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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- amplifier
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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 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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---|---|
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CA1227356A (en) | 1987-09-29 |
HK77189A (en) | 1989-10-06 |
EP0165697B1 (en) | 1988-11-23 |
EP0165697A1 (en) | 1985-12-27 |
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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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