Устройство для передачи информации с вращающегося объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для передачи информации с вращающихся объектов. Цель изобретения - снижение потерь при передаче светового потока - достигается тем, что световод выполнен в виде диска с несколькими равномерно распределенными по его окружности щелевыми прорезями специального профиля. Световой поток, излучаемый источником, падает на одну из светоотражающих прорезей под предельным углом полного отражения и двигается вдоль прорези до окончания последней. Далее световой поток двигается прямолинейно до наружной поверхности световода и падает на эту поверхность также под предельным углом полного отражения, и далее движется вдоль этой поверхности, попадая через вывод к фотоприемнику. Устройство содержит источник излучения 1, установленный на вращающемся объекте, световод 2 с щелевыми прорезями 3 и элементом 4, выводящим световой поток к фотоприемнику 5. Благодаря такой конфигурации световода практически весь световой поток достигает фотоприемника, что обеспечивает максимальный коэффициент передачи независимо от угла поворота объекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з 6 01 0 5/26

ГОСУДАРСТВЕН1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633906/21 (22) 09,01.89 (46) 15.07.91. Бюл. М 26 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт Завода "Сибэлектротяжмаш" (72) Л.А. Мединский (53) 622.241.05:771 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 226986, кл. G 01 0 5/26, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЬЕ КТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для передачи информации с вращающихся объектов. Цель изобретения — снижение потерь при передаче светового потока — достигается тем, что световод выполнен в виде диска с несколькими равномерно распределенными по его окружности щелевыми прорезями. Ж 1663434 А1 специального профиля. Световой поток, излучаемый источником, падает на одну из светоотражающих прорезей под предельным углом полного отражения и двигается вдоль прорези до окончания последней. Далее световой поток двигается прямолинейно до наружной поверхности световода и падает на эту поверхность также под предельным углом полного отражения, и далее движется вдоль этой поверхности, попадая через вывод к фотоприемнику, Устройство содержит источник излучения 1, установленный на вращающемся обьекте, световод

2 с щелевыми прорезями 3 и элементом 4, выводящим световой поток к фотоприемнику 5. Благодаря такой конфигурации свето- Я вода практически весь световой поток достигает фотоприемника, что обеспечивает максимальный коэффициент передачи независимо от угла поворота объекта. 1 з.п.флы,2 ил.

4,4

1663434

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для передачи телеметрической информации с вращающихся объектов, например, для получения информации о состоянии вращающихся роторов крупных электрических машин.

Цель изобретения — снижение потерь передаваемого светового потока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи информации с вращающегося объекта содержащем источник несущего излучения, неподвижные световод и фотоприемник, световод выполнен в виде диска, расположенного в плоскости вращения источника излучения и охватывающего с зазором объект имеющего несколько равномерно распределенных по окружности диска светоотражающих цилиндрических щелевых прорезей с образующей, параллельной оси вращения и направляющей в плоскости вращения, описываемой выражением

nz (P 1я еГС51п

p(p) =/>мин е п1 (1) где р мин — радиус внутренней поверхности диска;

n1 — коэффициент преломления материала диска;

nz — коэффициент преломления окружающей среды, с наружным радиусом диска

/Ънеш =p (фмакс ) сщ arcsln, (2)

П1 п1

2л.

ГДЕ УЪакс .,П1 — ЧИСЛО ЩЕЛЕВЫХ ПРОРЕзей, и расположенным на наружном диаметре диска выводом светового потока к фотоприемнику.

На фиг.1 изображено устройство для передачи информации с вращающегося объекта: на фиг.2 — то же, для обьектов большого диаметра.

Устройство содержит источник 1 излучения, несущий передаваемую с вращающегося объекта информацию, световод 2 со светоотражающими цилиндрическими щелевыми прорезями 3, элементом 4, выводящим световой поток, и фотоприемник 5.

Устройство работает следующим образом, Поток излучения, создаваемого источником 1, падая на внутреннюю поверхность световода 2, двигается внутри световода до светоотражающей щелевой прорези 3, па5

55 дая на нее под предельным углом полного внутреннего отражения.

Далее поток излучения двигается вдоль прорези до ее конца. Следующий отрезок пути — прямая линия до наружной поверхности световода. Поток падает на эту поверхность также под углом полного внутреннего отражения и скользит по ней до элемента 4, выводящего световой поток к фотоприемнику 5.

При полном внутреннем отражении практически весь поток излучения, проникающий в световод, достигает фотоприемника.

Для достижения полного внутреннего отражения необходимо выполнить три условия (помимо надлежащего качества отражающих поверхностей).

Первое условие. Форма поверхности светоотражающих прорезей должна быть такой, чтобы излучение непрерывно падало на нее под предельным углом полного внутреннего отражения при вращении объекта независимо от взаимного расположения источника излучения и световода. Отвечает этому требованию (при потоке излучения, направленном перпендикулярно оси вращения) цилиндрическая поверхность с образующей, параллельной оси вращения и направляющей в плоскости, нормальной к этой оси, описываемой логарифмической спиралью. Целесообразно иметь несколько перекрывающих друг друга поверхностей, поочередно отражающих поток излучения при вращении объекта с тем, чтобы размеры световода лежали в разумных пределах.

Вторым условием является обеспечение падения потока излучения под предельным углом полного внутреннего отражения на наружную поверхность световода — это условие обеспечивается выражением (2).

Третьим условием является обеспечение попадания излучения в световод при осевом разбеге объекта. Это условие обеспечивается выбором толщины диска, которая должна быть не меньше величины разбега плюс размер источника излучения в осевом направлении.

В случае необходимости передачи информации с объекта большого диаметра устройство по фиг.1 может быть трудно реализуемым из-за больших размеров. В этом случае рационально выполнение устройства из отдельных кольцевых секторов (см,фиг.2), каждый из которых имеет свой элемент 4, выводящий световой поток, и фотоприемник 5. При нахождении источника излучения под одним сегментом сигналы воспринимаются фотоприемником этого сегмента, затем при переходе потока излу1663434

Составитель Н. 8арламов

Редактор М. Бандура Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ 2258 Тираж 335 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 чения в следующий сегмент — фотоприемником следующего сегмента и т.д.; фотоприемники соединяются так, чтобы сигналы не прерывались во времени (на фиг.2 это условно обозначено сумматором). 5

Коэффициент передачи светового потока устройства приближается к 1, что позволяет снизить мощность источников питания, расположенных на вращающемся объекте и необходимых для обеспечения 10 связи.

Формула изобретения

1. Устройство для передачи информации с вращающегося объекта, содержащее 15 источник светового излучения, установленный на вращающемся объекте, световод, имеющий сквозное внутреннее отвер;,тие, ось которого совпадает с осью вращения объекта, а диаметр отверстия превышает 20 внешний диаметр расположенного в нем объекта вращения, и фотоприемник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения потерь передаваемого светового потока, в него дополнительно введен элемент, выво- 25 дящий световой поток в фотоприемник иэ световода, который выполнен в виде диска с не менее чем одной щелевой прорезью, стенки которых имеют вид цилиндрических поверхностей, причем щелевые прорези равномерно распределены по поверхности внутреннего отверстия световода, а образующие щелевых прорезей параллельны оси вращения объекта и их радиус меньше наружного радиуса (диска) световода, причем форма щелевых прорезей такова, что у границ световода и щелевых прорезей, а также у внутренней поверхности световода, ограниченной его наружным радиусом, световой поток претерпевает полное внутреннее отражение, причем фотоприемник расположен в пазу у внешней поверхности световода.

2. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щеес я тем, что, с целью упрощения изготовления устройства для вращающихся объектов больших габаритов, световод выполнен в виде ряда сегментов, каждый из которых содержит не менее одной щелевой прорези и собственный фотоприемник.