197104. lajstromszámú szabadalom • Fényvezető száloptikai köteg reflektált fény kontúrok mentén történő változásának érzékelésére
1 197 104 2 A találmány tárgya fényvezető száloptikai köteg reflektált fény kontárok mentén történő változásának érzékelésére, különösen kommutátor szegmens osztásoknak megfelelő impulzusok előállítására, amely fényvezető száloptikai köteg(ek) fényforrás(oka)t jelfelvevő érzékelő(k)höz vezető fénybevezető száloptikai köteg(ek)ből és a felvett jeleknek detektor(ok)ba való továbbítására alkalmas fényelvezető száloptikai köteg(ek)ből áll(nak). Mint ismeretes, mozgást végző tárgyak helyzetének, pl. forgómozgást végző tengelyek szöghelyzetének jelzésére impulzus előállítására és kijelzésére alkalmas készülékeket használnak. Erre a célra különböző megoldások teijedtek el a gyakorlatban. A szöghelyzet jeladók a forgó gép tengelyének a végére kerülnek felszerelésre. Körülfordulásonként meghatározott számü impulzust szolgáltatnak. Az impulzusok megfelelő kapcsolásokkal sokszorozhatok (pl. 1000 többszöröse), de többféle tetszőleges számú impulzus képzése a szöghelyzetadó jeleiből nehezen valósítható meg. A költséges és nehézkesen felszerelhető szőghelyzet jeladó helyett kisebb nehézséget jelent egy perforált tárcsa felszerelése a tengelyvégre. A perforációkon áthaladó fényt (impulzusokat) egy optoelektronikus érzékelő dolgozza fel. Hátránya, hogy a szöghelyzet jeladóhoz képest körülfordulásonként lényegesen kevesebb impulzust lehet előállítani, tetszőleges számú körülfordulásonkénti impulzus itt is nagy nehézségekbe ütközik. Reflexiós jeladók segítségével a tengelyre vagy a tengelykapcsolóra festett markeljeleket lehet érzékelni. A módszer előnye, hogy a gép szerkezetén semmiféle mechanikai beavatkozás nem szükséges. Hátránya, hogy a perforációk ill. felhelyezett jelek száma csak korlátozott lehet, így körülfordulásonként erősen korlátozott számú impulzus nyerhető. Ismeretes továbbá, hogy a fénnyel (fénynek a továbbiakban — jelen leírás szempontjából — nemcsak a látható tartományba eső sugárzást nevezzük, hanem ideértjük a közeli infravörös sugárzási tartományt is) működő adóvevők legnagyobb problémája korábban az volt, hogy a fényforrást, illetve a visszavert jelek detektálására alkalmas eszközt a reflektáló felülethez képest „látótávolság”-ba kellett helyezni, ami legtöbbször nehézséget pl. zavarérzékenységet okozott. Ezen segített a fény vezetésére alkalmas száloptikai köteg, amely lehetővé tette a fényforrás, illetve a detektor távolabbi elhelyezését is. A száloptikai köteg viszont vagy rendezetlen és ilyenkor csak fénytovábbításra alkalmas, vagy teljesen rendezett és ilyenkor reflektált képek továbbítására is használható. Ilyen alkalmazási terület pl. az orvosi gyakorlatban belső vizsgálatok megvalósítása (endoszkóppal stb.). A száloptikai köteg alkalmazásának igen nagy előnye, hogy nagyfokú környezeti zavarmentességet biztosít, viszont hátránya, hogy impulzus keltésére a rendezetlen száloptikai köteg csak korlátozottan alkalmas, míg az impulzus továbbítására használható pontosan rendezett száloptikai köteg ára többszöröse a rendezetlen köteg árának. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy olyan méréseknél, ahol ímpulzuskeltés céljából elegendő a kontúrok érzékelése, pl. kommutátor szegmensek közti szigetelésnél, ugyanakkor nagyfokú környezeti zavarmentesség kívánatos, a száloptikai kötegek gazdaságosan alkalmazhatók, ha a rendezetlen száloptikai köteg jelfelvevő végét az érzékelendő kontúr mértani alakjának és nagyságának megfelelő mértani alakúra képezzük ki. Az érzékelést a reflexiós tényező változásával ill. a reflektált fény változásának figyelésével végezzük. A kontúr lehet mértani, pl. a kommutátor felületnél mélyebben, a száloptikai közeg érzékelő végétől távolabb helyezkedik el a szegmensek közti szigetelés), vagy lehet optikai (pl. eltérő színű felületek határvonala). A találmánynak az a lényege, hogy mind a fénybevezető száloptikai köteg(ek), mind a fényelvezető száloptikai kötcg(ck) rendezetlen kötcg(ck) és a fényelvezctő száloptikai köteg(ek)nek a jelfelvevő érzékelő(ke)t képező vége(i) az érzékelendő kontúr mértani alakjának és nagyságának megfelelő mértani alakúra van(nak) kiképezve, míg a fénybevezető száloptikai köteg(ek) vége(i) a fényelvezető száloptikai köteg(ek)nek a jelfelvevő érzékelőt képező végé(ei)t legalább részben közrefogóan, illetve körülvevően van(nak) elrendezve. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány szerinti száloptikai köteg jelfelvevő végének egy kiviteli példáját szemléltetjük kommutátor szegmensek mérésére alkalmas érzékelővel, míg a 2. ábrán a találmány szerinti száloptikai kötegek alkalmazásának vázlatát mutatjuk be ugyancsak kommutátor szegmensek mérésénél. Az 1. ábrán látható száloptikai köteg 4i,42,43,... jelfelvevő érzékelő(ke)t tartalmazó vége lényegében egy, előnyösen rendezetlen 1 fénybevezető száloptikai kötegből és egy, előnyösen rendezett végű 2 fényelvezető száloptikai kötegből áll. Az 1 fénybevezető száloptikai köteg vége a viszonylag keskeny és hosszú hasábot alkotó 2 fényelvezető száloptikai köteg végét két oldalról közrefogja. A 2 fényelvezctő száloptikai köteg végének alakja megfelel a szegmensek közti szigetelés nagyságának és alakjának, a kommutátor nagyságának megfelelően a 2 fényelvezető száloptikai köteg vastagság 50 pm-tól 200 pm-ig terjed. Természetes más kontúrok érzékelése esetén a 2 fényelvezető száloptikai köteg végét más alakúra és nagyságúra kell készíteni. A 2. ábrán látható vázlaton egy 3 fényforrás (vagy sugárforrás) több részre (a 2. ábrán három részre) osztott lj.lj.l;,,... fénybevezető száloptikai kötegen keresztül három különböző 4j,42,43)... jelfelvevő érzékelőre csatlakozik. A 41,42,43,... jelfelvevő érzékelők mindegyike egy-egy 2,,22,23)... fényelvezető száloptikai kötegen keresztül 5i,52,53>... detektorra van kötve. A 4,,42,43,... jelfelvevő érzékelők rögzített helyzetben vannak és szemben a mérendő kommutátorral, amely kommutátor 6u62,63,... szegmensei között 7V,72,73>... szigetelések vannak elrendezve. A 7,,72,73)... szigetelések a kommutátor hengerfelszíne alatt helyezkednek el, tehát távolabb vannak a 4,,42,43)... jelfelvevő érzékelőktől, mint a kommutátor felszíne. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 65 2
