2 rugalmas hordozóhoz rögzítve. A 12 alátét nem rögzített része a rajzon nem ábrázolt görbült idommal van alátámasztva, Ennél a kiviteli alaknál a 3 adó optikai szálak egy része nem a 30 vevó optikai szál párjával szemben helyezkedik el, hanem ahhoz képest eltolya. Ebben az esetben a hajlítás mértékétől és alakjától függően a külső hatások révén létrejövő deformációk során a 2 rugalmas hordozó alakváltozása a 30 vevő optikai szálban nem linerárisan változó fényesség érzékelését teszi lehetővé. Ilyen kialakításnál lehetőség van a fényerő változásának olyan beállítására, amelynél az érzékelő egység legnagyobb érzékenységi tartományába eső értékeket lehet a 8 kiértékelő egységgel létrehozni, ami szabályozástechnikai feladatok ellátásánál lehet különösen előnyös. Az alakváltozás hatása ilyer kor úgy is hasznosítható, hogy a 3 adó optikai szálak és a 30 vevő optikai szálak nem pontosan egymással szemben vannak elhelyezve, hanem pl. a 17 alátét meghajlftásával és/vagy az optikai szálak közötti távolságok változtatásával a2 rugalmas hordozó alakváltozása során az alakváltozással rém lineáris fényeróváltozás alakul ki. Ebben az esetben a fényintenzitás változása olyan görbe szerint állítható be, amely a szabályozási feladat, ill, a szabályozó egység érzékenysége szempontjából optimális. Különböző szabályozó egységekhez való illesztés könnyíthetó meg a 14 vezető járat alkalmazásával. A12 alátét görbületének beállításával (11. ábra) célszerűen lehet 14 vezető játékokat létrehozni, amely fecskefarok vagy más megfelelő alakú vezető vagy deformálható elemhez il. leszkedik és szükség szerint beállítható. A 12. ábra a találmány szerinti mérőátalakftó olyan kialakítását mutatja, amelynél a 16 egyesített optikai szál 13 alátéttel kapcsolódik a 2 rugalmas hordozóhoz és a 16 egyesített optikai szállal szemben 31 reflexiós lemez van elhelyezve, amely egy további 13 alátéttel kapcsolódik a 2 rugalmas hordozóhoz. Aló egyesített optikai szál tartalmazza az adó és a vevő optikai szálat és szükség esetén a különbségi fényintenzitást továbbító második vevő optikai szálat is. A 2 rugalmas hordozón terheletlen állapotában a 31 refleksziós lemez síkja merőleges a 16 egyesített optikai szál tengelyére, így az adó opti5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
