Brevet FR2514917A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un capteur de positionnement et de mouvement a fibres optiques. Beaucoup d'installations industielles,administratives,de recherches, de protections etc... sont schématisablescomme il est représenté à la figure 1.Dans cette figure,l est une unite centrale,chargée de collationner les renseignements fournis par les capteurs 2,3,4 etc... et de faire parvenir des instructions à des organes d'exécution 5,6 etc... Or ,indépendament de tout autre problème,un tel ensemble est soumis à des agressions multiples sur les capteurs,l'unité centrale, les organes d'exécution et les liaisons.Ces agressions dues aux variations rapides et intenses des champs électriques et magne tiques générées par les coups de foudre ,les disjonctions de réseaux etc...,sont d'autant plus dangereuses que les matériels modernes sont plus susceptibles. Pour protéger les liaisons,on emploie trés souvent le dispositif schématisé à la figure n02.Dans cette figure ,le capteur 2, délivre un signal électrique qui est transformé en signal optique par l'interface 7. 6a-fibr optique 8 transporte les renseignements à proximité de l'unité centralel où un interface 9,-retransfome les signaux électriques. Cette solution,qui donne satisfactionest lourde car l'utilisàtion de deux interfaces 7 et 9,est onéreuse et augmente le suscéptibilité intrinsèque,demande de lténergie électrique et introduit des distorsions. Or,beaucoup de capteurs traduisent le renseignement souhaité en deplacements mécaniques,eux-même traduits en signaux électriques. C'est le cas évidement, des prises de cotes linéaires ou angulairee,mais également,des manomètres, des thermomètres à bilame ou à dilatation de liquides etc...Des dispositifs variés :potentiomètres,selsyns, mutuelles inductances, capacités variables etc... transforment ces deplacements en signaux électriques. On obtient donc pour un capteur,la succession symbolique de la figure n03. Le phénomène physique A est traduit par un déplacement mécaniqueB traduit en signal électrique en 2,puis l'interface optique 7 donne un signal lumineuxóu infrarouge La présente invention a pour but de remplacer une telle chaine par un capteur qui,transformant le phénomène à mesurer en déplacement mécanique, transmet celui-ci,directement sur la fibre optique (fig.4).0n comprendra mieux l'essentiel du capteur,objet du présent brevet en se reportant à la figure n05. On a choisi comme exemple un capteur de déplacement,mais la description qui suit s'appliquerait aussi bien à un capteur de rotation. Le déplacement proprement dit ,est mesuré d'une façon classique,en entrainant un ruban codé 10. On a représenté à la figure n05,un codage binaire normal, 4 bits, mais tout nombre et tout code de bits est possible. Le film codé 10 est éclairé comme nous le verrons plus ploin. Quatre fibres optiques 12,13,14, 15,transmettent ou non la lumierell,suivant que,sur la piste considérée, le film est transparent (niveau zéro) ou opaque (niveau 1). Ces fibres peuvent emmener l'information jusqu'à l'unité centrale ,mais à la figure n05,on a schématisé une autre solution. Chaque piste est munie de filtres optiques sélectionnant des bandes de longueur d'ondes differentes. Deux coupleurs 16et 17,regroupent les 4 informations sur une fibre unique 21. On pourra sans sortir des limites de l'invention ,utiliser des coupleurs à 3,4 ou n voies.On pourra également utiliser plusieurs fibres. Il est évident toutefois que le produit du nombre de fibres partant vers l'unité centrale par le nombre de bandes de longueur d'onde,doit être égal au nombre de pistes. du. film 0. La lumiere 11 peut être soit naturelle,ce serait le cas par exemple, d'un capteur dans une usine ne travaillant que le jour.Elle peut également être produite localement par une source de lumière électrique.Elle peut enfin être amenée depuis l'unité centrale par une ou des fibres optiques. Revendications l)Capteur de positionnement caractérisé en ce qu'il comporte (voir fig.5) un ensemble d'un organe mobile(l0) par envoi d'un flux énergétique sur une fibre optique (21)et retour sur cette même fibre (21) de l'énergie renvoyee par(10). 2)Capteur selon la revendication ltcaractérisé par l'emploi simultané de deux bandes de longueur d'onde optique. 3)capteur selon les revendications 1 et 2,caractérisé par l'emploi de plusieurs bandes de longueur d'onde optique permettant de transmettre sur la même fibre (21)plusieurs signaux: (12),(13),(14),(15). 4)Capteur selon les revendications précédentes,utilisant l'une des bandes de longueur d'onde comme-contrle de la fiabilité de l'ensemble. 5)Capteur selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par l'emploi de dispositifs électroniques classiques,non figurés,utilisant les signaux de retour pour définir la position ou la vitesse de déplacement de (10).