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FR2612627A1 - Displacement sensor with optical fibres operating with white light - Google Patents

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FR2612627A1
FR2612627A1 FR8703559A FR8703559A FR2612627A1 FR 2612627 A1 FR2612627 A1 FR 2612627A1 FR 8703559 A FR8703559 A FR 8703559A FR 8703559 A FR8703559 A FR 8703559A FR 2612627 A1 FR2612627 A1 FR 2612627A1
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FR
France
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displacement sensor
light flux
detection device
spectrum
white light
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Application number
FR8703559A
Other languages
French (fr)
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FR2612627B1 (en
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Herve Arditty
Marie Therese Velluet
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Photonetics SA
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Photonetics SA
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Publication date
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres

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Abstract

Detection device 6 comprising, at one end of an optical fibre 5, a fixed semireflecting element 12 in front of a moving element 13, which is at least partially reflecting and is subjected to displacements with respect to the fixed element, the said elements thus constituting a multiple-reflection interferometer, such that the overall light flux reflected has a spiked spectrum, in which the spikes have substantially the same intensity at wavelengths whose spacing varies as a function of the said displacements; and an analysis device 8 comprising means 17 for spreading the overall reflected light flux in space as a function of the wavelength, in front of a series of photodetectors 18, capable of emitting signals representing the light intensity received by each of them, and electronic means 20 for processing the said signals, in order to determine at least the spacing of the said spikes.

Description

CAPTEUR DE DEPLA MENTS A FIBRES OPTIQUES FONCTIONNANT
EN LUMIERE BLANCHE
La présente invention concerne un capteur de déplacements à fibres optiques fonctionnant en lumière blanche.
OPTICAL FIBER DISPLACEMENT SENSOR OPERATING
IN WHITE LIGHT
The present invention relates to a fiber optic displacement sensor operating in white light.

On sait que les fibres optiques permettent de conduire, sur de longues distances et des trajets quelconques, des informations contenues dans un faisceau lumineux. Quand elles sont utilisées dans des appareillages de mesure, elles permettent notamment de transférer des informations contenues dans un faisceau lumineux jusqu' à un capteur situé dans un poste de travail éloigné ou difficile d'accès, ou les caractéristiques du faisceau subissent des modifications en fonction de déplacements liés à une grandeur à détecter ou mesurer, le faisceau modifié issu du capteur étant réacheminé par fibre optique jusqu'à un appareil d'exploitatioll des informations modifiées. On est souvent conduit à s'intéresser à la mesure de déplacements faisant intervenir des distances très courtes, par exemple de l'ordre du micron.La détection de tels microdéplacements est fort utile par le fait que l'ordre de grandeur correspond à celui que l'on rencontre dans la mesure de températures, de pressions, de champs électromagnétiques, et d'autres grandeurs se traduisant par le déplacement d'un élément mécanique au organe matériel, tel qu'un diaphragme. It is known that optical fibers make it possible to conduct, over long distances and arbitrary paths, information contained in a light beam. When they are used in measuring devices, they allow in particular to transfer information contained in a light beam to a sensor located in a remote or difficult to access workstation, or the characteristics of the beam undergo modifications depending on of displacements linked to a quantity to be detected or measured, the modified beam coming from the sensor being redirected by optical fiber to a device for processing modified information. We are often led to take an interest in the measurement of displacements involving very short distances, for example of the order of a micron. The detection of such microdisplacements is very useful by the fact that the order of magnitude corresponds to that we meet in the measurement of temperatures, pressures, electromagnetic fields, and other quantities resulting in the displacement of a mechanical element to the material organ, such as a diaphragm.

Par ailleurs, bien que les fibres optiques soient le plus souvent utilisées en lumière monochromatique, on a proposé récemment de réaliser des mesures de déplacements par interférométrie en lumière blanche, avec transmission de l'information par des fibres optiques de type multimode. Furthermore, although optical fibers are most often used in monochromatic light, it has recently been proposed to carry out displacement measurements by interferometry in white light, with transmission of information by multimode type optical fibers.

Dans un dispositif connu, le faisceau lumineux est conduit jusqu'à un interféromètre de détection fonctionnant selon le principe de Michelson. La lumière incidente y est divisée, par un système séparateur, en deux sous-faisceaux dont l'un est réfléchi par un miroir fixe, tandis que 1 'autre est réfléchi par un miroir mobile lié à un élément subissant le déplacement à mesurer. La lumière réfléchie est recombinée au niveau du système séparateur et les interférences entre les ondes font apparaitre des franges d'interférence dont la fréquence dépend de la différence des trajets optiques suivis par les sous fais au correspondant aux deux miroirs.Cette lumière réfléchie est amenée jusqu'à un deuxième interféromètre analogue, qui joue le rôle dun interféromètre de réception, cu interféromètre d'analyse. Il comporte lui aussi deux miroirs dont l'un est mobile par rapport à l'autre, et un élément semi-réfléchissant qui divise la lumière en deux faisceaux qui sont acheminés séparément vers les deux miroirs respectivement, puis recombinés par l'élément semi-réfléchissant après réflexion. Dans ce second interféromètre, le miroir mobile est déplacé mécaniquement jusqu ' à déceler un maximum d 'intensité des franges d'interférence qui témoigne de la coincidence entre les deux différences des trajets optiques dans les deux interféromètres respectivement, et à déterminer la position correspondante des franges d'interférence. In a known device, the light beam is led to a detection interferometer operating according to the Michelson principle. The incident light is divided there, by a separating system, into two sub-beams, one of which is reflected by a fixed mirror, while the other is reflected by a movable mirror linked to an element undergoing the displacement to be measured. The reflected light is recombined at the level of the separating system and the interference between the waves causes interference fringes to appear, the frequency of which depends on the difference in the optical paths followed by the under beams corresponding to the two mirrors. This reflected light is brought up to to a second analogous interferometer, which plays the role of a reception interferometer, or analysis interferometer. It also comprises two mirrors, one of which is movable relative to the other, and a semi-reflecting element which divides the light into two beams which are routed separately to the two mirrors respectively, then recombined by the semi-element thinking after thinking. In this second interferometer, the movable mirror is moved mechanically until it detects a maximum intensity of the interference fringes which testifies to the coincidence between the two differences of the optical paths in the two interferometers respectively, and to determine the corresponding position of the interference fringes.

Le brevet américain US 4 596 466 décrit largement une telle réalisation. On peut y relever une possibilité de remplacer les interféromètres de Michelson par des interféromètres de Fabr-Pérot, constitués de deux miroirs parallèles partiellement transparents placés entre deux lentilles aux extrémités de deux fibres optiques différentes. Cependant, ces interféromètres demandent une construction complexe et il leur est imposé une conception telle que les signaux obtenus ne diffèrent pas sensiblement de ceux produits par les interféromètres de Michelson. American patent US 4,596,466 widely describes such an embodiment. One can note there a possibility of replacing the Michelson interferometers by Fabr-Pérot interferometers, made up of two partially transparent parallel mirrors placed between two lenses at the ends of two different optical fibers. However, these interferometers require a complex construction and a design is imposed on them such that the signals obtained do not differ significantly from those produced by the Michelson interferometers.

L'emploi des deux interféromètres de Michelson, à condition que la même fibre optique conduise le flux lumineux de la source à l'interféromètre de détection, puis en retour de l'interféromètre de détection à l'interféromètre de réception, a l'avantage que les mesures ne sont pas troublées par des pertes d'intensité dans les fibres de transmission, pertes qui sont toujours variables d'une fibre à une autre. I1 est à noter d'ailleurs, que ce meme inconvénient des pertes d'intensite variables se retrouve dans d'autres dispositifs cu l'on assure une division de la lumière en deux longueurs d'onde différentes pour utiliser 1 'une d'elles comme référence dans une mesure d'intensité. The use of two Michelson interferometers, provided that the same optical fiber conducts the light flux from the source to the detection interferometer, then back from the detection interferometer to the reception interferometer, has the advantage that the measurements are not disturbed by losses of intensity in the transmission fibers, losses which are always variable from one fiber to another. It should be noted, moreover, that this same drawback of the variable intensity losses is found in other devices where a division of the light into two different wavelengths is ensured in order to use one of them. as a reference in an intensity measurement.

La présente invention vise donc à conserver les avantages des dispositifs connus qui ont été rappelés ci-dessus, mais elle vise en plus à proposer un dispositif de construction plus simple, aussi bien du côté de l'appareil de détection que du côté de l'appareil d'analyse, et à s'adapter à des mesures précises de déplacements sur des courtes distances, notamment inférieures à 1 mm, et plus particulièrement inférieures à 0,1 mm. Dans ce but, elle évite, entre autres, de faire intervenir des mesures comparatives d'intensité sur des flux lumineux transmis différemment par les fibres optiques. Elle évite aussi 1 'emploi de pièces mobiles difficiles à régler et permet d'augmenter très sensiblement la rapidité des mesures. The present invention therefore aims to retain the advantages of the known devices which have been mentioned above, but it also aims to provide a simpler construction device, both on the side of the detection device and on the side of the analysis device, and to adapt to precise measurements of displacements over short distances, in particular less than 1 mm, and more particularly less than 0.1 mm. To this end, it avoids, among other things, involving comparative intensity measurements on light fluxes transmitted differently by optical fibers. It also avoids the use of moving parts which are difficult to adjust and makes it possible to significantly increase the speed of the measurements.

En fonction de ces avantages, l'invention trouve un domaine d'application privilégié dans la mesure de pressions capables de provoquer des microdéplacements d'un diaphragme, comme dans les sondes de mesure de pressions. Mais elle peut aussi s'appliquer à tout autre détection ou mesure de microdéplacements. Depending on these advantages, the invention finds a preferred field of application in the measurement of pressures capable of causing microdisplacements of a diaphragm, as in pressure measurement probes. However, it can also be applied to any other detection or measurement of microdisplacements.

Selon sa caractéristique principale, l'invention a pour objet un dispositif capteur de déplacements fonctionnant en lumière blanche et comportant un système à fibres optiques pour conduire un flux lumineux incident depuis une source de lumière blanche jusqu'à un dispositif de détection et pour conduire un flux lumineux réfléchi en retour jusqu'à un dispositif d'analyse, caractérisé
en ce que le dispositif de détection comporte, à une
extrémité dune fibre optique, un élément fixe semi-réfléchissant
devant un élément mobile au moins partiellement réfléchissant qui est
soumis auxdits déplacements par rapport à l'élément fixe, lesdits
éléments constituant ainsi un interféromètre à réflexions multiples,
de sorte que le flux lumineux global réfléchi présente un spectre
cannelé dans lequel les cannelures ont sensiblement la même intensité
à des longueurs d'ondes dont le pas varie en fonction desdits
déplacements,
et en ce que le dispositif d 'analyse comporte des moyens d'étalement dans 1 'espace du flux lumineux global réfléchi en fonction de la longueur d'onde, devant une série de photodétecteurs propres a émettre des signaux traduisant l'intensité lumineuse re par chacun d'eux, et des moyens électroniques de traitement desdits signaux pour déterminer au moins le pas desdites cannelures.
According to its main characteristic, the subject of the invention is a displacement sensor device operating in white light and comprising a fiber optic system for driving an incident light flux from a white light source to a detection device and for driving a luminous flux reflected back to an analysis device, characterized
in that the detection device comprises, at a
end of an optical fiber, a fixed semi-reflecting element
in front of an at least partially reflecting mobile element which is
subject to said movements relative to the fixed element, said
elements thus constituting a multiple reflection interferometer,
so that the overall reflected light flux has a spectrum
grooved in which the grooves have substantially the same intensity
at wavelengths whose pitch varies according to said
displacements,
and in that the analysis device comprises means for spreading in one space the overall light flux reflected as a function of the wavelength, in front of a series of photodetectors capable of emitting signals translating the light intensity re by each of them, and electronic means for processing said signals to determine at least the pitch of said grooves.

Selon une caractéristique secondaire, le dispositif de détection comporte une 'bague de liaison étanche entre ledit élément de référence et ledit élément mobile, ce dernier étant sous la forme d'un diaphragme dont la flèche varie en fonction d'une pression environnante. On peut ainsi enfermer les éléments dans un milieu étanche, de préférence vide d'air, de manière à ce que des différences de pression parasites ne viennent pas fausser les mesures. According to a secondary characteristic, the detection device comprises a 'sealed connection ring between said reference element and said movable element, the latter being in the form of a diaphragm whose deflection varies as a function of surrounding pressure. It is thus possible to enclose the elements in a sealed medium, preferably empty of air, so that parasitic pressure differences do not distort the measurements.

Dans le dispositif capteur de déplacements selon l'invention, la source dite de lumière blanche peut etre une source quelconque émettant dans une bande de fréquences relativement large, par exemple une diode électroluminescente, et le système de fibres optiques est avantageusement du type multimode, donc peu coûteux. In the displacement sensor device according to the invention, the so-called white light source can be any source emitting in a relatively wide frequency band, for example a light-emitting diode, and the fiber optic system is advantageously of the multimode type, therefore cheap.

L'interféromètre de Fizeau constitué au niveau du dispositif de détection est de conception particulièrement simple. Le fait qu'il entraine des pertes d'intensité relativement importantes ne nuit pas à la sensibilité des mesures. Celle-ci est en effet essentiellement liée au contraste des cannelures. Les moyens choisis pour constituer le dispositif d 'analyse sont particulièrement bien adaptés à 1 'examen du spectre cannelé produit. Comme ils n'impliquent aucune pièce mécanique en mouvement, on évite d'augmenter inutilement le temps nécessaire aux mesures, cependant que les risques de mauvais fonctionnement et de dérive des grandeurs de référence des appareils antérieurs sont supprimés. De plus, les modifications d'intensité pouvant intervenir sur le trajet des fibres optiques, souvent variables avec la longueur d'onde de la lumière transmise, restent sans incidence sur le pas des cannelures qui est déterminé.The Fizeau interferometer constituted at the level of the detection device is of particularly simple design. The fact that it causes relatively large losses of intensity does not affect the sensitivity of the measurements. This is in fact essentially linked to the contrast of the grooves. The means chosen to constitute the analysis device are particularly well suited to examining the fluted spectrum produced. As they do not involve any moving mechanical part, it avoids unnecessarily increasing the time necessary for the measurements, while the risks of malfunction and drift of the reference quantities of the previous devices are eliminated. In addition, the intensity modifications that can occur on the path of the optical fibers, often variable with the wavelength of the transmitted light, have no effect on the pitch of the grooves which is determined.

Dans un mode de réalisation préféré du dispositif capteur de déplacements selon l'invention, le dispositif de détection portant l'interféromètre constitue par son élément mobile une sonde de pression, dans la mesure où l'élément de référence est isolé du milieu environnant, de sorte que la pression s'exerçant sur l'élément mobile provoque des microdéplacements par rapport à l'élément fixe. Le dispositif selon l'invention ne demande alors pas d'autre référence qu'un étalonnage du pas des cannelures du spectre examiné par le dispositif d'analyse en fonction des pressions à mesurer. In a preferred embodiment of the displacement sensor device according to the invention, the detection device carrying the interferometer constitutes by its mobile element a pressure probe, insofar as the reference element is isolated from the surrounding medium, so that the pressure exerted on the movable element causes microdisplacements relative to the fixed element. The device according to the invention then requires no other reference than a calibration of the pitch of the splines of the spectrum examined by the analysis device as a function of the pressures to be measured.

On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les figures 1 et 2 annexées, dans lesquelles
- la figure 1 illustre schématiquement la constitution d'ensemble du capteur,
- la figure 2 représente plus spécialement une forme de réalisation concrète du dispositif de détection.
A particular embodiment of the invention will now be described in more detail which will make it better understand the essential characteristics and the advantages, it being understood however that this embodiment is chosen by way of example and that it is in no way limiting. Its description is illustrated by Figures 1 and 2 attached, in which
FIG. 1 schematically illustrates the overall constitution of the sensor,
- Figure 2 shows more specifically a concrete embodiment of the detection device.

Le système de fibres optiques utilisé dans le capteur de la figure 1 comporte un coupleur bidirectionnel 2 entre quatre fibres optiques. Une fibre 3 transmet la lumière émise par une diode 4 constituant la source, pour l'injecter dans une fibre 5 qui la conduit à un dispositif de détection 6. La même fibre 5 transmet un flux lumineux réfléchi en retour depuis le dispositif de détection, pour l'injecter dans une fibre 7 qui le conduit à un dispositif d'analyse 8. The optical fiber system used in the sensor of FIG. 1 comprises a bidirectional coupler 2 between four optical fibers. A fiber 3 transmits the light emitted by a diode 4 constituting the source, for injecting it into a fiber 5 which leads it to a detection device 6. The same fiber 5 transmits a light flux reflected back from the detection device, to inject it into a fiber 7 which leads it to an analysis device 8.

Le reste de la lumière est absorbée en bout d 'une fibre 9 qui est plongée dans un liquide d'indice de réfraction sensiblement égal à celui des fibres; ceci permet de minimiser la réflexion de Fresnel que subit la lumière à la sortie de la fibre.The rest of the light is absorbed at the end of a fiber 9 which is immersed in a liquid with a refractive index substantially equal to that of the fibers; this makes it possible to minimize the Fresnel reflection that the light undergoes at the exit of the fiber.

La diode 4 constitue une source dite de lumière blanche. En pratique, il suffit que sa bande d'démission couvre un spectre relativement large, s'étendant par exemple sur 50 nm à 200 nm autour d'une longueur moyenne de 600 à 1000 nm. Diode 4 constitutes a so-called white light source. In practice, it is sufficient for its emission band to cover a relatively broad spectrum, extending for example over 50 nm to 200 nm around an average length of 600 to 1000 nm.

Le dispositif de détection 6 peut être placé à des distances très éloignées des parties fixes du capteur, la distance étant uniquement tributaire de la longueur de la fibre 5. Ce dispositif est représenté sous la forme d'une sonde de pression. A l'extrémité de la fibre optique 5, se trouvent une lentille collimatrice 11 et deux lames semi-réfléchissantes parallèles 12 et 13. L'ensemble est monté dans une bague cylindrique 14 qui est liée de manière étanche à l'extrémité de la fibre et sur tout le pourtour des deux lames et qui porte entre les deux lames une cale d'épaisseur annulaire 15, ceci afin d 'assurer une distance fixée entre les deux lames à leur périphérie. The detection device 6 can be placed at distances very far from the fixed parts of the sensor, the distance being solely dependent on the length of the fiber 5. This device is shown in the form of a pressure probe. At the end of the optical fiber 5, there is a collimating lens 11 and two parallel semi-reflecting plates 12 and 13. The assembly is mounted in a cylindrical ring 14 which is tightly connected to the end of the fiber and over the entire periphery of the two blades and which carries between the two blades a spacer of annular thickness 15, this in order to ensure a fixed distance between the two blades at their periphery.

Devant le flux lumineux incident parvenant par la fibre optique 5, les lames 12 et 13 forment un interféromètre de Fizeau, dans lequel la lumière subit des réflexions multiples entre élément fixe semi-réfléchissant constitué par la lame 12, et élément de mesure, mobile en son centre, constitué par la lame 13, qui est partiellement ou totalement réfléchissant. L'épaisseur de la couche d'air comprise entre les deux lames est par exemple de l'ordre de 40 à 80 microns. In front of the incident light flux arriving by the optical fiber 5, the plates 12 and 13 form a Fizeau interferometer, in which the light undergoes multiple reflections between fixed semi-reflecting element constituted by the plate 12, and measuring element, mobile in its center, formed by the strip 13, which is partially or completely reflective. The thickness of the air layer between the two blades is for example of the order of 40 to 80 microns.

Par suite des phénomènes d'interférence, le flux lumineux
réfléchi global qui est renvoyé dans la fibre optique présente un
spectre cannelé, avec alternativement un maximum et un minimum
d'intensité pour chaque longueur d'onde dont l'épaisseur de la couche
est un multiple. Les intensités lumineuses sont sensiblement
identiques d'une cannelure à l'autre. En fonctionnement cette
épaisseur varie légèrement en fonction de la grandeur à mesurer, du
moins dans la partie centrale des lames. Dans l'exemple d'une sonde de
pression, la lame 13 constitue en effet un diaphragme qui prend une
flèche variable avec la pression à laquelle il est exposé, tandis que
la lame 12 représente une référence fixe du fait qu'elle est isolée de
1 'atmosphère environnante.Toute variation en résultant pour
1 'épaisseur de l'intervalle séparant les lames, entraîne une
modification du spectre cannelé produit. Plus précisément, les
longueurs d'ondes donnant des minima et des maxima d'intensité se
déplacent dans le spectre et les cannelures se rapprochent ou
s'écartent mutuellement suivant que 1 'épaisseur augmente ou diminue.
Due to interference phenomena, the luminous flux
reflected global which is returned in the optical fiber presents a
fluted spectrum, with alternately a maximum and a minimum
intensity for each wavelength including the thickness of the layer
is a multiple. The light intensities are appreciably
identical from one groove to another. In operation this
thickness varies slightly depending on the quantity to be measured, the
less in the central part of the blades. In the example of a
pressure, the blade 13 indeed constitutes a diaphragm which takes a
variable arrow with the pressure to which it is exposed, while
the blade 12 represents a fixed reference because it is isolated from
1 surrounding atmosphere. Any resulting variation for
1 thickness of the gap between the blades, causes a
modification of the fluted spectrum produced. More specifically, the
wavelengths giving minima and maxima of intensity are
move across the spectrum and the grooves get closer or
deviate from each other depending on whether the thickness increases or decreases.

Sur une largeur du spectre déterminée, le nombre des cannelures
augmente ou diminue proportionnellement à l'épaisseur. Leur contraste
est par exemple de l'ordre de 40%.
Over a determined spectrum width, the number of splines
increases or decreases in proportion to the thickness. Their contrast
is for example of the order of 40%.

Les cannelures sont rendues observables et dénombrables au niveau du dispositif d'analyse 8. Dans celui-ci, le flux lumineux sortant de la fibre 7 par une lentille de collimation 16, est reçu sur un réseau de diffraction 17 qui a pour effet d'étaler le spectre dans l'espace, suivant un écartement angulaire fonction de la longueur d'onde.  The grooves are made observable and countable at the level of the analysis device 8. In this, the light flux leaving the fiber 7 by a collimating lens 16, is received on a diffraction grating 17 which has the effect of spread the spectrum in space, according to an angular spacing depending on the wavelength.

Le spectre cannelé ainsi diffracté est reçu sur une haret te de photodétecteurs 18, de laquelle chaque photodétecteur émet un signal traduisant l'intensité lumineuse qu'il reçoit. Un ensemble de calcul électronique 20 traite les signaux des divers photodétecteurs pour reconstituer le spectre correspondant par transformée de Fourier. I1 peut déterminer le nombre de cannelures figurant dans une gamme de longueurs d'ondes de largeur déterminée, et en déduire la pression correspondante à mesurer, par référence aux résultats de mesures d'étalonnage du capteur. I1 peut aussi déterminer la fréquence du spectre cannelé et son déphasage par rapport à une position d'origine, et déduire de ces deux grandeurs, le déplacement du diaphragme par rapport à une position initiale et la variation de pression qui est à l'origine de ce déplacement. The grooved spectrum thus diffracted is received on a beam te of photodetectors 18, from which each photodetector emits a signal translating the light intensity which it receives. An electronic calculation unit 20 processes the signals from the various photodetectors to reconstruct the corresponding spectrum by Fourier transform. It can determine the number of splines included in a range of wavelengths of determined width, and deduce the corresponding pressure to be measured, by reference to the results of sensor calibration measurements. I1 can also determine the frequency of the fluted spectrum and its phase shift compared to an original position, and deduce from these two quantities, the displacement of the diaphragm compared to an initial position and the pressure variation which is at the origin of this displacement.

On se référera maintenant à la figure 2 pour décrire plus spécialement une forme de réalisation concrète du dispositif de détection, utilisée en variante de celle de la figure 1, pour la mesure de pressions. Reference will now be made to FIG. 2 to describe more specifically a concrete embodiment of the detection device, used as an alternative to that of FIG. 1, for the measurement of pressures.

On voit ainsi sur la figure 2, une fibre optique 25, qui est reliée optiquement au dispositif de détection 26 par une lentille collimatrice 21 dont la fonction est de rendre le faisceau lumineux 32 parallèle. Le dispositif 26 est essentiellement constitué de deux pièces cylindriques, à savoir un corps métallique 24 et un support transparent 22, sur lequel est collée la lentille 21, dans l'axe du dispositif. Les deux pièces sont réalisées en des matériaux de faible coefficient de dilatation thermique, afin que les variations de température ne perturbent pas le fonctionnement de l'interféromètre, et donc les mesures de pression. Elles sont liées ensemble par un joint fritté 23, mince et étanche. Thus seen in Figure 2, an optical fiber 25, which is optically connected to the detection device 26 by a collimating lens 21 whose function is to make the light beam 32 parallel. The device 26 essentially consists of two cylindrical parts, namely a metal body 24 and a transparent support 22, on which the lens 21 is stuck, in the axis of the device. The two parts are made of materials with a low coefficient of thermal expansion, so that temperature variations do not disturb the operation of the interferometer, and therefore the pressure measurements. They are linked together by a sintered seal 23, thin and tight.

Le corps métallique 24 est creux. Il forme ainsi intérieurement, dans l'axe du dispositif, une cavité cylindrique 28, en communication avec l'extérieur par un conduit 29 de section restreinte à travers un embout 30. Cet embout est fileté, pour recevoir un raccord de jonction avec un tube non représenté, qui amène la pression à mesurer dans la cavité 28. L'ouverture restreinte de la cavité -28 permet d'éviter 1' influence de contraintes de pression extérieures à la pression à mesurer.  The metal body 24 is hollow. It thus internally forms, in the axis of the device, a cylindrical cavity 28, in communication with the outside by a conduit 29 of restricted section through a ferrule 30. This ferrule is threaded, to receive a junction fitting with a tube not shown, which brings the pressure to be measured in the cavity 28. The restricted opening of the cavity -28 makes it possible to avoid the influence of pressure constraints external to the pressure to be measured.

A l'extrémité opposée du corps 24, du côté du support 22, la cavité 28 est fermée par une plaque 23 formée par le corps 24. Cette plaque est mince, de telle sorte qu'elle se déplace longitudinalement dans sa partie centrale, comme un diaphragme, sous 1 'influenoe de la pression plus ou moins grande d'un fluide introduit dans - la cavité 28. At the opposite end of the body 24, on the side of the support 22, the cavity 28 is closed by a plate 23 formed by the body 24. This plate is thin, so that it moves longitudinally in its central part, as a diaphragm, under the influence of the greater or lesser pressure of a fluid introduced into - the cavity 28.

Ces déplacements sont autorisés par le fait qu'une lame mince 31, vide d'air, est ménagée contre cette plaque par la forme du support transparent 22, qui présente à cet effet un évidement central 33, de faible épaisseur. Le joint 27 est de forme annulaire autour de cet évidement. La lame 31 ainsi formée constitue la lame d'épaisseur variable de l'interféromètre, entre la surface semi-réfléchissante limitant le support 22 contre elle et la plaque réfléchissante 23 du corps 24.These movements are authorized by the fact that a thin blade 31, empty of air, is formed against this plate by the shape of the transparent support 22, which has for this purpose a central recess 33, of small thickness. The seal 27 is of annular shape around this recess. The blade 31 thus formed constitutes the blade of variable thickness of the interferometer, between the semi-reflecting surface limiting the support 22 against it and the reflecting plate 23 of the body 24.

Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Naturally, the invention is in no way limited by the features which have been specified in the foregoing or by the details of the particular embodiment chosen to illustrate the invention. All kinds of variants can be made to the particular embodiment which has been described by way of example and to its constituent elements without departing from the scope of the invention.

Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, The latter thus includes all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations,

Claims (2)

et en ce que le dispositif d'analyse (8) comporte des moyens (17) d'étalement dans 1 'espaoe du flux lumineux global réfléchi en fonction de la longueur d'onde, devant une série de photodétecteurs (18) propres à émettre des signaux traduisant l'intensité lumineuse reçue par chacun d'eux, et des moyens électroniques (20) de traitement desdits signaux pour déterminer au moins le pas desdites cannelures. le dispositif de détection (6) comporte, à une extrémité d'une fibre optique (5), un élément fixe semi-réfléchissant (12) devant un élément mobile au moins partiellement réfléchissant (13) qui est soumis auxdits déplacements par rapport à l'élément fixe, lesdits éléments constituant ainsi un interféromètre à réflexions multiples, de sorte que le flux lumineux global réfléchi présente un spectre cannelé dans lequel les cannelures ont sensiblement la même intensité à des longueurs d'ondes dont le pas varie en fonction desdits déplacements,and in that the analysis device (8) comprises means (17) for spreading in one space the overall light flux reflected as a function of the wavelength, in front of a series of photodetectors (18) suitable for emitting signals translating the light intensity received by each of them, and electronic means (20) for processing said signals to determine at least the pitch of said grooves. the detection device (6) comprises, at one end of an optical fiber (5), a fixed semi-reflecting element (12) in front of an at least partially reflecting mobile element (13) which is subjected to said movements relative to the fixed element, said elements thus constituting a multi-reflection interferometer, so that the overall reflected light flux has a grooved spectrum in which the grooves have substantially the same intensity at wavelengths whose pitch varies as a function of said displacements, 1") Dispositif capteur de déplacements fonctionnant en lumière blanche et comportant un système à fibres optiques pour conduire un flux lumineux incident depuis une source de lumière blanche (4) jusqu'à un dispositif de détection (6) et pour conduire un flux lumineux réfléchi en retour jusqu'à un dispositif d 'analyse (8), caractérisé en ce que 1 ") Displacement sensor device operating in white light and comprising a fiber optic system for conducting an incident light flux from a white light source (4) to a detection device (6) and for conducting a reflected light flux back to an analysis device (8), characterized in that REVENDICATIONS 2") Dispositif capteur de déplacements suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étalement du spectre cannelé comportent un réseau de diffraction (17). 2 ") displacement sensor device according to claim 1, characterized in that said means for spreading the splined spectrum comprises a diffraction grating (17). 3ç) Dispositif capteur de déplacements suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens électroniques de traitement (20) sont constitués pour calculer les caractéristiques du spectre par les transformées de Fourier. 3c) displacement sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic processing means (20) are formed to calculate the characteristics of the spectrum by the Fourier transforms. 4 ) Dispositif capteur de déplacements suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection comporte une bague de liaison étanche (14) entre ledit élément de référence et ledit élément mobile, celle-ci étant sous la forme d'un diaphragme dont la flèche varie en fonction d'une pression environnante.  4) displacement sensor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the detection device comprises a sealed connecting ring (14) between said reference element and said movable element, the latter being under the shape of a diaphragm whose arrow varies according to a surrounding pressure. 5-) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection comporte une lame vide d'air formée entre un support transparent (22) et un diaphragme (23) réfléchissant limitant une cavité (28) de réception d'une pression à détecter.  5-) Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the detection device comprises an airless strip formed between a transparent support (22) and a reflective diaphragm (23) limiting a cavity (28 ) receiving a pressure to be detected.
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