JPH0512760B2 - - Google Patents
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- JPH0512760B2 JPH0512760B2 JP10622785A JP10622785A JPH0512760B2 JP H0512760 B2 JPH0512760 B2 JP H0512760B2 JP 10622785 A JP10622785 A JP 10622785A JP 10622785 A JP10622785 A JP 10622785A JP H0512760 B2 JPH0512760 B2 JP H0512760B2
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- optical
- light
- amplifier
- duty cycle
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
- G01D5/35341—Sensor working in transmission
- G01D5/35345—Sensor working in transmission using Amplitude variations to detect the measured quantity
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は一般的には電子センサ回路に関し、特
に流体の流量を決定するためにフアイバオプチツ
クスの撓みを利用するフアイバオプチツクうず発
生型流量計に使用するための新規かつ有用な回路
に関する。
に流体の流量を決定するためにフアイバオプチツ
クスの撓みを利用するフアイバオプチツクうず発
生型流量計に使用するための新規かつ有用な回路
に関する。
フアイバオプチツクうず発生型流量計は周知で
あり、これは、光放射装置と光検出装置間に結合
され光を伝送し得る光フアイバを利用している。
流路内の障害物から発生したうずの通過による光
フアイバの撓みにより、流量の測定値が与えられ
る。
あり、これは、光放射装置と光検出装置間に結合
され光を伝送し得る光フアイバを利用している。
流路内の障害物から発生したうずの通過による光
フアイバの撓みにより、流量の測定値が与えられ
る。
２線式の4mAないし20mAの制御トランスミツ
タは周知であり、信号伝送用の標準装置として実
用に供されている。
タは周知であり、信号伝送用の標準装置として実
用に供されている。
２線式の4mAないし20mA工業用制御トランス
ミツタ用の電子回路は、動作のため約10Vで
3.5mAしか取り出せない。フアイバオプチツクシ
ステムは現在、光放射用に数mAを必要とし、
200mAもしくはそれ以上であることも珍しくな
く、したがつてこのようなシステムは２線式の４
ないし20mAトランスミツタと適合しない。
ミツタ用の電子回路は、動作のため約10Vで
3.5mAしか取り出せない。フアイバオプチツクシ
ステムは現在、光放射用に数mAを必要とし、
200mAもしくはそれ以上であることも珍しくな
く、したがつてこのようなシステムは２線式の４
ないし20mAトランスミツタと適合しない。
本発明の目的は、２線式の４ないし20mA工業
用制御トランスミツタと普通には適合しないフア
イバオプチツクうず発生流量計をこの２線式の４
ないし20mA工業用トランスミツタと一緒に使用
することである。
用制御トランスミツタと普通には適合しないフア
イバオプチツクうず発生流量計をこの２線式の４
ないし20mA工業用トランスミツタと一緒に使用
することである。
パルスモード動作すなわち低デユーテイサイク
ル動作が、フアイバオプチツクセンサを4mAな
いし20mAトランスミツタで使用するために必要
とされる。本発明は、この低デユーテイサイクル
動作とこれに関連する技術を実用しこれを２線式
の４ないし20mAのうず発生型流量計用トランス
ミツタで使用するに適当なものとする方法および
回路を提供することである。
ル動作が、フアイバオプチツクセンサを4mAな
いし20mAトランスミツタで使用するために必要
とされる。本発明は、この低デユーテイサイクル
動作とこれに関連する技術を実用しこれを２線式
の４ないし20mAのうず発生型流量計用トランス
ミツタで使用するに適当なものとする方法および
回路を提供することである。
測定されるプロセス変量により制御される可変
の光減衰を利用する微少撓みセンサ等が使用され
得る。この微少撓みセンサは、最大で約２％のほ
んの僅かだけ受けた光を変調する。電子回路はこ
の微小変化をフルスケール出力にしなければなら
ない。これは、光検出器からの信号を保持してこ
れを増幅することにより行われる。この保持は、
フイードバツク回路によつて制御され、パルス化
光信号のピークの平均の高さが、固定レベルに制
御されるようになされる。この制御は、大きな特
定数を持つので、信号中の急速な変化すなわちう
ず発生周波数は通過される。これらのうず発生周
波数は、サンプルアンドホールド回路によりパル
ス信号から復調され、４ないし20mA出力を制御
するために使用される。
の光減衰を利用する微少撓みセンサ等が使用され
得る。この微少撓みセンサは、最大で約２％のほ
んの僅かだけ受けた光を変調する。電子回路はこ
の微小変化をフルスケール出力にしなければなら
ない。これは、光検出器からの信号を保持してこ
れを増幅することにより行われる。この保持は、
フイードバツク回路によつて制御され、パルス化
光信号のピークの平均の高さが、固定レベルに制
御されるようになされる。この制御は、大きな特
定数を持つので、信号中の急速な変化すなわちう
ず発生周波数は通過される。これらのうず発生周
波数は、サンプルアンドホールド回路によりパル
ス信号から復調され、４ないし20mA出力を制御
するために使用される。
電力は、これを節約するためにプリアンプ回路
にゲートされる。このプリアンプはプログラマブ
ル電流オペアンプを使用する。大電流動作が、フ
アイバオプチツクスからの速いパルスを増幅する
ために必要である。しかし、サンプル期間以外の
時間中には低電流モードが適当である。フアイバ
オプチツク系パルスに関連して、ブリアンプへ電
流をゲートすることは、相当な電力節約となる。
にゲートされる。このプリアンプはプログラマブ
ル電流オペアンプを使用する。大電流動作が、フ
アイバオプチツクスからの速いパルスを増幅する
ために必要である。しかし、サンプル期間以外の
時間中には低電流モードが適当である。フアイバ
オプチツク系パルスに関連して、ブリアンプへ電
流をゲートすることは、相当な電力節約となる。
それゆえ、本発明の目的は、光放射手段と光検
出手段とこれらの間に接続される光結合手段とを
備え、光放射手段から光検出手段への光を測定さ
れるべき変量にしたがつて減衰させるための光セ
ンサ装置を提供することである。適当な隔絶要素
を備えるパルス発生器が、光放射手段に接続され
ており、低デユーテイサイクルの大電流パルスを
この光放射手段に印加して、低デユーテイサイク
ルの光パルスが発生し、この光パルスを光検出器
へ伝達し、ここで検出パルスが形成される。サン
プルアンドホールド手段が設けられ、その入力が
光検出手段に接続されており、検出パルスをサン
プルし、各パルスに対するピーク値をサンプルア
ンドホールド手段の出力にホールド（保持）す
る。サンプルアンドホールド手段の出力と入力間
にはフイードバツク手段が接続されており、パル
ス発生器からのパルス直後だけ抑制信号を出力か
ら入力へ帰還して、各光パルス後の検出パルスを
抑制している。サンプルアンドホールド手段には
方形波手段が接続されていて、測定されるべき変
量に対応する方形波を提供する。
出手段とこれらの間に接続される光結合手段とを
備え、光放射手段から光検出手段への光を測定さ
れるべき変量にしたがつて減衰させるための光セ
ンサ装置を提供することである。適当な隔絶要素
を備えるパルス発生器が、光放射手段に接続され
ており、低デユーテイサイクルの大電流パルスを
この光放射手段に印加して、低デユーテイサイク
ルの光パルスが発生し、この光パルスを光検出器
へ伝達し、ここで検出パルスが形成される。サン
プルアンドホールド手段が設けられ、その入力が
光検出手段に接続されており、検出パルスをサン
プルし、各パルスに対するピーク値をサンプルア
ンドホールド手段の出力にホールド（保持）す
る。サンプルアンドホールド手段の出力と入力間
にはフイードバツク手段が接続されており、パル
ス発生器からのパルス直後だけ抑制信号を出力か
ら入力へ帰還して、各光パルス後の検出パルスを
抑制している。サンプルアンドホールド手段には
方形波手段が接続されていて、測定されるべき変
量に対応する方形波を提供する。
したがつて本発明の他の目的は、測定されるべ
き変量に対応する方形波を提供することである。
き変量に対応する方形波を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、光センサ動作方法
を提供することであり、そして本方法は、測定さ
れるべき変量に応じて減衰変動する光を伝達する
光結合を介して光検出装置に接続される光放射装
置に対して低デユーテイサイクルの大電電流パル
スを提供することから構成される。この光検出器
における検出パルスは、サンプルおよびホールド
されて、各パルスに対するピーク値を経て、測定
されるべき変量に対応する方法波を発生するため
に利用することができる。低デユーテイサイクル
の各大電流パルスの終了直後に、抑制信号がサン
プルアンドホールド機構の出力から入力へフイー
ドバツクされて、検出器からの検出パルスを抑制
する。
を提供することであり、そして本方法は、測定さ
れるべき変量に応じて減衰変動する光を伝達する
光結合を介して光検出装置に接続される光放射装
置に対して低デユーテイサイクルの大電電流パル
スを提供することから構成される。この光検出器
における検出パルスは、サンプルおよびホールド
されて、各パルスに対するピーク値を経て、測定
されるべき変量に対応する方法波を発生するため
に利用することができる。低デユーテイサイクル
の各大電流パルスの終了直後に、抑制信号がサン
プルアンドホールド機構の出力から入力へフイー
ドバツクされて、検出器からの検出パルスを抑制
する。
本発明のさらに他の目的は、設計が簡単で構造
が堅牢で製造費用の安価な光センサ用の電子回路
を提供することである。
が堅牢で製造費用の安価な光センサ用の電子回路
を提供することである。
第１Ａ図と第１Ｂ図は本発明によるうず発生流
量計に使用されるフアイバオプチツク微小撓みセ
ンサの読出しに適当な電子回路系の概略図であ
る。
量計に使用されるフアイバオプチツク微小撓みセ
ンサの読出しに適当な電子回路系の概略図であ
る。
発光ダイオード（Light−Emitting−Diode、
LED）10への電流は、標準的には１％ないし２
％のデユーテイサイクルで200mAの振幅で500Hz
ないし5000Hzの繰返し率ないし周波数を有するパ
ルス列として供給される。発振器Ｕ６、標準的に
は555タイマの低電力コンプリメンタリモス
（CMOS）形−たとえば7555−、が発光ダイオー
ド電流用の制御信号を発生するために使用され
る。トランジスタＱ１とＱ２が発振器7555の出力
を増幅する。変成器Ｔ１により、発光ダイオード
用の駆動要求1.5Vを回路のより高い駆動電圧、
通常6Vないし10Vへ整合させる。この変成器は
通常巻数比４：１のパルス変成器である。電流調
整器Ｕ９とコンデンサＵ５が、残余のトランスミ
ツタ回路用に、ピーク電流を1mA近傍に制限し
また発光ダイオードパルス間にこのコンデンサに
電荷を蓄積して、高パルスの電流が電源に電圧パ
ルスを発生させないよう隔離（アイソレート）し
ている。それゆえ、発光ダイオード電流のほとん
どは、コンデンサＣ５に蓄積された電荷から生じ
る。第２図は、発光ダイオード１０への電流波形
を例示している。
LED）10への電流は、標準的には１％ないし２
％のデユーテイサイクルで200mAの振幅で500Hz
ないし5000Hzの繰返し率ないし周波数を有するパ
ルス列として供給される。発振器Ｕ６、標準的に
は555タイマの低電力コンプリメンタリモス
（CMOS）形−たとえば7555−、が発光ダイオー
ド電流用の制御信号を発生するために使用され
る。トランジスタＱ１とＱ２が発振器7555の出力
を増幅する。変成器Ｔ１により、発光ダイオード
用の駆動要求1.5Vを回路のより高い駆動電圧、
通常6Vないし10Vへ整合させる。この変成器は
通常巻数比４：１のパルス変成器である。電流調
整器Ｕ９とコンデンサＵ５が、残余のトランスミ
ツタ回路用に、ピーク電流を1mA近傍に制限し
また発光ダイオードパルス間にこのコンデンサに
電荷を蓄積して、高パルスの電流が電源に電圧パ
ルスを発生させないよう隔離（アイソレート）し
ている。それゆえ、発光ダイオード電流のほとん
どは、コンデンサＣ５に蓄積された電荷から生じ
る。第２図は、発光ダイオード１０への電流波形
を例示している。
光パルスは、略示的に番号15で示される光フア
イバケーブルにより光検出器に伝達される。減衰
変動は、通常光フアイバケーブル１５へ撓みを印
加することもしくは光フアイバケーブル内の不連
続部でのカツプリングの変化により与えられる。
光検出器２０は、受けた光を電気信号、通常は電
流、に変換する。第１Ａ図での実行においては、
光検出器は次段の回路へ電流を供給する。
イバケーブルにより光検出器に伝達される。減衰
変動は、通常光フアイバケーブル１５へ撓みを印
加することもしくは光フアイバケーブル内の不連
続部でのカツプリングの変化により与えられる。
光検出器２０は、受けた光を電気信号、通常は電
流、に変換する。第１Ａ図での実行においては、
光検出器は次段の回路へ電流を供給する。
プリアンプＵ１が光検出器の電流パルスを電圧
パルスに変換する。使用される積分回路は、忠実
にパルスを増幅するために低電力動作が可能で十
分な帯域幅を持たねばならない。テキサスインス
ツルメント社のテイーアイシー251（TIC251）形
が上記要求に適うプログラマブル コンプリメン
タリモス（CMOS）オペアンプである。これは、
低電流モードでは電力要求に適う。大電流モード
は、パルスを増幅するために必要な帯域幅を備え
ている。増幅器は、パルスが存在する時にのみ大
電力モードと広帯域幅モードに切り換えられる
（発光ダイオードへのライン１２からのドライブ
信号により制御される）。したがつて、このよう
なことが回路動作に不必要である時間期間には大
電力モードではない。
パルスに変換する。使用される積分回路は、忠実
にパルスを増幅するために低電力動作が可能で十
分な帯域幅を持たねばならない。テキサスインス
ツルメント社のテイーアイシー251（TIC251）形
が上記要求に適うプログラマブル コンプリメン
タリモス（CMOS）オペアンプである。これは、
低電流モードでは電力要求に適う。大電流モード
は、パルスを増幅するために必要な帯域幅を備え
ている。増幅器は、パルスが存在する時にのみ大
電力モードと広帯域幅モードに切り換えられる
（発光ダイオードへのライン１２からのドライブ
信号により制御される）。したがつて、このよう
なことが回路動作に不必要である時間期間には大
電力モードではない。
ピーク追従サンプルアンドホールド機能は、コ
ンデンサＣ１とダイオードCR１とスイツチ回路
Ｕ５の部分であるスイツチＳ１との組合せにより
実現される。スイツチＳ１は、光パルスの発端時
にコンデンサＣ１の電圧を放つ。このスイツチＳ
１は、Ｕ４のワンシヨツトマルチバイブレータ回
路（MC14538もしくはMC14528）により制御さ
れ、このＵ４は発光ダイオード１０へのライン１
２上のパルスの発端によりトリガされる。次にコ
ンデンサＣ１は、プリアンプＵ１の出力からダイ
オードCR１を経て充電される。コンデンサＣ１
は、プリアンプ出力のピークで充電を停止し、ダ
イオードは、パルスの下降に追従するために必要
な即座の放電を阻止する。第３図はこの動作を例
示している。オペアンプＵ３は、コンデンサＣ１
の電圧をバツフアして、次段の回路がコンデンサ
Ｃ１の信号に影響を与えずに動作するようにす
る。
ンデンサＣ１とダイオードCR１とスイツチ回路
Ｕ５の部分であるスイツチＳ１との組合せにより
実現される。スイツチＳ１は、光パルスの発端時
にコンデンサＣ１の電圧を放つ。このスイツチＳ
１は、Ｕ４のワンシヨツトマルチバイブレータ回
路（MC14538もしくはMC14528）により制御さ
れ、このＵ４は発光ダイオード１０へのライン１
２上のパルスの発端によりトリガされる。次にコ
ンデンサＣ１は、プリアンプＵ１の出力からダイ
オードCR１を経て充電される。コンデンサＣ１
は、プリアンプ出力のピークで充電を停止し、ダ
イオードは、パルスの下降に追従するために必要
な即座の放電を阻止する。第３図はこの動作を例
示している。オペアンプＵ３は、コンデンサＣ１
の電圧をバツフアして、次段の回路がコンデンサ
Ｃ１の信号に影響を与えずに動作するようにす
る。
第２のサンプルアンドホールド機能は、スイツ
チＳ２（スイツチ回路Ｕ５の部分）と抵抗Ｒ３７
とコンデンサＣ２により実現される。スチツチＳ
２は、発光ダイオードパルスが終了した後に閉じ
られる。コンデンサＣ１に貯蔵されるパルスのピ
ークは、サンプルされたコンデンサＣ２に蓄えら
れる。抵抗Ｒ３７とコンデンサＣ２とは、低域フ
イルタ動作を実行して、光学系から受信した信号
からサンプル周波数（発光ダイオードパルスの周
波数）成分を減ずる。第４図は、ライン１４上に
あるこの回路の出力を例示している。回路Ｕ５は
4066回路とし得る。
チＳ２（スイツチ回路Ｕ５の部分）と抵抗Ｒ３７
とコンデンサＣ２により実現される。スチツチＳ
２は、発光ダイオードパルスが終了した後に閉じ
られる。コンデンサＣ１に貯蔵されるパルスのピ
ークは、サンプルされたコンデンサＣ２に蓄えら
れる。抵抗Ｒ３７とコンデンサＣ２とは、低域フ
イルタ動作を実行して、光学系から受信した信号
からサンプル周波数（発光ダイオードパルスの周
波数）成分を減ずる。第４図は、ライン１４上に
あるこの回路の出力を例示している。回路Ｕ５は
4066回路とし得る。
オペアンプＵ２ｂとＵ２ｃは、フイードバツク
制御ループを形成する。このループは、パルスの
ピークと信号グラウンドとを比較し、ライン１６
上でプリアンプ入力へ電流を戻して、ピークをグ
ランドへドライブする。
制御ループを形成する。このループは、パルスの
ピークと信号グラウンドとを比較し、ライン１６
上でプリアンプ入力へ電流を戻して、ピークをグ
ランドへドライブする。
このことが必要であるのは、パルスは非常に大
きいのでプリアンプＵ１を飽和へドライブするに
十分だからである。
きいのでプリアンプＵ１を飽和へドライブするに
十分だからである。
第５図は、信号と通常最大で２％の変調とを例
示している。信号に対するこの回路の効果も例示
している。Ｕ２ｂは積分器もしくは低域フイルタ
なので、調整作用は緩慢に動作する。したがつ
て、長期間の変動は除去され、信号成分は影響さ
れない。スイツチＳ３は、ライン１８によりこの
ループが、発光ダイオードへのパルス終了後に即
座に追従して動作するよう制御するだけである。
このことによつて、信号パルスの間でのコンデン
サＣ１の電圧減衰による影響が除去される。
示している。信号に対するこの回路の効果も例示
している。Ｕ２ｂは積分器もしくは低域フイルタ
なので、調整作用は緩慢に動作する。したがつ
て、長期間の変動は除去され、信号成分は影響さ
れない。スイツチＳ３は、ライン１８によりこの
ループが、発光ダイオードへのパルス終了後に即
座に追従して動作するよう制御するだけである。
このことによつて、信号パルスの間でのコンデン
サＣ１の電圧減衰による影響が除去される。
内部電源は、Ｕ８ａとこれに関連する要素とＱ
３を含む一連のパスフイールド効果トランジスタ
ないしは電界効果トランジスタ（FET）により
調節される。オペアンプＵ２ｄは、内部電源、通
常は10V、を信号グラウンドが中央にある２個の
5V電源に分割する。このことは、電圧を振らせ
て信号グランド以下にする増幅器の動作を可能に
する。
３を含む一連のパスフイールド効果トランジスタ
ないしは電界効果トランジスタ（FET）により
調節される。オペアンプＵ２ｄは、内部電源、通
常は10V、を信号グラウンドが中央にある２個の
5V電源に分割する。このことは、電圧を振らせ
て信号グランド以下にする増幅器の動作を可能に
する。
第２のサンプルアンドホールド回路からのライ
ン１４上の非常に低レベルの正弦波信号は、ヒス
テリシスコンパレータＵ８ｃによつて作用され、
方形波に変換される。この方法波は、第１Ｂ図の
ワンシヨツトマルチバイブレータＵ７をトリガす
るために使用されて光学系からの正弦波信号の各
サイクル用の固定長・固定振幅のパルスを与え
る。これは次に抵抗Ｒ１９とコンデンサＣ９によ
り平均され、オペアンプＵ８ｂの回路とトランジ
スタＱ４とこれらに関連する抵抗によつて4mA
ないし40mAの出力信号を制御するために使用さ
れる。ワンシヨツトマルチバイブレータＵ７は
MC14538とし得る。また、これはライン１９に
よりヒステリシスコンパレータに接続される。
ン１４上の非常に低レベルの正弦波信号は、ヒス
テリシスコンパレータＵ８ｃによつて作用され、
方形波に変換される。この方法波は、第１Ｂ図の
ワンシヨツトマルチバイブレータＵ７をトリガす
るために使用されて光学系からの正弦波信号の各
サイクル用の固定長・固定振幅のパルスを与え
る。これは次に抵抗Ｒ１９とコンデンサＣ９によ
り平均され、オペアンプＵ８ｂの回路とトランジ
スタＱ４とこれらに関連する抵抗によつて4mA
ないし40mAの出力信号を制御するために使用さ
れる。ワンシヨツトマルチバイブレータＵ７は
MC14538とし得る。また、これはライン１９に
よりヒステリシスコンパレータに接続される。
２線式の4mAないし20mA出力が、このように
してダイオードCR４，CR６各々よりＰ２および
Ｐ１で得られる。
してダイオードCR４，CR６各々よりＰ２および
Ｐ１で得られる。
本発明によれば、２線式工業制御用トランスミ
ツタがフアイバオプチツク渦発生型流量計と一緒
に使用することができるという作用効果を奏す
る。また、パルス発生手段は光放射手段（LED）
に、低デユーテイサイクル大電流パルスを印加
し、こうして光放射手段は断続的に動作し、それ
により、電力消費が減ぜられ、回路全体の熱負荷
が減ぜられるという効果も有する。
ツタがフアイバオプチツク渦発生型流量計と一緒
に使用することができるという作用効果を奏す
る。また、パルス発生手段は光放射手段（LED）
に、低デユーテイサイクル大電流パルスを印加
し、こうして光放射手段は断続的に動作し、それ
により、電力消費が減ぜられ、回路全体の熱負荷
が減ぜられるという効果も有する。
第１Ａ図は、本発明による回路の一部分を示す
模試図である。第１Ｂ図は、第１Ａ図の回路の残
部を示す回路図である。第２図は、本発明の光セ
ンサ装置の発光ダイオード（LED）に印加され
る低デユーテイサイクル大電流パルスを示すグラ
フ図である。第３図は、発光ダイオードに関連す
る光検出器に接続されたプリアンプの出力を示す
グラフ図である。第４図は、プリアンプに接続さ
れたサンプルアンドホールド回路の出力を示すグ
ラフ図である。第５図は、検出される電流の一部
を拡大スケールで例示したグラフ図である。 図中の各番号が示す名称を以下に挙げる。１０
……発光ダイオード、２０……光検出器、Ｕ１…
…プリアンプ、Ｕ２ｂ，Ｕ２ｃ，Ｕ２ｄ……オペ
アンプ、Ｕ３……オペアンプ、Ｕ４……ワンシヨ
ツトマルチバイブレータ、Ｕ５……スイツチング
回路、Ｕ６……発振器、Ｕ７……ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ、Ｕ８ａ，Ｕ８ｂ……オペアン
プ、Ｕ８ｃ……ヒステリシス コンパレータ、Ｕ
９……電流調整器。
模試図である。第１Ｂ図は、第１Ａ図の回路の残
部を示す回路図である。第２図は、本発明の光セ
ンサ装置の発光ダイオード（LED）に印加され
る低デユーテイサイクル大電流パルスを示すグラ
フ図である。第３図は、発光ダイオードに関連す
る光検出器に接続されたプリアンプの出力を示す
グラフ図である。第４図は、プリアンプに接続さ
れたサンプルアンドホールド回路の出力を示すグ
ラフ図である。第５図は、検出される電流の一部
を拡大スケールで例示したグラフ図である。 図中の各番号が示す名称を以下に挙げる。１０
……発光ダイオード、２０……光検出器、Ｕ１…
…プリアンプ、Ｕ２ｂ，Ｕ２ｃ，Ｕ２ｄ……オペ
アンプ、Ｕ３……オペアンプ、Ｕ４……ワンシヨ
ツトマルチバイブレータ、Ｕ５……スイツチング
回路、Ｕ６……発振器、Ｕ７……ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ、Ｕ８ａ，Ｕ８ｂ……オペアン
プ、Ｕ８ｃ……ヒステリシス コンパレータ、Ｕ
９……電流調整器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光学的な光放射手段１０と、 光学−電気変換型光検出手段２０と、 光学的な光放射手段１０と光学−電気変換型光
検出手段２０との間に接続されて、測定されるべ
き変量にしがつて、当該光放射手段１０から当該
光検出手段２０へ供給される光の減衰量を変化さ
せるための光学的な光結合手段１５と、 検出パルスを発生する光学−電気変換型光検出
手段２０に伝達される光パルスを発生する前記の
光放射手段１０へ電流パルスを印加するよう接続
された電気的なパルス発生手段Ｕ６と、 前記光検出手段２０に結合された入力を有し、
検出パルスをサンプルし出力に各パルスに対する
ピーク値をホールドする電気的なサンプルアンド
ホールド手段Ｕ１，CR１，Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，
Ｓ２，Ｒ３７，Ｃ２と、 電気的なフイードバツク手段Ｕ２ｂ，Ｕ２ｃ
と、 電気的な方形波発生手段Ｕ８ｃと、 電気的な出力段Ｕ７，Ｒ１９，Ｃ９，Ｕ８ａ，
Ｕ８ｂ，Ｑ３，Ｑ４，CR４，CR６，Ｐ２，Ｐ１
と、 ２線式伝送線と、 を備えた光学センサ装置において、 前記の電気的なパルス発生手段Ｕ６は、低デユ
ーテイサイクルの大電流パルスを光学的な光放射
手段１０に印加しそれにより光学的な光放射手段
１０は低デユーテイサイクルの光パルスが発生せ
られるよう動作し、 前記の電気的なフイードバツク手段Ｕ２ｂ，Ｕ
２ｃは、前記の電気的なサンプルアンドホールド
手段Ｕ１，CR１，Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ
３７，Ｃ２の前記入力および前記出力との間に接
続され、電気的なパルス発生手段Ｕ６の各低デユ
ーテイサイクル大電流パルス直後に信号を前記入
力へ帰還して、各低デユーテイサイクル大電流パ
ルス後に光学−電気変換型光検出手段２０を抑制
し、 前記の電気的な方形波発生手段Ｕ８ｃは、測定
されるべき変量に対応する方形波信号を形成する
ため、前記サンプルアンドホールド手段Ｕ１，
CR１，Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ３７，Ｃ２
に接続されており、 前記出力段は当該方形波発生手段に接続されて
おり、 前記２線式伝送線は当該出力段に接続されてい
ることを特徴とする光センサ装置。 ２ サンプルアンドホールド手段Ｕ１，CR１，
Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ３７，Ｃ２は、この
サンプルアンドホールド手段の入力を形成する入
力を有する第１の増幅器Ｕ１を備え、 該増幅器Ｕ１は、 第１の大電力・広帯域幅状態と、第２の低電
力・狭帯域幅状態とを備え、 前記パルス発生手段Ｕ６は、前記増幅器Ｕ１に
接続されて、低デユーテイサイクル大電流パルス
の１つが存在するときだけ、増幅器を第１の状態
に切り換え、それ以外のときには増幅器を第２の
状態に切り換える特許請求の範囲第１項記載の光
センサ装置。 ３ 前記パルス発生手段Ｕ６に接続された入力と
前記サンプルアンドホールド手段Ｕ１，CR１，
Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ３７，Ｃ２に接続さ
れた出力を備え、サンプルアンドホールド手段Ｕ
１，CR１，Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ３７，
Ｃ２を制御して各低デユーテイサイクル大電流パ
ルス時間に各検出パルスに対するピーク値を得、
かつ各低デユーテイサイクル大電流パルス直後に
方形波発生手段Ｕ８ｃに信号を印加するためのス
イツチング手段Ｕ５，Ｕ４を備える特許請求の範
囲第２項記載の光センサ装置。 ４ スイツチング手段Ｕ５，Ｕ４は、各低デユー
テイサイクル大電流パルス直後に信号を帰還する
ためにフイードバツク手段Ｕ２ｂ，Ｕ２ｃに接続
されている特許請求の範囲第３項記載の光センサ
装置。 ５ サンプルアンドホールド手段Ｕ１，CR１，
Ｃ１，Ｓ１，Ｕ３，Ｓ２，Ｒ３７，Ｃ２は、 増幅器Ｕ１の出力により充電されるためのコン
デンサＣ１を備える第１のサンプルホールド回路
を備え、該サンプルアンドホールド回路は、さら
に、 該コンデンサＣ１に接続されて、パルス発生手
段Ｕ６の各低デユーテイサイクル大電流パルス直
前に、このコンデンサＣ１を接地してその電荷を
除去するための該コンデンサＣ１に接続された第
１のスイツチＳ１を含み、該第１のスイツチＳ１
はスイツチング手段Ｕ５，Ｕ４の一部を形成し、 そして前記サンプルアンドホールド手段はさら
に、 前記コンデンサＣ１に接続された入力と第２の
スイツチＳ２に接続された出力とを有する第２の
増幅器Ｕ３と、第２のスイツチＳに接続された第
２のコンデンサＣ２とを備える第２のサンプルア
ンドホールド回路を備え、 第２のスイツチＳ２はスイツチング手段Ｕ５，
Ｕ４の一部を形成しそして第２のコンデンサＣ２
を充電するために各低デユーテイサイクル大電流
パルス後に閉成せられる特許請求の範囲第４項記
載の光センサ装置。 ６ フイードバツク手段Ｕ２ｂ，Ｕ２ｃは、 第２の増幅器Ｕ３の出力に接続された第３の増
幅器Ｕ２ｃと、 第３の増幅器Ｕ２ｃの出力に接続された第３の
スイツチＳ３と、 第３のスイツチＳ３に接続された入力と第１の
増幅器Ｕ１の入力に接続された出力とを備える積
分増幅器Ｕ２ｂとを備え、 第３のスイツチＳ３は、スイツチング手段Ｕ
５，Ｕ４の一部分を形成し、パルス発生手段Ｕ６
の各低デユーテイサイクル大電流パルス直後に閉
成せられる特許請求の範囲第５項記載の光センサ
装置。 ７ 光学的な光放射手段１０と、 測定されるべき変量に従つて可変量だけ該光放
射手段１０からの光を減衰させる光学的な光結合
手段１５と、 当該光結合手段１５に接続される光学−電気変
換型光検出手段２０とを備える光センサ装置の動
作方法において、 電流パルスを光学的な光放射手段１０へ印加し
て光パルスを発生させ、 光学−電気変換型光検出手段２０で光パルスを
検出して検出パルスを発生させ、 各パルス時間中に検出パルスに対するピーク値
をサンプルおよびホールドする諸段階から構成さ
れ、 光学的な光放射手段１０に与えられる電流パル
スは低デユーテイサイクル大電流パルスであり、 電気的な抑制信号が、各低デユーテイサイクル
大電流パルスの終了直後に光学−電気変換型光検
出手段２０へ帰還せられ、そして、 測定されるべき変量に対応する方形波が、検出
パルスに対するピーク値を使用して発生せられる
ことを特徴とする光センサ装置の動作方法。 ８ 各低デユーテイサイクル大電流パルス時間中
には、大電力・広帯域幅増幅器Ｕ１を用いて検出
パルスを増幅し、それ以外の時間には、低電力・
狭帯域幅増幅器Ｕ１を使用して検出パルスを増幅
する段階を備える特許請求の範囲第７項記載の光
センサ装置の動作方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/612,284 US4628197A (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Electronics for fiber optic vortex shedding flow meter |
| US612284 | 1984-05-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256014A JPS60256014A (ja) | 1985-12-17 |
| JPH0512760B2 true JPH0512760B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=24452516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106227A Granted JPS60256014A (ja) | 1984-05-21 | 1985-05-20 | 光センサ装置 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4628197A (ja) |
| EP (1) | EP0165697B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60256014A (ja) |
| KR (1) | KR900004882B1 (ja) |
| AU (1) | AU572294B2 (ja) |
| BR (1) | BR8501765A (ja) |
| CA (1) | CA1227356A (ja) |
| DE (1) | DE3566452D1 (ja) |
| ES (1) | ES8609702A1 (ja) |
| HK (1) | HK77189A (ja) |
| IN (1) | IN162597B (ja) |
| MX (1) | MX162204A (ja) |
| SG (1) | SG46889G (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656353A (en) * | 1986-01-21 | 1987-04-07 | The Babcock & Wilcox Company | Variable pulse rate led electronics for a fiber optic vortex shedding flowmeter |
| US4742574A (en) * | 1986-02-03 | 1988-05-03 | The Babcock & Wilcox Company | Two-wire 4-20 mA electronics for a fiber optic vortex shedding flowmeter |
| GB8713699D0 (en) * | 1987-06-11 | 1987-07-15 | British Telecomm | Optical receiver circuit |
| US4958070A (en) * | 1988-11-07 | 1990-09-18 | The Babcock & Wilcox Company | Digital electronics for controlling a fiber optic shedding flowmeter |
| GB2238380A (en) * | 1989-11-23 | 1991-05-29 | Hughes Microelectronics Ltd | Vortex shedding flowmeter |
| CH687794A5 (de) * | 1994-04-07 | 1997-02-14 | Landis & Gyr Tech Innovat | Schaltungsanordnung zur Uebertragung von Impulsen. |
| US6483104B1 (en) | 1996-09-23 | 2002-11-19 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Rotational angle sensor using a CCD line with enhanced measuring precision |
| DE19638912A1 (de) * | 1996-09-23 | 1998-03-26 | Teves Gmbh Alfred | Drehwinkelsensor mit CCD-Zeile und periodisch angesteuerter Lichtquelle |
| JP2018084462A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 株式会社ミツトヨ | エンコーダ及び信号処理回路 |
| CN109294901A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-02-01 | 福建省博凯科技有限公司 | 一段式热对流pcr仪及控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5774615A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Optical fiber flowmeter |
| JPS603423B2 (ja) * | 1979-12-03 | 1985-01-28 | ダウ コ−ニング コ−ポレ−シヨン | 金属カルボニル化合物によつて触媒作用された酸素一硬化性メルカプト−官能性オルガノシリコン−有機化合物組成物およびそれから高分子量生成物の製法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4011754A (en) * | 1976-06-07 | 1977-03-15 | International Standard Electric Corporation | Flowmeter |
| GB2093997B (en) * | 1981-03-03 | 1984-09-12 | Marconi Co Ltd | Flowmeter |
| SE426345B (sv) * | 1981-05-18 | 1982-12-27 | Asea Ab | Fiberoptiskt metdon for metning av fysikaliska och/eller kemiska storheter, baserat pa sensormaterial med en olinjer ljus in/ljus ut karakteristik |
| JPS603423U (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-11 | トキコ株式会社 | 流速・流量検出装置 |
| US4552026A (en) * | 1984-10-22 | 1985-11-12 | The Babcock & Wilcox Company | Sensor for a vortex shedding flowmeter |
| DE3534273A1 (de) * | 1985-09-26 | 1987-04-02 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von vinylamin-einheiten enthaltenden wasserloeslichen copolymerisaten und deren verwendung als nass- und trockenverfestigungsmittel fuer papier |
-
1984
- 1984-05-21 US US06/612,284 patent/US4628197A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-02-22 CA CA000474958A patent/CA1227356A/en not_active Expired
- 1985-03-05 KR KR1019850001364A patent/KR900004882B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-03-12 ES ES541172A patent/ES8609702A1/es not_active Expired
- 1985-03-15 IN IN196/CAL/85A patent/IN162597B/en unknown
- 1985-04-10 BR BR8501765A patent/BR8501765A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-05-09 MX MX205256A patent/MX162204A/es unknown
- 1985-05-09 DE DE8585303292T patent/DE3566452D1/de not_active Expired
- 1985-05-09 EP EP19850303292 patent/EP0165697B1/en not_active Expired
- 1985-05-16 AU AU42570/85A patent/AU572294B2/en not_active Ceased
- 1985-05-20 JP JP60106227A patent/JPS60256014A/ja active Granted
-
1989
- 1989-07-31 SG SG46889A patent/SG46889G/en unknown
- 1989-09-28 HK HK77189A patent/HK77189A/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS603423B2 (ja) * | 1979-12-03 | 1985-01-28 | ダウ コ−ニング コ−ポレ−シヨン | 金属カルボニル化合物によつて触媒作用された酸素一硬化性メルカプト−官能性オルガノシリコン−有機化合物組成物およびそれから高分子量生成物の製法 |
| JPS5698613A (en) * | 1980-01-11 | 1981-08-08 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel control device |
| JPS5774615A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Optical fiber flowmeter |
Also Published As
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| KR850008412A (ko) | 1985-12-16 |
| CA1227356A (en) | 1987-09-29 |
| HK77189A (en) | 1989-10-06 |
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| EP0165697A1 (en) | 1985-12-27 |
| KR900004882B1 (ko) | 1990-07-09 |
| DE3566452D1 (en) | 1988-12-29 |
| US4628197A (en) | 1986-12-09 |
| ES8609702A1 (es) | 1986-09-01 |
| SG46889G (en) | 1989-12-22 |
| MX162204A (es) | 1991-04-08 |
| IN162597B (ja) | 1988-06-18 |
| AU572294B2 (en) | 1988-05-05 |
| AU4257085A (en) | 1986-11-27 |
| ES541172A0 (es) | 1986-09-01 |
| BR8501765A (pt) | 1986-06-17 |
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