CH639217A5

CH639217A5 - Fuehler fuer eine ueberwachungseinrichtung.

Info

Publication number: CH639217A5
Application number: CH372679A
Authority: CH
Inventors: Benno Perren
Original assignee: Benno Perren
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1983-10-31
Also published as: JPS55142210A; GB2051351B; FR2454662A1; FR2454662B1; GB2051351A; DE3007462A1; US4359637A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fühler für eine Überwachungseinrichtung, die eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Überwachungssignals, mindestens einen optischen Leiter für die Weiterleitung dieses Signals und einen Lichtempfänger, der bei einer Änderung des zugeleiteten Überwachungssignals ein Fehlersignal erzeugt, enthält.

Zum kontinuierlichen Überwachen des Betriebszustands und kritischer Betriebsgrössen von Maschinen und Anlagen sind schon eine Vielzahl Überwachungseinrichtungen bekannt. Die Mehrzahl dieser Einrichtungen enthält elektrische oder elektronische Fühler, die mit einer elektrischen Speisespannung und/oder Signalleitung verbunden sind. Obwohl solche Einrichtungen zum Überwachen sehr unterschiedlicher Grössen verwendet werden können, kann die Notwendigkeit einer elektrischen Speisespannung bzw. einer Leitung für ein elektrisches Signal ein grosser Nachteil sein. Das gilt insbesondere für Einrichtungen, deren Fühler in einer explosiven oder explosionsgefährdeten Umgebung installiert sind oder eingeführt werden.

Weiter sind Überwachungseinrichtungen bekannt, deren Fühler durch die zu überwachende Grösse eine mechanische Zustandsänderung erfährt, die als Ausgangssignal verwendet und mit mechanischen Mitteln zu einer Auswerteeinrichtung weitergeleitet wird. Solche Fühler weisen im allgemeinen nur eine geringe Empfindlichkeit auf, und die mechanische Weiterleitung des Ausgangssignals ist sehr schwierig, weshalb die Auswerteeinrichtung möglichst nahe bei dem Fühler angeordnet sein muss.

Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, sind auch schon Überwachungseinrichtungen bekannt, deren Fühler ein Fluid enthält und dessen Ausgangssignal über eine Fluidlei-tung an ein Auswertegerät geführt wird. Auch diese Einrichtungen weisen offensichtliche Mängel auf, wovon nur die Schwierigkeit beim Abdichten und Kontrollieren der Dichtheit solcher Leitungen und die durch thermische Dilatation der Leitung bewirkten Volumen- und Signaländerungen erwähnt werden.

Mit der Entwicklung der Faseroptik ist nun eine Übertragungsleitung geschaffen worden, mit der schwächste optische Signale über grosse Entfernungen und/oder stark gekrümmte Leitungswege übertragen werden können. Der vorliegenden Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, einen Fühler zu schaffen, der in Abhängigkeit von einer zu überwachenden Grösse ein über optische Leiter übertragbares Signal ändert.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Fühler gelöst, der eine Trennstelle des optischen Leiters aufweist, deren optische Kopplung in Abhängigkeit von der zu überwachenden Grösse veränderbar ist.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des neuen Fühlers

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ist für Überwachungseinrichtungen vorgesehen, bei denen mindestens im Bereich des Fühlers der gleiche optische Leiter sowohl für die Zuleitung des Überwachungssignals als auch für die Weiterleitung dieses Signals verwendet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle von der Endfläche des optischen Leiters und einem mit dieser zusammenwirkenden Reflektor gebildet ist und die optische Kopplung durch die gegenseitige optische Ausrichtung zwischen der Leiterendfläche und dem Reflektor und/oder der Transparenz des Raums zwischen Leiterendfläche und Reflektor bestimmt ist.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des neuen Fühlers ist für Überwachungseinrichtungen vorgesehen, deren optischer Leiter als Schlaufe ausgebildet ist und dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle von den Endflächen benachbarter Leiterstücke gebildet ist und die optische Kopplung durch die gegenseitige Ausrichtung dieser Endstücke und/oder die Transparenz des Raums zwischen diesen Endstücken bestimmt ist.

Der neue Fühler erzeugt kein Signal, sondern ist nur zum Verändern eines von einer getrennt angeordneten Signalquelle erzeugten Überwachungssignals vorgesehen. Diese Veränderung des Überwachungssignals erfolgt durch die Einwirkung der zu überwachenden Grösse, weshalb der Fühler nicht mit einer Betriebsenergie versorgt werden muss. Das ermöglicht, den Fühler auch in stark explosionsgefährdeter Umgebung zu installieren. Der neue Fühler kann zum Überwachen mechanischer, thermischer, optischer, elektrischer und magnetischer Grössen, aber auch als Gas- oder Flüssigkeitsdetektor verwendet bzw. an solche Verwendungen angepasst werden. Die Empfindlichkeit des neuen Fühlers kann ebenfalls an die spezifischen Forderungen angepasst werden, wobei es für bestimmte Ausführungsformen möglich ist, höhere Empfindlichkeiten als mit den bisher gebräuchlichen Systemen zu erreichen.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele des neuen Fühlers mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Überwachungseinrichtung mit einem optischen Signalleiter,

Fig. 2 die perspektivische Ansicht eines als Temperaturmelder und als Gasdetektor verwendbaren Fühlers,

Fig.3 die perspektivische Ansicht eines als Temperaturmelder ausgebildeten Fühlers,

Fig. 4 den Schnitt durch einen Temperaturfühler mit irreversibler Änderung der optischen Kopplung,

Fig. 5 den Schnitt durch einen Temperaturfühler mit reversibler Änderung der optischen Kopplung,

Fig. 6 den Schnitt durch einen anderen Temperaturfühler mit irreversibler Änderung der optischen Kopplung,

Fig. 7 den Schnitt durch einen Fühler für elektrische Spannungen,

Fig. 8 den Schnitt durch einen Druckfühler mit einer Direktanzeigeeinrichtung,

Fig. 9 den Schnitt durch einen ersten Schwingungsfühler und

Fig. 10 die schematische Darstellung eines zweiten Schwingungsfühlers.

In Fig. 1 ist schematisch eine Überwachungseinrichtung mit mehreren Fühlern gezeigt. Die Überwachungseinrichtung enthält eine Lichtquelle 10, die ein Überwachungssignal erzeugt, und einen Lichtempfänger 11, der auf Änderungen des Überwachungssignals anspricht und, sobald diese Änderung einen einstellbaren Toleranzwert übersteigt, ein Fehlersignal oder eine Alarmeinrichtung auslöst. Die Überwachungseinrichtung enthält eine Mehrzahl Fühler, 13, 14, 15, 16, 17 für eine oder mehrere zu überwachende Grössen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Fühler mit Hilfe mehrerer optischer Leiter 19, 20, 21, 22, 23, 24 in Serie geschaltet. Der eine Fühler 16 enthält einen zusätzlichen optischen Leiter 26, dessen Endfläche für einen Beobachter gut sichtbar ist und dessen Funktion bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 8 noch beschrieben werden wird.

Es versteht sich, dass bei der gezeigten Serieschaltung ein Fehlersignal erzeugt oder Alarm ausgelöst wird, wenn irgendeiner oder wenn mehrere Fühler die Weiterleitung des optischen Überwachungssignals beeinträchtigen. Da sich bei einer Serieschaltung die von den einzelnen Fühlern bewirkten Beeinträchtigungen des Signals addieren, ist es bei einer Anlage mit sehr vielen Fühlern vorteilhaft, wenn mehrere Seriekreise, von denen jeder nur wenige Fühler enthält, parallel geschaltet werden oder sogar jedem Fühler eine individuelle Signalleitung zugeordnet wird.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform des neuen Fühlers, die besonders zur Überwachung eines vorgegebenen Temperaturbereichs vorgesehen ist. Diese Ausführungsform enthält einen Halteblock 29, in den eine ver-windungsfreie Trägerschiene 30 und ein Bimetallstreifen 31 eingegossen sind. Am freien Ende der Trägerschiene ist ein Spiegel 32 befestigt und auf dem gegenüberliegenden Teil des Bimetallstreifens das Ende eines optischen Leiters 33.

Die Trägerschiene 30 und der Bimetallstreifen sind so zueinander ausgerichtet, dass bei normaler Umgebungstemperatur das aus dem Leiterende 34 austretende Licht vom Spiegel in das Leiterende zurückgespiegelt wird. Sobald der Bimetallstreifen bei einer Änderung der Umgebungstemperatur eine Ausbiegung erfährt, wird auch die Endfläche 34 des optischen Leiters gegenüber dem ortsfesten Spiegel 32 verschoben und dadurch das auf das Leiterende zurückgespiegelte Licht verändert. Bei einer sehr starken Ausbiegung des Bimetallstreifens kann die Reflexion von Licht in das Leiterende ganz unterbrochen werden. Bei geeigneter Einstellung der Grösse der Spiegelfläche und des Durchmessers des optischen Leiters ist das reflektierte Licht der Temperaturänderung proportional.

Die gezeigte Ausführungsform eines Temperaturfühlers kann zugleich als Gasdetektor verwendet werden. Dazu ist auf dem Bimetallstreifen 31 ein Katalysatormaterial 36 aufgebracht. Bei der chemischen Umsetzung des zu detektierenden Gases im Bereich des Katalysators wird Wärme frei, die an den Bimetallstreifen 31 weitergeleitet wird und diesen ausbiegt, was dann eine Änderung der optischen Kopplung zwischen der Endfläche 34 und dem Spiegel 32 bewirkt, wie es bereits oben beschrieben wurde.

Wie jeder Fachmann sofort erkennt, kann der beschriebene Gasdetektor durch geeignete Auswahl des Katalysators zum Detektieren sehr unterschiedlicher Gase oder Dämpfe sowie unterschiedlicher Gas- oder Dampfkonzentrationen verwendet werden.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine zweite Ausführungsform des neuen Fühlers, der als Thermodifferentialmel-der ausgebildet ist. Dieser Fühler enthält ebenfalls einen Halteblock 38, in den zwei Bimetallstreifen 39,40 eingegossen sind. Der eine Bimetallstreifen 39 ist in einen Block 41 aus einem leicht biegbaren, wärmeisolierenden Material eingegossen. Im Bereich des freien Endes jedes Bimetallstreifens ist ein optischer Leiter 42,43 angeordnet, wobei die Endflächen dieser Leiter im Ruhezustand des Fühlers zueinander ausgerichtet sind, so dass das aus der einen Endfläche austretende Licht praktisch unverändert in die andere Endfläche eintritt.

Bei einer raschen Temperaturänderung wird der freili-gende Bimetallstreifen 40 wesentlich rascher ausgebogen als der durch den Block 41 thermisch isolierte Bimetallstreifen 39. Bei einer sehr langsamen Temperaturänderung können der freiliegende und der thermisch isolierte Bimetallstreifen praktisch parallel zueinander ausgelenkt werden. Darum wird bei einer raschen Temperaturänderung die optische Kopplung

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zwischen den Endflächen der optischen Leiter verändert und bleibt bei einer langsamen Temperaturänderung praktisch unverändert. Damit wird erreicht, dass der Fühler bei raschen Temperaturänderungen das Überwachungssignal beeinflusst und bei langsamen Temperaturänderungen, die beispielsweise den Unterschieden zwischen der Tages- und der Nachttemperatur entsprechen, die optische Kopplung zwischen den Endflächen der Leiter unverändert bleibt.

Auch bei dieser Ausführungsform versteht sich, dass die Anpassung der durch den Block 41 bewirkten Wärmeisolation an vorgegebene Betriebsbedingungen im Bereich fachmännischen Könnens liegt.

In Fig. 4 ist ein teilweise geschnittener Fühler gezeigt, der beim Überschreiten einer Maximaltemperatur die optische Kopplung irreversibel unterbricht. Der Fühler weist ein Gehäuse 45 auf, das aus einem gut wärmeleitenden Material besteht. In den Innenraum 46 des Gehäuses sind zwei optische Leiter 47, 48 eingeführt. Im Bereich der Trennstelle 49 ist eine Hülse 51 auf die Enden der beiden Leiter aufgeschoben. Die Hülse besteht aus einem stark farbigen oder optisch undurchlässigen Material mit einem definierten Schmelzpunkt.

Sobald das Gehäuse 45 auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher ist als die Schmelztemperatur der Hülse 51, wird letztere geschmolzen und fliesst in die Trennstelle 49 ein und unterbricht damit die optische Kopplung zwischen den Leiterenden.

Dieser Vorgang kann noch verstärkt werden, wenn in den Innenraum 46 des Gehäuses ein verschiebbarer Kolben 52 eingesetzt ist, der mit Hilfe einer Feder 53 gegen die Hülse 51 gedrückt wird. Bei dieser Ausführungsform wird das geschmolzene Material der Hülse 51 von dem unter dem Druck der Feder 53 stehenden Kolben 52 rasch und vollständig in die Trennstelle 49 gepresst, sobald das Gehäuse des Fühlers auf die Schmelztemperatur des Hülsenmaterials erwärmt ist.

Fig. 5 zeigt schematisch den Schnitt durch einen Temperaturfühler mit temperaturabhängiger, reversibler Änderung der optischen Kopplung. Der Fühler enthält ein Gehäuse 55 aus einem gut wärmeleitenden Material. Das Gehäuse weist eine Bohrung auf, in deren eines Ende ein optischer Leiter 56 eingeführt und deren anderes Ende mit einem Spiegel 57 verschlossen ist. Zwischen der Endfläche des optischen Leiters und der Spiegelfläche ist eine dünne Schicht 58 eines koleste-rischen Flüssigkristalls eingebettet.

Kolesterische Flüssigkristalle ändern in einem definierten Temperaturbereich ihre Farbe bzw. optische Transparenz. Dieser Vorgang ist reversibel. Bei dem beschriebenen Fühler wird darum die optische Kopplung zwischen der Endfläche des optischen Leiters und dem Spiegel und damit die Intensität des Übertragungs signais in einem definierten Temperaturbereich verändert.

Fig. 6 zeigt noch eine Ausführungsform eines zur Überwachung einer Maximaltemperatur ausgebildeten Fühlers. Der Fühler enthält ein hülsenförmiges Gehäuse 60 aus einem gut wärmeleitenden Material. Das Gehäuse ist mit einer Deckplatte 61 abgeschlossen, in die die Endstücke zweier optischer Leiter 62, 63 eingeführt sind. Der kürzere Leiter 62 ist in der Deckplatte des Gehäuses befestigt und ragt geradlinig bis etwa zur Mitte in das Gehäuse hinein. Der längere Leiter 63 ist im Bereich der Bodenfläche des Gehäuses halbkreisförmig umgebogen, so dass seine Endfläche der Endfläche des kürzeren Leiters praktisch gegenüberliegt und mit dieser eine Trennstelle 64 bildet. Um den Leiter in der gebogenen Form zu halten, sind ein erster Halteblock 66, eine gebogene Anlagefläche 67 und ein zweiter Halteblock 68 vorgesehen. Der erste Halteblock 66 und die gebogene Anlagefläche 67 sind aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder aus Metall gefertigt. Der zweite Halteblock 68 besteht aus einem Material, dessen

Schmelzpunkt der zu überwachenden Maximaltemperatur entspricht.

In der Seitenwand des Gehäuses und im Bereich des freien Endes des kürzeren Leiters 62 ist eine Schraube angeordnet, die beim Eindrehen auf das freie Ende des kürzeren Leiters drückt und dieses abbiegt. Die Schraube ist dazu vorgesehen, die optische Kopplung zwischen den beiden gegenüberliegenden Leiterendflächen optimal einzustellen, sie ermöglicht aber auch, durch gewolltes Verstellen der Kopplung die Funktion des Fühlers zu prüfen.

Der längere Leiter 63 weist im Bereich der halbkreisförmigen Biegung eine starke mechanische Spannung auf, die hauptsächlich von den beiden Halteblöcken 66, 68 aufgenommen wird. Wenn die Umgebungstemperatur des Fühlers und das Fühlergehäuse die zu überwachende Maximaltemperatur erreichen, erweicht oder schmilzt der Halteblock 68, worauf der zwischen der Anlagefläche 67 und der Trennstelle 64 liegende Schenkel des optischen Leiters unter der Wirkung der inhärenten mechanischen Spannung in eine Stellung ausgelenkt wird, die mit den gestrichelten Linien 71 gezeigt ist. Durch die Auslenkung dieses Schenkels des längeren Leiters ist die optische Kopplung zwischen den beiden Leitern natürlich unterbrochen.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsform des neuen Fühlers gezeigt, die zum Überwachen von Spannungen oder Strömen vorgesehen ist. Dieser Fühler enthält ein hülsenförmiges, beidseitig offenes Gehäuse 73 aus einem gut isolierenden Material, in dessen Bohrung die Enden zweier optischer Leiter 74,75 eingeführt sind. Auf die einander gegenüberliegenden Endflächen der Leiter sind zwei Polarisatorfolien 77 bzw. 78 aufgebracht. Die benachbarten Flächen dieser Folien sind mit einer dünnen Schicht 80, 81 aus einem transparenten, elektrisch leitenden Material überzogen. Der Raum zwischen diesen Schichten ist mit einem Flüssigkristall 82 ausgefüllt. Weiter sind die Aussenflächen der in das Gehäuse eingeführten optischen Leiter mindestens teilweise mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet, um elektrisch leitende Verbindungen 83, 84 zwischen den dünnen Schichten 80, 81 und zugeordneten Aussenanschlüssen 86 bzw. 87 zu bilden.

Die Arbeitsweise dieses Fühlers entspricht der einer Flüssigkristallanzeige. Wenn an den Elektroden 86, 87 und damit auch an den damit verbundenen dünnen Schichten 80 bzw. 81 keine elektrische Spannung liegt, tritt Licht fast unbehindert von dem einen optischen Leiter in den anderen. Sobald eine elektrische Spannung an die Elektroden gelegt wird und über die dünnen Schichten auf den Flüssigkristall einwirkt, wird die Weiterleitung des Lichts praktisch unterbrochen. Die Arbeitsweise von Flüssigkristallanzeigen ist jedem Fachmann bekannt, weshalb hier auf eine ausführlichere Beschreibung ausdrücklich verzichtet wird.

Der beschriebene Fühler isfnicht nur zum Überwachen kleiner Spannungen geeignet. Weil Flüssigkristallanzeigen praktisch keinen Strom aufnehmen, können mit einem solchen Fühler auch elektrostatische Aufladungen überwacht werden. Natürlich können mit diesem auf elektrische Spannungen ansprechenden Fühler auch elektrische Ströme oder Magnetfelder überwacht werden, wenn der Fühler über einen entsprechenden Wandler an einen Stromkreis oder ein Magnetfeld angeschlossen wird.

In Fig. 8 ist schematisch ein zum Überwachen von Drük-ken geeigneter Fühler gezeigt. Der Fühler enthält einfacherweise die Enden zweier miteinander ausgerichteter optischer Leiter. Der eine Leiter 90 kann von einem Zylinder-Kolben-System 93 ausgelenkt werden, während der andere Leiter 91 bewegungsstarr gehaltert ist. Dieser Fühler enthält einen zusätzlichen optischen Leiter 94, der dem bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 erwähnten zusätzlichen Leiter 26 entspricht. Wird bei ausreichendem Druck der Kolben des Zylin-

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der-Kolben-Systems 93 so weit verschoben, dass die Kolben- gezahnten Rads oder die Umdrehungsgeschwindigkeit oder Stange 96 den optischen Leiter 90 an eine Anlagefläche 97 die Umdrehungszahl zu messen.

drückt, dann ist die optische Kopplung zwischen den Leitern Es versteht sich, dass ausser den beschriebenen Ausfüh-

90,91 unterbrochen, dafür wird das Licht vom Leiter 90 in den rungsformen des neuen Fühlers noch viele andere Ausfüh-Leiter 94 weitergeleitet. Dem Leiter 94 ist eine lichtstreuende s rungsformen möglich sind bzw. die beschriebenen Ausfüh-Anzeigeplatte 95 vorgeschaltet. rungsformen an spezielle Betriebsbedingungen angepasst wer-

Es versteht sich, dass die meisten Ausführungsformen der den können. Beispielsweise ist es möglich und kann sogar vorbeschriebenen Fühler mit einem solchen zusätzlichen Leiter teilhaft sein, anstelle des einfacherweise gezeigten einfasrigen ausgerüstet werden können. Enthält eine Überwachungsan- optischen Leiters ein Leiterbündel zu verwenden. Bei allen läge viele in Serie geschaltete Fühler und wird das io gezeigten Ausführungsformen kann anstelle von optischen

Überwachungssignal unterbrochen, dann lässt sich am Auf- Leitern auch ein Leiter und ein Spiegel verwendet werden leuchten der Anzeigeplatte erkennen, welcher Fühler die bzw. anstelle des gezeigten Spiegels ein zweiter optischer Lei-

Unterbrechung des Überwachungssignals bewirkt hat. ter. Die optische Kopplung kann nicht nur durch Auslenken

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Fühlers, eines optischen Leiters, sondern kann auch durch Auslenken der insbesondere als Erschütterungsmelder vorgesehen ist. Der is des Spiegels verändert werden. Es ist auch möglich, beide Melder weist ein vorzugsweise geschlossenes Gehäuse 100 auf optischen Leiter bzw. den Leiter und den Spiegel gegenläufig mit zwei einander gegenüberliegenden Wänden 101, 102. auszulenken, womit die Empfindlichkeit des Melders erhöht

Durch jede dieser Wände ist ein optischer Leiter 103, 104 wird. Der in Fig. 2 gezeigte Fühler kann mit besonderem Vor geführt und in der Durchführung mechanisch befestigt. Die teil als Brandmelder ausgebildet werden, der sowohl auf Tem-Endflächen der beiden Leiter sind axialsymmetrisch zueinan- 20 peraturerhöhungen als auch auf katalytisch umsetzbare Gase der ausgerichtet. Der eine Leiter 103 ist sehr viel länger als der anspricht, wobei sich die Einwirkung von Temperaturerhö-andere Leiter 104, der nur wenig aus der Gehäusewand 102 hung und Gasumsetzung kumulieren. Weiter kann die vorsteht. Der längere Leiter 103 wirkt als Feder, die bei einer optische Kopplung von zwei unbewegbar eingebauten Erschütterung des Gehäuses zum Schwingen angeregt wird. optischen Leitern bzw. einem unbewegbaren Leiter und einem Die Amplitude der Schwingung kann noch verstärkt werden, 25 ebensolchen Spiegel durch Einschwenken oder Einschieben wenn die sehr kleine Masse des federnden Leiters durch eine einer lichtundurchlässigen Trennwand, beispielsweise der aufgeschobene Hülse 105 vergrössert wird. Quecksilbersäule eines Thermometers, verändert werden.

Wenn der Melder erschüttert wird, dann beginnt der als Anstelle der kontinuierlich ausbiegbaren Bimetalistreifen kön-Feder ausgebildete längere Leiter 103 in irgendeiner in der nen auch mechanisch vorgespannte Bimetallschnappstreifen Längsachse des Leiters liegenden Ebene zu schwingen, und 30 oder -Scheiben verwendet werden, die bei einer definierten die optische Kopplung zwischen den beiden Leitern 103, 104 Temperatur oder einem definierten Druck die optische Koppwird periodisch unterbrochen. Es versteht sich, dass dieser lung sprunghaft unterbrechen. Bei der in Fig. 6 gezeigten AusFühler am stärksten auf solche Erschütterungen anspricht, führungsform wird der Halteblock 68 aus einem in flüssigen deren Hauptbewegungsrichtung quer zur Achse der optischen Kohlenwasserstoffen lösbaren Kunststoff gefertigt und wer-Leiter liegt. 35 den im Gehäuse 60 eine oder mehrere, in der Figur nicht

Schliesslich ist in Fig. 10 noch ein Fühler gezeigt, der zwei gezeigte Bohrungen angebracht, durch die Flüssigkeit ins optische Leiter 107, 108 aufweist sowie ein gezahntes Rad 109. Innere eintreten kann. So kann diese Ausführungsform auch Der eine optische Leiter 107 ist unbeweglich gehaltert, der als Flüssigkeitsdetektor verwendet werden.

andere Leiter 108 ist auf eine Federleiste 112 aufgeklebt. Wei- Die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform kann als Niveau-ter ist eine Feder 113 vorgesehen, die auf das freie Ende des 40 Schalter ausgebildet werden. Dazu werden im Gehäuse 100 anderen Leiters 108 drückt und damit bewirkt, dass die Feder- zum Einlass einer Flüssigkeit geeignete Bohrungen angebracht leiste immer an der Flanke eines Zahnes des Rads 109 anliegt. und die Hülse 105 aus einem Material gefertigt, das auf der zu Dabei weisen die beiden optischen Leiter nur dann eine opti- überwachenden Flüssigkeit schwimmt und dadurch die male optische Kopplung auf, wenn die federnde Leiste 112 auf optische Kopplung zwischen den beiden Leitern verändert der Spitze eines Zahns aufliegt. 45 oder unterbricht.

Beim Drehen des gezahnten Rads 109 in der mit dem Pfeil Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass die Fühler 110 angezeigten Richtung wird die optische Kopplung sprung- wegen des kleinen Durchmessers der optischen Leiter mit sehr haft unterbrochen, nimmt dann kontinuierlich bis zum Maxi- kleinen Abmessungen hergestellt werden können. Das ermög-malwert zu und wird wieder sprunghaft unterbrochen. Auf licht, die Fühler sehr nahe bei dem zu überwachenden Ele-diese Weise ist es möglich, durch Zählen der Unterbrechungen so ment und praktisch unsichtbar anzuordnen, des Übertragungssignals beispielsweise den Drehwinkel des

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Fühler für eine Überwachungseinrichtung, die eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Überwachungssignals, mindestens einen optischen Leiter für die Weiterleitung dieses Signals und einen Lichtempfänger, der bei einer Änderung des zugeleiteten Überwachungssignals ein Fehlersignal erzeugt enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler eine Trennstelle (32,34; 49; 80, 81) des optischen Leiters (33, 32; 42,43) aufweist, deren optische Kopplung in Abhängigkeit von der zu überwachenden Grösse veränderbar ist.

2. Fühler nach Anspruch 1 für eine Überwachungseinrichtung, bei der mindestens im Bereich des Fühlers der gleiche optische Leiter (33) sowohl für die Zuleitung des Überwachungssignals als auch für die Weiterleitung dieses Signals verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle von der Endfläche des optischen Leiters (33 ; 56) und einem mit dieser zusammenwirkenden Reflektor (32 ; 57) gebildet ist und die optische Kopplung durch die gegenseitige optische Ausrichtung zwischen der Leiterendfläche und dem Reflektor und/oder der Tansparenz des Raums zwischen Leiterendfläche und Reflektor bestimmt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Fühler nach Anspruch 1 für eine Überwachungseinrichtung, deren optischer Leiter als Schlaufe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstelle von den Endflächen benachbarter Leiterstücke (42,43 ; 74, 75) gebildet ist und die optische Kopplung durch die gegenseitige Ausrichtung dieser Endstücke und/oder die Transparenz des Raums zwischen diesen Endstücken bestimmt ist.

4. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontinuierlichen Temperaturüberwachung mindestens ein optischer Leiter (33 ; 42) im Bereich der Trennstelle oder der Reflektor (32) auf einem Bimetall (31,40) angeordnet ist.

5. Fühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden optischen Leiter (42,43) bzw. der optische Leiter (3) und der Reflektor (32) auf in entgegengesetzte Richtungen wirkenden Bimetallen angeordnet sind.

6. Fühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwachen einer Grenztemperatur das Bimetall als Bimetallschnappscheibe mit definierter Sprungtemperatur ausgebildet ist.

7. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung einer Gaskonzentration das Bimetall (31 ) mit einem in Gegenwart des zu überwachenden Gases wärmeerzeugenden Katalysator (36) beschichtet ist.

8. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturüberwachung im Bereich der Trennstelle ein Flüssigkristall (58) mit temperaturabhängiger Lichtdurchlässigkeit angeordnet ist.

9. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung elektrischer oder magnetischer Grössen im Bereich der Trennstelle ein Flüssigkristall (82) mit spannungsabhängiger Lichtdurchlässigkeit angeordnet ist.

10. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung mechanischer Schwingungen mindestens ein optischer Leiter (103) oder der Reflektor federnd angeordnet ist.

11. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drucküberwachung mindestens ein optischer Leiter (90) oder der Reflektor mit einem durch Druck verformbaren Gerät zusammenwirkt.

12. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung einer mechanischen Drehung ein optischer Leiter (108) oder der Reflektor auf einer mit einem gezahnten Rad (109) zusammenwirkenden Federschiene (112) angeordnet ist.

13. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturüberwachung im Bereich der Trennstelle ein bei einer vorgegebenen zu überwachenden Temperatur schmelzendes, lichtundurchlässiges Material (51) angeordnet ist.

14. Fühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung eines Temperaturdifferentials beide optischen Leiter (42,43) bzw. der eine optische Leiter und der Reflektor im Bereich der Trennstelle auf einem Bimetall (40,39) angeordnet sind und das eine Bimetall (39) mit einem Material (41) geringer Wärmeleitfähigkeit ummantelt ist.

15. Fühler nach einem der Ansprüche 3 bis 6 oder 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einem weiteren optischen Leiter (94) zusammenwirkende Anzeigeplatte (95) vorgesehen ist und bei Auslenkung des optischen Leiters (90) der Lichtstrahl zur optischen Anzeige in den weiteren optischen Leiter (94) umgelenkt wird.