以光学设施传送信息和命令的用于监控工业生产设备的方法和装置的制作方法

专利名称:以光学设施传送信息和命令的用于监控工业生产设备的方法和装置的制作方法
本文涉及一种以光学设施传送信息和命令的用于监控工业生产设备的方法和装置。
很多工业生产设备往往包括一个运行区，在其中进行工业生产过程;和一个控制和监视部，它和工业生产设备运行区相隔离。工业生产设备的运行区中包括有测量、控制和命令装置，这些装置和各种组件结合起来就可以对那里的过程进行控制和监视。这些测量、控制和命令装置是非常多的，而且必须通过导体组件与控制部相连，以便这些导体组件可以传送信息和指令，用于命令和控制运行中的工业生产设备。
在复杂的工业生产设备中，用于测量、控制和命令的装置能够采取、传送和/或接受非常广泛的各种形式的信息和命令，这些信息与生产流程中的参数有关，例如温度、压力或产量等，也可能与门、阀等元件的位置有关。除了与工业生产流程有关的各种信息外，该系统可以传送来自检测材料的信息，或者提供操作员之间的通信，或任何其他形式的信息。
在某些工业生产设施中，生产设备运行部区域内的信息或指令的采取、传送和/或接收是非常困难的。
装有压水堆的原小核电站就是如此，要求在反应堆主体内进行测量，但反应堆运行时是不容易接近它的，因而要求采取和传输数据的装置高度可靠和高度准确，此种要求还需要使十分频繁地操作，获取和传送这些数据的探测装置能保持相同的条件向不受工业流程周围环境的影响。
在已有技术的很多系统中，数据的采取、传送和利用是以电信号形式进行的，电信号通过导体把控制部和工业生产设备的运行区连接起来，在运行区中有强磁场的情况下，需要把导体和这些磁场隔离，例如使用屏蔽电缆。在冶金和炼钢工业中就是如此。
在所有这些情况下，应使导体有良好的绝缘并且对于电缆的保护件和支撑件加以有效的接地。在某些设备中，对于弱的电信号和高通量的数字数据，需要使用高成本的同轴电缆。在信息提取的位置之间还需要安装去耦器件。
在某些设备中，在可燃或易爆物质附近传送电流，即使是低强度的电流也是十分危险的。例如，在石油式石-化生产设备中，或者天然气加工生产设备中，情况就是如此，在设备运行区之内，在用于测量、命令或控制的装置附近需要安置电源时，这些危险就更进一步增加了。
另一方面，在具有很多测量和控制装置，以及因此而包含着大量的与控制部相联的连接线的复杂设备中，需要尽可能地、最大程度地减少连接同导体的体积和费用，在改进工业加工过程或工艺流程时同样需要采取措施增加通道的数目以便满足更大数目的测量或控制的需要，为了取得这些结果建议使用多路电子信号混合和多路电子信号分离器，以便减少在生产设备的运行区和控制部之间所需连接线的数量。而且可以在没有增加连接线数量的情况下可以增加测量、控制或命令点的数目。然而这样的多路电子信号混合和多路电子信号分离器是很昂贵的，而且在生产设备运行部内需要自给电源。
另一方面，众所周知，可以用光学设施来实现远距离通讯。它可以使用光导纤维和光导纤维内的调制光信号，多路信号混合和分离等设备联合起来构成一个系统将发射部和接收部连接起来。但是，想使用这样的器件把工业生产装置的控制部连接到该装置的运行区去却不是很容易的事。事实上的困难在于以光导纤维用于远距离通讯的这种器件需要在各个信息发射点附近和正在控制和监视的运行区内的工业生产设备上的各个测量传感器附近都应安装发光光源。为此，需要在工业生产设备的工作部件附近备有电源。
美国专利4367040建议使用与转子无关的很多固定光源以供给转子内不同部位上的很多温度测量传感器。耦合这些光源形成一个宽频带辐射，并直接射入由转子所构成的光学器件，该光学器件进行了宽频带辐射的分解以便得到不同波长的单一光辐射，每一个单一元辐射送到一个温度传感器。在该固定光源和转子之间没有物质连接。具有宽频谱带的光辐射是按转子的轴向发射的，并由转子所构成的光学器件所接收。从光源到转子之间的这一段光辐射的传播路程必须保持很小的距离。
在工业生产设备的情况下，运行区和发光辐射产生区之间必须分离较大的距离，因而这种方法不能采用。
所以本发明的目的是建议一种以光学设施传送信息和命令的工业生产设备控制和监视方法。有很多测量、控制和命令装置和这个工业生产设备的运行区相联系。另有一个控制和监视部，它和这个运行区的所在位置之间相隔一段相当大的距离。用不少于一根的光导纤维在工业生产设备的运行区和控制部之间传送信息和命令。本方法可因充分吸收了光学传送信息的很多优点而得到最大的利益，但又避免了在生产设备运行区内设置任何电源;而是采用了一个可被充分识别的光辐射装置与一个用于测量、控制和命令的元件相联系。
为了达到此目的位于生产设备运行区之内的用于测量、控制和命令的装置，由监视部通过光导纤维供给单一的光辐射。从监视部通过此光导纤维将具有宽频谱带的发光辐射分成单一光辐射，以供给测量、控制和命令的各个装置。
本发明同样也涉及到一种用于控制和监视工业生产设备、能够以光学设施传送信息和命令的器件。
多色仪6可以像在法国专利2，530，393所描述的那种多层介质型式的。或者像在法国专利2，479，981和2，543，768所描述的光栅型式的。
根据本发明，从控制室到核电站运行区之间的宽频谱带的光辐射是靠光导纤维8通过中间区Ⅱ传送的。光导纤维8的输出端通向多色仪10的输入端，多色仪10可以同样是包括多层介质电型式或者包括光栅型式。
当多色仪10是包括多层介质型式，并且由球镜组合构成时，其中某一些球镜装以介质层，而光导纤维8的端点终止在球镜之一的聚焦点附近。装以介质层的球镜是按给定的波长选用的，并且每一个球镜选择一个狭小的谱带宽度，以便将分别射到每个镜子的光线会聚在该镜子的焦点，而光导纤维12的输入端就位于此焦点上。光导纤维12本身就构成多色仪10的输出光导纤维，它们都处在生产设备运行区之内，例如在核电站反应堆主体之内。所以，将光导纤维8传送的辐射光按波长加以分开，形成一个以特征波长为中心的窄频谱的单一辐射的集合，靠位于电站的运行区之内的光导纤维12收集起来。
在含有光栅的多色仪中，发射光导纤维8的端点位于一个凹面镜的焦点附近，在它旁边还有一个平面衍射光栅。从光导纤维8引来的光线被凹镜反射后按平行凹镜轴的方向指向衍射光栅，然后光线由衍射光栅送回凹镜，根据它们的波长分别聚焦在它的焦平面的相应的焦点上。从多色仪输出的光导纤维12，它们输入端是分别按它们所传送的波长放在该凹镜聚焦平面的相应的焦点上的。
有40个光导纤维12放置在多色仪10的输出端，其中每一个光导纤维都可以收集和传输以某一确定波长为中心的窄的频带的单一辐射。
因而实际上位于功能区A之内的产生光源的装置，就相等效地位于大量光辐射装置的运行区之内了。这些大量的发光辐射是完全凭借它们的波长区分的，而没有在生产设备运行区之内，就避免了采用电源来建立光源的必要。
在生产设备运行区之内，每一个光导纤维12，连接一个专用的传感器15。每一个传感器15与工业生产设备一个组件相联，以便实现某种测量或某种控制。传感器15可能有不同的型式，并且可以由下述的传感器构成例如“有”或“无”或“有”或“小”的光学传感器，使得有可能测定生产设备中某一元件的存在或位置;基于不同波长发光通量变化原理进行工作的位移传感器;以光导纤维在不同外部参数(温度、压力影响下改变本身的特性而进行工作的直接光学传感器;或者依据电场作用系数发生变化的原理进行工作的真正电一光调制传感器。
由光导纤维12中的一部分提供的某些连线是用于对光学传送装置本身进行控制的。在传感器15的输出端，由光导纤维16传送调制光射线，以便将光导纤维12的光通过该传感器传到多色仪17，使它有可能在传感器的输出端收集各种射线。一个位于多色仪输出端的光导纤维18收集此多色仪接受的，各种调制光射线。所以光导纤维18保证同时而且独立地传送代表40个传感器15工作状态的光射线。因此多色仪17实现了从传感器15送来的光信息的多路传输。光导纤维18把位于运行区内的多色仪17连接到位于控制室内的多色仪19。多色仪19实现了光信息的信号分离，该光信息靠光导纤维20所收集，它可以把反映测量和信息的各种射线传送到光一电转换器21并将它置换成电信号。这些电信号借助于放大器22放大，并且在预处理组件23中进行处理。在这些组件内有可能进行预处理操作，例如把信号和予定阈值比较，把这些信号相互进行比较，或者监视它们的变化。
使同如上所述的某些方式可以实现传感装置基本元件工作状态的常备监视。这样可以保留一种方式，例如监视光源5a和它们的供给电路3a、4a的状态，以及监视多色仪6、10、17和19甚至相应于源5a频带区域的状态。
而另外一些方式则可保留对其它光源和多色仪相应的部分进行常备监视。
用来收集四个光源的多色仪6可能使用一个耦合器来代替，它是由一个具有较大直径的光导纤维与四个来自光源5a、5b、5c和5d的光导纤维并置构成。同样，也可用一个退耦合器来代替多色仪10，它包括一个输入通道和许多输出通道。和多色仪10(图1)的输出处的情况相反，退耦合器的输入处的平一的光线和光导纤维8所传导的光具有相同的波谱，也就是说，都是光源5的波谱。
为了使本发明更容易理解，作为一个例子，现在给出根据本发明用于控制和监视压水堆核电站和实现本方法的几个实施例的描述。
图1是整个装置的示意图，该装置采用光学设施在控制室和包括反应堆主体在内的电站运行区之间传送信息。此处的装置是利用多色仪。
图2是一个用于控制室和电站的运行区之间将传送信息和命令的装置略图。此处的装置是利用耦合器和多色仪。
图3是图2中传送信息和命令的装置的一个改进实施例。
图4是图3中用于传送命令器件的一个改进的实施例。
图5是一个传送信息和命令的装置改进实施例的略图，该装置是利用一个单根光导纤维供给传感器，并且收集信息。
在图1中，点划线1把该装置件位于的空间划分成三个顺序区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。
区域Ⅰ是核电站的控制室，区域Ⅲ是包括反应主体在内的核反应堆运行区，而区域Ⅱ表示在控制室和反应堆主体两者之间的间隔。
在图1中，以水平虚线切割垂直线1，同样地光学设备分成三个区域A、13和c。
区域A是在该装置内产生光源的部分;区域B是为了采取电站的测量参数，对传感器内的发光辐射进行调制的部分;区域C是把运行区中测出的经过调制的光信号传送到控制室的部分。
在控制室内为了产生光源，位于区域A的装置的功能部分包括四个振荡器3a，3b、3c和3d;四个调制器4a、4b、4c和4d，以保证光源5a、5b、5c和5d的稳定性。在控制室1内产生光源的装备中还包括多色仪6以保证光源5和具有宽频谱带辐射的光导纤维8之间的耦合。
事实上，光源5是在这样方式下靠器件3和4产生的、即将这此光源和多色仪6输出端所发射的宽频谱带的辐射耦合起来，送到光导纤维8中去。
例如，在法国专利2536545中，就描述了这样的耦合器/退耦合器。
与这些耦合器一起，采用多路信号混合和分离的器件，来传送按图1中述的，多色仪17和19的方式所产生的数据。来自传感器15的调制光是通过光导纤维16，传送到多色仪17的。来自特殊传感器18的每条光导纤维16，在多色仪17上一个确定位置上，连接到此多色仪。这样，就能够把每一个特定传感器传来的调制光的信息收集起来，传送到多色仪17输出处的光导纤维18中去。
从每一个传感器中传来的，以某一特定波长附近的波段为特征的光束，只有其中的一部分按照各个光导纤维16在多色仪上的相应位置，通过多色仪17传到光导纤维18中去。
在图2中，凡是和图1中相同的元件，都给出相同的标记数码。光源5a-5b是和一个耦合器6′相连接，它能将这些光源射出的光线送入光导纤维8中，而其另一端，连接到第二个耦合器10′。耦合器6′和10′履行和图1的多色仪6和10相同的功能，而从中产生的供给传感器的光线，却不是像光导纤维8中所传送的宽频带光辐射。
以同样方式，电站运行区和控制室之间信息的传送，是分别借助于多色仪17，光导纤维18以及一个多色仪19来实现，相应的多路信号混合，信号传送，以及多路信号分离。在耦合器10′的输出处，与测量通道相连接的传感器，所提供的信息在装置区域C之内，传送并处理就像图一所描述的一样。特别是，传送的射线具有一个狭窄的频谱，其频谱的中心波长，相应于某一个传感器。
除了与生产设备有关的测量和控制功能之外，表示在图2中的装置还能够把指令传送到，位于运行区之内的设备上的某些机动元件上去。
为了实现上述目的，用一个调制器25连接到光源5d，以便能够用命令元件26，传送到调制器25的命令作为函数来调制它的光辐射。来自光源5d的光辐射，通过光导纤维8，传送到耦合器10′，并且被分离成单一辐射，然后再传送到光导纤维28，然后与工业生产设备一个元件的动力设备相联，该动力设备装有一个起动器。图2表示了连接到一个光-电转换器29的一个通道28。转换器29与一个由马达驱动的叶片引的命令装置30相联。借助于光导纤维28，传送到转换器29的光学信号，控制叶片马达32。在解耦器10′输出处的这些光命令信号，是来自命令元件26传送到调制器25的指令。装有一个专门地址装置的每一个起动器，只接受予定给它的信号。
除了图1所表示并描述的30个测量道之外，还可以使用十个命令道，以便将命令发布到相同数量的工业设备运行元件之中去。
为了把命令发给这些元件，起码需要一个电源34，以便通过电命令装置30，将电源供给马达，例如32。尽管本发明的目的是，以光学手段传送信息和命令，可是本方法也允许常规的电传感器传送信息。
在表示在图2的装置中，同样地也提供了，把信息引入多路信息混合多色仪17的可能性。该信息可以来自常规的电传感器，例如35，再通过发送器37而连接到一个电-光接口36。在电-光接口36的输出端，传感器35的电信号转换成光信号，然后通过光导纤维18而传送到命令部。
图3表示了图2中传送信息和指令装置的一个改进实施例。在控制室和装置的运行区之间，通过多色仪19，光导纤维18和多色仪17传送指令。此指令是由一个光源40，通过调制器41和多色仪42发出的，此系统可以借助于命令组件43，通过许多光导纤维，从多色仪42将指令传送到多色仪19。如前，多色仪17输出的指令，传送到光-电转换器(例如29)，其与命令装置(例如30)相联，而30与一个组件(例如31)相联，31现在是一个由马达32驱动的叶片。如前，整个装置靠电源34供电。
从而，在本实施例中，为了使控制室发出的指令到达电站的运行区，是使用多色仪和光导纤维来传送信息的。
作为一种变型。图4表示一个用于传送指令到图3的多色仪19的装置。它是由一个光源45和一根光导纤维46，连接到包含许多光导纤维输出通道48的多色仪47所构成。在每一个通道48上，都装有一个命令元件50，它可以把指令，通过多色仪19，光导纤维18和多色仪17送到相应的装置中去。
在图5中，在控制室Ⅰ内，功能区A包括四个振荡器53a，53b、53c和53d，以及四个调制器54a、54b、54c和54d，从而可分别建立起光源55a、55b、55c和55d。调节器54能够保发光源的稳定性。用器件53和54，和光源55相耦合之所以能够得到宽频谱带的辐射光，这是借助于多色仪56，它将源55a-55d耦合起来。多色仪56可以是多层介质型的，如同法国专利2530393所描述的那样，或者是光栅型的，如同法国专利2479981和2543768所描述的那样。
光导纤维58的输入端，就位于多色仪56的输出处。光导纤维58收集了，多色仪56内靠耦合光源55而得到的宽频谱带的光辐射。
很长的光导纤维58，能够在反应堆控制室Ⅰ和，例如由反应堆主体构成的电站运行区Ⅲ之间，通过区域Ⅱ，传送具有宽频带的辐射。
在控制室内，离多色仪56不远处的光导纤维58的通道上，装有一个光耦合器59。作为这种光耦合器的例子之一，就是由法国专利No2536543所描述的Y型耦合器。
第二个光导纤维62的输入端之一，是位于耦合器59的一个输出端上。来自多色仪56的光辐射，分成两个发光强度相等的两路光。第一路光，按照实线箭头64所示的方向，亦即从控制室Ⅰ到运行区Ⅲ的方向，在光导纤维58中传播。第二路光是按垂直于光导纤维58的方向传送，而在本申请中，没有加以使用。
受感器70调制之后的光线，反射回来经过多色仪60，再通过光导纤维58，沿虚线65所示方向传播。也就是说，从运行区Ⅲ送到控制室Ⅰ。这一路光，在耦合器59之内，同样分成相等强度的两路光。第一路光反回，朝向多色仪56所代表的光源，而不发生任何效应。第二路光是按照虚线65′箭头所示方向，垂直于光导纤维58，指向多色仪75。光导纤维58一端与耦合器59相联，另一端连接到多色仪60，所以多色仪60就可以接收，自光源55的宽频谱带辐射光。此多色仪60能够把宽频谱带的辐射，按照它们的波长，精确地分成许多单一辐射。这种在多色仪60之内被划分而成的单一辐辐射，具有很窄的谱宽，而其中心约是某一个精确的波长。
所以，在多色仪60的输出处，产生40个单一的辐射光，并且经过40个光导纤维68，连接到传感器70。
由多色仪60，光导纤维68和传感器70构成的系统，位于核电站运行区之内。
传感器70可以有各种型式。例如，传感器70是反光型的，也就是说，它能够在光导纤维68内，将按实线箭头71方向射来的光线，经过调制后，按虚线箭头72所示的方向反射回去。另一个例子是单通道型传感器70′，它包括一个与传感器外部相联，或者与传感器内部相联的耦合器85，其能够使光线在传感器70′的调制之后经光导纤维68′，按虚线72′的箭头方向反射回去。
多色仪60的每一个输出，相应于某一种传感器70，是以它的波长为特征的单一辐射。它首先通过相应的光导纤维68，导向此传感器，然后依该传感器存在的状态为函数加以调制，最后再靠光导纤维68，反回到多色仪60。多色仪60提供了发光辐射的多路传输，接受来自传感器70的信息，并且将它们通过光导纤维58，按箭头65的方向，将它传送到耦合器59，再靠光导纤维62，将这些信息提取出来。
载有来自传感器70信息的发光辐射，导入多色仪75，实现了载有这些发光辐射信息的信号分离。
在多色仪75的输出处，来自于40个传感器70的40个光信息，借助于光导纤维80来收集，并且将它们传送到处理器件中去，每一个处理器件包括一个光-电转换器81，一个放大器82和一个处理组件83。
在光-电转换器81的输出处，载有信息的光信号，转换成电信号。通过放大器82和组件83，以常规方式，处理了此信号。例如，有可能在组件83内，实现予处理操作如把信号和予定阈值比较;在信号本身中相互比较;或者监视它们随时间的变化。
在电站运行区内，相应于光导纤维68的某些通道，是专门用为光传送装置元件工作状态的常备监视。通道84就是为此而设置的，它能够检测光源的产生;信息的获取以及信息的多路传输和信号分离装置的各种情况。
可见、按照本发明的方法和装置，其优点在于在控制位置和远离控制室很远的工业生产设备运行区之间，完全以光学手段传送信息和指令，而在生产设备的运行区内，不使用任何能源，或者电命令信号。况且，本方法还能够用光学手段，以同样的方式传送常规的电信号传感器的信息。采用此种方式，就可以在需要处理易燃或者爆炸物质时，大大减少了危险性。另外的优点是操作十分可靠，而且根本不需要进入运行区中，这对于核反应堆来说，是特别有利的。以光学手段传送信息和指令装置，对设置的各种部分进行操作控制、这种方法可以同时被正在工作的装置所采用。尽管，在采用电命令时，需对很多元件进行经常地检测。
使用光导纤维传送装置，还因为采用了多路信号混合和分离方式，而使传输线的体积有所减少。对于生产设备中不同部件的测量和指令，完全可以凭借着对每一个测量或指令传输通道，按不同波长进行地址分配的方法加以区分。
图5的实施例，表明了，仅仅使用一根很长的单一光导纤维，把控制部分连接到生产设备的运行区，所带来的附加优点。这一根单一光导纤维，能够一直通到传感器所在地方。供给和采集通到传感器的信息。位于运行区的多色仪具有两种功能对发光辐射进行区分，并且对光信息进行多路传输。于是就减少了所需元件的数目。
本发明并不受已经描述的实施例限制。显然有可能设想用其他手段，实现辐射光源的产生，或者多路传输以及信号分离。也有可能用其它相应的器件，代替已经描述的多色仪和耦合器。
同样有可能设想伴随以光学手段、用于传送信息和指令的装置的同时，处理电信号部件有可能用光-电转换器，或者其他装以信号转换成电信号，或者相反、电信号转换成光信号的接口，来实现这样工作方式。
最后、按照本发明的方法和装置，不仅仅适用于装有压水堆的核电站，而且同样地、在核工业其他部门、诸如石油-和石化-生产设备;一般的化工生产设备;采矿生产设备;炼钢厂;海底作业;甚至在炸药和爆破器材领域都适用。总之根据本发明的方法和装置，能用于众多的工业生产设备内，实现连续地工艺流程，半连续地工艺流程，或者断续地工艺流程。同样有可能设想，在超重的场合下特别是航空和宇宙飞船方面获得应用，尽管有所局限，但还是很有意义的。
权利要求
1.靠光学手段传送信息和指令，以控制和监视一种工业生产设备的方法，其特征在于所说的工业生产设备包括一个以测量、控制和命令的装置(15)与之相联系的运行区，一个与运行区所在区域Ⅲ相分离的控制和监视部Ⅰ，至少一个在生产设备的运行区和控制部之间，传输信息和指令的光导纤维(8，18，58)，位于生产设备的运行区的以单一光辐射进行测量、控制和命令装置(15.70)，所说的单一光辐射是由监视部指向光导纤维(8，18，58)，并通向位于运行区的所说的工业生产设备，将监视部发出的宽频谱带的若干单一光辐射，分别供给每一个用于测量、控制和命令的装置(15，20)。
2.按照权利要求
1所说的控制和监视方法，其特征在于所说的光辐射，由测量、控制和命令装置(15)加以调制，并经过多路信号混合以后，再通过光导纤维(18，58)，以组合的形式传送到命令部，然后再在控制部中将信号加以分离并转换成电信号。
3.如权利要求
2所述的，用于控制的方法，其特征在于以多个个光辐射供给测量装置(15)，而仅用一根单一的光导纤维(18)，就可以保证把测量装置所调制的多个光辐射，传送到监视部中去。
4.按照权利要求
1所述的，用于控制的方法，其特征在于为了得到许多不同波长的单一辐射，对宽频带的光辐射，按波长进行了分解。
5.按照权利要求
2的控制方法，其特征在于具有宽频谱带的发光辐射，被分成许多单一辐射，所说的单一光辐射具有窄的频谱带，且经测量、控制和命令的装置(70)调制后，经过多路信号混合，再传送到光导纤维(58)，其中每一个单一光辐射是以来自该装置某一波长特征的辐射。
6.按照权利要求
1的用于控制的方法，其特征在于所述的各指令，通过光导纤维(8，18)，传送到生产设备运行区中的各元件(31)，然后在生产设备运行区内，变换成电命令信号。
7.工业生产设备的控制和监视装置，在包括工业生产设备运行区的区域Ⅲ和与此运行区，相分离的控制部Ⅰ之间，以光学手段传送信息和指令、其特征在于-在控制部Ⅰ内包括有装置(3，4)用以建立至少一个稳定光源(5)，有一个耦合器件(6)，其输入接收光源(5)的辐射，并且其输出连接到第一个光导纤维(8)，另有一个多色仪(19)，多色仪(19)的输出端，连接到一个组件(21，22，23)用以处理信息，-在生产设备运行区Ⅲ内包括用于分解光辐射的器件(10)，该器件的输入端，与第一个光导纤维(8)的终端相联，与工业生产设备运行区Ⅲ相联的一组传感器(15)，其中每一个传感器用光导纤维(12)连接到器件(10)的输出端，并且以光导纤维(16)连接到第二个多色仪(17)，第二个多色仪(17)，在其输出端连接到光导纤维(18)的一端，而光导纤维(18)的另一端，连接到第一个多色仪(19)的输入端，光导纤维(8)和(18)将控制位置(1)和生产设备的运动区Ⅲ联系起来。
8.以光学手段在区域Ⅲ(包括工业生产设备的运行区)和与此运行区分离的控制部Ⅰ之间，传送信息和指令的工业生产设备的监控装置，其特征在于-在控制位置(Ⅰ)之内包括用于至少建立一个稳定的光源(5)的装置(3，4)，一个光学多色仪(6)，该多色仪的输入端接受来自光源(5)的辐射，而其输出端连接到第一个光导纤维(58)的一端，一个耦合器(59)插入第一个光导纤维(58)的路程中，第二个光导纤维(62)，以它的一端连接到(59)的输出端，而它的另一端连接到多色仪(75)的输入端，而多色仪(75)的输出端(80)，连接到组件(81，82，83)以处理信息，-在生产设备运行区Ⅲ之内包括第二个多色仪(60)，其输入端连接到第一个光导纤维(8)的另一个端点，一组装于工业生产设备运行区Ⅲ的光学传感器(70)，其中每一个以光导纤维(68，68′)连接到第二个多色仪(60)的输出端，以第一个光导纤维(58)，传送到第二个多色仪(60)的发光辐射，被分解成许多单一光辐射，其中每一个光辐射都导向特定的传感器(70)，而后又反射回到第二个多色仪(60)，并通过第一个光导纤维(58)，送到耦合器(59)，然而，将传感器(70)提供的信息再通过第二个光导纤维(62)传送到第二个多色仪(75)中去。
9.按照权利要求
7的控制和监视装置，其特征在于-在控制位置Ⅰ内包括一个调制器(25)，该调制器至少与一个命令部件(26)相联，以便发射光信号，此信号就是通过耦合器(6′)和光导纤维(8)传送到运行区Ⅲ中的指令，-在生产设备运行区Ⅲ内还包括至少一个器件(31)的命令装置(30)，它通过光-电转换器(29)，和光导纤维(28)，接受发光辐射所传送的指令。
10.按照权利要求
7的控制和监视装置，其特征在于-在控制部Ⅰ内的光辐射指令传送装置(40，41，42，45，46，47，50)，将指令以发光辐射形式，通过多色仪(19)和光导纤维(18)，传送到运行区Ⅲ内的多色仪(17)，-在生产设备运行区内的一个器件(31)的命令(30)，与光-电转换器(29)相联，以接受第二个多色仪(17)输出的光辐射指令。
11.按照权利要求
10的用于控制和监视的装置，其特征在于所说的以发光辐射形式，传送指令的装置，是由一个光源(40)，一个调制器(41)和至少一个命令部件(43)所组成，而所说的光学调制器(41)的输出端，以光导纤维连接到多色仪(42)的输入端(42)，再用至少一根光导纤维(44)连接到多色仪(19)的一个输入端上。
12.按照权利要求
10的控制和监视装置，其特征在于所说的以光辐射形式传送指命的装置，是用一个光源(45)，经光导纤维(46)连接到多色仪(47)的输入端，在其每一个输出端(48)上，安装一个命令元件(50)，而多色仪(47)的每一个输出端(48)，都由一个光导纤维连接到多色仪(19)的输入端上，而构成。
13.按照权利要求
7，用于控制和监视装置，其特征在于安装在生产设备运行区Ⅲ内的至少一个传感器(35)，该传感器通过一个光-电转换器(36)连接到第二个多色仪17的某一个输入端上。
14.按照权利要求
8的控制和监视装置，其特征是所说的传感器(70)是反光镜型式的。
15.按照权利要求
8的控制和监视装置，其特征是所说的传感器(70′)是单一通道型的，其中包括一个与外部传感器，或者内部传感器相联的耦合器(85)，该耦合器可将传感器(70′)之内，调制后的光线，通过光导纤维(68′)，反回到第二个多色仪(60)中去。
专利摘要
工业生产设备包括一个与测量和命令装置相联系的运行区(Ⅲ)；一个与运行区相远离的控制部Ⅰ，位于运行区内的测量、控制和命令装置(15)。由控制部通过连接运行区到控制部的光导纤维(8)以供给发光辐射。由控制部(I)通过光导纤维(8)发射宽频带的光辐射，然后分解成单一光辐射以供给每一个装置(15)。此方法和设备能应用于各种工业生产设备中，并特别适用于原子核反应堆。
文档编号H04J14/02GK86105700SQ86105700
公开日1987年4月1日 申请日期1986年6月18日
发明者简·迈克尔·伯奇特, 扎奎斯·米伊尔, 简·彼里·拉德 申请人:法玛通导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan