EA 028493B1 20171130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000028493b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство (1) наблюдения, используемое для наблюдения за областью здания (60) или территории посредством обнаружения данных наблюдения, относящихся к оптическому сигналу после прохождения в прямом и обратном направлениях в пучке (40) оптического волокна, содержащее пучок (40) оптического волокна, используемый в качестве датчика, содержащий оптические волноводы под механическим предварительным напряжением до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда подвергаются небольшой деформации; один оптический источник (3) для излучения оптического испускаемого сигнала (4), передаваемого в пучке (40) оптического волокна; один оптический аналоговый детектор (5) для обнаружения данных наблюдения, содержащих ослабление интенсивности света оптического отраженного сигнала (6), соответствующего оптическому испускаемому сигналу (4), отраженному из пучка (40) оптического волокна, причем упомянутое ослабление обнаруживается для использования в качестве показателя удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины; отличающееся тем, что устройство (1) наблюдения выполнено в виде компактного блока и содержит средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000.

2. Устройство (1) наблюдения по п.1, отличающееся тем, что упомянутое средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) выполнено с возможностью периодической активации излучения оптического источника (3) на одну микросекунду в каждом временном периоде, причем упомянутый временной период находится между 5 и 100 мс.

3. Устройство (1) наблюдения по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутое средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) выполнено с возможностью периодической активации излучения оптического источника (3) на одну микросекунду в каждом временном периоде, причем упомянутый временной период находится между 5 и 30 мс.

4. Устройство (1) наблюдения по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит электрический разъем (52) для передачи данных и/или энергии.

5. Устройство (1) наблюдения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в удаленную станцию (50, 50', 50").

6. Система (100) наблюдения, содержащая устройство (1) наблюдения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит удаленную станцию (50, 50', 50") и отличающаяся тем, что устройство (1) наблюдения содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в упомянутую удаленную станцию (50, 50', 50"); и удаленная станция (50, 50', 50") содержит средство (13) обработки для вычисления из изменения интенсивности оптического отраженного сигнала (6) данных наблюдения, содержащих изменение в длине пучка (40) оптического волокна.

7. Система (100) наблюдения по п.6, отличающаяся тем, что она содержит несколько устройств (1) наблюдения по любому из пп.1-5, каждое из которых содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в одну и ту же удаленную станцию (50, 50', 50").

8. Система (100) наблюдения по п.6 или 7, отличающаяся тем, что удаленная станция (50, 50', 50") содержит средство (51) для активации пользователем упомянутой передачи данных наблюдения.

9. Способ наблюдения за областью здания (60) или территории, выполняемый в устройстве (1) наблюдения по любому из пп.1-5, отличающийся этапами, на которых поочередно активируют и деактивируют излучение оптического источника (3) таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000; и обнаруживают данные наблюдения, содержащие ослабление интенсивности света оптического отраженного сигнала (6), соответствующего испускаемому оптическому сигналу (4), отраженному из пучка (40) оптического волокна, причем упомянутое ослабление обнаруживают для использования в качестве показателя удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап, на котором передают данные наблюдения от устройства (1) наблюдения в удаленную станцию (50, 50', 50").

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется периодически.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется по запросу.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется периодически.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется по запросу.

Евразийское
патентное
ведомство
028493
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201491499
(22) Дата подачи заявки
2012.02.09
(51) Int. Cl.
G01M11/08 (2006.01) G01B11/16 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО НАБЛЮДЕНИЯ, СИСТЕМА И СПОСОБ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА
ОБЛАСТЬЮ ЗДАНИЯ ИЛИ ТЕРРИТОРИИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН ОПТИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД
(43) 2014.12.30
(86) PCT/IB2012/000732
(87) WO 2013/117954 2013.08.15
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОСМОС СА (FR)
(72) Изобретатель:
Одак Бернар (FR)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A1-2011216996 US-A1-2011199607 WO-A2-2008054339
(57) Устройство (1) наблюдения, используемое для наблюдения за областью здания или территории, содержащее пучок оптического волокна, используемый в качестве датчика; один оптический источник (3) для излучения оптического испускаемого сигнала (4), передаваемого в пучке оптического волокна; один оптический аналоговый детектор (5) для обнаружения интенсивности оптического отраженного сигнала (6), соответствующего оптическому испускаемому сигналу (4), отраженному из пучка оптического волокна. Устройство (1) наблюдения выполнено в виде компактного блока и содержит средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000. Изобретение также относится к системе наблюдения, содержащей такое устройство наблюдения, и способу наблюдения, выполняемому в устройстве наблюдения.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству наблюдения для наблюдения за областью здания или территории.
Такое устройство наблюдения содержит по меньшей мере один оптический волновод, используемый в качестве датчика.
Настоящее изобретение также относится к
системе наблюдения, содержащей такое устройство наблюдения, и соответствующему способу наблюдения.
Более конкретно область техники изобретения относится к области наблюдения за деформацией строительных конструкций.
Уровень техники
В уровне техники известно устройство наблюдения, используемое для наблюдения за областью здания или территории, и содержащее
пучок оптического волокна, используемый в качестве датчика, размещенный в или на области наблюдения, состоящий из компонента, который описан в документе EP 0264622 B1, с оптическими волноводами, которые предварительно напряжены до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда подвергаются небольшой деформации;
один оптический источник для излучения оптического испускаемого сигнала, передаваемого в пучке оптического волокна;
один оптический аналоговый детектор для обнаружения данных наблюдения, содержащих интенсивность оптического отраженного сигнала, соответствующего оптическому испускаемому сигналу, возвращающемуся из пучка оптического волокна; и
средство обработки для вычисления деформации наблюдаемой области из обнаруженных данных наблюдения.
Пучок оптического волокна подробно описан в документах EP 0264622 B1 и US 5044205. Упомянутый документ касается действительно компонента с оптическими волноводами, которые служат для наблюдения за деформациями компонента, и прикреплены на компоненте или в нем под механическим предварительным напряжением, оптические волноводы прочно связаны с компонентом, по меньшей мере, на протяжении части своей длины и предварительно напряжены до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда деформации вследствие сжатия, усадки или медленного относительного перемещения возникают в компоненте.
Также из EP 0264622 B1 специалист в данной области техники узнает способ наблюдения деформации строительной конструкции с помощью пучка оптического волокна. Пучок оптического волокна соединяется с измерительным устройством. Усилия, прикладываемые на пучок оптического волокна, имеют эффект ослабления света, отправляемого через пучок оптического волокна, способом, который изменяется согласно интенсивности этих усилий. Обнаруживая ослабление света, параметр удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины получается косвенно из характеристической кривой. Упомянутое удлинение может относиться к деформации наблюдаемой строительной конструкции.
Согласно уровню техники оптический источник, оптический аналоговый детектор и средство обработки размещаются на удаленной станции, соединенной с упомянутым пучком оптического волокна с помощью оптических волокон.
Недостатком такого устройства наблюдения является то, что оно может быть дорогим. Другим недостатком такого устройства наблюдения является то, что оно может быть хрупким. Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства наблюдения, которое является более крепким, чем устройство наблюдения согласно уровню техники. Другая задача настоящего изобретения состоит в создании устройства наблюдения, которое является менее дорогостоящим, чем устройство наблюдения согласно уровню техники.
Другая задача настоящего изобретения состоит в создании системы наблюдения, содержащей такое устройство наблюдения.
Другая задача изобретения состоит в создании способа наблюдения, выполняемого в таком устройстве наблюдения.
Осуществление изобретения
По меньшей мере одна из вышеупомянутых задач решается устройством наблюдения, используемым для наблюдения за областью здания или территории посредством обнаружения данных наблюдения, относящихся к оптическому сигналу после прохождения в прямом и обратном направлениях в пучке оптического волокна, содержащим
пучок оптического волокна, используемый в качестве датчика, содержащий оптические волноводы под механическим предварительным напряжением до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда подвергаются небольшой деформации;
один оптический источник для испускания оптического испускаемого сигнала, передаваемого в пучке оптического волокна;
один оптический аналоговый детектор для обнаружения данных наблюдения, содержащих интенсивность оптического отраженного сигнала, соответствующего оптическому испускаемому сигналу, возвращающемуся из пучка оптического волокна.
Устройство наблюдения согласно изобретению выполнено в виде компактного блока и содержит средство управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000.
Упомянутый пучок оптического волокна может заключаться, в частности, в компоненте с оптическими волноводами, которые служат для отслеживания деформаций компонента, и прикреплены на компоненте или в нем под механическим предварительным напряжением, оптические волноводы прочно связаны с компонентом, по меньшей мере, на протяжении части своей длины и предварительно напряжены до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда деформации вследствие сжатия, усадки или медленного относительного перемещения возникают в компоненте.
Обнаруживая ослабление интенсивности света, может быть получен показатель удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины. Упомянутое удлинение может быть связано с деформацией наблюдаемой области здания или территории.
Средство управления может быть размещено для автоматического управления излучением и отсутствием излучения оптического источника.
Устройство наблюдения согласно изобретению используется для наблюдения за деформацией области здания или территории посредством обнаружения ослабления интенсивности оптического отраженного сигнала.
Средство управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника может создавать прямоугольный сигнал.
Идея согласно изобретению заключается в наличии соотношения между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения, которое больше 5000.
Такое соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения является достаточным только потому, что устройство наблюдения использует пучок оптического волокна и обнаружение интенсивности для того, чтобы наблюдать за областью. Действительно, ослабление света может быть немедленно получено даже с очень коротким периодом активации оптического источника.
Это было бы невозможно с другими способами измерения, которые обычно используются на уровне техники. Такими способами, например, является интерферометрия. Таким способам нужны длительные продолжительности излучения, предпочтительно непрерывный излучаемый сигнал, поскольку они требуют длительных обработок сигнала.
Такое соотношение не может быть использовано с каким-либо другим устройством и способом. Продолжительность времени, чтобы определять деформацию наблюдаемой области, гораздо короче с использованием пучка оптического волокна и измерения интенсивности, чем с помощью других способов и устройств, для данной производительности обработки.
Огромное соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения делает возможным значительное уменьшение потребления энергии устройством наблюдения согласно изобретению.
Затраты, связанные с устройством наблюдения согласно изобретению, могут быть значительно уменьшены за счет снижения затрат на его электропитание.
Кроме того, оптический источник может быть соединен со средством сохранения энергии с небольшой емкостью хранения энергии. Такое средство сохранения энергии может быть солнечным фотоэлементом, батареей типа никель-кадмиевой батареи и т.п.
Такое средство сохранения энергии с очень небольшой емкостью накопления энергии может быть установлено непосредственно в устройстве наблюдения, размещенном как компактный блок предпочтительно моноблочного типа.
Это делает возможным размещение устройства наблюдения как компактного блока без какого-либо физического соединения с какой-либо другой удаленной станцией.
Следовательно, устройство наблюдения является более надежным, поскольку нет физических соединений, которые могли бы быть легко разрушены.
Устройство наблюдения, размещаемое в виде блока, моноблочного типа легче устанавливать. Кроме того, оно требует меньше материала (нет проводных соединений с удаленной станцией). Следовательно, затраты на производство уменьшаются.
Преимущественно устройство наблюдения согласно изобретению содержит средство управления, поочередно активирующее и деактивирующее обнаружение оптическим аналоговым детектором.
Периоды активации обнаружения соответствуют преимущественно периодам приема посредством упомянутого детектора оптического отраженного сигнала.
Это позволяет уменьшить потребление энергии устройством наблюдения согласно изобретению, уменьшая потребление энергии оптическим аналоговым детектором, который не является активирован
ным постоянно.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения излучение оптического источника и активация обнаружения являются одновременными.
Период активации обнаружения может быть дольше, чем период активации излучения, для одного и того же начального момента. Это позволяет принимать во внимание задержки, обусловленные электроникой (и продолжительность между излучением света и приемом света). Например, продолжительность активации излучения равна 1 мс, тогда как продолжительность активации обнаружения равна 200 мкс.
Излучение оптического источника и активация обнаружения могут также быть сдвинуты для того, чтобы принимать во внимание такие задержки.
Средство управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника может быть выполнено с возможностью периодически активировать излучение оптического источника на одну микросекунду в каждом временном периоде, упомянутый временной период находится приблизительно между 5 и 100 мс.
Следовательно, потребление энергии уменьшается.
Это соответствует частоте между приблизительно 10 и 200 Гц. Можно отметить, что аналоговое обнаружение с помощью такого временного периода соответствует дискретному обнаружению при частоте сканирования между приблизительно 10 и 200 Гц, соответствующей частотам сканирования в уровне техники.
Более конкретно, средство управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника может быть выполнено с возможностью периодически активировать излучение оптического источника на одну микросекунду в каждом периоде времени, упомянутый период времени находится между приблизительно 5 и 30 мс, более конкретно между приблизительно 10 и 20 мс.
Это соответствует частоте между приблизительно 33 и 200 Гц соответственно, между приблизительно 50 и 100 Гц. Можно отметить, что аналоговое обнаружение, использующее такой временной период, соответствует дискретному обнаружению при частоте сканирования между приблизительно 33 и 200 Гц соответственно, между приблизительно 50 и 100 Гц, соответствующей, более конкретно, частотам сканирования в уровне техники.
Устройство наблюдения согласно изобретению может содержать средство обработки, чтобы вычислять из интенсивности оптического отраженного сигнала данные наблюдения, содержащие изменение в длине пучка оптического волокна.
Устройство наблюдения может содержать запоминающее средство для того, чтобы хранить данные наблюдения. Упомянутые данные наблюдения могут содержать, например:
изменение в длине пучка оптического волокна или
интенсивность оптического отраженного сигнала, отраженного из пучка оптического волокна.
Таким образом, не нужно иметь постоянный обмен данными между устройством наблюдения и какой-либо удаленной станцией, которая может, например, компилировать данные наблюдения по времени и/или анализировать данные для того, чтобы делать заключение о механическом состоянии наблюдаемой области.
Устройство наблюдения согласно изобретению может дополнительно содержать электрический разъем для передачи данных и/или энергии. Такой электрический разъем для передачи данных и/или энергии может быть миниатюризирован для того, чтобы иметь миниатюризированное устройство наблюдения. Такие электрические разъемы более компакты, чем разъемы для оптического волокна, обеспечивая гораздо более компактную установку.
Такой электрический разъем может быть шиной, т.е. подсистемой, которая передает данные между компьютерами, устройство наблюдения рассматривается как один из упомянутых компьютеров.
Электрический разъем для передачи данных и/или энергии может использоваться для устройства наблюдения, чтобы принимать данные и/или энергию от удаленной базы.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство наблюдения дополнительно содержит средство беспроводной передачи для передачи данных наблюдения в удаленную станцию.
Средство беспроводной передачи делает возможным для устройства наблюдения быть полностью свободным от соединений в отличие от традиционных решений. Нет ограничивающей проводной связи между устройством наблюдения и каким-либо другим удаленным устройством.
Изобретение также относится к системе наблюдения, содержащей устройство наблюдения согласно изобретению и удаленную станцию (50; 50', 50").
В системе наблюдения согласно изобретению
устройство наблюдения содержит средство беспроводной передачи для передачи данных наблюдения в упомянутую удаленную станцию; и
удаленная станция содержит средство обработки для вычисления из интенсивности изменения оптического отраженного сигнала данных наблюдения, содержащих изменение в длине пучка оптического волокна.
Данные наблюдения, переданные в упомянутую удаленную станцию, могут содержать изменение
интенсивности оптического отраженного сигнала.
Поскольку вычисление изменения в длине пучка оптического волокна выполняется в удаленной станции, отсутствует потребление энергии для упомянутой обработки в устройстве наблюдения согласно изобретению. Это делает возможным дополнительное уменьшение потребления энергии устройством наблюдения согласно изобретению.
Система наблюдения согласно изобретению может содержать несколько устройств наблюдения согласно изобретению, каждое содержит средство беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в одну и ту же удаленную станцию.
Удаленная станция может принимать данные от нескольких устройств наблюдения без какого-либо скопления проводов от упомянутых нескольких устройств наблюдения.
Удаленная станция может содержать средство для пользователя, чтобы активировать упомянутую передачу данных наблюдения (от устройства наблюдения в удаленную станцию).
В разновидности этого варианта осуществления удаленная станция может содержать средство для управления периодом передачи данных наблюдения (от устройства наблюдения в удаленную станцию).
В другой разновидности варианта осуществления устройство наблюдения может быть приспособлено для передачи данных наблюдения в заданном периоде.
Эти разновидности могут быть объединены.
Изобретение также касается способа наблюдения за областью здания или территории, выполняемого в устройстве наблюдения согласно изобретению. Способ согласно изобретению содержит этапы
поочередной активации и деактивации излучения оптического источника так, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000; и
обнаружения данных наблюдения, содержащих интенсивность оптического отраженного сигнала, соответствующего оптическому испускаемому сигналу, отраженному из пучка оптического волокна.
Обнаруживая ослабление интенсивности света, может быть получен показатель удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины. Упомянутое удлинение может быть связано с деформацией наблюдаемой области здания или территории.
Технические результаты и преимущества, упомянутые относительно устройства наблюдения согласно изобретению, также касаются способа согласно изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления обнаружение данных наблюдения выполняется только в течение временных периодов, соответствующих периодам приема оптического отраженного сигнала устройством наблюдения, к которым добавляются задержки обработки в электронике.
Способ может дополнительно содержать этап вычисления из интенсивности оптического отраженного сигнала данных наблюдения, содержащих изменение в длине оптического сердечника.
Такое вычисление преимущественно выполняется в удаленной станции.
Способ может дополнительно содержать этап передачи данных наблюдения от устройства наблюдения в удаленную станцию.
Упомянутые данные наблюдения могут содержать, например изменение в длине пучка оптического волокна или
интенсивность оптического отраженного сигнала, отраженного из пучка оптического волокна.
В одном варианте изобретения упомянутый этап передачи выполняется периодически.
В другом варианте изобретения упомянутый этап передачи выполняется по требованию.
Оба варианта могут быть объединены.
Описание чертежей и вариантов осуществления
Другие преимущества и характеристики изобретения станут очевидны при изучении подробного описания варианта осуществления, который абсолютно не является ограничивающим, и сопровождающих чертежей, на которых
фиг. 1 является первым вариантом осуществления устройства наблюдения согласно изобретению;
фиг. 2 является вторым вариантом осуществления устройства наблюдения согласно изобретению;
фиг. 3A и 3B - это два графика для сравнения частоты сканирования в уровне техники и согласно изобретению;
фиг. 4A является третьим вариантом осуществления устройства наблюдения согласно изобретению; фиг. 4B является четвертым вариантом осуществления устройства наблюдения согласно изобретению;
фиг. 5 является первым вариантом осуществления системы наблюдения согласно изобретению;
фиг. 6 иллюстрирует использование системы наблюдения и устройство согласно изобретению.
Даже если чертежи показывают устройство наблюдения и систему согласно изобретению, нижеследующее описание может также иллюстрировать способ наблюдения согласно изобретению, который выполняется в устройстве наблюдения и/или системе согласно изобретению.
Устройство 1 наблюдения согласно изобретению будет сейчас описано неограничивающим образом со ссылкой на фиг. 1.
Устройство 1 наблюдения содержит разъем 2, который должен соединяться с концом линейного пучка 40 оптического волокна.
Пучок 40 оптического волокна используется в качестве датчика и заключен в компоненте, который описан в документе EP 0264622 B1, с оптическими волноводами, прикрепленными на или в компоненте под механическим предварительным напряжением, прочно привязанными к компоненту, по меньшей мере, на протяжении части своей длины, и предварительно напряженными до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда подвергаются небольшой деформации.
Устройство 1 наблюдения размещается как блок, т.е. компактный узел, содержащий пучок 40 оптического волокна.
Устройство 1 наблюдения также содержит
один оптический источник 3 рядом с пучком 40 оптического волокна, сформированный посредством лазера, излучающего в инфракрасном диапазоне (между 780 и 1000000 нм) и излучающего оптический испускаемый сигнал 4, который будет распространяться в пучке 40 оптического волокна;
один оптический аналоговый детектор 5 рядом с пучком 40 оптического волокна, принимающий оптический отраженный сигнал 6.
Пучок 40 оптического волокна создает разворот (см. фиг. 4A и 4B) для света, чтобы отражаться по направлению к детектору рядом с оптическим источником.
Устройство 1 наблюдения может быть размещено как корпус, содержащий, в частности, оптический источник 3 и оптический аналоговый детектор 5. Корпус находится рядом с пучком 40 оптического волокна.
Размеры упомянутого корпуса могут быть меньше 100 мм (в длину) х 40 мм (в ширину)х10 мм (в высоту).Устройство наблюдения содержит также средство обработки, чтобы управлять другими параметрами, например мощность оптического источника.
Оптический отраженный сигнал 6 соответствует оптическому испускаемому сигналу 4, возвращающемуся к устройству 1 наблюдения после распространения в пучке 40 оптического волокна.
Оптический аналоговый детектор 5 обнаруживает интенсивность оптического отраженного сигнала 6 и сравнивает ее с интенсивностью оптического испускаемого сигнала 4. Следовательно, часть (не представлена) оптического испускаемого сигнала 4 направляется к оптическому аналоговому детектору 5, тогда как основная часть оптического испускаемого сигнала 4 направляется к пучку 40 оптического волокна. Оптический аналоговый детектор 5 может состоять из фотодиода.
Оптический источник 3 управляется процессором 7 (средством управления), выполненным с возможностью поочередно активировать и деактивировать излучение света упомянутым оптическим источником 3.
Упомянутые активации и деактивации являются автоматическими и управляются посредством процессора 7.
Хотя не указано, термин "процессор" включает в себя сам процессор и программное обеспечение, аппаратные средства (память и т.д.), необходимые процессору, чтобы работать желаемым образом.
Процессор 7 (аналогично всем другим процессорам, перечисленным в последующем описании) может быть заменен
микропроцессором (включающим в себя сам микропроцессор и программное обеспечение, аппаратные средства, необходимые для микропроцессора, чтобы работать желаемым образом);
микроконтроллером (включающим в себя сам микроконтроллер и программное обеспечение, аппаратные средства, необходимые для микроконтроллера, чтобы работать желаемым образом);
любую сборку аппаратных средств и программного обеспечения, размещенную желаемым образом.
Излучение оптического испускаемого сигнала 4 соответствует прямоугольной волне.
Соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000. Это делает возможным уменьшение общего потребления энергии устройством 1 наблюдения согласно изобретению.
Например, оптический источник активируется на 1 мкс каждые 30 мс. Такая активация требует около 30 мА в среднем, тогда как она потребовала бы 700 мА в среднем, если оптический источник активировался на 1 мс каждые 30 мс. Среднее потребление энергии увеличивается более чем линейно с продолжительностью времени излучения оптического источника.
Оптический источник 3 питается посредством батареи 9, которая является частью устройства 1 наблюдения согласно изобретению. Такая батарея 9 достаточна для питания оптического источника 3, поскольку потребление энергии оптическим источником 3 уменьшается, как упомянуто выше. В предпочтительном варианте осуществления батарея 9 является неперезаряжаемой батареей. Действительно, саморазряд неперезаряжаемой батареи уменьшен по сравнению с саморазрядом перезаряжаемой батареи. Использование неперезаряжаемых батарей делает возможным продление периода времени, в течение которого устройство 1 наблюдения может функционировать самостоятельно.
Не существует провода между оптическим источником 3 и удаленным средством сохранения энергии с высокой емкостью хранения энергии. Изобретение позволяет экономить материал и время, связанных с таким проводом. Устройство наблюдения согласно изобретению может снабжаться собственной энергией вплоть до 5 последующих лет. Следовательно, это оптимизирует техобслуживание и предлагает гарантированную доступность пользователям такого устройства 1 наблюдения.
Батарея 9 также используется для питания всего устройства 1 наблюдения, включающего в себя, в частности, оптический аналоговый детектор 5.
Поскольку оптический источник 3, оптический детектор 5 и пучок 40 оптического волокна формируют компактный блок, можно говорить об оснащении интегрированным мини-устройством 1.
Второй вариант осуществления устройства 1 наблюдения согласно изобретению будет сейчас описан неограничивающим образом со ссылкой на фиг. 2. Только отличия относительно фиг. 1 будут описаны.
Устройство 1 наблюдения на фиг. 2 содержит процессор 11 для поочередного активирования и де-активирования обнаружения посредством оптического аналогового детектора 5.
Процессор 11 для управления оптическим аналоговым детектором 5 и процессор 7 для управления оптическим источником 3 могут быть одним специализированным процессором.
Временной период, в течение которого обнаружение активировано, соответствует временному периоду, в течение которого принимается оптический отраженный сигнал 6, к которому добавляются задержки из-за электроники, в частности электроники в детекторе 5.Устройство 1 наблюдения на фиг. 2 содержит также память 14, принимающую данные от оптического аналогового детектора 5.
Устройство 1 наблюдения на фиг. 2 содержит также приемопередатчик 17 для беспроводной передачи данных, которые могут быть данными, обнаруженными посредством оптического аналогового детектора 5.
Могут быть реализованы различные рабочие режимы, которые будут описаны в отношении системы наблюдения согласно изобретению.
Мы узнаем сравнение частоты сканирования в уровне техники и согласно изобретению.
Фиг. 3A и 3B являются графиками интенсивности обнаруженного оптического отраженного сигнала 6 как функции времени. Фиг. 3A соответствует обнаружению согласно уровню техники: оптический испускаемый сигнал 4 испускается непрерывно. Оптический отраженный сигнал 6, следовательно, является непрерывным сигналом 30, который обнаруживается с помощью дискретного обнаружения. Каждый квадрат 31 соответствует одному измерению с помощью дискретного обнаружения. Обычно используемая частота сканирования равна, например, 100 Гц.
Фиг. 3B соответствует обнаружению согласно изобретению: оптический испускаемый сигнал 4 поочередно испускается и не испускается. Оптический отраженный сигнал 6, следовательно, является прямоугольным сигналом 32, который обнаруживается с помощью аналогового обнаружения. Продолжительность излучения света оптическим источником 3 равна, например, 1 мкс каждые 10 мс. По причинам ясности чертежа упомянутое соотношение не соблюдено на чертежах. Продолжительность излучения света делится по меньшей мере на 10000. Это соответствует частоте сканирования в 100 Гц, что означает, что качество измерения является тем же, хотя потребление энергии может быть поделено на 10000. Устройство 1 наблюдения согласно изобретению делает возможным реализацию высокочастотного измерения с отличным балансом энергии.
Третий вариант осуществления устройства 1 наблюдения согласно изобретению будет сейчас описан неограничивающим образом со ссылкой на фиг. 4A. Пучок 40 оптического волокна прикрепляется к строительной конструкции для наблюдения (не представлено на фиг. 4A) в двух зонах крепления
на одном конце 40' с помощью соединения с другими элементами устройства 1 наблюдения согласно изобретению устройство 1 наблюдения само прикрепляется к строительной конструкции;
на другом конце 40'' с помощью опоры 42, которая крепится к строительной конструкции.
Как может быть видно на фиг. 4A, пучок 40 оптического волокна протягивается линейно. Концы 40' и 40" пучка 40 оптического волокна указывают на конец линейного узла, сформированного посредством пучка 40 оптического волокна.
Деформация строительной конструкции между двумя зонами крепления может, таким образом, быть обнаружена и измерена.
Четвертый вариант осуществления устройства 1 наблюдения согласно изобретению будет сейчас описан неограничивающим образом со ссылкой на фиг. 4B.
Пучок 40 оптического волокна соединяется со строительной конструкцией для наблюдения (не представлено на фиг. 4B) с помощью
на одном конце 40' с помощью соединения с другими элементами устройства 1 наблюдения согласно изобретению устройство 1 наблюдения само крепится к строительной конструкции через опору 46;
на другом конце 40" с помощью соединения с пером 45, которое может быть прикреплено или нет к другой части строительной конструкции.
Перо 45 может двигаться поступательно относительно опоры 46 по оси 47.
Упомянутый вариант осуществления описан подробно в документе EP 0649000 B1, раскрывающем измерительное устройство для наблюдения за зданиями, областями территории или т.п.,
содержащее оптический волновод, связывающий датчик, который имеет многомодовый оптический волновод и размещен в форме петли (пучок 40 оптического волокна);
имеющее множество секций датчика, имеющих форму арки, размещенной между поддерживающими пластинами, которые надежно соединены относительно секций датчика и областей здания или терри
тории (опора 46 и перо 45); и
содержащее источник света (оптический источник 3), соединенный с оптическим волноводом, связывающим датчик и приемники света со средством оценки для значений затухания света (детектор 5 и средство 13 обработки, см. ниже описание со ссылкой на фиг. 5).
Датчик с изгибающимся оптическим волноводом может быть размещен в форме множества петель.
Датчик с изгибающимся оптическим волноводом может состоять из секций многомодового оптического волновода с плавным изменением показателя преломления и секций многомодового оптического волновода со ступенчатым изменением показателя преломления, соединенных с ним, секции датчика формируются посредством многомодовых оптических волноводов с плавным изменением показателя преломления.
В частности, любая деформация пучка 40 оптического волокна может направляться средством отклонения, соединенным с концами опорных пластин, которые обращены друг к другу. Первый вариант осуществления системы 100 наблюдения согласно изобретению будет теперь описан неограничивающим образом со ссылкой на фиг. 5.
Фиг. 5 также иллюстрирует другие аспекты устройства 1 наблюдения согласно изобретению.
В системе 100 наблюдения по меньшей мере одно устройство 1 наблюдения согласно изобретению находится на беспроводной связи со специализированной удаленной станцией 50.
На фиг. 5 все устройства 1 наблюдения согласно изобретению находятся на беспроводной связи с удаленной станцией 50.
Несколько устройств 1 наблюдения согласно изобретению могут быть установлены на одной и той же строительной конструкции для наблюдения.
Удаленная станция 50 используется для сбора данных с одной или более строительных конструкций и вычисления различных параметров, представляющих механическое состояние упомянутой строительной конструкции. Удаленная станция может также быть использована для управления работой устройства 1 наблюдения согласно изобретению.
Удаленная станция содержит процессор 13 для вычисления изменения в длине пучка 40 оптического волокна. Сравнивая интенсивность оптического испускаемого сигнала 4 и оптического отраженного сигнала 6, процессор 13 может вычислять ослабление оптического излучаемого сигнала 4 и связывать это с изменением в длине оптического волновода. Специалист в данной области техники знает о таком вычислении, в частности, из EP 0264622 B1, упомянутого во введении.
В разновидности упомянутого варианта осуществления процессор 13 может быть размещен в устройстве 1 наблюдения.
Могут быть названы различные рабочие режимы обмена данными между удаленной станции и устройством 1 наблюдения согласно изобретению:
экономичный рабочий режим: передача данных активируется только по запросу, запрос отправляется из удаленной станции 50 устройству 1 наблюдения пользователем (использующим человеко-машинный интерфейс 51);
автоматический рабочий режим: передача данных активируется периодически, период определяется или управляется из удаленной станции 50 пользователем.
Память 14 позволяет сохранять несколько наборов данных перед отправкой их в удаленную станцию 50. Переданные данные могут относиться к последнему обнаружению или ко всему временному периоду (например последние 24 ч).
Различные режимы являются более или менее энергоэффективными и могут быть использованы в зависимости по меньшей мере от одного параметра из следующих:
емкость хранения энергии батареи 9;
риск, связанный с конструкцией для наблюдения (в зависимости от возраста конструкции, ее окружения, ее сложности и т.д.).
Моменты излучения и отсутствия излучения оптического источника 3 могут следовать друг за другом с заданным периодом.
Моменты излучения и отсутствия излучения оптического источника 3 могут следовать друг за другом с периодом, управляемым пользователем с удаленной станции 50.
Устройства 1 наблюдения, представленные на фиг. 5, содержат электрический разъем 52, содержащийся в шине CAN (локальная сеть контроллеров).
Такой электрический разъем 52 может быть использован, чтобы быстро передавать данные в устройстве 1 наблюдения, например, для установки нового программного обеспечения.
Такой электрический разъем 52 может быть использован для питания устройства 1 наблюдения.
Такие электрические разъемы 52 могут быть использованы, чтобы соединять по меньшей мере два устройства 1 наблюдения с удаленной станцией 50 с помощью только одного единственного провода 54, приходящего в удаленную станцию 50.
Фиг. 6 иллюстрирует использование системы 100 наблюдения согласно изобретению. Несколько устройств 1 наблюдения согласно изобретению прикрепляются к мосту 60, который наблюдается.
В варианте осуществления, иллюстрированном на фиг. 6, удаленная станция содержит
промежуточную станцию 50', которая находится на беспроводной связи с устройствами 1 наблюдения;
центральную станцию 50", которая связывается с помощью интернета с промежуточной станцией
50'.
Промежуточная станция 50' может содержать простой приемопередатчик, действующий в качестве интерфейса с центральной станцией 50", центральная станция 50" способна принимать данные от нескольких промежуточных станций 50' (например, соответствующих каждой конструкции 60).
Конечно, изобретение не ограничивается примерами, которые только что были описаны, и множество изменений могут быть внесены в этих примерах без нарушения рамок изобретения.
В частности, все характеристики, формы, разновидности и варианты осуществления, описанные выше, объединяются вместе в различных комбинациях в такой мере, в какой они не являются взаимно исключающими друг друга.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство (1) наблюдения, используемое для наблюдения за областью здания (60) или территории посредством обнаружения данных наблюдения, относящихся к оптическому сигналу после прохождения в прямом и обратном направлениях в пучке (40) оптического волокна, содержащее
пучок (40) оптического волокна, используемый в качестве датчика, содержащий оптические волноводы под механическим предварительным напряжением до такой степени, что они подвергаются растягивающей нагрузке, даже когда подвергаются небольшой деформации;
один оптический источник (3) для излучения оптического испускаемого сигнала (4), передаваемого в пучке (40) оптического волокна;
один оптический аналоговый детектор (5) для обнаружения данных наблюдения, содержащих ослабление интенсивности света оптического отраженного сигнала (6), соответствующего оптическому испускаемому сигналу (4), отраженному из пучка (40) оптического волокна, причем упомянутое ослабление обнаруживается для использования в качестве показателя удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины;
отличающееся тем, что устройство (1) наблюдения выполнено в виде компактного блока и содержит средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000.
2. Устройство (1) наблюдения по п.1, отличающееся тем, что упомянутое средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) выполнено с возможностью периодической активации излучения оптического источника (3) на одну микросекунду в каждом временном периоде, причем упомянутый временной период находится между 5 и 100 мс.
3. Устройство (1) наблюдения по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутое средство (7) управления для поочередной активации и деактивации излучения оптического источника (3) выполнено с возможностью периодической активации излучения оптического источника (3) на одну микросекунду в каждом временном периоде, причем упомянутый временной период находится между 5 и 30 мс.
4. Устройство (1) наблюдения по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит электрический разъем (52) для передачи данных и/или энергии.
5. Устройство (1) наблюдения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в удаленную
станцию (50, 50', 50").
6. Система (100) наблюдения, содержащая устройство (1) наблюдения по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит удаленную станцию (50, 50', 50") и отличающаяся тем, что
устройство (1) наблюдения содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в упомянутую удаленную станцию (50, 50', 50"); и
удаленная станция (50, 50', 50") содержит средство (13) обработки для вычисления из изменения интенсивности оптического отраженного сигнала (6) данных наблюдения, содержащих изменение в длине пучка (40) оптического волокна.
7. Система (100) наблюдения по п.6, отличающаяся тем, что она содержит несколько устройств (1) наблюдения по любому из пп.1-5, каждое из которых содержит средство (17) беспроводной передачи данных для передачи данных наблюдения в одну и ту же удаленную станцию (50, 50', 50").
8. Система (100) наблюдения по п.6 или 7, отличающаяся тем, что удаленная станция (50, 50', 50") содержит средство (51) для активации пользователем упомянутой передачи данных наблюдения.
9. Способ наблюдения за областью здания (60) или территории, выполняемый в устройстве (1) наблюдения по любому из пп.1-5, отличающийся этапами, на которых
поочередно активируют и деактивируют излучение оптического источника (3) таким образом, что соотношение между продолжительностью без излучения и продолжительностью излучения больше 5000;
обнаруживают данные наблюдения, содержащие ослабление интенсивности света оптического отраженного сигнала (6), соответствующего испускаемому оптическому сигналу (4), отраженному из пучка (40) оптического волокна, причем упомянутое ослабление обнаруживают для использования в качестве показателя удлинения пучка оптического волокна относительно его номинальной длины.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно содержит этап, на котором передают данные наблюдения от устройства (1) наблюдения в удаленную станцию (50, 50', 50").
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется периодически.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что упомянутый этап передачи выполняется по запросу.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028493
- 1 -
028493
- 1 -
028493
- 1 -
028493
- 1 -
028493
- 1 -
028493
- 1 -
028493
- 4 -
028493
- 10 -