WO1995033187A1 - Procede et dispositif pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement - Google Patents

Procede et dispositif pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement Download PDF

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WO1995033187A1
WO1995033187A1 PCT/FR1995/000718 FR9500718W WO9533187A1 WO 1995033187 A1 WO1995033187 A1 WO 1995033187A1 FR 9500718 W FR9500718 W FR 9500718W WO 9533187 A1 WO9533187 A1 WO 9533187A1
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fiber
mirror
signal
optical
filter
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PCT/FR1995/000718
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Inventor
Bertrand Jarret
Pierre Lecoy
Abdelrafik Malki
Jeanine Marty
Original Assignee
Framatome
Centrale Recherche S.A.
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for measuring the vibrations of a moving structure, in particular of a rotating machine, but applies more generally to any assembly subjected to periodic oscillations or not, to constant or variable frequencies or amplitudes over time.
  • each fiber there is a lens which allows, for the first to make the light beam parallel to the exit of this fiber, for the second, to converge the reflected beam towards the entry of the other fiber , the measurement using the Doppler effect resulting from the difference in optical paths between the incident beam and the reflected beam, a function of the amplitude and frequency of the vibrations of the mirror, and therefore of the vibrating structure carrying the latter.
  • Such a system is complex to perform and above all provides only relatively imprecise measurements, in the absence of any reference quantity, so that the disturbances possibly created in the optical paths of one or the other of the two fibers , can considerably disturb the result obtained.
  • this device has another drawback, namely that the measurement signal is identical for two positions of the flexible beam carrying the mirror on the other hand.
  • the subject of the present invention is a method and a device for measuring the vibrations of a moving structure using a flexible beam which vibrates in synchronism with the structure to be controlled, which uses the emission and reflection of 'A light beam from a single optical fiber, modulated by the movements of the beam itself, but under conditions which allow the drawbacks of the solutions already known in the art to be eliminated.
  • this vibrating beam in synchronism with the structure is characterized in that there is at the free end of the fiber an optical filter, capable of reflecting a first optical reference signal of the beam introduced into this fiber and whose the wavelength is included in a determined spectral zone, and to allow passage for a second optical signal, introduced into the fiber simultaneously with the first but whose wavelength is included in a spectral zone different from the previous one, this second signal, at the output of the fiber beyond the filter, being returned by a spherical mirror whose optical axis coincides with that of the fiber and whose center is located at the end thereof substantially at the right of the filter so as to allow the return into the fiber of this second signal after reflection on the mirror, and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) in that the oscillating beam is arranged so that it has a face arranged in the direction of the axis of the fiber, so that the part of the second signal received by this face is deflected out of the fiber and the mirror or absorbed, the vibration of the beam modulating the variable fraction of the second signal not deviated or absorbed by its inclined face and reflected by the mirror, before being taken up by the fiber.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to permanently supply a suitable measurement device with a reference determined from an optical signal of given wavelength returned by the optical filter provided at the end of the fiber and which permanence takes into account the line losses or constraints created in the fiber on this first signal.
  • the second optical signal which freely crosses the filter and which is reflected by the spherical mirror, is modulated by the oscillating beam placed on its path and arranged so that, depending on its position through this signal , this occult beam or on the contrary lets freely pass all or part of the signal which, after reflection on the mirror, returns in the fiber with the same wavelength but an intensity modulation which depends directly on the vibration of the beam, therefore of the structure.
  • the optical signals constituting the first and second signals, of different respective wavelengths, are then compared and processed in a measurement circuit, which finally delivers an electrical signal exactly representative of the amplitude and the frequency of the vibrations of the beam. , therefore of the structure, in particular by overcoming any external disturbance, in particular during the successive journeys inside the optical fiber, on the outward journey as on the return.
  • the oscillating beam is produced in such a way that, in its rest position, half of the second optical signal delivered by the fiber reaches the spherical mirror and is returned to the filter, while that the other half is deflected out of the mirror and out of the fiber.
  • the angle of the inclined face of the beam on the axis of the fiber is determined so that the fraction of the second optical signal reflected by the spherical mirror varies between 0 and 100%, depending on the amplitude and the phase of the vibrational displacements of this beam.
  • the invention also relates to a device for implementing the method, comprising a single optical fiber for the emission, by its free end, of a light beam reflected by a spherical mirror whose axis coincides with that of the fiber , the center of the mirror being disposed on this end, characterized in that the fiber comprises at this same end a filter, capable of reflecting in the fiber a first reference signal of given wavelength and allowing a second signal to pass different wavelength measurement, the fiber and the spherical mirror being carried by a support box integral with the structure, which also supports a vibrating beam, driven in synchronism with this structure in a direction perpendicular to the common axis of the fiber and the mirror, the beam having a face arranged opposite the beam, suitable for deflecting outside the fiber and the mirror or for absorbing a part ie of this beam, so that the fraction of the beam reflected by this mirror is permanently modulated as a function of the relative position of the beam across this beam.
  • the filter provided at the end of the optical fiber is a multilayer filter, the pass band of which is determined so that it completely reflects the first signal and is crossed without attenuation by the second signal.
  • the face of the beam is inclined so as to deflect part of the beam by reflection.
  • the oscillating beam has in a plane containing the common axis of the fiber and the mirror a trapezoidal profile, one side of which coincides with this axis when the beam is at rest, so that, in this position, its inclined face deflects outside the fiber and the mirror half of the second signal.
  • the inclined face of the beam is polished or provided with a reflective substance.
  • the beam can also be formed by means of a material capable of absorbing the part of the light beam which does not reach the mirror.
  • the face of the beam has any inclination, this beam being made of a material absorbing the beam.
  • the oscillating beam is constituted by an elongated tongue, comprising a first edge secured to the support housing and a second free, opposite edge, disposed on the path of the second signal from the end of the fiber.
  • the tongue comprises, between its opposite edges, a more massive intermediate zone, capable of increasing its inertia and facilitating its vibration, in synchronism with the structure carrying the support housing.
  • the support box comprises a support plate comprising a V-shaped notch or equivalent, for housing and immobilizing the fiber with respect to this box, with its axis in coincidence with that of the spherical mirror, on both sides of the oscillating beam.
  • the fiber is fixed in the notch by gluing, welding or other immobilization means.
  • the housing comprises an internal cradle with semi-cylindrical profile for mounting the spherical mirror, this cradle being joined on one of its lateral sides to the first edge of the elongated tongue constituting the vibrating beam.
  • the housing is made of a dielectric material and also has a low coefficient of expansion.
  • the device comprises a measurement circuit comprising two light emitting diodes, delivering two light beams whose spectra are respectively shifted and electrically modulated by two distinct frequencies, a polychromator delivering, from these beams, two optical signals of different wavelengths, one of which is reflected by the filter provided at the end of the optical fiber and the other is returned in this fiber by the spherical mirror after modulation by the oscillating beam , and a coupler which directs part of the signals coming from the polychromator as well as the signals returning in the fiber, respectively to two receiving diodes transforming these optical signals in electrical signals having two components of different frequencies, each of the components of these electrical signals being treated separately through filters tuned to the frequencies of these signals, so as to provide a response characterizing the vibration measured by comparison with a reference value constantly adjusted.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating the device according to the invention for measuring the vibrations of any structure by means of the device considered.
  • FIG. 2 is a perspective view on a larger scale of the vibrating beam used in the device according to Figure 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view on an even larger scale, schematically showing the manner in which the mounting of the optical fiber on the support plate of the housing is carried out.
  • FIG. 4a, 4b, 4c are diagrams for explaining how the vibrating beam modulates the light beam from the fiber towards the spherical mirror.
  • - Figure 5 is a diagram showing the power on the ordinate and the wavelength on the abscissa of the light signals conveyed in the optical fiber of the device according to the invention.
  • - Figure 6 is a circuit diagram for performing the vibration measurement using the device of one invention.
  • the reference 1 designates as a whole a sensor intended to be fixed on any structure (not shown), subjected to vibrations and of which it is desired to measure the latter, in amplitude and in frequency, of the kind for example of the shaft of a rotating or other machine, if necessary placed in an inaccessible or dangerous environment.
  • the sensor 1 whose size is relatively very small (a few centimeters in its largest dimension) comprises a support housing 2, preferably made of a dielectric material and having a low coefficient of expansion, this housing being provided with a bore 3 for an optical fiber 4.
  • the latter opens beyond the end of the bore 3 in a region 5 of the housing 2 delimited by the bottom 6 thereof, of substantially hemispherical shape, and rests on a plate support 7, arranged in a diametral plane of the housing in this region.
  • the plate 7 comprises, as more particularly shown in FIG. 3, an open notch 8, in the form of a V or other, in the bottom of which the protruding part of the fiber 4 rests, the latter being immobilized in this notch by gluing, welding or other suitable means.
  • the support plate 7, of which Figure 2 illustrates in more detail the particular shape, is extended at the end opposite to that which comprises the V-shaped notch containing the fiber 4, by a heel 9 for connection with a beam vibrant 10.
  • This beam 10 is in particular in the form of a narrow and thin strip 11, secured by one of its edges 12 to the heel 9 and free at its opposite edge 13, which is located across the notch 8 but slightly forward of it, beyond the end 14 of the fiber 4 ( Figure 4).
  • the strip 11 has between its edges 12 and 13 an intermediate part or zone 15, substantially more massive and making it possible to increase the inertia of the beam 10, which can be struggled with a suitable amplitude opposite the fiber 4 to inside the region 5, in particular downwards in FIG. 1 in the internal part 16 of the cradle 6, or upwards above the reference plane formed by the support plate 7 supporting the optical fiber.
  • the cradle 6 moreover comprises a spherical mirror 17 whose reflecting surface 18 (FIG. 4) is directed towards the end 14 of the fiber 4, this spherical mirror having its axis 19 exactly coincides with the axis 20 of the fiber 4 and being adjusted in position inside the cradle, so that its optical center coincides with this end 14 where the fiber comprises a multilayer filter 21, the role of which will be defined below.
  • the beam 10 secured to the support housing 2 is designed to vibrate in synchronism with the structure on which the sensor 1 is mounted, and is moreover arranged so as to have in cross section, as shown more particularly in FIG. 4, a section trapezoidal, with an upper planar face 22, corresponding in section to the small base of the trapezoid and which, when the beam is at rest, forms a plane containing the common axis 19, 20 of the mirror 17 and of the optical fiber 4.
  • the beam 10 is designed so that its inclined lateral face 23 which forms in section one of the sides trapezoid, and which is arranged opposite the end 14 of the fiber 4, either polished or provided with a reflective substance so that a light ray coming from the fiber and which strikes this face 23, is deflected by it, in order to be returned in a direction where it meets neither the fiber, nor the reflecting face 18 of the mirror 17.
  • the beam 10 can also be made of a material which absorbs the part of the light ray coming from the fiber which strikes the inclined face 23, so that this part of the light ray is not returned into the fiber.
  • the face 23 can have any angle relative to the axis of the optical fiber.
  • the strip 11 will, as the case may be, block or on the contrary release the beam delivered by the fiber, the relative arrangement of the various parts of the device being such that, in the rest position (FIG. 4a), half of the light beam is obscured by the beam which deflects the light radiation by its face 23 outside the fiber and the mirror 17, while the other half, on the other hand, reaches the reflecting face 18 thereof which returns this radiation towards its center and therefore towards the end 14 of the fiber which recovers it .
  • the beam 10 in its maximum upward displacement in the Figures ( Figure 4b), the beam 10 completely obscures the radiation from the fiber, the whole of which is deflected; on the other hand, in its maximum downward movement (Figure 4c), all the light radiation reaches the mirror 17 and is fully returned to the fiber 4.
  • the beam 10 therefore modulates the light beam supplied by the optical fiber, the part of this beam alone reflected by the mirror being re-coupled into the fiber, so as to make it possible to provide a characteristic measurement of the vibration created and thus detected.
  • the optical fiber 4 receives, under conditions which will be specified below, a first light beam emitted by one of the diodes 25 or 26 of a measurement circuit 24, the details of which will be explained below, the wavelengths of this first beam being included in a determined spectral zone, in particular as illustrated in Figure 5.
  • This gives, in relation to this first beam whose envelope is represented by curve A in the Figure, the powers on the ordinate and the wavelengths ⁇ on the abscissa, the latter lying between the values a and ⁇ b on the graph.
  • the fiber 4 receives a second light beam whose wavelengths are this time included in a distinct spectral zone, the wavelengths being between ⁇ c andA d.
  • the filter 21 provided at the end of the fiber 4 is chosen so that it is transparent for the wavelengths ⁇ c to X d, of the second beam and that, on the other hand, it totally reflects the radiation whose wavelengths are between ⁇ a and ⁇ b, this radiation cannot therefore leave the fiber and is returned in the opposite direction therein.
  • the filter could be arranged differently and conversely allow the wavelengths between a and b to pass and stop the wavelengths between c and d, the radiation coming from the fiber being reflected by the spherical mirror and modulated in intensity. through the beats of the oscillating beam in the manner already specified.
  • Figure 6 illustrates in more detail the block diagram of the circuit associated with the measurement sensor 1 and the optical fiber 4 mounted in the support housing 2, this measurement circuit being notably connected to the end of the fiber by a connector classic optics.
  • the plane in which the common axis 19, 20 of the fiber and the spherical mirror is located and which contains the face 22 of the beam 10 is assumed to be horizontal, this beam being animated by vibratory movements in the vertical direction. , so perpendicular to this plane.
  • FIG 6 it is assumed that the sensor and the fiber are arranged in a first zone (I), in which are grouped all the monitoring and control components of a given industrial process, this zone possibly corresponding in particular to a room containing the vibrating structure to be checked.
  • the measuring circuit designated as a whole under the reference 24, is for its part located in a zone (II), distinct and separate from the zone (I).
  • the circuit 24 includes a first light-emitting diode 25, capable of delivering light radiation whose spectrum corresponds to the envelope of the first beam envisaged in FIG. 5, with wavelengths included ⁇ a and b. It also comprises a second light-emitting diode 26 which in the same way delivers a light beam in a distinct spectral zone, the wavelengths being between l and ld.
  • the two diodes are connected to a polychromator 27 which, inside each of the two spectra A and B in FIG. 5, selects a wavelength 11 in the first spectrum and 12 in the second, according to the position of the beams from the diodes when entering the polychromator.
  • the diode 25 which thus emits the light signal of wavelength 11, is electrically modulated at a first frequency f1, while the diode 26 which emits the other wavelength signal 12 is electrically modulated at a second frequency f2 , different from the first.
  • the optical fiber 4 in the zone (I), 4a in the zone (II), is then connected to an output of the polychromator 27 and transmits in the direction of its end 14 and of the filter 21 mounted thereon, a signal which comprises two components of wavelengths 11 and 12, modulated at two different frequencies fl and f2.
  • a splitter coupler 28 separates this signal into two parts, the first being directed to a receiving diode 29 which transforms the previous light signals into two electrical signals also of different frequencies.
  • the second part of the signal from the coupler is sent to the optical fiber 4 and reaches the filter 21 at the end of the latter.
  • the first component of wavelength 11 and frequency fl is reflected by this filter 21 and is thus returned in the fiber in the opposite direction, while the second component of wavelength 12 and of frequency f2 is, in all or partly, reflected by the spherical mirror 17 and coupled again in the fiber, after having been modulated by the vibration of the oscillating beam 10 in the manner already specified.
  • the two components of optical signal thus restored in the fiber each correspond to the wavelengths 1 and 2, of frequencies fl and F2, which are then taken up by the coupler 28.
  • a part of the return signal is thus returned, at the output of the coupler 28, to a second photodiode 30 which transforms the two light signals into an electrical signal, with two components of different frequencies fl and f2.
  • the first electrical signal, with two components of frequencies fl and f2, delivered by the photodiode 29, is routed to the input of two filters 31 and 32 mounted in parallel, the first filter being tuned to the frequency fl and the second on the frequency frequency f2.
  • the filter outlet At the filter outlet
  • the signal obtained is representative of the power PI of the emitting diode 25, while at the output of the filter
  • the signal is representative of the power P2 of the diode 26.
  • a calculation module 33 then establishes the ratio of the powers PI and P2, which varies according to the weakening over time of the transmission power of the diodes 25 and 26 and therefore provides a reference value at all times.
  • the electrical signal delivered by the photodiode 30 is likewise combined at the input of two filters, respectively 34 and 35, which in turn are tuned to the frequencies f1 and f2.
  • a signal Ml is obtained representative of the signal reflected by the filter 21, which takes account of the possible weakening and losses in all the components of the light circuit and in particular losses in the fiber.
  • a signal M2 is likewise obtained which contains the information representative of the vibrations of the oscillating beam and consequently of the vibrations of the structure.
  • a calculation module 36 establishes the ratio of the signals M1 and M2, which varies according to the modulation due to beam 10.
  • the signals delivered by the modules 33 and 36 are finally routed to a multiplier module 37 which calculates the real measurement signal, corresponding to the ratio of the two values provided by these modules.

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Abstract

Le procédé consiste à utiliser une fibre optique (4) sur l'extrémité de laquelle est disposé un filtre (21), de façon à réfléchir un premier faisceau compris dans une zone spectrale déterminée, et à laisser le passage à un second faisceau compris dans une zone spectrale différente de la précédente, ce second faisceau étant modulé puis réfléchi par un miroir sphérique (17) à l'intérieur de la fibre. Selon l'invention, on réalise la modulation du faisceau par une poutre oscillante placée sur le trajet du faisceau et qui vibre en synchronisme avec la structure, la face de la poutre en regard de l'extrémité de la fibre étant inclinée pour dévier une partie variable du faisceau selon la position de la poutre.

Description

Procédé et dispositif pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement, en particulier d'une machine tournante, mais s'applique plus généralement à tout ensemble soumis à des oscillations périodiques ou non, à fréquences ou amplitudes constantes ou variables dans le temps.
En milieu industriel, la mesure précise des vibrations d'une structure est souvent indispensable mais se révèle parfois difficile à réaliser, notamment dans une ambiance hostile, en particulier dans un environnement ou une atmosphère explosive ou plus encore sous forte influence électromagnétique.
On connaît déjà des systèmes de mesure de telles vibrations, utilisant un ou plusieurs capteurs à quartz piézoélectriques ; mais ces systèmes sont généralement lourds et encombrants, ce qui les rend inutilisables lorsque la place disponible est réduite, et surtout lorsque l'environnement risque de perturber la mesure, notamment dans le cas de machines tournantes qui sont le siège de forces électromagnétiques, qui sont susceptibles de fausser gravement les mesures.
Pour pallier ces inconvénients, on a déjà prévu d'utiliser des fibres optiques véhiculant un signal lumineux, réfléchi par un miroir fixé sur la pièce vibrante, dont on mesure l'amplitude et la fréquence du déplacement ainsi créé.
Notamment, on peut utiliser un processus de triangulation optique tel que notamment décrit dans un
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 25) article publié par la revue Applied Optics, Vol. 28, N° 23 du 1er Décembre 1989, intitulé "Fiber optic vibration sensor for remote monitoring in high power electric machines". Ce système met en oeuvre un dispositif nécessitant l'usage de deux fibres optiques, la première pour l'acheminement du faisceau lumineux, la seconde pour le retour de ce faisceau, convenablement modulé par les déplacements de la structure qui porte le miroir.
A l'extrémité de chaque fibre, on dispose une lentille qui permet, pour la première de rendre le faisceau lumineux parallèle à la sortie de cette fibre, pour la seconde, de faire converger le faisceau réfléchi vers l'entrée de l'autre fibre, la mesure faisant appel à l'effet Doppler résultant de la différence des chemins optiques entre le faisceau incident et le faisceau réfléchi, fonction de l'amplitude et de la fréquence des vibrations du miroir, donc de la structure vibrante portant celui-ci.
Un tel système est complexe à réaliser et surtout ne fournit que des mesures relativement imprécises, en l'absence de toute grandeur de référence, de telle sorte que les perturbations éventuellement créées dans les chemins optiques de l'une ou l'autre des deux fibres, peuvent considérablement perturber le résultat obtenu.
Une autre solution a été proposée dans le brevet européen EP-A-0 151 958, qui décrit un dispositif comprenant une seule fibre optique, réalisant à la fois l'émission et la réception du faisceau lumineux dirigé vers le miroir porté par la pièce vibrante, ce qui permet d'éliminer, par différence, les perturbations éventuelles dans le trajet optique à l'aller et au retour du faisceau.
Mais ce dispositif présente un autre inconvénient, à savoir que le signal de mesure est identique pour deux positions de la poutre flexible portant le miroir de part
FEUILLE DE REMPLACEMENT (?. !! 26} et d'autre d'une position de repos intermédiaire, ce qui ne permet pas de définir avec précision la position exacte et instantanée de cette poutre à tout moment et d'en déduire les variations d'amplitude et de fréquence du mouvement vibratoire créé, la mesure étant relative et ne pouvant en outre s'affranchir des perturbations extérieures.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement à l'aide d'une poutre flexible qui vibre en synchronisme avec la structure à contrôler, qui utilise l'émission et la réflexion d'un faisceau lumineux issu d'une fibre optique unique, modulée par les mouvements de la poutre elle-même, mais dans des conditions qui permettent d'éliminer les inconvénients des solutions déjà connues dans la technique.
A cet effet, le procédé considéré, pour la mesure des vibrations d'une structure en mouvement, notamment d'une machine tournante ou autre, consistant à utiliser une fibre optique unique fixe et une poutre oscillante disposée en regard d'un faisceau lumineux délivré par la fibre, cette poutre vibrant en synchronisme avec la structure, se caractérise en ce qu'on dispose à l'extrémité libre de la fibre un filtre optique, apte à réfléchir un premier signal optique de référence du faisceau introduit dans cette fibre et dont la longueur d'onde est comprise dans une zone spectrale déterminée, et à laisser le passage pour un second signal optique, introduit dans la fibre simultanément avec le premier mais dont la longueur d'onde est comprise dans une zone spectrale différente de la précédente, ce second signal, à la sortie de la fibre au- delà du filtre, étant renvoyé par un miroir sphérique dont l'axe optique coïncide avec celui de la fibre et dont le centre est situé à l'extrémité de celle-ci sensiblement au droit du filtre de manière à permettre le retour dans la fibre de ce second signal après réflexion sur le miroir, et
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) en ce qu'on aménage la poutre oscillante de telle sorte qu'elle présente une face disposée sur la direction de l'axe de la fibre, afin que la partie du second signal reçue par cette face soit déviée hors de la fibre et du miroir ou absorbée, la vibration de la poutre modulant la fraction variable du second signal non déviée ou absorbée par sa face inclinée et réfléchie par le miroir, avant d'être reprise par la fibre.
Le procédé selon l' invention permet donc de fournir en permanence à un appareil de mesure approprié une référence déterminée à partir d'un signal optique de longueur d'onde donnée renvoyé par le filtre optique prévu à l'extrémité de la fibre et qui en permanence tient compte des pertes ou contraintes en ligne créées dans la fibre sur ce premier signal.
Le second signal optique, de longueur d'onde différente, qui traverse librement le filtre et qui est réfléchi par le miroir sphérique, est modulé par la poutre oscillante placée sur son trajet et aménagée de telle sorte que, selon sa position à travers ce signal, cette poutre occulte ou au contraire laisse librement passer tout ou partie du signal qui, après réflexion sur le miroir, revient dans la fibre avec la même longueur d'onde mais une modulation en intensité qui dépend directement de la vibration de la poutre, donc de la structure.
Les signaux optiques constituant les premier et second signaux, de longueurs d'ondes respectives différentes, sont alors comparés et traités dans un circuit de mesure, qui finalement délivre un signal électrique exactement représentatif de l'amplitude et de la fréquence des vibrations de la poutre, donc de la structure, notamment en s 'affranchissant de toute perturbation extérieure, en particulier au cours des trajets successifs à l'intérieur de la fibre optique, à l'aller comme au retour.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 25) Selon une caractéristique préférée de l'invention, on réalise la poutre oscillante de telle sorte que, en position de repos de celle-ci, la moitié du second signal optique délivré par la fibre atteigne le miroir sphérique et soit renvoyée vers le filtre, tandis que l'autre moitié est déviée hors du miroir et de la fibre.
De préférence également, l'angle de la face inclinée de la poutre sur l'axe de la fibre est déterminé de telle sorte que la fraction du second signal optique réfléchie par le miroir sphérique, varie entre 0 et 100 %, selon l'amplitude et la phase des déplacements en vibration de cette poutre.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comportant une fibre optique unique pour l'émission, par son extrémité libre, d'un faisceau lumineux réfléchi par un miroir sphérique dont l'axe coïncide avec celui de la fibre, le centre du miroir étant disposé sur cette extrémité, caractérisé en ce que la fibre comporte à cette même extrémité un filtre, apte à réfléchir dans la fibre un premier signal de référence de longueur d'onde donnée et à laisser passer un second signal de mesure de longueur d'onde différente, la fibre et le miroir sphérique étant portés par un boîtier de support solidaire de la structure, lequel supporte également une poutre vibrante, entraînée en synchronisme avec cette structure selon une direction perpendiculaire à 1 ' axe commun de la fibre et du miroir, la poutre présentant une face disposée en regard du faisceau, propre à dévier en dehors de la fibre et du miroir ou à absorber une partie de ce faisceau, de telle sorte que la fraction du faisceau réfléchie par ce miroir soit modulée en permanence en fonction de la position relative de la poutre en travers de ce faisceau.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (π.ÈGLE 26) Selon une caractéristique particulière, le filtre prévu à l'extrémité de la fibre optique est un filtre multicouche, dont la bande passante est déterminée de telle sorte qu'il réfléchisse totalement le premier signal et soit traversé sans atténuation par le second signal.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la face de la poutre est inclinée de manière à dévier par réflexion une partie du faisceau.
Avantageusement et selon une autre caractéristique de ce premier mode de réalisation, la poutre oscillante présente dans un plan contenant l'axe commun de la fibre et du miroir un profil en forme de trapèze, dont un côté est confondu avec cet axe lorsque la poutre est au repos, de telle sorte que, dans cette position, sa face inclinée dévie en dehors de la fibre et du miroir la moitié du second signal.
De préférence, la face inclinée de la poutre est polie ou munie d'une substance réfléchissante. La poutre peut également être constituée au moyen d'un matériau propre à absorber la partie du faisceau lumineux qui n'atteint pas le miroir.
Dans un autre mode de réalisation, la face de la poutre présente une inclinaison quelconque, cette poutre étant réalisée en un matériau absorbant le faisceau.
De préférence et quelle que soit la variante envisagée, la poutre oscillante est constituée par une languette allongée, comprenant un premier bord solidaire du boîtier de support et un second bord libre, opposé, disposé sur le trajet du second signal issu de l'extrémité de la fibre. Avantageusement, la languette comprend, entre ses bords opposés, une zone intermédiaire plus massive, propre à accroître son inertie et à faciliter sa mise en vibration, en synchronisme avec la structure portant le boîtier de support.
Selon encore une autre caractéristique, le boîtier de support comprend une platine d'appui comportant une encoche en forme de V ou équivalent, pour le logement et l'immobilisation de la fibre vis-à-vis de ce boîtier, avec son axe en coïncidence avec celui du miroir sphérique, de part et d'autre de la poutre oscillante. Selon le cas, la fibre est fixée dans l'encoche par collage, par soudage ou par autre moyen d'immobilisation.
De préférence, le boîtier comporte un berceau interne à profil hémicylindrique pour le montage du miroir sphérique, ce berceau étant réuni sur un de ses côtés latéraux au premier bord de la languette allongée constituant la poutre vibrante. De façon également avantageuse, le boîtier est constitué en un matériau diélectrique et présente en outre un faible coefficient de dilatation.
Enfin et selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un circuit de mesure comprenant deux diodes émettrices électroluminescentes, délivrant deux faisceaux lumineux dont les spectres sont respectivement décalés et modulés électriquement par deux fréquences distinctes, un polychromateur délivrant, à partir de ces faisceaux, deux signaux optiques de longueurs d'ondes différentes, dont l'un est réfléchi par le filtre prévu à l'extrémité de la fibre optique et l'autre est renvoyé dans cette fibre par le miroir sphérique après modulation par la poutre oscillante, et un coupleur qui dirige une partie des signaux issus du polychromateur ainsi que les signaux revenant dans la fibre, respectivement vers deux diodes réceptrices transformant ces signaux optiques en signaux électriques ayant deux composantes de fréquences différentes, chacune des composantes de ces signaux électriques étant traitée séparément à travers des filtres accordés sur les fréquences de ces signaux, de manière à fournir une réponse caractérisant la vibration mesurée par comparaison avec une valeur de référence constamment ajustée.
D'autres caractéristiques d'un dispositif de mesure de vibrations selon l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La Figure 1 est une vue en perspective, illustrant le dispositif selon l'invention pour la mesure des vibrations d'une structure quelconque au moyen du dispositif considéré.
- La Figure 2 est une vue en perspective à plus grande échelle de la poutre vibrante mise en oeuvre dans le dispositif selon la Figure 1.
- La Figure 3 est une vue en coupe transversale à encore plus grande échelle, schématisant la manière dont est réalisé le montage de la fibre optique sur la platine d'appui du boîtier.
- Les Figures 4a, 4b, 4c, sont des schémas permettant d'expliciter la manière dont la poutre vibrante réalise la modulation du faisceau lumineux issu de la fibre en direction du miroir sphérique.
- La Figure 5 est un diagramme portant la puissance en ordonnées et la longueur d'onde en abscisses des signaux lumineux véhiculés dans la fibre optique du dispositif selon l'invention. - La Figure 6 est un schéma du circuit permettant d'effectuer la mesure des vibrations à l'aide du dispositif de 1 ' invention.
Sur la Figure 1, la référence 1 désigne dans son ensemble un capteur destiné à être fixé sur une structure quelconque (non représentée) , soumise à des vibrations et dont on désire mesurer ces dernières, en amplitude et en fréquence, du genre par exemple de l'arbre d'une machine tournante ou autre, le cas échéant placée dans un environnement peu accessible ou dangereux.
Le capteur 1 dont l'encombrement est relativement très réduit (de quelques centimètres dans sa plus grande dimension) comporte un boîtier de support 2, de préférence réalisé en un matériau diélectrique et présentant un faible coefficient de dilatation, ce boîtier étant muni d'un alésage 3 pour une fibre optique 4. Cette dernière débouche au-delà de l'extrémité de l'alésage 3 dans une région 5 du boîtier 2 délimité par le fond 6 de celui-ci, de forme sensiblement hémisphérique, et repose sur une platine d'appui 7, disposée dans un plan diamétral du boîtier dans cette région.
La platine 7 comporte, comme plus particulièrement représenté sur la Figure 3 , une encoche ouverte 8, en forme de V ou autre, dans le fond de laquelle s'appuie la partie dépassante de la fibre 4, celle-ci étant immobilisée dans cette encoche par collage, soudage ou autre moyen approprié.
La platine d'appui 7, dont la Figure 2 illustre avec plus de détails la forme particulière, se prolonge à l'extrémité opposée à celle qui comporte l'encoche en V contenant la fibre 4, par un talon 9 de liaison avec une poutre vibrante 10. Cette poutre 10 se présente notamment sous la forme d'une lamelle étroite et mince 11, solidarisée par un de ses bords 12 au talon 9 et libre à son bord opposé 13, lequel se situe en travers de l'encoche 8 mais légèrement en avant de celle-ci, au-delà de l'extrémité 14 de la fibre 4 (Figure 4) . Avantageusement, la lamelle 11 comporte entre ses bords 12 et 13 une partie ou zone intermédiaire 15, sensiblement plus massive et permettant d'augmenter l'inertie de la poutre 10, laquelle peut se débattre avec une amplitude convenable en regard de la fibre 4 à l'intérieur de la région 5, notamment vers le bas sur la Figure 1 dans la partie interne 16 du berceau 6, ou vers le haut au-dessus du plan de référence formé par la platine d'appui 7 supportant la fibre optique.
Le berceau 6 comporte par ailleurs un miroir sphérique 17 dont la surface réfléchissante 18 (Figure 4) est dirigée vers l'extrémité 14 de la fibre 4, ce miroir sphérique ayant son axe 19 exactement confondu avec l'axe 20 de la fibre 4 et étant ajusté en position à l'intérieur du berceau, de telle sorte que son centre optique coïncide avec cette extrémité 14 où la fibre comporte un filtre multicouche 21, dont le rôle sera défini plus loin.
La poutre 10 solidarisée du boîtier de support 2 est conçue pour vibrer en synchronisme avec la structure sur laquelle est monté le capteur 1, et est par ailleurs aménagée de manière à présenter en section droite, comme le montre plus particulièrement la Figure 4, une section trapézoïdale, avec une face plane supérieure 22, correspondant en coupe à la petite base du trapèze et qui, lorsque la poutre est au repos, forme un plan contenant l'axe commun 19, 20 du miroir 17 et de la fibre optique 4.
Enfin, la poutre 10 est conçue de telle sorte que sa face latérale inclinée 23 qui forme en coupe un des côtés du trapèze, et qui est disposée en regard de l'extrémité 14 de la fibre 4, soit polie ou munie d'une substance réfléchissante de telle sorte qu'un rayon lumineux issu de la fibre et qui vient frapper cette face 23, soit dévié par celle-ci, afin d'être renvoyé dans une direction où il ne rencontre ni la fibre, ni la face réfléchissante 18 du miroir 17. La poutre 10 peut également être réalisée dans un matériau qui absorbe la partie du rayon lumineux issu de la fibre qui vient frapper la face inclinée 23, de façon à ce que cette partie du rayon lumineux ne soit pas renvoyée dans la fibre. Dans ce cas, la face 23 peut présenter un angle quelconque par rapport à l'axe de la fibre optique.
Dans ces conditions, on comprend que lors des oscillations de la poutre 10 en regard de la fibre optique 4 à l'intérieur du boîtier de support 2, dues aux vibrations de la structure portant le boîtier, la lamelle 11 va, selon le cas, obturer ou au contraire libérer le faisceau délivré par la fibre, l'agencement relatif des diverses parties du dispositif étant tel que, en position de repos (Figure 4a) , la moitié du faisceau lumineux soit occultée par la poutre qui dévie le rayonnement lumineux par sa face 23 en dehors de la fibre et du miroir 17, tandis que l'autre moitié atteint en revanche la face réfléchissante 18 de celui-ci qui renvoie ce rayonnement vers son centre et donc vers l'extrémité 14 de la fibre qui le récupère.
En revanche, dans son déplacement maximal vers le haut sur les Figures (Figure 4b) , la poutre 10 occulte totalement le rayonnement issu de la fibre, dont la totalité est déviée ; en revanche, dans son déplacement maximal vers le bas (Figure 4c) , tout le rayonnement lumineux atteint le miroir 17 et est intégralement renvoyé vers la fibre 4. La poutre 10 réalise donc une modulation du faisceau lumineux fourni par la fibre optique, la partie de ce faisceau seule réfléchie par le miroir se recouplant dans la fibre, de manière à permettre de fournir une mesure caractéristique de la vibration créée et ainsi détectée.
En fonctionnement, la fibre optique 4 reçoit, dans des conditions qui seront précisées plus loin, un premier faisceau lumineux émis par une des diodes 25 ou 26 d'un circuit de mesure 24 dont le détail sera explicité plus loin, les longueurs d'ondes de ce premier faisceau étant comprises dans une zone spectrale déterminée, en particulier comme illustré sur la Figure 5. Celle-ci donne, en relation avec ce premier faisceau dont l'enveloppe est représentée par la courbe A sur la Figure, les puissances en ordonnées et les longueurs d'ondes Λ en abscisses, ces dernières se situant entre les valeurs a et \ b sur le graphique.
Simultanément, la fibre 4 reçoit un second faisceau lumineux dont les longueurs d'ondes sont cette fois comprises dans une zone spectrale distincte, les longueurs d'ondes étant comprises entre Λc etA d.
Le filtre 21 prévu à l'extrémité de la fibre 4 est choisi de telle sorte qu'il soit transparent pour les longueurs d'ondes Λ c à X d, du second faisceau et qu'en revanche, il réfléchisse totalement le rayonnement dont les longueurs d'ondes sont comprises entre \ a et \ b, ce rayonnement ne pouvant donc sortir de la fibre et étant renvoyé en sens inverse dans celle-ci.
Bien entendu, le filtre pourrait être agencé différemment et inversement laisser passer les longueurs d'ondes entre a et b et arrêter les longueurs d'ondes entre c et d, le rayonnement issu de la fibre étant réfléchi par le miroir sphérique et modulé en intensité par les battements de la poutre oscillante de la façon déjà précisée.
La Figure 6 illustre de façon plus détaillée le schéma synoptique du circuit associé au capteur de mesure 1 et à la fibre optique 4 montée dans le boîtier de support 2, ce circuit de mesure étant notamment raccordé à 1 'extrémité de la fibre par un connecteur optique classique.
En position de fonctionnement, le plan dans lequel est situé l'axe commun 19, 20 de la fibre et du miroir sphérique et qui contient la face 22 de la poutre 10 est supposé horizontal, cette poutre étant animée de mouvements vibratoires dans la direction verticale, donc perpendiculairement à ce plan.
Sur la Figure 6, on suppose que le capteur et la fibre sont disposés dans une première zone (I) , dans laquelle sont regroupés tous les composants de surveillance et de commande d'un processus industriel donné, cette zone pouvant notamment correspondre à une salle contenant la structure vibrante à contrôler. Le circuit de mesure désigné dans son ensemble sous la référence 24, est pour sa part situé dans une zone (II) , distincte et séparée de la zone (I) .
Le circuit 24 comporte une première diode électro¬ luminescente 25, apte à délivrer un rayonnement lumineux dont le spectre correspond à l'enveloppe du premier faisceau envisagé sur la Figure 5, avec des longueurs d'ondes comprises \ a et b. Il comporte également une seconde diode électroluminescente 26 qui délivre de la même manière un faisceau lumineux dans une zone spectrale distincte, les longueurs d'ondes étant comprises entre le et ld. Les deux diodes sont connectées à un polychromateur 27 qui, à l'intérieur de chacun des deux spectres A et B sur la Figure 5, sélectionne une longueur d'onde 11 dans le premier spectre et 12 dans le second, selon la position des faisceaux issus des diodes à l'entrée dans le polychromateur.
La diode 25 qui émet ainsi le signal lumineux de longueur d'onde 11, est modulée électriquement à une première fréquence fl, tandis que la diode 26 qui émet l'autre signal de longueur d'onde 12 est modulée électriquement à une seconde fréquence f2 , différente de la première.
La fibre optique 4 dans la zone (I) , 4a dans la zone (II) , est alors connectée à une sortie du polychromateur 27 et transmet en direction de son extrémité 14 et du filtre 21 monté à celle-ci, un signal qui comporte deux composantes de longueurs d'ondes 11 et 12, modulées à deux fréquences différentes fl et f2.
Un coupleur diviseur 28 sépare ce signal en deux parties, une première étant dirigée vers une diode réceptrice 29 qui transforme les signaux lumineux précédents en deux signaux électriques également de fréquences différentes. La seconde partie du signal issu du coupleur est envoyée dans la fibre optique 4 et atteint le filtre 21 à l'extrémité de celle-ci.
La première composante de longueur d'onde 11 et de fréquence fl est réfléchie par ce filtre 21 et est ainsi renvoyée dans la fibre en sens inverse, tandis que la seconde composante de longueur d'onde 12 et de fréquence f2 est, en tout ou en partie, réfléchie par le miroir sphérique 17 et couplée à nouveau dans la fibre, après avoir été modulée par la vibration de la poutre oscillante 10 de la manière déjà précisée. Les deux composantes du signal optique ainsi restitué dans la fibre correspondent chacune aux longueurs d'ondes 1 et 2 , de fréquences fl et F2, qui sont alors reprises par le coupleur 28.
Une partie du signal de retour est ainsi renvoyée, à la sortie du coupleur 28, vers une seconde photodiode 30 qui transforme les deux signaux lumineux en un signal électrique, avec deux composantes de fréquences différentes fl et f2.
Le premier signal électrique, à deux composantes de fréquences fl et f2, délivré par la photodiode 29, est acheminé à l'entrée de deux filtres 31 et 32 montés en parallèle, le premier filtre étant accordé sur la fréquence fl et le second sur la fréquence f2. A la sortie du filtre
31, le signal obtenu est représentatif de la puissance PI de la diode émettrice 25, alors qu'à la sortie du filtre
32, le signal est représentatif de la puissance P2 de la diode 26. Un module de calcul 33 établit alors le rapport des puissances PI et P2, qui varie suivant l'affaiblissement dans le temps de la puissance d'émission des diodes 25 et 26 et fournit donc à tout instant une valeur de référence.
Le signal électrique délivré par la photodiode 30 est de même réuni à l'entrée de deux filtres, respectivement 34 et 35, qui à leur tour sont accordés sur les fréquences fl et f2. Dans ces conditions, à la sortie du filtre 34, on obtient un signal Ml représentatif du signal réfléchi par le filtre 21, qui tient compte de l'affaiblissement éventuel et des pertes dans tous les composants du circuit lumineux et notamment des pertes dans la fibre. A la sortie du filtre 35, on obtient de même un signal M2 qui contient 1 ' information représentative des vibrations de la poutre oscillante et par suite des vibrations de la structure. Un module de calcul 36 établit le rapport des signaux Ml et M2, qui varie en fonction de la modulation due à la poutre 10.
Les signaux délivrés par les modules 33 et 36 sont finalement acheminés vers un module multiplicateur 37 qui calcule le signal de mesure réel, correspondant au rapport des deux valeurs fournies par ces modules.
On réalise ainsi un dispositif de mesure des vibrations d'une structure en mouvement et notamment d'une machine tournante au moyen d'un ensemble simple et dont le fonctionnement élimine toutes les causes d'erreurs pouvant intervenir, le signal modulé en fonction de l'amplitude et de la fréquence des vibrations étant en permanence comparé à une valeur de référence qui elle-même s'affranchit des influences dues aux trajets optiques parcourus et aux pertes subies au cours de ces trajets.
Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple plus spécialement considéré et décrit ci-dessus en relation avec les dessins annexés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de mesure des vibrations d'une structure en mouvement, notamment d'une machine tournante ou autre, consistant à utiliser une fibre optique unique fixe (4) et une poutre oscillante (10) disposée en regard d'un faisceau lumineux délivré par la fibre, cette poutre vibrant en synchronisme avec la structure, caractérisé en ce qu'on dispose à l'extrémité libre de la fibre un filtre optique (21) , apte à réfléchir un premier signal optique de référence du faisceau introduit dans cette fibre et dont la longueur d'onde est comprise dans une zone spectrale déterminée, et à laisser le passage pour un second signal optique, introduit dans la fibre simultanément avec le premier mais dont la longueur d'onde est comprise dans une zone spectrale différente de la précédente, ce second signal, à la sortie de la fibre au-delà du filtre, étant renvoyé par un miroir sphérique (17) dont l'axe optique (19) coïncide celui (20) de la fibre et dont le centre est situé à l'extrémité de celle-ci sensiblement au droit du filtre de manière à permettre le retour dans la fibre de ce second signal après réflexion sur le miroir, et en ce qu'on aménage la poutre oscillante de telle sorte qu'elle présente une face inclinée (23) sur la direction de l'axe de la fibre, afin que la partie du second signal reçue par cette face soit déviée hors de la fibre et du miroir ou absorbée, la vibration de la poutre modulant la fraction variable du second signal non déviée ou absorbée par sa face inclinée et réfléchie par le miroir, avant d'être reprise par la fibre.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise la poutre vibrante (10) de telle sorte que, en position de repos de celle-ci, la moitié du second signal optique délivré par la fibre (4) atteigne le miroir sphérique (17) et soit renvoyée vers le filtre (21) , tandis que l'autre moitié est déviée hors du miroir et de la fibre.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce qu'on détermine l'angle de la face inclinée (23) de la poutre (10) sur l'axe (20) de la fibre (4) de telle sorte que la fraction du second signal optique réfléchie par le miroir sphérique, varie entre 0 et 100 %, selon l'amplitude et la phase des déplacements en vibration de cette poutre.
4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une fibre optique unique (4) pour l'émission, par son extrémité libre (14) , d'un faisceau lumineux réfléchi par un miroir sphérique (17) dont l'axe (19) coïncide avec celui (20) de la fibre, le centre du miroir étant disposé sur cette extrémité, caractérisé en ce que la fibre comporte à cette même extrémité un filtre (21) , apte à réfléchir dans la fibre un premier signal de référence de longueur d'onde donnée et à laisser passer un second signal de mesure de longueur d'onde différente, la fibre et le miroir sphérique étant portés par un boîtier de support (2) solidaire de la structure, lequel supporte également une poutre oscillante (10) , vibrant en synchronisme avec cette structure selon une direction perpendiculaire à l'axe commun de la fibre et du miroir, la poutre présentant une face (23) en regard du faisceau, propre à dévier en dehors de la fibre et du miroir ou à absorber une partie de ce faisceau, de telle sorte que la fraction du faisceau réfléchie par le miroir et reprise par la fibre soit modulée en permanence, en fonction de la position relative de la poutre en travers de ce faisceau.
5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre (21) prévu à l'extrémité de la fibre optique (4) est un filtre multicouche, dont la bande passante est déterminée de telle sorte qu'il réfléchisse totalement le premier signal et soit traversé sans atténuation par le second signal.
6 - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la face (23) de la poutre est inclinée de manière à dévier par réflexion une partie du faisceau.
7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la poutre oscillante (10) présente dans un plan contenant l'axe commun (19, 20) de la fibre (4) et du miroir (17) un profil en forme de trapèze, dont un côté (22) est confondu avec cet axe lorsque la poutre est au repos, de telle sorte que, dans cette position, sa face inclinée (23) dévie en dehors de la fibre et du miroir la moitié du second signal.
8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la face inclinée (23) de la poutre (10) est polie ou munie d'une substance réfléchissante.
9 - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la face (23) de la poutre présente une inclinaison quelconque, cette poutre étant réalisée en un matériau absorbant le faisceau.
10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la poutre oscillante (10) est constituée par une languette allongée, comprenant un premier bord (12) solidaire d'une platine d'appui (7) du boîtier de support (2) et un second bord (13) libre, opposé, disposé sur le trajet du second signal issu de l'extrémité (14) de la fibre (4).
11 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la languette comprend, entre ses bords opposés, une zone intermédiaire (15) plus massive, propre à accroître son inertie et à faciliter sa mise en vibration, en synchronisme avec la structure portant le boîtier de support (2) .
12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la platine d'appui (7) du boîtier de support (2) comprend une encoche (8) en forme de V ou équivalent, pour le logement et l'immobilisation de la fibre (4) vis-à-vis de ce boîtier, avec son axe en coïncidence avec celui du miroir sphérique, de part et d'autre de la poutre oscillante.
13 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la fibre (4) est fixée dans l'encoche (8) de la platine (7) du boîtier (2) par collage, par soudage ou par autre moyen d'immobilisation.
14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le boîtier
(2) comporte un berceau interne (6) à profil hémicylindrique pour le montage du miroir sphérique (17) , ce berceau étant rendu solidaire de la platine d'appui (7) .
15 - Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le boîtier de support (2) est constitué en un matériau diélectrique et présente en outre un faible coefficient de dilatation.
16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de mesure (24) comprenant deux diodes émettrices électroluminescentes (25, 26) , délivrant deux faisceaux lumineux dont les spectres sont respectivement décalés et modulés électriquement par deux fréquences distinctes, un polychromateur (27) délivrant, à partir de ces faisceaux, deux signaux optiques de longueurs d'ondes différentes, dont l'un est réfléchi par le filtre (21) prévu à l'extrémité de la fibre optique (4) et l'autre est renvoyé dans cette fibre par le miroir sphérique après modulation par la poutre oscillante, et un coupleur (28) qui dirige une partie des signaux issus du polychromateur ainsi que les signaux revenant dans la fibre, respectivement vers deux diodes réceptrices (29, 30) transformant ces signaux optiques en signaux électriques ayant deux composantes de fréquences différentes, chacune des composantes de ces signaux électriques étant traitée séparément à travers des filtres (31, 32 - 34, 35) accordés sur les fréquences de ces signaux, de manière à fournir une réponse caractérisant la vibration mesurée par comparaison avec une valeur de référence constamment ajustée.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113566716A (zh) * 2021-08-27 2021-10-29 西安应用光学研究所 振动环境下反射镜组件微小相对位移测量装置及测量方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095673A1 (fr) * 1982-05-27 1983-12-07 Asea Ab Senseur à fibre optique pour mesurer des grandeurs physiques
US4493212A (en) * 1982-09-20 1985-01-15 Aetna Telecommunications Laboratories Fiber optic mass sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095673A1 (fr) * 1982-05-27 1983-12-07 Asea Ab Senseur à fibre optique pour mesurer des grandeurs physiques
US4493212A (en) * 1982-09-20 1985-01-15 Aetna Telecommunications Laboratories Fiber optic mass sensor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.CONFORTI ET AL: "Fiber optic vibration sensor for remote monitoring in high power electric machines", APPLIED OPTICS, vol. 28, no. 23, 1 December 1989 (1989-12-01), NEW YORK, USA, pages 5158 - 5161, XP000081096 *
R.W.FAYFIELD: "Fiber optics and photoelectric sensing, a good combination", INSTRUMENTS AND CONTROL SYSTEMS, vol. 55, no. 3, RADNOR, USA, pages 45 - 49 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113566716A (zh) * 2021-08-27 2021-10-29 西安应用光学研究所 振动环境下反射镜组件微小相对位移测量装置及测量方法

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