旋转元件与固定元件之间的无线光学通信系统的制作方法

本发明涉及旋转元件与固定元件之间的数据传输。通常称为“滑环”的数据传输系统提供该系统中的旋转元件与固定元件之间的电信号的传输。

常规地，滑动接触使得可以提供旋转元件与固定元件之间的电信号的传输而无需转换电信号。传输装置可以例如包括一个或更多个收集环和被设置成与收集环或环摩擦的一个或更多个相应的接触元件，例如电刷、线、纤维等，接触元件通常由术语摩擦接触来命名。

电旋转接头可以例如使得从固定至旋转元件的传感器发出的测量数据能够传输至固定至固定部件的处理器，和/或使得能够传输从固定至固定部件的处理器发出的并且旨在用于固定至旋转部件的致动器的指令。

本发明可以在例如固定至风力涡轮机轴的元件与固定至机舱的元件之间的通信中得到应用。本发明绝不限于该应用：例如，本发明可以在航空、航天、机器人、电力生产以及更普遍的工业中得到应用。

在风力涡轮机的情况下，数据传输可以特别地在发生在安装在机舱的移动部件例如风力涡轮机机舱的前部上的传感器与在机舱中或在地上的包括至少一个处理器的监测器之间。例如，从传感器发出的测量数据，例如叶片取向值、表示叶片振动的值、指示电池充电状态的值或其他，可以经由环保持器传送至处理器，并且相反地，来自处理器的控制数据，例如用于在叶片上施加旋转角度的消息或其他，也可以经由环保持器进行传输。

文献wo2015/079176描述了一种用于非接触式数据传输的系统，即集成射频传输装置。该系统在维护方面具有相对较少的约束。

为了减少旋转部件上的传感器或致动器与固定部件上的监测装置之间的数据传输时间，设想求助于无线光学通信系统或owc(光学无线通信)。然而，存在通信可能会受到环境特别是易于导致光学发射器与接收器之间的对准损失的振动影响的风险，从而干扰数据传输的光路、光流。

因此，存在对涉及在固定元件与旋转元件之间进行无线光学通信的更鲁棒且更可靠的数据传输系统的需求。

提出了一种通过无线光学通信利用旋转元件与固定元件之间的至少一个信道的数据传输系统，该系统针对每个信道包括：

-安装在旋转元件上并固定至旋转元件的至少一个旋转光学发射器或接收器的旋转组，

-安装在固定元件上并固定至固定元件的至少一个固定光学接收器或发射器的固定组，

其中，

旋转组和固定组中的一组包括围绕旋转元件环形分布的多个光学发射器或接收器，

旋转组和固定组中的另一组包括至少一个光学接收器或发射器，至少一个光学接收器或发射器沿旋转元件的旋转轴线与环形分布的多个光学发射器或接收器设置在基本相同的高度处。

旋转组可以包括环形设置的多个光学发射器或接收器，多个光学发射器或接收器例如直接安装在旋转元件上，或者安装在接纳旋转元件并固定至该旋转元件的环形支承件(在一个或更多个部分中)本身上。

环形支承件可以例如包括两个或更多个圆弧形的支承件，从而使得更容易安装在旋转元件上。

可替选地，环形设置的发射器或接收器可以相对于旋转元件固定。例如可以规定，将这些发射器或接收器以环的形式安装在支承件上，该环的直径大于旋转元件在垂直于旋转轴线的平面中的截面的尺寸，这些发射器或接收器环围绕旋转元件并固定。发射器或接收器安装在该支承件上，以使其发射/接收锥朝向旋转元件定向。

旋转接收器或发射器可以面向旋转元件以环的形式安装在旋转元件上。

可以提供单个信道或多个信道，特别地多个上行链路信道和多个下行链路信道。

在固定组和旋转组中的另一组中可以提供少量的接收器或发射器，例如仅一个、两个或五个接收器或发射器，在这种情况下该另一组可以具有相对点状的特征(在空间有限的意义上)或更多。该另一组可以例如包括呈圆弧分布的多个接收器或发射器，例如以占据在1°与270°之间的角度范围，例如在1°与30°之间，有利地在1°与15°之间，或在30°与270°之间例如5°、10°、25°、90°或125°的角度范围，或包括呈环形分布的多个接收器或发射器(在一个或更多个部分中)。在后一种情况下，系统可以包括一对同心环。

固定组和旋转组在适用时布置成使得无论旋转元件的角度位置如何：

-旋转组和固定组中的另一组的所述至少一个光学接收器接收由环形分布的所述多个光学发射器中的至少一个发射器发射的光学信号，或者

-环形分布的所述多个光学接收器中的至少一个接收器接收由旋转组和固定组中的另一组的至少一个光学发射器发射的光学信号。

有利地，该系统在适用时还可以包括与旋转组或固定组中的所述至少一个发射器通信的处理装置。

这些处理装置可以有利地布置成独立于旋转元件的角度位置生成电信号，并且将所述电信号传送至所述至少一个发射器，使得如果在该组中存在多于一个发射器，则这些发射器同时发射相同的光学信号。

因此，这种环布置使得不管旋转元件的振动如何都可以保证传输。

此外，在生成要传送的流时不需要考虑旋转元件的角度位置，这在难以预测该位置的应用例如风力涡轮机中可能特别有利。还可以以较高数据速率提供通信。

发射器和接收器的布置可以基于光学器件的几何定律并考虑发射器和接收器的特性及其大小来确定。

为了选择光学发射器或接收器的数目，可以考虑发射锥和接收锥的形式、接收器的灵敏度、固定组和旋转组中的另一组中的发射器或接收器的数目和布置，并且可以针对环形设置(呈环设置)的多个发射器或接收器确定足够高的发射器或接收器的数目，使得无论旋转元件的角度位置如何这些发射器或接收器的规则环形布置都确保光学信号传输。

在发射器呈环的情况下，传输是全方向的并且控制相对简单。处理装置可以布置成将相同的电信号传送至呈环分布的所述多个光学发射器中的所有发射器，使得这些发射器独立于旋转元件的角度位置同时发射相同的光学信号。

在接收器环形设置的情况下，传输不考虑旋转元件的角度位置，并且可以提供处理，例如，跨所有接收器将从由接收器接收到的光学信号发出的电信号相加，以找到由在光学传输时与固定组和旋转组中的另一组的发射器相对的接收器或多个接收器测量的信号或多个信号对应的信号。

有利地，系统可以包括与固定组或移动组中的接收器通信，有利地电连接的辅助处理装置。

当接收器环形分布时，这些辅助处理装置可以布置成根据环形分布的所述多个光学接收器中的接收器测量的电信号，独立于旋转元件的角度位置产生与由在光学传输时与旋转组和固定组中的另一组的发射器相对的接收器或多个接收器测量的电信号或多个电信号对应的电信号。

这些辅助处理装置可以布置成将该电信号传送至另一装备项目，该另一装备项目固定至其上安装有呈环的接收器的元件。因此可以使用模拟或数字加法电路。

辅助处理装置可以例如包括将传导线性元件(例如，线或轨道)连接在一起的节点，此外每个传导线性元件均连接至接收器。因此，可以简单地通过并联设置的传导线性元件中的单个节点对电信号进行相加。

通过集成在接收器中的转换装置将光学信号转换成电信号。接收器可以包括例如光电二极管等。

本发明不限于简单的求和。例如可以提供阈值化法，仅保留阈值以上的信号用于相加，以避免考虑从远离发射器的接收器发出的信号。通常，本发明决不限于根据由光学接收器测量的信号产生电信号的方式，假设该处理独立于旋转元件的角度位置。

在发射器呈环的情况下，连接至固定组和旋转组中的另一组的该至少一个光学接收器的辅助处理装置可以布置成根据由固定组和旋转组中的该另一组中的光学接收器或多个光学接收器测量的电信号或多个电信号产生电信号，并且将该电信号传送至另一装备项目，该另一装备项目固定至其上安装有固定组和旋转装组中的该另一组的装备。

同一组中呈环设置的发射器或接收器可以设置成单行，或设置成两行或更多行。

因此，当同一环中的发射器或接收器布置成多于一行时，可以提供从一行到另一行的角度偏移。这使得不管旋转元件的角度位置如何都可以保证信号的良好接收。

有利地，在同一环中的接收器(或发射器)设置成n——n大于或等于2——行的情况下，从一行到另一行可以提供接收器(或相应地，从发射器)的长度(沿环的圆周方向)的偏移或者由接收器(或分相应地，由发射器)所占据的长度除以n的偏移。例如，在两行光学发射器的情况下，每个发射器占据4毫米的圆周，可以提供2毫米的偏移。

数据传输系统可以包括呈环的数组多个发射器或接收器。每组多个可以对应于信道，但是也可以为同一信道提供呈环的数组多个发射器或接收器(硬件冗余)。

有利地，可以提供设置在不同高度处的至少两组多个发射器或接收器，以及至少两组其他对应的固定组或旋转组。

可以提供彼此设置在不同高度处的多个发射器和多个接收器。因此，通信可以是双向的。

系统还可以包括：

-环形分布(即，呈环)在旋转元件上并固定至旋转元件的多个旋转光学发射器，所述多个旋转光学发射器例如包括在旋转组中，

-安装在固定元件上并固定至固定元件的至少一个固定光学接收器，所述至少一个固定光学接收器与多个旋转光学发射器设置在相同的高度处，所述至少一个固定光学接收器例如包括在固定组中，

-环形分布在旋转元件上并固定至旋转元件的多个旋转光学接收器，

-安装在固定元件上并固定至固定元件的至少一个固定光学发射器，所述至少一个固定光学发射器与多个旋转光学接收器设置在相同的高度处。

有利地，可以对呈环设置的多个发射器和接收器进行选择和设置，使得发射锥或接收锥的光在环的整个圆周上方的交叠大于30％，有利地大于40％，有利地大于50％。因此，即使呈环设置的该多个发射器或接收器中的发射器或接收器出现故障，也可以确保传输。

在一个实施方式中，处理装置和/或辅助处理装置可以包括用于处理信号的数字装置，例如一个或更多个处理器。

有利地，旋转组和固定组中的一组中的多个接收器可以并联设置，每个接收器连接至相关的传导线性元件。与所述多个接收器对应的多个传导线性元件可以并联设置，并且接合在至少一个节点组中。

在m个节点的情况下，m大于或等于2并且严格小于环中的接收器的数目，例如可以规定，将占据圆周上360°/m的圆弧的所有接收器连接至同一节点。每个节点本身可以连接至数字处理装置的输入。

然而，有利地，为多个接收器提供仅一个节点。

有利地，用于处理信号的数字装置的输入对应于所述组中的每个节点。该节点(或在适用时这些节点)可以有利地在用于处理信号的数字装置的上游。换句话说，接收器并联电布线。

因此，特别容易执行测量电信号的相加，并且另外避免了任何缺乏同步的现象，从而可以提高传输速率。此外，特别地当接收器的数目改变时，在简单性和易于适应方面受益。

在有利的实施方式中，每个传导线性元件直接将相关的接收器连接至节点(在多个节点的情况下类似)。这使得可以避免测量信号受到易于根据接收器而变化的延迟的影响，这在电子装备项目每个均设置在节点与相关接收器之间的情况下可能发生。每个装备项目都会引入延迟，并且这些延迟之间的分散会阻止向通信提供很高的传输速率。

有利地，当旋转组和固定组中的另一组包括多个接收器时，可以规定，将这些接收器并联设置，每个接收器都连接至相关的传导线性元件。与该多个接收器对应的多个传导线性元件可以并联设置并且接合在节点中(或者当然接合在少量节点中)。

该节点可以有利地在数字处理装置的上游并且对应于这些数字处理装置的输入。

在有利的实施方式中，每个导电线性元件直接将相关的接收器连接至节点。

有利地，旋转组和固定组中的一组中的多个发射器串联设置。因此，可以避免从一个发射器到另一发射器的任何缺乏同步的现象，从而使得可以以非常高的速率传送数据。此外，在简单性和易于适应方面受益。例如，相对容易地用另一组(可选地具有不同数目的发射器)替换串联的一组发射器。

有利地，当旋转组和固定组中的另一组包括多个发射器时，可以规定，将这些发射器串联设置。

可以提供布置成检测发射器故障的检测装置。这些检测装置可以在串联设置的发射器的上游，并且包括例如用于测量包括这些串联的发射器的环路的阻抗的装置。

在一个实施方式中，检测装置例如辅助处理装置电连接至与多个发射器相对的一个或更多个接收器，并且可以布置成在未接收到信号的情况下特别地当设置在不同高度处的接收器实际上正在接收信号时，生成发信号通知发射器故障的消息。

这是因为并且特别地在发射器串联设置的情况下，一个发射器的故障可能会损坏相应多个发射器中的所有发射器。检测这种故障并发信号通知这种故障使得可以采取适当的措施，例如更换led阵列。

有利地，这些辅助处理装置还可以布置成在检测到故障时传送旋转元件的角度位置值。该信息可以便于对故障起源的搜索，特别地如果对于多个故障记录了相同的角度。然后可以假定在给定的一系列led阵列上，这样的发射器经常故障。

在一个实施方式中，例如集成在辅助处理装置中的用于检测接收器故障的装置布置成：

-在与旋转元件的角度运动的至少一度对应的时间段内，有利地在与旋转元件的至少半个旋转周期对应的时间段内，例如在旋转速度为50转/分钟的情况下，在50ms、1秒、2秒或3秒内，跨时间对从节点(或多个节点)发出的信号或多个信号执行相加，以获得平均测量值，

-在这些平均测量值之一相对于其他平均测量值显著降低的情况下，例如，当分别存在20个或10个接收器时，降低超过3％或8％，生成有关故障怀疑的消息。

因此，尽管可能没有直接连接至每个接收器的检测装置(数字或模拟的)，但是仍然可以检测任何故障。

在非限制性实施方式中，将每个平均测量值与阈值进行比较，并且当一个(或多个连续的平均测量值)在该阈值以下时，认为存在显著降低。

有利地，该阈值可以取决于环中的检测器的数目。

有利地，该阈值可以取决于预定的或初始测量的测量值。

例如，可以将阈值选择为初始值(对应于全部运行的情况)与(1-1/2q)、(1-2/3q)或(1-4/5q)的乘积，q是环中的接收器的数目。

在非限制性实施方式中，可以取决于在旋转元件的每个旋转周期中重复的显著降低来生成关于故障怀疑的消息。

有利地，特别地在生成关于故障怀疑的消息的情况下，可以规定：

(i)在位于约100个光学信号周期(例如在以1ghz进行光学通信情况下为0.1μs)与对应于为接收器所占据长度(沿环的圆周)的两倍的角度运动的时间(例如，在元件以每分钟60转旋转并配备有20个接收器的环的情况下为0.1s)之间的时间内，对从节点(或多个节点)发出的信号或多个信号执行相加，以获得在短窗口内的平均测量值，

(ii)在相应的测量期间，将在短窗口内进行平均的该测量值与旋转元件的角度位置值相关联，

-重复步骤(i)和(ii)，并寻找哪个角度位置对应于在短窗口内进行平均的这些测量值中的最小值。

可以通过例如集成在辅助处理装置中的用于检测接收器故障的装置来执行这些步骤。

因此可以识别故障的接收器。换句话说，寻找信号的减小对应于哪个角度位置。出于替换相应的接收器的目的，可以传送该角度位置值。

这样的方法可以证明例如在接收器并联连接至节点——该节点本身连接至fpga输入——的情况下是特别有利的，因为这使得可以节省专用于每个节点的检测装置，并且避免将会引入的任何延迟。

可以例如仅在生成关于故障怀疑消息的情况下执行这些步骤(i)、(ii)、这些步骤(i)、(ii)的重复以及寻找最小值。

然而，可替代地，可以规定，即使在没有这样的消息的情况下也可以执行上述步骤。例如可以通过以重复的方式——例如在1μs至10μs的短窗口的情况下每ms或μs——执行步骤(i)和(ii)来执行接收器故障的检测。在检测到有效的最小值的情况下，针对对应于该最小值的角度(或角度范围)直接生成发信号通知故障的消息。

有利地，处理装置和/或辅助处理装置可以分别包括用于连接至多组至少一个线缆信道以接收多个相应的数据流的装置，每个流从对应的设备例如输入总线、输入端口等发出。每个设备在适用时可以安装在固定元件或旋转元件上。

数字信号处理装置可以布置成根据接收到的数据流生成要传送至电连接至所述数字处理装置的至少一个发射器组的流，以进行光学传输。

例如，数字信号处理装置可以布置成为接收到的每个流分配优先级参数值，并且在同时接收到多个流的情况下，比较与接收到的流相关联的优先级参数值，并且将与和最高优先级程度对应的优先级参数的值相关联的流优先传送至光学发射器或多个发射器。

因此，系统可以安装在由第三方设计的已经具有可变数目的源和/或通信协议的组件中。

此外可以规定，对数字信号处理装置进行编程，以从接收到的流中提取有用数据，并且根据无线光学通信协议将由此提取的有用数据封装在帧中。

有利地，可以对处理装置进行编程，以处理要传送的数据，例如提取的有用数据，使得与所生成的电信号对应的数据具有冗余性(例如纠错编码，例如里德-所罗门(reed-salomon)，或其他)。

然后可以对辅助处理装置进行编程，以对与接收到的电信号对应的数据进行解码，以确保数据的完整性。这使得可以检测和/或减轻任何故障。

然后可以对辅助处理装置进行编程，以根据任何检测执行诊断。

可以对处理装置和/或辅助处理装置进行编程，以建立降级的操作模式，从而保证通信系统的最小服务。

处理装置和/或数字处理装置可以例如包括fpga(现场可编程门阵列)等。

在一个实施方式中，其中系统包括呈环的至少两组多个发射器或接收器，每组发射器发送具有相关波长的光学信号。

可替选地，对于至少两个信道中的每个信道，当系统针对该信道包括呈环的至少两组多个发射器或接收器时，与同一信道对应的所有发射器可以发送具有相关波长的光学信号。

本发明决不受限于对独特波长的这些选择。完全可以规定，将相同的波长用于上行链路和下行链路通信，和/或从一个信道到另一信道(或从呈环的一组多个到另一组多个)使用相同的波长。

在一实施方式中，系统可以包括(光学或电子的)滤波装置。这使得可以消除不相关的信号。

特别地，当系统包括呈环的至少两组多个发射器或接收器并且使用至少两个不同的波长时，系统可以包括以这些波长中的每一个为中心的滤波装置。

滤波装置可以例如包括有色玻璃或者模拟或数字处理装置。

此外可以规定，在发射器或多个发射器周围进行屏蔽，以部分吸收任何剩余的光。

上述系统还可以包括用于接纳固定组和旋转组的壳体。该壳体可以有利地具有吸收覆层。

数据传输系统可以布置成安装在风力涡轮机或其他中。

本发明决不受所使用的owc的类型的限制。可以规定，例如通过li-fi、通过vlc(可见光通信)或其他方式进行红外无线通信。所述通信可以例如根据irda、ieee802.15.7或其他标准。

光学发射器可以例如包括诸如发光二极管或led的二极管、激光器等。

光学接收器可以包括光电二极管或诸如cmos(互补金属氧化物半导体)传感器的图像传感器。

此外，提出了一种组件，该组件包括上述旋转元件、固定元件和数据传输系统。该组件可以集成或不集成在风力涡轮机中。

还提出了一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括这样的组件。旋转元件可以包括旋转部件的轴，旋转部件固定至轴或通过该轴移动。

用于光学通信的频率可以在10mhz以上，有利地在100mhz以上。

用于光学通信的频率可以在1兆赫与60千兆赫之间的范围内，有利地在100兆赫与10千兆赫之间，例如约1千兆赫。

所使用的传输速率可以大于每秒5兆，有利地大于每秒100兆。

所使用的速率例如可以在每秒100千比特至20千兆比特之间的范围内，有利地在每秒50兆比特与每秒5千兆比特之间，例如约每秒1千兆比特。

例如，可以提供基带中的传输。

可以提供诸如曼彻斯特(manchester)编码的编码或其他编码。

本发明不受对任何特定调制的选择的限制。可以使用ook(开关键控)调制或其他调制。

参照以下附图，将最好地描述本发明，这些附图描绘了作为非限制性示例给出的实施方式。

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的风力涡轮机的整体示例。

图2示意性地并且透视地示出了根据本发明的一个实施方式的数据传输系统的示例。

图3是图2中的系统的截面图。

图4是图2中的系统的侧视图。

图5示出了安装在旋转轴上的呈环的发射器的发射锥。

图6示意性地示出了根据本发明的另一实施方式的系统的示例的一部分。

图7示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示例的两种配置。

图8是根据本发明的一个实施方式的系统的示例的框图表示。

图9示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示例的固定元件或旋转元件。

从一个附图到另一个附图可以使用相同的附图标记来指代相同或相似的元件。

参照图1，风力涡轮机100包括桅杆101、机舱112和固定至所谓的慢轴103的叶片102。

乘法器104将慢轴103的旋转运动转换成所谓的快轴105的较快的运动。

发电机115从该快轴105的运动生成电流。

风力涡轮机配备有传感器例如振动传感器或其他传感器，出于清楚的原因，此处仅示出了其中的一个传感器109。包括例如一个或更多个处理器的监测器108接收从这些传感器发出的信号并且相应地控制致动器，例如用于改变叶片102的取向的马达110。

设备109、110因此被固定至叶片，同时处理器保持固定。

在慢轴103的内部安装有连接至传感器或致动器的线缆116。为更加清楚起见，仅示出了两条线缆，但实际上，将该设备连接至示意性地描绘并用附图标记106表示的信号传输系统或sts的一条或更多条线缆组对应于每个设备109、110。

sts106位于乘法器104附近，并且机械地耦接至慢轴103。sts106通过一条或更多条电缆路径组连接至监测器，出于清楚的原因，此处仅示出其中的一条线缆107。

辅助电缆(未显示)使得可以在sts106与叶片取向马达110之间传输电力。

参照图2，描绘了传输系统106。该系统106使得可以在此处为慢轴103的旋转元件与此处为固定至机舱的元件的固定元件204之间传输数据。

慢轴103经受振动，并且经受从-40℃至+100℃的范围内的热变化。

所描绘的系统106限定了用于将信号从固定部件204传输至轴103的下行链路通信信道，以及用于将信号从慢轴103传输至安装在机舱中的处理器的上行链路信道。

系统包括围绕慢轴103安装的数十个led211的阵列210，以形成发射器211的环，以在上行链路信道上向光电二极管214提供通信。以本身已知的方式，每个led211集成有光电转换装置并且接收转换成光学信号的电信号。

处理装置212例如fpga根据从风力涡轮机的旋转部件上的传感器(图2中未示出)发出的信号产生电信号。该电信号通过一条(或更多条)导线213传送至所有led211，然后所有led211同时发射相同的光学信号。

因此，该上行链路信道上的光学传输是全方向的，如箭头250所象征性地描绘的。

以本身已知的方式，可以使用曼彻斯特编码、ook(开关键控)调制等。传输速率可以例如为每秒1千兆比特，并且光载波频率例如为5千兆赫。

在该实施方式中，两个光学接收器214例如光电二极管沿慢轴103的旋转方向与阵列210设置在相同的高度处。阵列210位于垂直于旋转方向的平面中，光电二极管214位于由该阵列210限定的平面中。

这些光电二极管214从面向它们的发射器211接收光学信号，如图4所示。轴103的旋转速度可以是可变的，并且可能是高的，但是由于光学传输是全方向的并且光的速度比轴的速度高得多，因此缺乏对轴的角度位置的任何先验知识对传输的质量产生微不足道的影响。

将由光电二极管214测量的电信号加在一起，并且将得到的电信号发送至安装在风力涡轮机的固定部件中的处理器例如fpga。

关于下行链路信道，固定至固定部件204的两个led215设置成面向光电二极管217的第二阵列216。

固定部件的处理器(未示出)例如fpga将要传送的电信号发送至这些led215，并且然后光电二极管217中的至少一些，即面向这些led215的那些光电二极管接收光学信号。

在旋转轴上的光电二极管217的下游，例如集成在fpga212中的处理器(未示出)将从光电二极管217发出的所有电信号进行相加，以重构发送至led215的电信号。

然而，在替代实施方式中，可以规定，通过模拟装置，有利地通过简单的并联布线来执行该相加，如图9的实施方式中那样。

将根据轴的直径y(图2和图3)、分别与相应阵列相对的光电二极管214和led215的数目以及这些部件211、217、214、215的光学特性，来选择led211和光电二极管217的数目。

如图5所示，如果led211'具有相对小的发射锥218，并且led211'的数目小，则对于轴103的某些角度位置存在数据传输可能严重受限或擦除的风险。

因此，并且特别地，如果由于led211'的尺寸而不能对如图2至图4所示的led之间的距离p起作用，则可以规定，将这些led211'布置成具有偏移的两行，如图6所示。

还可以规定，求助于用于上行链路信道上的通信的第一波长以及用于下行链路信道上的通信的不同于第一波长的第二波长。

光电二极管下游的处理装置可以集成有数字滤波器，每个数字滤波器以预期波长为中心。

对于直径y在10毫米与20毫米之间例如15毫米的慢轴103，可以规定，将阵列210、216分开例如约一毫米或一厘米的高度z；同一阵列上的两个发射器或接收器之间的距离p可以例如在0.05mm与0.3mm之间，例如0.1mm或0.2mm；固定发射器215或固定接收器214之间的距离x可以为约一毫米或其他；最后，固定组214、215与对应的旋转组210、216之间的距离d可以例如为约一毫米或一厘米，例如为2毫米或3毫米。

参照图8，其描绘了使用各种协议(以太网、rs232等)以收集从风力涡轮机的旋转部件上的传感器109发出的测量结果的多个信道。

本发明不受在线缆信道上实现的通信协议的限制。可以提及例如rs232、rs422、rs485、can总线(控制器局域网)、以太网、profibus(过程现场总线)、modbus和联络母线(interbus)。

包含限定数目的信道的信道或多个信道组与给定协议相关联，例如，用于rs232协议的三个信道、用于rs485协议的两个或四个信道、用于can总线的两个信道以及用于以太网的五个信道。

传输模块例如fpga212接收这些流，并为接收到的每个流分配优先级参数值。例如，可以认为从can总线发出的数据具有比以太网数据低的优先级。

在同时接收到多个流的情况下，fpga212比较与接收到的流相关联的优先级参数的值，并将与和最高优先级程度对应的优先级参数的值相关联的流优先传送至阵列210的光学发射器。

由fpga接收到的数据被构造在具有各种字段(标识协议、日期等)的消息中。fpga从接收到的数据提取有用数据(测量值、传感器的标识符等)，并根据无线通信协议例如li-fi将这些有用数据封装在新消息中。

如此生成的电信号被并行发送至阵列210的所有发射器。

然而，在替代实施方式中，可以规定，串联布置阵列210的发射器，如图9所示。

在固定部件上的面向发射器阵列的光电二极管(或多个光电二极管)接收光学信号，并且相应地将接收到的电信号传送至安装在固定部件上的fpga251的上游的数字到模拟转换器。

该fpga251从自光电二极管发出的数字信号提取有用的数据，根据例如依据传感器标识符选择的协议来封装它们，并使用与所选择的协议对应的流将有用的数据发送至监测装置252。

监测装置可以例如包括处理器，处理器连接至地面上的计算机或者与用于与地面或与远程装备通信的射频通信模块通信。

该处理器可以简单地根据从传感器109发出的信号接收或产生旨在用于存在于旋转部件上的致动器的控制信号。

然后，使用面向光电二极管阵列的led传送该控制信号。

参照图7，固定接收器214和固定发射器215安装在固定部件204上，分别面向安装在轴103上的发射器阵列210和接收器阵列216。

旋转轴103部分地容纳在相对于轴固定的壳体260中。

固定部件204部分地容纳在壳体260中。

壳体260限定轴103穿过的开口，该开口足够大以不干扰轴103的旋转，并且限定固定部件穿过的另一开口。该另一开口足够大以允许固定部件朝向轴移动，以在必要时减小距离d，如图7所示。

壳体260的内部覆盖有吸收覆层，以避免任何光信号的混响和由这样的混响引起的杂散信号。

参照图9，旋转(或固定)元件272包括呈环布置的多个光学接收器217，以及同样呈环布置的多个发射器211，两个环彼此远离。

为了便于阅读，在图9中没有重复这种环形布置。

然而，将理解的是，发射器211串联设置，并且fpga212将所传送的信号发送至串联的所有发射器211。

接收器217并联布线，每个接收器217连接至相应的线271。

线217接合在节点270中。对于每个接收器，在该接收器与节点之间未安装部件。因此避免了由低通滤波器或其他部件引起的任何延迟。

节点270本身连接至fpga212的输入。因此，fpga212仅接收由于跨所有接收器将这些接收器中的每一个的信号相加而生成的一个信号。