專利名稱:檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的儀器和方法
本發(fā)明涉及測(cè)定運(yùn)動(dòng)的儀器。在諸如導(dǎo)航系統(tǒng)，穩(wěn)定器等的許多情況中，都需要能夠用來測(cè)定運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，而且通常是借助陀螺儀來實(shí)現(xiàn)這一要求的。常規(guī)的陀螺儀是以如此飛速旋轉(zhuǎn)輪的形式安裝在構(gòu)架內(nèi)，以使其可自由地向任何方向傾斜。這種輪能夠保持其原始方向，而與其上裝有陀螺儀的運(yùn)載工具的后來的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。因此，它可以作為確定運(yùn)載工具運(yùn)動(dòng)/方向的方向指示器。
常規(guī)的陀螺儀有若干固有的缺點(diǎn)。對(duì)飛速旋轉(zhuǎn)輪的性能要求，使其機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜且調(diào)整困難。此外，輪必須保持旋轉(zhuǎn)，所以需要有諸如馬達(dá)或噴氣射流之類的驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用以精確地測(cè)定運(yùn)動(dòng)，而且能夠免與常規(guī)陀螺儀旋轉(zhuǎn)輪有關(guān)的上述問題的儀器。
本發(fā)明所提供的用以測(cè)定運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)儀器包含一個(gè)殼體，其上或其內(nèi)裝有一個(gè)或多個(gè)光源和一個(gè)或多個(gè)檢波器，這個(gè)或每一個(gè)光源適于沿著一條光路向一個(gè)檢波器傳送多色光，這個(gè)或每一個(gè)檢波器適于檢測(cè)若干不同波長(zhǎng)輻射的入射光強(qiáng)，所提供的測(cè)定運(yùn)動(dòng)的儀器還包含有由殼體支承的輻射調(diào)制裝置其支承方式，致使殼體沿著至少一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)變化能引起輻射調(diào)制裝置沿所述路徑的位移，從而改變到達(dá)一個(gè)或幾個(gè)檢波器的光線分布光譜的組成成分。
由該儀器檢測(cè)的殼體運(yùn)動(dòng)的變化，可以用來表示一個(gè)殼體離開靜止位置的運(yùn)動(dòng)。因此，該儀器也能作為振動(dòng)檢測(cè)器。換言之，殼體運(yùn)動(dòng)的變化可以是運(yùn)動(dòng)著的殼體的速度變化，或者是其運(yùn)動(dòng)方向上的改變。所以，該儀器還能夠作為加速度計(jì)或方向指示器，并且可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)常規(guī)的、旋轉(zhuǎn)輪式的陀螺儀全部功能。
該儀器最好包括用以分折分布光譜組成成分的變化以便測(cè)定殼體運(yùn)動(dòng)變化的裝置。典型的辦法是借助監(jiān)測(cè)兩個(gè)獨(dú)立的光波波長(zhǎng)的光強(qiáng)比來實(shí)現(xiàn)的。在另一個(gè)最佳的方案中，一個(gè)或多個(gè)檢波器每個(gè)都包含至少第一和第二光敏元件，第一光敏元件對(duì)于波長(zhǎng)的響應(yīng)度與第二光敏元件的響應(yīng)度不同，來自光敏元件的信號(hào)被饋送給分析裝置，該裝置根據(jù)來自光敏元件的信號(hào)計(jì)算入射在一個(gè)或幾個(gè)檢波器上的輻射顏色，正如在色品圖(國(guó)際照明委員會(huì)CIE)上以兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)所表示的那樣。在一個(gè)簡(jiǎn)便的裝置中;使用了兩個(gè)不同的光敏元件，每一元件分別具有各目的波長(zhǎng)響應(yīng)度特性曲線。另一方案，一個(gè)或者兩個(gè)光敏元件包括濾色器以便給出顏色響應(yīng)特性曲線，因此，如果愿意的話，也允許使用兩個(gè)相同的光敏元件。關(guān)于至少第一和第二光敏元件的波長(zhǎng)響應(yīng)度，最好使它們各自的波長(zhǎng)/光強(qiáng)曲線至少有一部分波長(zhǎng)光譜相重迭。
通過使用(至少)第一和第二光敏元件，顏色的變化可以由許定所選擇部分的光譜的整體變化(顏色調(diào)制)來確定這與僅僅測(cè)定一個(gè)或多個(gè)所選擇的波長(zhǎng)處的變化(波長(zhǎng)調(diào)制)不同。這樣，從顏色A(由波長(zhǎng)/光強(qiáng)曲線A表示)到顏色B(由波長(zhǎng)/光強(qiáng)曲線B表示)的變化，將根據(jù)兩條曲線之向的區(qū)域來計(jì)算，從而給出對(duì)“真正”顏色的更完整的分析，盡管給出該變化的指示，但波長(zhǎng)調(diào)制的局限性，在于它是根據(jù)所選擇的波長(zhǎng)的兩條曲線間的距離來進(jìn)行計(jì)算的。無論使用哪種方法，所監(jiān)測(cè)到的分布光譜組成成分的變化都要與殼體的運(yùn)動(dòng)的不同程度的變化和方向的標(biāo)定規(guī)范相比較。
“多色光”這一術(shù)語(yǔ)，在這里的意思是指任何多種波長(zhǎng)的輻射，特別是意味著包括可見光和紅外線兩種輻射。盡管為了便于理解而在這里使用“顏色”這一術(shù)語(yǔ)，則一點(diǎn)也不意味著只能使用可見光。如果儀器使用輻射超出可見光譜的范圍發(fā)射源，則術(shù)語(yǔ)“顏色”指的是輻射的光譜分布。
在殼體上或殼體內(nèi)至少可方便地安裝有兩對(duì)光源和檢波器，每對(duì)限定一條多色光的傳播路徑，至少兩對(duì)的路徑方向是不同的，其設(shè)置方式應(yīng)使殼體在至少兩個(gè)方向的任一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)變化，都能引起輻射調(diào)制裝置沿著至少各對(duì)光源和檢波器中之一的路徑發(fā)生位移，以便使達(dá)到這個(gè)或各檢波器的光線的分布光譜組成成分發(fā)生改變。由于這種設(shè)置方式，能確定兩維運(yùn)動(dòng)，能從本發(fā)明的儀器具有測(cè)定預(yù)定平面內(nèi)任一方向的運(yùn)動(dòng)的能力?？煞奖愕嘏渲弥辽賰蓪?duì)光源和檢波器，以使各光路處在同一平面內(nèi)。
更好的方案是至少提供三對(duì)光源和檢波器，每對(duì)限定一條多色光傳播路徑，這樣的設(shè)置方式可以使殼體沿任何方向的運(yùn)動(dòng)變化都能引起輻射調(diào)制裝置沿著這三對(duì)光源和檢波器中至少一條路徑上發(fā)生位移，從而致使到達(dá)一個(gè)或幾個(gè)檢波器的光線的分布光譜的組成成分有所改變。最好是使三對(duì)光源和檢波器的三條傳播路徑在三個(gè)不同方向上，并且第三對(duì)光路所在平面與另外一條或二條路徑成一角度θ(其中θ≠0)，這樣的設(shè)置方式可以測(cè)定三維運(yùn)動(dòng)?？梢韵胍姡椛湔{(diào)制裝置和這幾對(duì)光源和檢波器使殼體在任何方向的運(yùn)動(dòng)變化，都能夠引起輻射調(diào)制裝置沿著至少兩對(duì)光源和檢波器的路徑發(fā)生位移，從而致使到達(dá)兩個(gè)或多個(gè)檢波器的光線的分布光譜組成成分發(fā)生變化。
輻射調(diào)制裝置及各對(duì)光源和檢波器最好使殼體在任何方向的運(yùn)動(dòng)變化能引起一個(gè)輻射調(diào)制裝置發(fā)生位移，致使產(chǎn)生到達(dá)檢波器的，對(duì)于那個(gè)運(yùn)動(dòng)方向來說是唯一的光線的分布光譜組成成分。所以，分析裝置能夠從來自各檢波器的信號(hào)的任何特定組合中確定出關(guān)于運(yùn)動(dòng)的幅度和方向的明確的單值。
輻射調(diào)制裝置最好包含一個(gè)或多個(gè)濾波器元件，濾波器元件可以將不同的光波衰減到不同的程度。殼體的運(yùn)動(dòng)引起一個(gè)或多個(gè)濾波器元件的運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)制到達(dá)一個(gè)或多個(gè)檢波器輻射光線的“顏色”。分折該顏色調(diào)制，可以用來確定殼體的運(yùn)動(dòng)。以一種簡(jiǎn)便形式設(shè)置的一個(gè)或者幾個(gè)濾波器元件包含一個(gè)或多個(gè)有色的透明球體，即通常所謂的紅寶石球體，這些球體不僅能對(duì)輻射線進(jìn)行調(diào)制，而且還有助于將其聚焦到一個(gè)或幾個(gè)檢波器上，因而提供了更靈敏的分辨率以便對(duì)非常小的運(yùn)動(dòng)量作更精確地檢測(cè)。
可以設(shè)想可借助一個(gè)或者多個(gè)固定在殼體上的柔韌而細(xì)長(zhǎng)的元件懸掛一個(gè)或者多個(gè)對(duì)體。這種一個(gè)或多個(gè)柔韌而細(xì)長(zhǎng)的元件可以是金屬線或者彈性元件，并且應(yīng)使一個(gè)或多個(gè)球體能被安裝在殼體上，其安裝方式使之能沿著任何三維方向相對(duì)于該處運(yùn)動(dòng)。另一種可選方案是，一個(gè)或多個(gè)球體借助于若干來自安裝在殼體上的噴嘴的流體(典型是空氣)射流束來懸浮。
在另一個(gè)方案中，一個(gè)或多個(gè)濾波器元件包含縱向延伸構(gòu)件或被安裝在其上。至少其中一個(gè)濾波器元件包含一根光纖。另一方案或此外其中至少一個(gè)濾波器元件包含一個(gè)濾波條(filter strip)，或者包含一個(gè)安裝在縱向延伸構(gòu)件上的帶色的透明球體。
在一個(gè)簡(jiǎn)便的設(shè)置方式中，一個(gè)或多個(gè)縱向延伸構(gòu)件中至少有一個(gè)構(gòu)件是在或靠近其端部之一固定到殼體上、而其另一端則可在其縱向通路上橫向地自由移動(dòng)的懸臂梁形式。殼體的運(yùn)動(dòng)則引起這個(gè)懸臂梁的自由端擺動(dòng)，從而產(chǎn)生輻射調(diào)制裝置沿著一對(duì)或多對(duì)光源和檢波器的路徑上的位移。另一可選方案是，一個(gè)或多個(gè)縱向延伸構(gòu)件之一是呈橫衍形式在或接近其兩端固定在殼體上，而其中央部分則可以在其縱向通路上橫向地自由移動(dòng)。在另一設(shè)置方案中，如上面所描述的那樣借助固定到殼體的一根或多根柔韌而細(xì)長(zhǎng)元件而將一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的構(gòu)件之中至少有一個(gè)構(gòu)件懸掛起來。
在一個(gè)或多個(gè)濾波器元件包含縱向延伸構(gòu)件或者安裝在其上的情況下，殼體沿著濾波器元件之一的縱軸方向的運(yùn)動(dòng)，可能不會(huì)造成那個(gè)濾波器元件沿著其各對(duì)光源和檢波器的路徑上的位移。即使出現(xiàn)這一位移，它也不能導(dǎo)致到達(dá)檢波器的光線的調(diào)制。因此在這種情況下，輻射調(diào)制裝置適于至少包括分別包含一個(gè)縱向延伸構(gòu)件或被安裝在其上的第一和第二濾波器元件，第一、第二濾波器元件的縱軸在不同的平面內(nèi)，這樣設(shè)置方式就可做到殼體沿至少一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)變化，可以引起第二濾波器元件沿著第三對(duì)光源和檢波器路徑發(fā)生位移;而殼體沿著另一方向的運(yùn)動(dòng)變化，則可以引起第一濾波器元件沿著第一和第二對(duì)光源和檢波器的一條或兩條路徑發(fā)生位移。只要提供其縱軸在不同平面的兩個(gè)濾波器元件的條件下，即使殼體的運(yùn)動(dòng)是沿著兩個(gè)濾波器元件之一的縱軸方向，那么至少對(duì)另一個(gè)濾波器元件的縱軸說來是橫向的。
一個(gè)或多個(gè)光源最好適宜于產(chǎn)生白色光信號(hào)。本發(fā)明還在于使用上述儀器測(cè)定運(yùn)動(dòng)的方法。具體地說，測(cè)定一個(gè)殼體運(yùn)動(dòng)變化的方法包含有將多色光至少沿著一條光線路徑傳播到一個(gè)或多個(gè)檢波器;這樣支承輻射調(diào)制裝置，以使該物體沿著至少一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)變化引起該輻射調(diào)制裝置沿至少一條光線路徑發(fā)生位移，以便改變到達(dá)這個(gè)或各檢波器的光線的分布光譜的組成成分;根據(jù)到達(dá)這個(gè)或各檢波器的光線的分布光譜組成成分的變化來計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)變化。
下面僅僅作為例子，結(jié)合附圖將進(jìn)一步地描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的儀器透視圖;
圖2是沿著圖1中A-A線的一個(gè)剖面圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的儀器透視圖;和圖4至圖6是根據(jù)本發(fā)明的其它可供選擇的實(shí)施例的儀器的部分示意圖。
參照?qǐng)D1和圖2，圖中表示構(gòu)架1形式的殼體，其橫截面通常是方形并且具有縱向延伸通過其中心的圓孔2。安裝在構(gòu)架1上的是兩個(gè)光源3和4，各光源被安放在構(gòu)架上表面6的凹槽5內(nèi)。鄰接光源3的是光纖7，其作用在于將光線從光源3發(fā)送至孔徑2的區(qū)域。在孔徑2的對(duì)面是與光纖7成直線、且其間間隔為11的另一光纖9。在光纖9運(yùn)離間隔11的另一端是一個(gè)電荷耦合器件(CCD)陣列12形式的檢波器，該陣列12安放在構(gòu)架1的相應(yīng)凹槽13內(nèi)。以類似的方式，光纖8和10將光線從光源4越過間隔11并且發(fā)送至安放在構(gòu)架的凹槽15內(nèi)的CCD陣列14。陣列12和14經(jīng)過線路16、17實(shí)現(xiàn)同微處理器18的通訊聯(lián)系，圖1中把微處理器18畫到了外面，但它同樣可直接安裝在構(gòu)架上。
懸臂光纖19置于間隔11中，懸臂光纖19的縱軸與光纖7和9、及8和10的縱軸相正交。懸臂光纖19的下端20被固定在一個(gè)U型支座21上。支座21則安裝在起著封閉孔徑2且使殼體1同懸壁光纖19的下端實(shí)現(xiàn)機(jī)械聯(lián)動(dòng)作用的基盤22上。一旦懸臂光纖19彎曲，則其上端23可以在間隔11內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在來描述圖1和圖2所示裝置的操作。多色光從光源3，沿著由光纖7和9組成的、且越過間隔11穿過懸臂光纖19的第一條光路，傳送至陣列12。同樣，光線從光源4沿著由光纖8和10組成、且包含間隔11和懸臂光纖19在內(nèi)的第二條光路進(jìn)行傳送。通過懸臂光纖19的光經(jīng)受顏色調(diào)制，因?yàn)楣饩€光譜的組成成分在這一點(diǎn)上由于某些波長(zhǎng)比其他波長(zhǎng)被衰減得大些或者小些而被改變。入射的光線被陣列12和14檢測(cè)出來，并且信號(hào)被送至微處理器18，微處理器18計(jì)算由陣列接收到的所選波長(zhǎng)的光強(qiáng)。微處理器18確定波長(zhǎng)調(diào)制系數(shù)，例如兩個(gè)被接收的不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)之比。
殼體1的運(yùn)動(dòng)變化，不論由于施加其上的振動(dòng)導(dǎo)致殼體速度上的變化還是其運(yùn)動(dòng)方向的變化，都會(huì)引起懸臂光纖19的彎曲。如圖1所示的沿X方向的運(yùn)動(dòng)分量，引起懸臂光纖的上端23橫切光纖8和10的光路的運(yùn)動(dòng)。類似地，沿Y方向的運(yùn)動(dòng)分量，則引起該上端23橫切光纖7和9的光路的運(yùn)動(dòng)。懸臂光纖沿著一條或兩條光路的運(yùn)動(dòng)，改變了到達(dá)CCD陣列的光線的顏色調(diào)制。微處理器18監(jiān)測(cè)著波長(zhǎng)調(diào)制系數(shù)的變化，并且將其同作為運(yùn)動(dòng)的已知變化的預(yù)定標(biāo)定值相比較。這樣，波長(zhǎng)調(diào)制中的變化表現(xiàn)為殼體1運(yùn)動(dòng)的一種運(yùn)算。所以，圖1和圖2中所示設(shè)備能測(cè)定出X向和Y向確定的平面內(nèi)的任何運(yùn)動(dòng)變化。
沿著Z方向的運(yùn)動(dòng)分量，不會(huì)引起懸臂光纖19的彎曲，因而測(cè)不出來。如果希望監(jiān)測(cè)三維運(yùn)動(dòng)，可以使用諸如圖3所示的設(shè)備。因?yàn)閳D3所示的設(shè)備是根據(jù)圖1所示設(shè)備得來的，所以相似的元件都標(biāo)以類似的標(biāo)號(hào)。由于提供了相對(duì)于光纖19被轉(zhuǎn)了90°的懸臂光19′及一起的另外一個(gè)殼體1′，從而使殼體1及其有關(guān)部件的性能有所提高。這意味著，懸臂光纖19′的縱向通路沿著X軸方向安放，這與懸臂光纖19沿Z向安放的作法不同。兩個(gè)殼體被固定在一起以便使一個(gè)殼體的運(yùn)動(dòng)會(huì)傳到另一個(gè)殼體，因此，施加給殼體1和殼體1′上沿Z方向任何運(yùn)動(dòng)分量，都會(huì)使懸臂光纖19′產(chǎn)生彎曲，從而使之作橫切光纖8′和光纖10′之間的光路的運(yùn)動(dòng)。光纖7′和9′之間的光路并不是必不可缺少的，但可以用作為對(duì)光纖7和9之間的光路所檢測(cè)到的沿Y向運(yùn)動(dòng)的驗(yàn)證。利用圖3所示的裝置，任何方向上的運(yùn)動(dòng)變化都會(huì)至少使光纖19和光纖19′中的一個(gè)產(chǎn)生彎曲，該彎曲量可通過微處理器18分析處理，以便計(jì)算運(yùn)動(dòng)的范圍和/或方向。
圖4至圖6表示本發(fā)明的一些實(shí)施例，在這些實(shí)施例中，用紅寶石球體25代替了懸臂光纖。同光纖作用相似，紅寶石球體也能夠?qū)碜怨庠吹墓饩€聚焦，以便提高儀器的靈敏度。另外，因?yàn)榍蝮w能夠?qū)ρ厝魏畏较蛲ㄟ^的光進(jìn)行顏色調(diào)制，所以適當(dāng)?shù)匕惭b球體使其能作三維運(yùn)動(dòng)，就可以利用單個(gè)球體計(jì)算出任何方向的運(yùn)動(dòng)，而不必象圖3那樣要求兩套光學(xué)元部件。
圖4表示借助一根懸臂金屬絲26來安裝紅寶石球體25。該金屬絲的一端固定在殼體1上，而球體25則固定在金屬絲的另一端上。三對(duì)光纖27和28、29和30、31和32，以相互垂直的三個(gè)方向提供了射透過球體25的三條光路。金屬絲26被彎成弧形，其彎弧程度應(yīng)能使各個(gè)光纖都剛好通向球體。殼體1運(yùn)動(dòng)中的變化，引起球體25沿著光纖之間一條或多條光路發(fā)生位移。如前所述，這種位移會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)的顏色調(diào)制，可被用來計(jì)算殼體的運(yùn)動(dòng)。
圖5所示的裝置，借助由噴嘴33噴射的氣流來支撐紅寶石球體25。這種方式也允許光纖不受限制地射向球體，也使球體可以沿任何方向自由移動(dòng)。
圖6表示的是借助例如金屬絲34那樣的柔性元件來懸掛紅寶石球體25。這些金屬絲應(yīng)這樣連接到球體上，即，既要使球體能沿任何方向運(yùn)動(dòng)，又要保證對(duì)光纖27至32的光路來說光線能毫無阻礙地透射過球體。
可以理解得到在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，對(duì)上述儀器是可以做出一些改進(jìn)的。例如，不需要三對(duì)光源和檢波器而借助，紅寶石球體的聚焦作用就能夠作出三維運(yùn)動(dòng)計(jì)算，因?yàn)樗l(fā)送光束的聚焦點(diǎn)的變化使沿著光路的縱向運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)至顏色調(diào)制。
要檢測(cè)預(yù)定頻率的振動(dòng)的另一個(gè)合理的改進(jìn)，是將輻射調(diào)制裝置安裝在例如膜片那樣的元件上，膜片的自然諧振頻率就是待檢測(cè)的預(yù)定頻率。在該預(yù)定頻率上的振動(dòng)使輻射調(diào)制裝置，產(chǎn)生比其他頻率上振動(dòng)要大得多的位移。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，根據(jù)本發(fā)明所做這些和其他變動(dòng)和改進(jìn)，都是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.用以測(cè)定運(yùn)動(dòng)的儀器，其包含一個(gè)殼體(1)安裝在該殼體上或該殼體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)光源(3，4)和一個(gè)或多個(gè)檢波器(12，14)這個(gè)或各光源適于沿著一條路徑傳播多色光至檢波器，這個(gè)或各檢波器適于檢測(cè)以若干不同波長(zhǎng)輻射的入射光強(qiáng)，其特征在于安裝有被殼體支撐的輻射調(diào)制裝置(19；25)，以使殼體至少沿一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)的變化能夠引起該輻射調(diào)制裝置沿所述路徑發(fā)生位移，從而改變到達(dá)一個(gè)或多個(gè)檢波器的光線的分布光譜組成成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的儀器，其特征在于其中裝設(shè)有用以分析分布光譜組成成分變化，從而確定殼體(1)的運(yùn)動(dòng)變化的裝置(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的儀器，其特征在于其中一個(gè)或多個(gè)檢波器(12;14)每一個(gè)適于監(jiān)測(cè)以兩個(gè)或多個(gè)選定波長(zhǎng)入射的光強(qiáng)的比率。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的儀器，其特征在于其中一個(gè)或多個(gè)檢波器(12;14)每一個(gè)都至少包含有第一和第二光敏元件，第一光敏元件對(duì)波長(zhǎng)的響應(yīng)度同第二光敏元件對(duì)波長(zhǎng)的響應(yīng)度不同，來自這兩個(gè)光敏元件的信號(hào)被饋送至分析裝置(18)該裝置根據(jù)來自光敏元件的信號(hào)計(jì)算，入射在一個(gè)或多個(gè)檢波器上的輻射顏色，正如在色晶圖(CIE)上以一個(gè)或多個(gè)參數(shù)所表示的那樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中的任何一個(gè)所述的儀器，其特征在于其中至少兩對(duì)光源和檢波器被安裝在殼體(1)之上或之內(nèi)，每對(duì)限定一條多色光路，該至少兩對(duì)的光路的方向不同，這種設(shè)置方式使殼體(1)沿至少兩個(gè)方向中的任何一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)變化，能引起輻射調(diào)制裝置(19;25)至少沿一對(duì)光源和檢波器的路徑的位移，從而改變到達(dá)這個(gè)或各檢波器的光線的分布光譜組成成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5中的任何一個(gè)所述的儀器，其特征在于其中至少裝有三對(duì)光源和檢波器，每對(duì)限定一條多色光的路徑，這種設(shè)置方式使殼體(1)沿任何方向的運(yùn)動(dòng)的變化，能引起輻射調(diào)制裝置(19;25)沿至少一對(duì)光源和檢波器的路徑發(fā)生位移，從而改變到達(dá)一個(gè)或多個(gè)檢波器的光線的分布光譜組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的儀器，其特征在于其中至少三對(duì)光源和檢波器的路徑的方向不同，并且第三對(duì)光源和檢波器(4′;14′)的光路所在平面與另外兩對(duì)光源和檢波器(3，12;4，14)的路徑或之一的路徑成一角度θ(其中θ≠0)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6或7所述的儀器，其特征在于其中輻射調(diào)制裝置和各對(duì)光源和檢波器設(shè)置成能使殼體沿任何方向的運(yùn)動(dòng)變化，引起輻射調(diào)制裝置沿至少兩對(duì)光源和檢波器的路徑發(fā)生位移，從而改變到達(dá)兩個(gè)或多個(gè)檢波器的光線的分布光譜組成成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6至8中的任何一個(gè)所述的儀器，其特征在于其中輻射調(diào)制裝置和那些光源和檢波器對(duì)設(shè)置成使殼體沿任何方向的運(yùn)動(dòng)變化，能引起輻射調(diào)制裝置發(fā)生位移，從而產(chǎn)生一個(gè)到達(dá)檢波器的對(duì)于那一方向的運(yùn)動(dòng)是唯一的光線的分布光譜組成成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1至9中的任何一個(gè)所述的儀器，其特征在于其中輻射調(diào)制裝置包含可以將不同波長(zhǎng)的光衰減到不同程度的一個(gè)或多個(gè)濾波元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的儀器，其特征在于其中一個(gè)或多個(gè)濾波元件包含一個(gè)或多個(gè)有色的、透明的球體(25)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的儀器，其特征在于其中一個(gè)或多個(gè)球體(25)是借助固定到殼體(1)的一個(gè)或多個(gè)柔韌而細(xì)長(zhǎng)元件(26;24)而被懸掛的。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的儀器，其特征在于其中一個(gè)或多個(gè)濾波元件包含縱向延伸元件(19)或者安裝在縱向延伸元件(19)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求
6至9中的任何一個(gè)所述儀器，其特征在于其中輻射調(diào)到裝置至少包含每個(gè)都包含有或者被安裝在一個(gè)縱向伸延元件上的第一和第二濾波元件(19;19′)，第一濾波元件(19)的縱軸所在平面與第二濾波元件(19′)的縱軸所在平面不同，其設(shè)置方式使殼體(1)至少沿一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)變化能引起第二濾波元件(19′)沿第三對(duì)光源和檢波器(4′;14′)的路徑上發(fā)生位移，而殼體(1)沿另一方向的運(yùn)動(dòng)變化能引起第一濾波元件(19)沿著第一對(duì)和第二對(duì)光源和檢波器(3，12;4，14)之一或兩者的路徑上發(fā)生位移。
15.一種測(cè)定殼體(1)運(yùn)動(dòng)變化的方法，其特征在于包括以下步驟-至少沿著一條光線路徑傳播多色光至一個(gè)或幾個(gè)檢波器(12，14)，-支撐輻射調(diào)制裝置(19;25)以使殼體(1)至少在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)變化能引起輻射調(diào)制裝置在至少一條光路發(fā)生位移，從而改變到達(dá)這個(gè)或各檢換波器的光線的分布光譜組成成分，-根據(jù)到達(dá)這個(gè)或各檢波器的光線的分布光譜組成成分的變化，來計(jì)算殼體運(yùn)動(dòng)的變化。
專利摘要
殼體(1)的運(yùn)動(dòng)被安裝其上或其內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)光源(3，4)和一個(gè)或幾個(gè)檢波器(12，14)所測(cè)定，其每個(gè)光源沿著一條路徑將多色光傳送給一個(gè)檢波器。殼體支撐輻射調(diào)制裝置(19，25)的方式，使殼體運(yùn)動(dòng)的變化能引起輻射調(diào)制裝置沿至少一條光路發(fā)生位移，從而改變到達(dá)檢波器光線的分布光譜組成成分。每一個(gè)檢波器都適于檢測(cè)以若干不同波長(zhǎng)輻射的入射光強(qiáng)，而分析裝置(18)按照殼體運(yùn)動(dòng)來解釋每個(gè)檢波器的輸出。
文檔編號(hào)C12N9/99GK87103299SQ87103299
公開日1987年11月18日 申請(qǐng)日期1987年5月1日
發(fā)明者戴維·特納·帕爾 申請(qǐng)人:比克有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan