[其他]以光學(xué)設(shè)施傳送信息和命令的用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86105700
• 申請日: 1986-06-18
• 公開（公告）號: CN86105700A
• 公開（公告）日: 1987-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡·邁克爾·伯奇特;扎奎斯·米伊爾;簡·彼里·拉德
• 申請（專利權(quán)）人: 法瑪通
• 主分類號: G08C19/36
• 分類號: G08C19/36;G08C23/00;G05B11/01;H04B9/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 李強(qiáng)

本文涉及一種以光學(xué)設(shè)施傳送信息和命令的用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的方法和裝置。

很多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備往往包括：一個(gè)運(yùn)行區(qū)，在其中進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)過程;和一個(gè)控制和監(jiān)視部，它和工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行區(qū)相隔離。工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)中包括有測量、控制和命令裝置，這些裝置和各種組件結(jié)合起來就可以對那里的過程進(jìn)行控制和監(jiān)視。這些測量、控制和命令裝置是非常多的，而且必須通過導(dǎo)體組件與控制部相連，以便這些導(dǎo)體組件可以傳送信息和指令，用于命令和控制運(yùn)行中的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。

在復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，用于測量、控制和命令的裝置能夠采取、傳送和/或接受非常廣泛的各種形式的信息和命令，這些信息與生產(chǎn)流程中的參數(shù)有關(guān)，例如溫度、壓力或產(chǎn)量等，也可能與門、閥等元件的位置有關(guān)。除了與工業(yè)生產(chǎn)流程有關(guān)的各種信息外，該系統(tǒng)可以傳送來自檢測材料的信息，或者提供操作員之間的通信，或任何其他形式的信息。

在某些工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施中，生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行部區(qū)域內(nèi)的信息或指令的采取、傳送和/或接收是非常困難的。

裝有壓水堆的原小核電站就是如此，要求在反應(yīng)堆主體內(nèi)進(jìn)行測量，但反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)是不容易接近它的，因而要求采取和傳輸數(shù)據(jù)的裝置高度可靠和高度準(zhǔn)確，此種要求還需要使十分頻繁地操作，獲取和傳送這些數(shù)據(jù)的探測裝置能保持相同的條件向不受工業(yè)流程周圍環(huán)境的影響。

在已有技術(shù)的很多系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采取、傳送和利用是以電信號形式進(jìn)行的，電信號通過導(dǎo)體把控制部和工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)連接起來，在運(yùn)行區(qū)中有強(qiáng)磁場的情況下，需要把導(dǎo)體和這些磁場隔離，例如使用屏蔽電纜。在冶金和煉鋼工業(yè)中就是如此。

在所有這些情況下，應(yīng)使導(dǎo)體有良好的絕緣并且對于電纜的保護(hù)件和支撐件加以有效的接地。在某些設(shè)備中，對于弱的電信號和高通量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，需要使用高成本的同軸電纜。在信息提取的位置之間還需要安裝去耦器件。

在某些設(shè)備中，在可燃或易爆物質(zhì)附近傳送電流，即使是低強(qiáng)度的電流也是十分危險(xiǎn)的。例如，在石油式石-化生產(chǎn)設(shè)備中，或者天然氣加工生產(chǎn)設(shè)備中，情況就是如此，在設(shè)備運(yùn)行區(qū)之內(nèi)，在用于測量、命令或控制的裝置附近需要安置電源時(shí)，這些危險(xiǎn)就更進(jìn)一步增加了。

另一方面，在具有很多測量和控制裝置，以及因此而包含著大量的與控制部相聯(lián)的連接線的復(fù)雜設(shè)備中，需要盡可能地、最大程度地減少連接同導(dǎo)體的體積和費(fèi)用，在改進(jìn)工業(yè)加工過程或工藝流程時(shí)同樣需要采取措施增加通道的數(shù)目以便滿足更大數(shù)目的測量或控制的需要，為了取得這些結(jié)果建議使用多路電子信號混合和多路電子信號分離器，以便減少在生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)和控制部之間所需連接線的數(shù)量。而且可以在沒有增加連接線數(shù)量的情況下可以增加測量、控制或命令點(diǎn)的數(shù)目。然而這樣的多路電子信號混合和多路電子信號分離器是很昂貴的，而且在生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行部內(nèi)需要自給電源。

另一方面，眾所周知，可以用光學(xué)設(shè)施來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊。它可以使用光導(dǎo)纖維和光導(dǎo)纖維內(nèi)的調(diào)制光信號，多路信號混合和分離等設(shè)備聯(lián)合起來構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)將發(fā)射部和接收部連接起來。但是，想使用這樣的器件把工業(yè)生產(chǎn)裝置的控制部連接到該裝置的運(yùn)行區(qū)去卻不是很容易的事。事實(shí)上的困難在于：以光導(dǎo)纖維用于遠(yuǎn)距離通訊的這種器件需要在各個(gè)信息發(fā)射點(diǎn)附近和正在控制和監(jiān)視的運(yùn)行區(qū)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備上的各個(gè)測量傳感器附近都應(yīng)安裝發(fā)光光源。為此，需要在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的工作部件附近備有電源。

美國專利4367040建議使用與轉(zhuǎn)子無關(guān)的很多固定光源以供給轉(zhuǎn)子內(nèi)不同部位上的很多溫度測量傳感器。耦合這些光源形成一個(gè)寬頻帶輻射，并直接射入由轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的光學(xué)器件，該光學(xué)器件進(jìn)行了寬頻帶輻射的分解以便得到不同波長的單一光輻射，每一個(gè)單一元輻射送到一個(gè)溫度傳感器。在該固定光源和轉(zhuǎn)子之間沒有物質(zhì)連接。具有寬頻譜帶的光輻射是按轉(zhuǎn)子的軸向發(fā)射的，并由轉(zhuǎn)子所構(gòu)成的光學(xué)器件所接收。從光源到轉(zhuǎn)子之間的這一段光輻射的傳播路程必須保持很小的距離。

在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的情況下，運(yùn)行區(qū)和發(fā)光輻射產(chǎn)生區(qū)之間必須分離較大的距離，因而這種方法不能采用。

所以本發(fā)明的目的是建議一種以光學(xué)設(shè)施傳送信息和命令的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備控制和監(jiān)視方法。有很多測量、控制和命令裝置和這個(gè)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)相聯(lián)系。另有一個(gè)控制和監(jiān)視部，它和這個(gè)運(yùn)行區(qū)的所在位置之間相隔一段相當(dāng)大的距離。用不少于一根的光導(dǎo)纖維在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行區(qū)和控制部之間傳送信息和命令。本方法可因充分吸收了光學(xué)傳送信息的很多優(yōu)點(diǎn)而得到最大的利益，但又避免了在生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行區(qū)內(nèi)設(shè)置任何電源;而是采用了一個(gè)可被充分識別的光輻射裝置與一個(gè)用于測量、控制和命令的元件相聯(lián)系。