DE10024982A1 - Optische Messeinrichtung zur Druckmessung - Google Patents
Optische Messeinrichtung zur DruckmessungInfo
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Abstract
Beschrieben wird eine optische Messeinrichtung mit zwei elektrischen Ausgangssignalen, die zur Messung der Drücke von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden kann. In einem starren Gehäuseteil 100 ist ein Sensorelement 101 aus laserfähigem und zugleich photoelastischem Material mit Endflächenverspiegelungen 102, 103 gelagert. Dieser vollmonolithische Resonator der Länge L wird mittels einer Pumpeinrichtung 104 simultan in zwei Polarisationsrichtungen auf mindestens einer Longitudinalmode angeregt. Am starren Gehäuseteil 100 sind zwei Wandlerelemente 105, 106 räumlich getrennt fixiert, welche die zu messenden Drücke p¶1¶, p¶2¶ in Kräfte F¶1¶, F¶2¶ umsetzen und diese Kräfte mit unterschiedlichen, vorgegebenen Raumrichtungen in das Sensorelement 101 einleiten. Mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung 107 wird die optische Frequenzdifferenz f und die Polarisationslage alpha der Laserstrahlung in zwei elektrische Ausgangssignale umgesetzt und die Drücke p¶1¶ und p¶2¶ bzw. der Summen- und der Differenzdruck mathematisch aus den Messwerten für f und alpha bestimmt.
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Messeinrichtung mit elektrischen Ausgangssignalen,
die zur Messung der Drücke von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden kann. Die
Messung des Druckes erfolgt über eine Erfassung der druckbedingten Kraftwirkungen.
Es sind bereits eine Vielzahl von Messverfahren bekannt, mit denen bei Flüssigkeiten
und Gasen Drücke und αuch Differenzen von Drücken erfasst werden können (z. B.
Bonfig/Bartz/Wolff: Sensoren, Messaufnehmer, Expert Verlag 1988). Es ist ferner
bekannt, dass mit Membranen und Plattenfedern in der Druckmesstechnik eine Wandlung
des Druckes in eine gerichtete Kraft vorgenommen werden kann. (Rohrbach, Handbuch
für elektrisches Messen mechanischer Größen, VDI-Verlag, 1967)
Auch optische Messsysteme, die auf Grundlage des laserinternen photoelastischen
Effektes ein frequenzanaloges Ausgangssignal erzeugen und allgemein zur Messung von
Kräften, auch von druckinduzierten Kräften, geeignet sind, sind bereits in der
Patentschrift DE 43 22 291 C2 beschrieben. In der Offenlegungsschrift DE 43 39 497 A1
wird die Messung eines Kraftvektors nach Betrag und Richtung dargelegt. In beiden
Schriften wird auch dargelegt, dass durch eine Phasenanisotropie im Resonator
Laserstrahlung in zwei zueinander orthogonalen Polarisationen auftritt. Die
Polarisationsrichtung ist durch die Hauptachsenlage im laserfähigen Material festgelegt.
Die Frequenzen der Strahlungskomponenten sind von der Größe der Phasenanisotropie
ΔF abhängig. Es gilt
(C0: Photoelastische Konstante, (σ1-σ2): Hauptspannungsdifferenz, L: Resonatorlänge,
λ: Laserwellenlänge).
Ein durch die Phasenanisotropie gesteuertes Strahlungsverhalten kann bei
Festkörperlasern (z. B. Nd : YAG) bei Gaslasern (z. B. HeNe) sowie bei Faserlasern
beobachtet werden. Es ist in neuerer Zeit bekannt geworden, dass mit sog. Vertical-
Cavity Semiconductor Lasers (VCSELs) Laserstrahlung in zwei zueinander orthogonalen
Polarisationen auch bei Laserdioden erzeugt werden kann. Auch deren Frequenzdifferenz
ist von der laserinternen Phasenanisotropie abhängig (Jansen von Doorn, von Exter,
Wordman, Strain-Induced Birefringence in Vertical-Cavity Semiconductor Lasers, IEEE
Journal of Quantum Electronics, Vol. 34 (4), 700-706 (1998)) Die Veränderung des
Bandabstandes unter Einfluss von Drücken, Kräften und Temperaturen, wie sie bei
herkömmlichen Dioden beobachtet wird, spielt dagegen eine untergeordnete Rolle.
Die Funktion einer Auswerteeinrichtung auf Grundlage optischer Überlagerung,
bestehend aus einer Mischerdiode und einem drehbaren Polarisator, wird gleichfalls in
beiden o. g. Patentschriften beschrieben. Sie liefert ein frequenzanaloges elektrisches
Ausgangssignal für die Frequenzdifferenz der Laserstrahlung und als zweites elektrisches
Ausgangssignal die Polarisatorstellung, welche die Winkelorientierung der Polarisation
angibt.
Darüber hinaus wird in der wissenschaftlichen Literatur ausführlich über die Dynamik
der Kraftmessung auf Grundlage des laserinternen photoelastischen Effektes berichtet
(vergleiche z. B. Holzapfel, Neuschaefer-Rube, Kobusch, High-resolution, very
broadband force measurements by solid-state laser transducers, wird im Jahr 2000 in der
Zeitschrift Measurement veröffentlicht). Diese Untersuchungen behandeln speziell die
Erfassung von zeitkonstanten Gewichtskräften und von zeitveränderlichen, taktilen
Kräften, die von festen Körperoberflächen auf den monolithischen Sensor ausgeübt
werden. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem laserinternen, photoelastischen
Messverfahren Kräfte prinzipiell über einen sehr großen Bandbreitenbereich - d. h. Kraft
sowohl als statische Messgröße als auch als zeitveränderliches Signal mit hohen
Modulationsfrequenzen bis in den Megahertzbereich - erfasst werden können. Mit einem
monolithischen Sensorelement (Nd : YAG) kann zudem ein hochgradig linearer
Kraftmessbereich bis zu 9 Dekaden realisiert werden, wobei auch eine hohe Auflösung
und Messgenauigkeit erreicht werden kann, die von dem verwendeten elektronischen
Frequenzmessverfahren abhängt.
Über die Nutzung polarimetrischer Faserlaser-Sensoren zur Druckmessung berichtet Kim
in "Polarimetric Fiber Laser Sensors", Optics Letters, 18(4), S. 317-319. In der
Offenlegungsschrift DE 198 07 891 A 1 wird die Messung eines allseitigen
(hydrostatischen) Flüssigkeitsdrucks mit Hilfe eines nicht rotationssymmetrischen
Fasersensors beschrieben.
Von Nachteil bei allen Druckmessverfahren ist, dass eine simultane Bestimmung von 2
unabhängigen Einzeldrücken -bzw. die simultane Messung des Summen- und des
Differenzdruckes - mit einem einzigen Messinstrument (also am gleichen Messort) nicht
möglich ist.
Von Nachteil bei den bekannten Druckmessverfahren ist ferner, dass wegen der
verwendeten Messprinzipien und Sensormaterialien die verfügbaren Messbereiche und
Auflösungen für den Totaldruck meist in der Größenordnung von nur etwa 3 bis 4
Dekaden liegen. Diese mangelnde Auflösung kann zu inakzeptablen Messfehlern führen,
wenn insbesondere bei hohen Totaldrücken, d. h. bei großen Vorlasten, eine genaue
Erfassung kleiner Druckdifferenzen (z. B. im Promille-Bereich) erforderlich wird.
Die genannten Verfahren können zudem zeitliche Druckänderungen nur vergleichsweise
langsam erfassen bzw. es können wegen des zugrunde liegenden Messprinzips
(piezoelektrisches Druckmessverfahren) überhaupt keine statischen Drücke gemessen
werden. In vielen Fällen ist jedoch eine kombinierte Messung erforderlich, d. h. die
Erfassung sehr schneller Druckänderungen bei gleichzeitiger Überwachung des statischen
Druckanteils durch ein und dasselbe Messinstrument (also am gleichen Messort) ist
notwendig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorzüge der hochauflösenden
laseroptischen Kraftmessung für die Druckmessung bei Flüssigkeiten und Gasen zu
nutzen. Insbesondere soll durch die Erfindung die gleichzeitige und schnelle Erfassung
zweier Drücke mit einem einzigen Instrument ermöglicht werden, so dass am gleichen
Messort simultan der Summen- und Differenzdruck mit hoher Auflösung erfassbar
werden. Eine genaue Erfassung insbesondere kleiner Differenzdrücke soll auch bei hohen
Absolutdrücken ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die Messeinrichtung, die durch die Merkmale des Anspruches
1 gekennzeichnet ist, gelöst. Erfindungsgemäß wird für die simultane Messung von zwei
Drücken ein vollmonolithisches, laserfähiges und photoelastisches Sensorelement
eingesetzt, auf das die zu messenden Drücke über zwei Wandlerelemente gerichtete
Kräfte ausüben, so dass die Polarisationsrichtung und Frequenz der Laserstrahlung
definiert beeinflusst werden. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich durch die
Ansprüche 2 bis 7. Bei erfindungsgemäßer Ausnutzung der Richtungsabhängigkeit des
laserinternen photoelastischen Effekts gemäß Anspruch 2 steuert nur der Differenzdruck
- und nicht die Drücke selbst - das frequenzanaloge Ausgangssignal der Messanordnung.
Anspruch 3 beschreibt die Messung des Summendruckes über das frequenzanaloge
Ausgangssignal der Messanordnung. Gemäß Anspruch 4 ist auch die Messung eines
einzelnen Druckes möglich. Anspruch 5 beschreibt ein kontaktlose Methode zur
Energieversorgung des druckgesteuerten Sensorelementes. Die Ansprüche 6 bis 8
beschreiben spezielle Lasertechnologien, die für das Sensorelement verwendet werden
können.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Die Fig. 1 zeigt
das Grundprinzip der Erfindung des optischen Druckmeßsystems mit allen erforderlichen
Komponenten sowie eine konstruktive Lösung für die Lagerung des Sensorelementes und
die Anordnung der beiden Druck/Kraft-Wandlerelemente, mit der die gleichzeitige
Messung zweier Drücke ermöglicht wird. Die Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel
einer Variante, mit der speziell der Differenzdruck erfasst werden kann. Fig. 3
verdeutlicht die Messung des Summendrucks.
Anhand des in Fig. 1 näher beschriebenen Grundprinzips wird der Erfindungsgedanke
beispielhaft verdeutlicht. Am starren Gehäuseteil 100 sind das Sensorelement 101 sowie
zwei Wandlerelemente 105, 106 für die Umsetzung des Druckes in eine Kraft fixiert. Für
die Wandlung können z. B. Membrane oder auch Plattenfedern genutzt werden, die ggf.
im Berührungsbereich versteift ausgeführt werden. Die sichere Fixierung des
Sensorelementes erfolgt hier durch Einklemmen zwischen 3 Gehäusestegen, die im
Winkel von 120° zueinander stehen. Diese Halterung hat den Vorteil, dass in der
Resonatorachse die mechanischen Klemmspannungen sich exakt kompensieren, so dass
infolge der Sensorelementklemmung kein störender Einfluss auf die eigentliche
Druckmessung erfolgt. Es sind aber auch andere Lösung zur Elementlagerung bzw.
-fixierung möglich.
Das Sensorelement 101 besteht aus laserfähigem und zugleich photoelastischem Material
und ist als ein kompakter, monolithischer Laserresonator gestaltet. Es wird in Fig. 1 ein
zylinderförmiges Sensorelement 101 dargestellt, dessen eine Stirnfläche als planer
Spiegel 102 und dessen andere Stirnfläche als sphärisch gekrümmter Spiegel 103
gestaltet ist. Wegen der Zylinderform fällt die Rotationsachse hier mit der
Resonatorachse zusammen. Andere geometrische Formen für das Sensorelement und die
Spiegelanordnung (z. B. kugelförmige Sensorelemente) sind gleichfalls möglich. Mit
Hilfe der Pumpeinrichtung 104 wird der optische Resonator in mindestens einer
Longitudinalwellenform mit definiertem Transversalmodus (z. B. Grundwellenform
TEM00) angeregt. Ist im monolithischen Resonator eine Phasenanisotropie vorhanden, so
tritt die Laserstrahlung simultan in zwei Polarisationsrichtungen auf, welche sowohl
zueinander als auch zur Resonatorachse A-A senkrecht stehen.
Die Einleitung der Drücke erfolgt über Wandlerelemente 105 und 106, die einerseits mit
dem Gehäuse 100 verbunden sind, andererseits die Mantelfläche des Sensorelements 101
als tangentiale Ebene berühren, so dass die Drücke pi (i = 1, 2) in zwei Kräfte Fi (i = 1, 2)
gewandelt werden, die wegen der unterschiedlichen Ausrichtung der Wandlerelemente in
unterschiedlichen Raumrichtungen als Linien- oder Punktlast auf den Mantel des
Sensorelementes wirken. Durch die druckinduzierten Kräfte Fi, die in der Regel in einer
Ebene orthogonal zur Resonatorachse wirken, resultiert jeweils ein definierter
mechanischer Spannungszustand in der Resonatorachse, der die sekundären
Hauptspannungen σ1i, σ2i in dieser Ebene hervorruft. Die Richtung von σ1i wird durch
den Winkel αi zur x-Achse eines x-y-z-Koordinatensystems charakterisiert. Die x-Achse
ist sinnvollerweise eine Symmetrieachse der Messanordnung, die z-Achse des
Koordinatensystems liegt in Resonatorachsenrichtung. Die sekundären Hauptspannungen
treten daher in der x-y-Ebene auf. Unter der Annahme einer proportionalen Druck-Kraft-
Wandlung und einer symmetrischen Auslegung existiert ein linearer Zusammenhang
zwischen pi und σ1i , σ2i:
σ1i = k1.pi
σ2i = k2.pi Gl. (2a, b)
σ2i = k2.pi Gl. (2a, b)
(k1, k2: konstante Faktoren). Aus den sekundären Hauptspannungen σ1i, σ2i ergeben sich
in der xy-Notation die Spannungen
σxi = σ1i.cos2 αi + σ2i.sin2αi
σyi = σ1i.sin2 αi + σ2i.cos2αi Gl. (3a-c)
Die resultierenden Spannungen im Sensorelement folgen durch Summation der
Einzelspannungen:
σx = σx1 + σx2
σy = σy1 + σy2 Gl. (4a-c)
τxy = τxy1 + τxy2
Dann gilt für die resultierende Hauptspannungsdifferenz
Für die resultierende Hauptachsenlage gilt:
Diese Hauptachsenlage ist parallel zur Lage einer der beiden orthogonalen Lasermoden.
Weiterhin gilt
und mit Gl. (1) folgt für die Differenzfrequenz f
Hierbei ist FSR der Free Spectral Range des Lasers, der umgekehrt proportional zur
Resonatorlänge L ist.
Sowohl die Polarisationslage α der orthogonal polarisierten Strahlungsanteile als auch
die Differenz f der optischen Frequenzen wird in Abhängigkeit von den zu messenden
Drücken p1, p2 verändert. Aus den Werten für f und α lassen sich nun mathematisch die
Einzeldrücke p1, p2 bestimmen.
Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich im Fall α1 = 22,5°, α2 = -22,5°, d. h. die
durch F1, F2 induzierten sekundären Hauptspannungen stehen im Winkel von 45°
zueinander. Es gilt dann
Wenn die Differenzfrequenz f und die Winkellage α der Lasermoden mit Hilfe der
Auswerteeinrichtung 107 gemessen werden, so ist neben der Hauptachsenlage α auch die
Hauptspannungsdifferenz σ1 - σ2 bekannt und man kann die Drücke p1 und p2 berechnen:
Die Differenz k1 - k2 wird mit einer einmaligen Referenzmessung ermittelt. Mit Hilfe der
Einzeldrücke p1, p2 kann auch der Summendruck p1 + p2 und der Differenzdruck p1 - p2
angegeben werden.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird das monolithische Sensorelement 201 mit
Endflächenverspiegelungen 202, 203, das mit der Pumpeinrichtung 204 angeregt wird,
durch die Wände des rechteckigen Gehäuses 200 und die orthogonal zueinander
angeordneten Wandlerelemente 205, 206 fixiert. Deshalb stehen die druckinduzierten
Kräfte F1, F2 der beiden Wandlerelemente 205, 206 senkrecht aufeinander. Dann ist α2 =
α1 + 90°. In diesem Fall ergibt sich für die Hauptspannungsdifferenz σ1 - σ2 und die
Hauptachsenlage α
σ1 - σ2 = (k1 - k2).(p1 - p2 )
α = α1 Gl. (11a, b)
d. h. es ist eine Druckdifferenzmessung mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 207 allein aus
der Frequenz f auf Grundlage von Gl. (8) möglich. Die Messung der Hauptachsenlage α
hat in diesem Fall lediglich eine Kontrollfunktion, mit der eventuelle Fehlfunktionen des
Gerätes angezeigt werden können und kann daher entfallen.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 wird das monolithische Sensorelement 301 mit
Endflächenverspiegelungen 302, 303, das mit der Pumpeinrichtung 304 angeregt wird,
durch die Wände des rechteckigen Gehäuses 300 fixiert. Durch die gegenüberstehende
Anordnung der Wandlerelemente 305, 306 stehen die druckinduzierten Kräfte F1, F2
diametral zueinander. Damit ist α2 = α1 + 180°. In diesem Fall ergibt sich für die
Hauptspannungsdifferenz σ1 - σ2 und die Hauptachsenlage α
σ1 - σ2 = (k1 - k2).(p1 + p2 )
α = α1 Gl. (12a, b)
Somit ist eine Summendruckmessung mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 307 allein aus
der Frequenz f auf Grundlage von Gl. (8) möglich. Wie zuvor hat die Messung der
Hauptachsenlage α in diesem Fall lediglich eine Kontrollfunktion mit der eventuelle
Fehlfunktionen des Gerätes angezeigt werden können und kann daher entfallen.
Anspruch 4 zielt auf die Messung des Einzeldruckes durch eine Vereinfachung der im
Anspruch 1 beschriebenen Messanordnung. Eine der beiden Druckeingangsgrößen fällt
weg, daher wird auch nur eine Ausgangsinformation (Frequenz f) für die Erfassung des
verbleibenden Druckeingangssignals benötigt.
Anspruch 5 beschreibt die Verwendung einer optischen Pumpeinrichtung zur
Energieversorgung des Sensorelementes 101, wodurch der störende Einfluss elektrischer
und mechanischer Zuleitungen auf die Druckmessung vermieden wird.
Anspruch 6 beschreibt die Verwendung eines kubischen Laserkristallmaterials für das
Sensorelement 101. Bei diesen Materialien ist im unbelasteten Zustand keine
strukturbedingte Offset-Phasenanisotropie vorhanden, so dass die Phasenanisotropie
allein durch den Messvorgang vorgegeben ist. Nullpunktfehler werden dadurch
vermieden. Bei der photoelastischen Wandlung der Kraft in die Frequenz treten auch
keine störenden Kriech- und Hystereseeffekte auf, weil durch die Gitterstruktur des
kristallinen Wandlers keine Beweglichkeit der Atome unter Krafteinfluss vorhanden ist.
Bei nichtkristallinen Materialien (z. B Gläsern und Glasfasern) sind diese Fehler sehr
ausgeprägt. Durch Wahl der Schnittrichtung des kubischen Kristalls ist es zudem
möglich, die photoelastische Konstante C0 gezielt zu beeinflussen und damit den
Proportionalitätsfaktor in der Messgleichung 8 kontrolliert einzustellen, auch wenn die
Laserparameter (λ, FSR) fest vorgegeben sind. Diese Möglichkeit entfällt bei einem
nichtkristallinen Material.
Anspruch 7 beschreibt die Verwendung von Nd : YAG (neodymdotiertes Yttrium-
Aluminium-Granat) als laseraktives und zugleich photoelastisches Material für die
Druckmessung. Vorteilhaft bei der Verwendung dieses kristallinen Materials ist, dass die
optische Linienbreite wesentlich schmaler als bei isotropen Wirtsmaterialien (z. B.
neodymdotierte Gläser) ist. Nd : YAG-Laser zeichnen sich durch hohe Signalstabilität und
ausgezeichnete Miniaturisierbarkeit (d. h. große FSR-Werte) aus. Die Auflösung und die
Messschwelle bei der Druckmessung kann daher durch die Verwendung von Nd : YAG
im Vergleich zu neodymdotierten Glaslasern und Glasfaserlasern deutlich verbessert
werden.
Anspruch 8 beschreibt den Einsatz einer VCSEL-Laserdiode als photoelastisches
Sensorelement. Die Verwendung von Laserdioden für die Druckmessung bietet den
grundsätzlichen Vorteil, dass mittels einer elektrischen Pumpeinrichtung 104 eine
direkte Anregung des Lasers durch den Injektionsstrom der Diode erfolgen kann und
daher sehr kompakte Bauweisen der Messeinrichtung möglich werden. Übliche
Laserdioden können nicht verwendet werden, da sie nur in einer Polarisationsrichtung
ausstrahlen und die Wellenlänge zudem sehr temperaturabhängig ist.
Claims (8)
1. Optische Messeinrichtung mit elektrischen Ausgangssignalen, die zur Messung der
Drücke von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
dass ein in einem starren Gehäuseteil 100 fixiertes Sensorelement 101 aus laserfähigem
und zugleich photoelastischem Material mit Endflächenverspiegelungen 102, 103 einen
vollmonolithischen optischen Resonator der Länge L bildet, der mittels einer
Pumpeinrichtung 104 simultan in zwei Polarisationsrichtungen, die zueinander und auch
zur Resonatorachse A-A orthogonal ausgerichtet sind, auf mindestens einer
Longitudinalmode angeregt werden kann, und dass am starren Gehäuseteil 100 zwei
Wandlerelemente 105, 106 räumlich getrennt fixiert sind, welche die zu messenden
Drücke p1, p2 in Kräfte F1, F2 umsetzen und diese Kräfte mit unterschiedlichen,
vorgegebenen Raumrichtungen in das Sensorelement 101 einleiten, so dass in dessen
Material ein mechanischer Spannungszustand induziert wird und mit Hilfe einer
Auswerteeinrichtung 107 die optische Frequenzdifferenz f und die Polarisationslage α
der Laserstrahlung in jeweils ein elektrisches Ausgangssignal umgesetzt werden, wobei
die Frequenz f und auch die Polarisationslage α von den Drücken p1 und p2 abhängen und
die Drücke p1 und p2 mathematisch aus den Messwerten für f und α bestimmt werden.
2. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wandlerelemente 205, 206 mit dem Gehäuseteil 200 so fixiert werden, dass die erzeugten
Druckkräfte F1, F2 im Sensorelement 201 orthogonal zueinander ausgerichtet sind und
gleichzeitig senkrecht zur Resonatorachse A-A stehen, und der Differenzdruck
(p1 - p2) allein aus der optischen Frequenzdifferenz f der Laserstrahlung bestimmt wird, die aus
dem zugehörigen elektrischen Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 207 als
frequenzanaloge Information ermittelt wird.
3. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wandlerelemente 305, 306 gegenüberstehend an dem Gehäuseteil 300 befestigt sind, so
dass die erzeugten Druckkräfte F1, F2 im Sensorelement 301 diametral wirken und
gleichzeitig senkrecht zur Resonatorachse A-A stehen, und der Summendruck (p1 + p2)
allein aus der optischen Frequenzdifferenz f der Laserstrahlung bestimmt wird, die aus
dem zugehörigen elektrischen Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 307 als
frequenzanaloge Information ermittelt wird.
4. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass eines der Wandlerelemente (z. B. 106) entfällt und über das
verbleibende Wandlerelement (z. B. 106) nur ein Druck (z. B. p1) gezielt auf das
Sensorelement 101 wirkt und dieser Druck direkt aus der optischen Frequenzdifferenz f
der Laserstrahlung bestimmt wird, die aus dem zugehörigen elektrischen Ausgangssignal
der Auswerteeinrichtung 107 ermittelt wird.
5. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass für die Pumpeinrichtung 104 eine optische Strahlungsquelle
eingesetzt wird, deren Wellenlänge λpump auf die laseraktiven Eigenschaften des
Sensorelementes 101 abgestimmt ist.
6. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass als Material des Sensorelementes 101 ein laserfähiger Kristall mit
kubischer Struktur verwendet wird.
7. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als
Material des Sensorelementes 101 ein laserfähiger Kristall aus neodymdotiertem
Yttrium-Aluminium-Granat (Nd : YAG) verwendet wird.
8. Optische Druckmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass als Sensorelement 101 eine VCSEL-Laserdiode eingesetzt wird.
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| DE2000124982 DE10024982A1 (de) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Optische Messeinrichtung zur Druckmessung |
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Family
ID=7642905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2000124982 Withdrawn DE10024982A1 (de) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Optische Messeinrichtung zur Druckmessung |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010149651A1 (en) | 2009-06-23 | 2010-12-29 | Imec | Optical tactile sensors |
-
2000
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010149651A1 (en) | 2009-06-23 | 2010-12-29 | Imec | Optical tactile sensors |
| US8567257B2 (en) | 2009-06-23 | 2013-10-29 | Imec | Optical tactile sensors |
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