DE102012100733B4 - Method for compensating parasitic reflections and measuring device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter, umfassend: Einkoppeln von optischer Strahlung in den Lichtwellenleiter, welcher mindestens einen integrierten Sensor aufweist, wobei die eingekoppelte optische Strahlung durch den integrierten Sensor in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert wird und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert wird; Auskoppeln mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung; Vergleichen der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung; und Kompensieren der parasitären Reflexionen auf Grundlage des Vergleichs.A method of compensating parasitic reflections in an optical waveguide, comprising: coupling optical radiation into the optical waveguide having at least one integrated sensor, wherein the coupled optical radiation is modified by the integrated sensor in a first wavelength range and is not modified in at least a second wavelength range ; Decoupling at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation; Comparing the decoupled modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation; and compensating the parasitic reflections based on the comparison.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein eine Messvorrichtung zur Erfassung physikalischer Größen, insbesondere mechanischer Größen mittels in Lichtwellenleiter integrierten Sensoren, und betrifft insbesondere eine Messvorrichtung mit Kompensation parasitärer Reflexionen in dem Lichtwellenleiter, der mindestens einen integrierten Sensor enthält. Ferner betrifft die vorliegende Anmeldung ein Kompensationsverfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter.The present application relates generally to a measuring device for detecting physical quantities, in particular mechanical quantities, by means of sensors integrated in optical waveguides, and more particularly relates to a measuring device with compensation of parasitic reflections in the optical waveguide which contains at least one integrated sensor. Furthermore, the present application relates to a compensation method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der optischen Messtechnik gewinnen Lichtwellenleiter-basierte bzw. Faser-basierte Messverfahren zunehmend an Bedeutung. Derartige Messverfahren weisen in der Regel einen oder mehrere in einen Lichtwellenleiter bzw. in eine optische Faser integrierte Sensoren auf, welche mittels optischer Strahlung ausgelesen werden. Die Sensoren können beispielsweise als Faser-Bragg-Gittersensoren ausgebildet sein. Derartige integrierte Sensoren werden mit Licht einer vorgebbaren Wellenlänge bzw. eines vorgebbaren Wellenlängenspektrums beleuchtet, wobei in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Sensors und der zu messenden physikalischen Größe ein Teil des eingestrahlten Lichts von dem Sensor zurückgeworfen wird und in einer Auswerte- und Analyseeinheit untersucht werden kann.In optical metrology, optical fiber-based or fiber-based measurement methods are becoming increasingly important. As a rule, such measuring methods have one or more sensors integrated in an optical waveguide or in an optical fiber, which are read out by means of optical radiation. The sensors can be designed, for example, as fiber Bragg grating sensors. Such integrated sensors are illuminated with light of a predeterminable wavelength or of a predefinable wavelength spectrum, wherein, depending on the design of the sensor and the physical variable to be measured, a portion of the incident light is reflected by the sensor and can be examined in an evaluation and analysis unit ,

Das Dokument FR 2 934 365 B1 beschreibt einen Sensor zum Messen einer physikalischen Größe, wobei der Sensor einen Mess-Lichtleiter mit einem Bragg-Gitter, und ein optisches Mittel umfasst, das angeordnet ist, eine erste Pumpwelle mit einer ersten optischen Frequenz und eine zweite so genannte Sondenwelle mit einer zweiten optischen Frequenz in die Faser zu injizieren, wobei sich die zweite optische Frequenz von der ersten Frequenz unterscheidet. Das Bragg-Gitter ist angepasst, die erste und die zweite optische Welle zu reflektieren. Das Dokument WO 2003/065619 A2 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung eines zu messenden Parameters. Das Verfahren umfasst Einsetzen von optischer Strahlung in eine optische Faser, und Herstellen eines elektrischen Ausgangssignals als Antwort auf die optische Strahlung, die von der optischen Faser zurück gestreut wird.The document FR 2 934 365 B1 describes a sensor for measuring a physical quantity, wherein the sensor comprises a measuring light guide with a Bragg grating, and an optical means arranged, a first pumping shaft having a first optical frequency and a second so-called probe shaft having a second optical Injecting frequency into the fiber, wherein the second optical frequency is different from the first frequency. The Bragg grating is adapted to reflect the first and second optical waves. The document WO 2003/065619 A2 describes a method for detecting a parameter to be measured. The method includes inserting optical radiation into an optical fiber, and producing an electrical output signal in response to the optical radiation that is backscattered from the optical fiber.

Intensität und/oder Wellenlängenbereich von am Sensor reflektierten Licht lassen beispielsweise eine Aussage darüber zu, welche mechanischen Kräfte auf den in den Lichtwellenleiter integrierten Sensor einwirken, oder welche Temperaturen vorherrschen. Derartige Lichtwellenleiter-basierte Messvorrichtungen finden vielfältige Anwendungen bei der Überwachung mechanischer Konstruktionen, zur Vermessung von mechanischen Spannungen in Strukturen, bei der Ferndiagnose von Belastungen an Bauteilen, zur Temperaturmessung, etc.Intensity and / or wavelength range of light reflected by the sensor allow, for example, a statement about which mechanical forces act on the sensor integrated in the optical waveguide or which temperatures prevail. Such optical waveguide-based measuring devices find various applications in the monitoring of mechanical structures, for the measurement of mechanical stresses in structures, in the remote diagnosis of loads on components, for temperature measurement, etc.

Zum optischen Abfragen von in den Lichtwellenleiter integrierten Sensoren wird eine Lichtquelle bereitgestellt, die die Sensorstruktur in einem definierten Wellenlängenbereich bestrahlt, wobei ein Detektor rückreflektiertes Licht erfasst. Messvorrichtungen, die auf Lichtwellenleiter-basierter bzw. Faser-basierter Auslegung beruhen, weisen eine Vielzahl von Komponenten, wie beispielsweise Stecker, Faserkoppler, Endflächen bzw. Abschlüsse von Fasern usw. auf. Reflexionen von in die Sensorstruktur eingestrahltem Licht, welches an derartigen Störstellen bzw. Abschlüssen reflektiert wird, wird dem Messlicht, welches von der Struktur des integrierten Sensors herrührt, auf dem Detektor überlagert. Derartige so genannte parasitäre Reflexionen an übrigen Komponenten der faseroptischen Messvorrichtung außerhalb des eigentlichen Sensorbereichs tragen zu einem Störsignal und damit zu einer Verschlechterung der Signalqualität bei. Dies führt in nachteiliger Weise zu einer Verringerung der Messgenauigkeit.For optically interrogating sensors integrated into the optical waveguide, a light source is provided which irradiates the sensor structure in a defined wavelength range, wherein a detector detects back-reflected light. Measuring devices based on fiber-based design have a variety of components such as connectors, fiber couplers, fiber end faces, and so forth. Reflections of light introduced into the sensor structure, which is reflected at such impurities or terminations, are superimposed on the measuring light, which results from the structure of the integrated sensor, on the detector. Such so-called parasitic reflections on other components of the fiber optic measuring device outside the actual sensor area contribute to an interference signal and thus to a deterioration of the signal quality. This leads disadvantageously to a reduction of the measurement accuracy.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung stellt ein Kompensationsverfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter, der einen integrierten Sensor enthält, gemäß Anspruch 1 bereit. Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Kompensationsvorrichtung zur Kompensation von parasitären Reflexionen in einem Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Sensor mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 5 bereit.The present invention provides a compensation method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide including an integrated sensor according to claim 1. Furthermore, the present invention provides a compensating device for compensation of parasitic reflections in an optical waveguide with at least one integrated sensor having the features of independent claim 5.

Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter bereit, das ein Einkoppeln von optischer Strahlung in den Lichtwellenleiter, welcher mindestens einen integrierten Sensor aufweist, wobei die eingekoppelte optische Strahlung durch den integrierten Sensor in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert wird und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert wird, ein Auskoppeln mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung, ein Vergleichen der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung, und ein Kompensieren der parasitären Reflexionen auf Grundlage des Vergleichs einschließt.According to one embodiment, the present invention provides a method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide, which comprises coupling optical radiation into the optical waveguide, which has at least one integrated sensor, wherein the coupled-in optical waveguide Radiation is modified by the integrated sensor in a first wavelength range and is not modified in at least a second wavelength range, coupling out at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation, comparing the coupled-out modified optical radiation with the decoupled one -modified optical radiation, and compensating for the parasitic reflections based on the comparison.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Kompensation von parasitären Reflexionen in einem Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Sensor bereit, wobei der Sensor optische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert, wobei die Vorrichtung eine Lichtquellenanordnung, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung mit einem variablen Wellenlängenspektrum, das mindestens den ersten Wellenlängenbereich und den zweiten Wellenlängenbereich einschließt, mindestens eine Anordnung, zum Beispiel einen Faserkoppler oder eine einen Faserkoppler beinhaltende Anordnung, die ausgelegt ist zur Einkopplung der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung, mindestens einen mit der Anordnung in Verbindung stehenden Detektor, der ausgelegt ist zur Erfassung der modifizierten und der nicht-modifizierten optischen Strahlung, und eine an den Detektor angeschlossene Bestimmungseinheit einschließt, die ausgelegt ist zur Bestimmung der Kompensation bzw. eines Kompensationswertes der parasitären Reflexionen auf Grundlage eines Vergleichs der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung.According to a further embodiment, the present invention provides a device for compensation of parasitic reflections in an optical waveguide with at least one integrated sensor, wherein the sensor modifies optical radiation in a first wavelength range and does not modify it in at least a second wavelength range, the device comprising a light source arrangement, which is configured to emit optical radiation having a variable wavelength spectrum including at least the first wavelength range and the second wavelength range, at least one device, for example a fiber coupler or a fiber coupler-containing device, configured to couple the optical emitted from the light source device Radiation in the optical waveguide and for decoupling at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation, at least one an array-related detector configured to detect the modified and unmodified optical radiation and includes a detector connected to the detector configured to determine the compensation or compensation value of the parasitic reflections based on a detector Comparison of the decoupled modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Kompensation von parasitären Reflexionen in einem Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Sensor bereit, wobei der Sensor optische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert, wobei die Vorrichtung eine erste Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich, mindestens eine zweite Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich, mindestens eine Anordnung, zum Beispiel einen Faserkoppler oder eine einen Faserkoppler beinhaltende Anordnung, die ausgelegt ist zur Einkopplung der von der ersten und der zweiten Lichtquelle emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung, mindestens einen mit der Anordnung bzw. dem Faserkoppler in Verbindung stehenden Detektor, der ausgelegt ist zur Erfassung der modifizierten und der nicht-modifizierten optischen Strahlung, und eine an den Detektor angeschlossene Bestimmungseinheit einschließt, die ausgelegt ist zur Bestimmung der Kompensation der parasitären Reflexionen auf Grundlage eines Vergleichs der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung.According to yet another embodiment, the present invention provides an apparatus for compensating for parasitic reflections in an optical waveguide having at least one integrated sensor, wherein the sensor modifies optical radiation in a first wavelength range and does not modify it in at least a second wavelength range, wherein the device comprises a first A light source adapted to emit optical radiation in the first wavelength range, at least one second light source configured to emit optical radiation in the second wavelength range, at least one device, for example a fiber coupler or a fiber coupler-containing device, designed is for coupling the optical radiation emitted by the first and the second light source into the optical waveguide and for decoupling at least part of the modified and at least part of the unmodified optical radiation, at least one detector associated with the array or fiber coupler and configured to detect the modified and unmodified optical radiation and includes a detector connected to the detector configured to determine the compensation of the parasitic Reflections based on a comparison of the decoupled modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. In the drawings show:

1 eine Sensorfaser, welche ein als ein Faser-Bragg-Gitter ausgebildetes integriertes Sensorelement zur Messung einer Faserdehnung enthält; 1 a sensor fiber which includes an integrated sensor element for measuring fiber strain formed as a fiber Bragg grating;

2 eine Sensorreflexionsantwort, die hervorgerufen ist durch ein in 1 dargestelltes integriertes Sensorelement innerhalb der Faser; 2 a sensor reflection response caused by an in 1 illustrated integrated sensor element within the fiber;

3 ein schematisches Blockbild einer faseroptischen Messvorrichtung mit Lichtquelle, Faserkoppler und Detektionsanordnung, gemäß einem Ausführungsbeispiel; 3 a schematic block diagram of a fiber optic measuring device with light source, fiber coupler and detection device, according to an embodiment;

4 eine optische Kompensationsvorrichtung mit einer Lichtquelle und einem Detektormodul, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 4 an optical compensation device with a light source and a detector module, according to a further embodiment;

5 eine optische Kompensationsvorrichtung mit einer Lichtquelle mit variablem Emissionsspektrum, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und 5 an optical compensation device with a light source having a variable emission spectrum, according to a further embodiment; and

6 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter veranschaulicht. 6 a flowchart illustrating a method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte. In the drawings, like reference characters designate like or functionally identical components or steps.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Im Folgenden wird detaillierter Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, wobei ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind.In the following, more detailed reference will be made to various embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the drawings.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben sind, betreffen unter anderem eine Vorrichtung zur Kompensation von parasitären Reflexionen in einem Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Sensor, wobei der Sensor optische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert und in mindestens einem zweiten Längenwellenbereich nicht oder kaum modifiziert. Die Kompensationsvorrichtung schließt eine Lichtquellenanordnung ein, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung mit einem variablen Wellenlängenspektrum, das mindestens den ersten Wellenlängenbereich und den zweiten Wellenlängenbereich einschließt.Embodiments of the present invention described herein relate inter alia to an apparatus for compensating for parasitic reflections in an optical waveguide having at least one integrated sensor, the sensor modifying optical radiation in a first wavelength range and not or hardly modifying it in at least one second wavelength range. The compensation device includes a light source assembly configured to emit optical radiation having a variable wavelength spectrum including at least the first wavelength range and the second wavelength range.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches nachstehend beschrieben ist, kann die Lichtquellenanordnung eine erste Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich, und mindestens eine zweite Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich, enthalten. Typischerweise unterscheidet sich der erste Wellenlängenbereich derart vom zweiten Wellenlängenbereich, dass eine Überlappung in maximal 50% der Wellenbereiche vorliegt, dass keine Überlappung der Wellenlängenbereiche vorliegt, oder dass die mit der Intensität gewichteten mittleren Wellenlängen des jeweiligen Wellenlängenbereichs einen Wellenlängenabstand aufweisen, welcher in einem Bereich von 10 nm bis 200 nm liegt, typischerweise in einem Bereich von 20 nm bis 100 nm, und der in noch typischerer Weise mindestens 30 nm bzw. mindestens 50 nm beträgt. Die Kompensationsvorrichtung weist ferner mindestens eine Anordnung oder Vorrichtung auf, die ausgelegt ist zur Einkopplung der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung in den Wellenleiter und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nichtmodifizierten optischen Strahlung. Die Anordnung oder Vorrichtung kann ein Faserkoppler sein oder einen Faserkoppler beinhalten. Sie kann gemäß weiteren Ausführungsformen, die mit den hier beschriebenen Ausführunsgformen kombiniert werden können, alternative oder zusätzliche, auch ein Linsensystem oder andere Mittel zur Kopplung von Licht mit der Faser beinhalten. Mit z. B. dem Faserkoppler steht ein optischer Detektor in Verbindung, der ausgelegt ist zur Erfassung der modifizierten und der nicht-modifizierten optischen Strahlung. Eine an den Detektor angeschlossene Bestimmungseinheit ist ausgelegt zur Bestimmung der Kompensation bzw. eines Kompensationswertes der parasitären Reflexionen auf Grundlage eines Vergleichs der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung. Ein Einfluss von an unterschiedlichen Reflexionsstellen im Lichtwellenleiter auftretenden parasitären Reflexionen kann somit beseitigt oder zumindest verringert werden. Somit kann Hintergrundlicht, welches keine Messinformation enthält, die Messung nicht oder nur geringfügig stören. Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „nicht-modifizierte optische Strahlung” eine optische Strahlung bezeichnet, welche durch den mindestens einen integrierten Sensor 303 in typischer Weise zu mindestens 80%, in noch typischerer Weise zu mindestens 90% in ihrem wellenlängenabhängigen Intensitätsverlauf nicht modifiziert wird.According to another embodiment described below, the light source assembly may include a first light source configured to emit optical radiation in the first wavelength range and at least one second light source configured to emit optical radiation in the second wavelength range , Typically, the first wavelength range differs from the second wavelength range such that there is an overlap in at most 50% of the wavelength ranges, there is no overlap of the wavelength ranges, or the intensity weighted average wavelengths of the respective wavelength range have a wavelength spacing that is within a range of 10 nm to 200 nm, typically in a range of 20 nm to 100 nm, and more typically at least 30 nm or at least 50 nm. The compensation device furthermore has at least one arrangement or device which is designed to couple the optical radiation emitted by the light source arrangement into the waveguide and to decouple at least part of the modified and at least one part of the unmodified optical radiation. The arrangement or device may be a fiber coupler or include a fiber coupler. It may include alternative or additional, including a lens system or other means for coupling light to the fiber, according to other embodiments that may be combined with the embodiments described herein. With z. B. the fiber coupler is an optical detector in communication, which is designed to detect the modified and the unmodified optical radiation. A determination unit connected to the detector is designed to determine the compensation or a compensation value of the parasitic reflections on the basis of a comparison of the coupled-out modified optical radiation with the coupled-out unmodified optical radiation. An influence of parasitic reflections occurring at different reflection points in the optical waveguide can thus be eliminated or at least reduced. Thus, background light that contains no measurement information, the measurement or only slightly disturbing. It should be noted that the term "unmodified optical radiation" refers to optical radiation transmitted through the at least one integrated sensor 303 typically at least 80%, more typically at least 90% in its wavelength-dependent intensity profile is not modified.

1 veranschaulicht einen in einen Lichtwellenleiter integrierten Sensor bzw. eine Sensoreinheit 303, welche ein Faser-Bragg-Gitter 306 aufweist. Obwohl in 1 nur ein einziges Faser-Bragg-Gitter 306 gezeigt ist, ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Datenerfassung aus einem einzelnen Faser-Bragg-Gitter 306 beschränkt ist, sondern dass längs einer Übertragungsfaser bzw. einer Sensorfaser 304 eine Vielzahl von Faser-Bragg-Gittern 306 angeordnet sein können. 1 zeigt somit nur einen Abschnitt eines optischen Wellenleiters, welcher als Sensorfaser 304 ausgebildet ist, wobei diese Sensorfaser 304 empfindlich auf eine Faserdehnung 308 ist. 1 illustrates a sensor integrated into an optical waveguide or a sensor unit 303 which is a fiber Bragg grating 306 having. Although in 1 only a single fiber Bragg grating 306 1, it is to be understood that the present invention is not limited to data acquisition from a single fiber Bragg grating 306 is limited, but that along a transmission fiber or a sensor fiber 304 a variety of fiber Bragg gratings 306 can be arranged. 1 thus shows only a portion of an optical waveguide, which as a sensor fiber 304 is formed, this sensor fiber 304 sensitive to fiber elongation 308 is.

Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „optisch” bzw. „Licht” auf einen Wellenlängenbereich im elektromagnetischen Spektrum hinweisen soll, welcher sich vom ultravioletten Spektralbereich über den sichtbaren Spektralbereich bis hin zu dem infraroten Spektralbereich erstrecken kann.It should be noted that the term "optical" or "light" is intended to indicate a wavelength range in the electromagnetic spectrum, which may extend from the ultraviolet spectral range over the visible spectral range to the infrared spectral range.

Eine Mittenwellenlänge des Faser-Bragg-Gitters 306, d. h. eine so genannte Bragg-Wellenlänge λB, wird durch die folgende Gleichung erhalten: λB = 2 × nk × Λ. Hierbei ist nk die effektive Brechzahl des Grundmodus des Kerns der Sensorfaser 306 und A die räumliche Gitterperiode (Modulationsperiode) des Faser-Bragg-Gitters 306.A center wavelength of the fiber Bragg grating 306 , that is, a so-called Bragg wavelength λ B , is obtained by the following equation: λ B = 2 × n k × Λ. Here, n k is the effective refractive index of the fundamental mode of the core of the sensor fiber 306 and A is the spatial grating period (modulation period) of the fiber Bragg grating 306 ,

Eine spektrale Breite, die durch eine Halbwertsbreite der Reflexionsantwort gegeben ist, hängt von der Ausdehnung des Faser-Bragg-Gitters 306 längs der Sensorfaser 304 ab. Die Lichtausbreitung innerhalb der Sensorfaser 304 ist somit durch die Wirkung des Faser-Bragg-Gitters 306 abhängig von physikalischen Größen wie z. B. Kräften, Momenten und mechanischen Spannungen sowie Temperaturen, mit der die Sensorfaser 304 und insbesondere das Sensorelement 306 innerhalb der Sensorfaser 304 beaufschlagt werden. A spectral width, which is given by a half width of the reflection response, depends on the extent of the fiber Bragg grating 306 along the sensor fiber 304 from. The light propagation within the sensor fiber 304 is thus due to the effect of the fiber Bragg grating 306 depending on physical variables such. As forces, moments and mechanical stresses and temperatures at which the sensor fiber 304 and in particular the sensor element 306 within the sensor fiber 304 be charged.

Wie in 1 gezeigt, tritt Messlicht 204 von links in die Sensorfaser 304 ein, wobei ein Teil des Messlichts 204 als ein transmittiertes Licht 206 mit einem im Vergleich zum Messlicht 204 veränderten Wellenlängenverlauf austritt. Ein eingestrahlter Wellenlängenbereich, der durch den integrierten Sensor 303 verändert wird, ist im folgenden als ein erster Wellenlängenbereich bezeichnet. Ferner ist es möglich, reflektiertes Licht 205 am Eingangsende der Faser (d. h. an dem Ende, an welchem auch das Messlicht 204 eingestrahlt wird) zu empfangen, wobei das reflektierte Licht 205 ebenfalls eine modifizierte Wellenlängenverteilung, wie sie beispielsweise in 2 dargestellt ist (Sensorreflexionsantwort), aufweist.As in 1 shown, measuring light occurs 204 from the left into the sensor fiber 304 one, being part of the measuring light 204 as a transmitted light 206 with one compared to the measuring light 204 changed wavelength course emerges. An irradiated wavelength range provided by the integrated sensor 303 is changed, is hereinafter referred to as a first wavelength range. Further, it is possible to reflect reflected light 205 at the input end of the fiber (ie at the end, at which also the measuring light 204 is irradiated), the reflected light 205 also a modified wavelength distribution, such as in 2 is shown (sensor reflection response).

In einem Fall, in dem das Messlicht 204 in einem breiten Spektralbereich eingestrahlt wird, ergibt sich in dem transmittierten Licht 206 an der Stelle der Bragg-Wellenlänge ein Absorptionsminimum (im Vergleich zu dem in 2 gezeigten Verlauf invertierter Verlauf). In dem reflektierten Licht ergibt sich an dieser Stelle ein Reflexionsmaximum, welches unten stehend unter Bezugnahme auf 2 erläutert wird.In a case where the measuring light 204 is irradiated in a wide spectral range, results in the transmitted light 206 at the location of the Bragg wavelength, an absorption minimum (compared to the in 2 course shown inverted course). In the reflected light results at this point a reflection maximum, which below with reference to 2 is explained.

2 stellt schematisch eine Sensorreflexionsantwort 400 dar, die empfangen wird, wenn breitbandiges Messlicht 204 eingestrahlt wird, und wenn die Mittenwellenlänge des Faser-Bragg-Gitters 306 (1), d. h. die Bragg-Wellenlänge λB, der gestrichelten Linie 403 entspricht. 2 schematically represents a sensor reflection response 400 which is received when broadband measuring light 204 is irradiated, and when the center wavelength of the fiber Bragg grating 306 ( 1 ), ie the Bragg wavelength λ B , the dashed line 403 equivalent.

Die Sensorreflexionsantwort 400 kann einen bezüglich der Mittenwellenlänge 403 symmetrischen Verlauf aufweisen, wobei der Verlauf eine Halbwertsbreite 404 (FWHM, Full Width at Half Maximum), d. h. eine spektrale Breite bei der Hälfte der Maximalintensität aufweist. Bei dem in 3 gezeigten Anwendungsbeispiel wird diese Sensorreflexionsantwort 400 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung spektral abgetastet.The sensor reflection response 400 may be one with respect to the center wavelength 403 have symmetrical course, the course of a half-width 404 (FWHM, Full Width at Half Maximum), ie has a spectral width at half the maximum intensity. At the in 3 shown application example is this sensor reflection response 400 spectrally sampled according to a preferred embodiment of the present invention.

Schematisch sind in 2 hierbei Abtastpunkte 405 (Kreise) gekennzeichnet. Durch die Auswertung des mit der Detektoreinheit 104 aufgenommenen modifizierten Sekundärlichts ist es nunmehr möglich, den in 2 gezeigten Verlauf, d. h. die Sensorreflexionsantwort 400 als Funktion einer Wellenlänge λ zu erhalten. In 2 ist somit eine Intensitätsverteilung I(λ), d. h. die von dem Sensorelement 304 zurückgeworfene Intensität als Funktion der Wellenlänge λ dargestellt. Im Fall einer spektralen Auflösung kann das Spektrum durch die Zahl der Abtastpunkte quasi-kontinuierlich oder wie in 2 durch Interpolation zwischen oder Regression einer Kurve an den Abtastpunkten ermittelt werden. Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann alternative ein Messsystem ohne spektrale Auflösung verwendet werden.Schematically are in 2 here sampling points 405 (Circles). By the evaluation of the with the detector unit 104 recorded modified secondary light, it is now possible, the in 2 shown course, ie the sensor reflection response 400 as a function of wavelength λ. In 2 is thus an intensity distribution I (λ), ie that of the sensor element 304 reflected intensity as a function of the wavelength λ. In the case of spectral resolution, the spectrum may be quasi-continuous or as in 2 be determined by interpolation between or regression of a curve at the sampling points. According to some embodiments that may be combined with embodiments described herein, alternative a measurement system without spectral resolution may be used.

Eine durch die Messvorrichtung zu erfassende Wellenlängenverteilung ergibt sich durch einen Wellenlängen-Ansprechbereich 406, der durch den Doppelpfeil in 2 dargestellt ist. Modifiziertes Sekundärlicht weist in diesem Bereich Wellenlängenkomponenten auf, wenn das Faser-Bragg-Gitter 304 vermessen wird. Das modifizierte Sekundärlicht entspricht dann der in 2 dargestellten Sensorreflexionsantwort 400, d. h., eine Reflexionsintensität 402 wird als Funktion der Wellenlänge 401 aufgenommen.A wavelength distribution to be detected by the measuring device results from a wavelength response range 406 by the double arrow in 2 is shown. Modified secondary light has wavelength components in this region when the fiber Bragg grating 304 is measured. The modified secondary light then corresponds to the in 2 shown sensor reflection response 400 , that is, a reflection intensity 402 is considered as a function of wavelength 401 added.

3 veranschaulicht ein Blockbild einer faseroptischen Messvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie in 3 gezeigt, ist eine Lichtquelle 101 bereitgestellt, die an einen Faserkoppler 301 über eine Übertragungsfaser, d. h. einen Übertragungs-Lichtwellenleiter, gekoppelt ist. In dem hier gezeigten Beispiel ist der Faserkoppler 301 als eine Lichtkopplungseinrichtung ausgelegt, die eine einfallende Lichtintensität im Verhältnis 50:50 auf entsprechende Ausgangskanäle aufteilt. Somit wird über die Sensorfaser 304 Lichtintensität zu dem in der Sensorfaser integrierten Sensor 303 geführt, in welchem das einfallende Licht, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 erläutert, modifiziert wird. 3 illustrates a block diagram of a fiber optic measuring device according to an embodiment. As in 3 shown is a light source 101 provided to a fiber coupler 301 via a transmission fiber, ie a transmission optical fiber, is coupled. In the example shown here is the fiber coupler 301 is designed as a light coupling device which divides an incident light intensity in the ratio 50:50 onto corresponding output channels. Thus, via the sensor fiber 304 Light intensity to the sensor integrated in the sensor fiber 303 in which the incident light, as above with reference to 1 and 2 is explained, modified.

Das von dem integrierten Sensor 303 rückreflektierte Licht wird wiederum über den Faserkoppler 301 und einen weiteren Faserkoppler 301' geleitet, um aufgeteilt zu werden in zwei Detektionsstrahlengänge, wobei ein erster Detektionsstrahlengang eine erste Detektoreinheit 105 und eine erste Filtereinheit 107 enthält, und wobei ein zweiter Detektionsstrahlengang eine zweite Detektoreinheit 106 und eine zweite Filtereinheit 108 enthält.That of the integrated sensor 303 in turn, reflected light is transmitted through the fiber coupler 301 and another fiber coupler 301 ' in order to be split into two detection beam paths, wherein a first detection beam path is a first detector unit 105 and a first filter unit 107 contains, and wherein a second detection beam path, a second detector unit 106 and a second filter unit 108 contains.

Die ersten und zweiten Detektoreinheiten 105, 106 weisen zugeordnete optische Detektoren auf, welche einfallende Lichtintensität in ein elektrisches Signal umsetzen. Ferner können die ersten und zweiten Detektoreinheiten 105, 106 zugeordnete Verstärkereinheiten aufweisen, welche das aus den optischen Detektoren ausgegebene elektrische Signal verstärken und in entsprechende elektrische Detektor-Ausgangssignale (nicht gezeigt) umsetzen. The first and second detector units 105 . 106 have associated optical detectors which convert incident light intensity into an electrical signal. Furthermore, the first and second detector units 105 . 106 have associated amplifier units which amplify the output from the optical detectors electrical signal and convert into corresponding electrical detector output signals (not shown).

Die Sensorreflexionsantwort 400 wird somit zwei unterschiedlichen Filtereinheiten 107, 108 zugeführt, welche zum Beispiel gegenläufige Filterflanken aufweisen. Durch eine derartige Anordnung kann eine Intensitätsschwankung, z. B. ein Jitter oder ähnliches, in dem Ausgangssignal des integrierten Sensors 303, d. h. in der Sensorreflexionsantwort 400 kompensiert werden. Es sei hier darauf hingewiesen, dass die in dem in 3 gezeigten Messsystem eingesetzte Lichtquelle 101 einen im Vergleich zu der Halbwertsbreite 404 der Sensorreflexionsantwort 400 (siehe 2) breiten Spektralverlauf aufweist.The sensor reflection response 400 thus becomes two different filter units 107 . 108 fed, which have, for example, opposing filter edges. By such an arrangement, an intensity fluctuation, for. As a jitter or the like, in the output signal of the integrated sensor 303 ie in the sensor reflection response 400 be compensated. It should be noted here that in the in 3 shown measuring system used light source 101 one in comparison to the half width 404 the sensor reflection response 400 (please refer 2 ) has broad spectral response.

Reflexionsstellen, welche zu störenden Lichtreflexionen (parasitären Reflexionen) führen, die nicht zum Messsignal beitragen, können beispielsweise an den durch ein Bezugszeichen 102 gekennzeichneten Positionen auftreten. Andere Reflexionsstellen, die 3 nicht gezeigt sind, können herrühren von verschmutzten Fasersteckern, fehlerhaften Spleißverbindungen, verschmutzten Faserabschlüssen, fehlerhaft konfektionierten Faserabschlüssen, etc.Reflection sites, which lead to disturbing light reflections (parasitic reflections) that do not contribute to the measurement signal, for example, by a reference numeral 102 marked positions occur. Other reflection sites that 3 not shown may result from soiled fiber connectors, faulty splices, soiled fiber terminations, faulty terminated fiber terminations, etc.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches unten stehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 näher erläutert werden wird, werden derartige parasitäre Reflexionen durch einen wellenlängenabhängigen Intensitätsvergleich von optischer Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen erfassbar und damit kompensierbar.According to an embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIGS 4 and 5 be explained in more detail, such parasitic reflections by a wavelength-dependent intensity comparison of optical radiation in different wavelength ranges can be detected and thus compensated.

Das in 3 gezeigte Messsystem, das auf der Verwendung der breitbandigen Lichtquelle 101 beruht, liefert, abhängig vom Lastzustand, ein am integrierten Sensor 303 reflektiertes Lichtspektrum. Das vom Sensor 303 rückreflektierte Licht wird nach zweimaliger Signalteilung über die zwei spektral gegenläufig angeordneten Filterkanten der ersten und zweiten Filtereinheiten 107, 108 zu den Fotodetektoren (optischen Detektoren) 105, 106 mit nachgeschalteten Fotoverstärkern geführt. Die Fotodetektoren 105, 106 sind so dimensioniert, dass ihre elektronische Bandbreite größer ist als die zu erwartende Bandbreite des Lastsignals. Eine Intensität des über die Filterkante propagierenden Lichts, zum Beispiel linear polarisierten Lichts, im i-ten Messkanal ist gegeben durch die folgende Gleichung (1):

Figure DE102012100733B4_0002
wobei I(λ) die Leistungsdichte der Lichtquelle bezeichnet, R(λ) das Reflexionsspektrum des beispielsweise als Faser-Bragg-Gitter ausgebildeten integrierten Sensors 303 darstellt, und Ts(λ) bzw. Tp(λ) die spektrale Transmission des Filters für beide Hauptpolarisationsrichtungen darstellt. Ein zeitlich mittlerer Anteil der Intensität von linear polaristiertem Licht des Polarisationsgrads P an der Gesamtintensität Iges ist damit gegeben durch die folgende Gleichung:
Figure DE102012100733B4_0003
This in 3 shown measuring system based on the use of the broadband light source 101 based, provides, depending on the load condition, on the integrated sensor 303 reflected light spectrum. That of the sensor 303 After two signal splitting, the reflected light is reflected by the two spectrally opposing filter edges of the first and second filter units 107 . 108 to the photodetectors (optical detectors) 105 . 106 led with downstream photo amplifiers. The photodetectors 105 . 106 are dimensioned so that their electronic bandwidth is greater than the expected bandwidth of the load signal. An intensity of the light propagating across the filter edge, for example linearly polarized light, in the ith measurement channel is given by the following equation (1):
Figure DE102012100733B4_0002
where I (λ) denotes the power density of the light source, R (λ) the reflection spectrum of the built-in, for example as a fiber Bragg grating integrated sensor 303 and T s (λ) and T p (λ) represent the spectral transmission of the filter for both main polarization directions. A time-average proportion of the intensity of linearly polarized light of the degree of polarization P on the total intensity Iges is thus given by the following equation:
Figure DE102012100733B4_0003

Bei Annahme einer konstanten Leistungsdichte I(λ) der Lichtquelle 101 im Bereich der Bragg-Wellenlänge λB und bei Annahme eines spektral schmalbandigen Sensors kann die Lichtintensität an der Fotodiode angenähert werden gemäß der folgenden Gleichung (3). Φi ≈ ((1 – α)·Ts,iB) + α·Tp,iB))·I(λB)·R(λB)Δλ (3) wobei Δλ eine spektrale Breite, d. h. eine Halbwertsbreite 404 (2) des integrierten Sensors 303 (Faser-Bragg-Gitter) bezeichnet. Aus den Wellenlängen-abhängigen Intensitäten Φ1 und Φ2 kann über eine eindeutige Umkehrabbildung gemäß der folgenden Gleichung (4) B, I(λB)) = ρ–11, Φ2) (4) die Bragg-Wellenlänge λB des Sensors bestimmt werden. Für eine derartige Messung kann eine eindeutige Vorkalibrierung gemäß der folgenden Gleichung (5) 1, Φ2) = ρ(λB, I(λB)) (5) bereitgestellt werden.Assuming a constant power density I (λ) of the light source 101 in the range of the Bragg wavelength λ B and assuming a spectrally narrow-band sensor, the light intensity at the photodiode can be approximated according to the following equation (3). Φ i ≈ ((1 - α) · T s, iB) + α · T p, iB)) · I (λ B) · R (λ B) Δλ (3) where Δλ is a spectral width, ie a half width 404 ( 2 ) of the integrated sensor 303 (Fiber Bragg Grating). From the wavelength-dependent intensities Φ 1 and Φ 2, it is possible to determine via a clear inverse mapping according to the following equation (4). B , I (λ B )) = ρ -11 , Φ 2 ) (4) the Bragg wavelength λ B of the sensor can be determined. For such a measurement, a unique pre-calibration according to the following equation (5) 1 , Φ 2 ) = ρ (λ B , I (λ B )) (5) to be provided.

Die an den oben beschriebenen Reflexionsstellen 102 auftretenden parasitären Reflexionen führen zu einem optischen Hintergrundlicht im Reflexionsspektrum des vom integrierten Sensor reflektierten Lichts, d. h. in der Sensorreflexionsantwort 400 (2). Hierbei können Messabweichungen bei der Auswertung der Sensorwellenlänge auftreten. Optisches Hintergrundlicht kann beispielsweise bedingt sein durch einen endlichen Reflexionsuntergrund des integrierten Sensors 303, durch einen fehlerhaften Faserabschluss (siehe 3) und/oder durch verschmutzte Faserstecker. Eine durch derartiges Hintergrundlicht verursachte Messabweichung kann näherungsweise angegeben werden durch die folgende Gleichung (6):

Figure DE102012100733B4_0004
The at the reflection points described above 102 occurring parasitic reflections lead to an optical background light in the reflection spectrum of the reflected light from the integrated sensor, ie in the sensor reflection response 400 ( 2 ). In this case, deviations in the evaluation of the sensor wavelength can occur. For example, optical backlight may be due to a finite reflection background of the integrated sensor 303 , due to a faulty fiber termination (see 3 ) and / or contaminated fiber connectors. An error caused by such backlight may be approximated by the following equation (6):
Figure DE102012100733B4_0004

Eine Auswertefunktion des Systems kann hierbei bereitgestellt werden durch die Beziehung (λB, I(λB)) = ρ–11, Φ2) wobei ΔΦi das Hintergrundlicht im i-ten Messkanal ist. Derartige Messabweichungen durch im Allgemeinen nicht bekannte Reflexionsstellen 102 in der Sensorfaser 304 oder an anderen optischen Komponenten in dem faseroptischen Messsystem werden durch die optische Kompensationsvorrichtung gemäß einem oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beseitigt. Reflexionen in der Faser können beispielsweise verursacht sein durch verschmutzte Faserstecker, fehlerhafte Spleißverbindungen, verschmutzte Faserabschlüsse, fehlerhaft konfektionierte Faserabschlüsse, etc.An evaluation function of the system can be provided by the relationship (λ B , I (λ B )) = ρ -11 , Φ 2 ) where ΔΦ i is the background light in the ith measurement channel. Such errors by generally unknown reflection points 102 in the sensor fiber 304 or on other optical components in the fiber optic sensing system are eliminated by the optical compensator according to one or more of the embodiments described herein. Reflections in the fiber can be caused, for example, by soiled fiber plugs, faulty splices, soiled fiber ends, faulty fiber terminations, etc.

Zur Vermeidung von Messabweichungen, die auf parasitäre Reflexionen in einem Messstrang zurückzuführen sind, wird eine optische Kompensationsvorrichtung eingesetzt, wie unten stehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.In order to avoid measurement errors due to parasitic reflections in a measuring string, an optical compensation device is used, as described below with reference to FIGS 4 and 5 described.

4 zeigt ein Blockbild einer optischen Kompensationsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die optische Kompensationsvorrichtung basiert auf der Einstrahlung von Licht, das durch eine erste Lichtquelle 101a und eine zweite Lichtquelle 101b bereitgestellt und über entsprechende Übertragungsfasern 302 einem Faserkoppler 301 zugeführt wird. Am Ausgang des Faserkopplers 301 ist eine Sensorfaser 304 angeschlossen, welche den integrierten Sensor 303 enthält. Entlang der Lichtwellenleiter-Anordnung sind mit Bezugszeichen 102 Reflexionsstellen gekennzeichnet, die zu parasitären Reflexionen führen können. Derartige Reflexionsstellen 102 können verursacht sein durch beispielsweise verschmutzte Stecker, fehlerhaften Faserabschluss, und Ähnliches. 4 shows a block diagram of an optical compensation device 100 according to an embodiment. The optical compensation device is based on the irradiation of light by a first light source 101 and a second light source 101b provided and via appropriate transmission fibers 302 a fiber coupler 301 is supplied. At the output of the fiber coupler 301 is a sensor fiber 304 connected to the integrated sensor 303 contains. Along the optical waveguide arrangement are denoted by reference numerals 102 Reflecting points characterized, which can lead to parasitic reflections. Such reflection sites 102 may be caused by, for example, soiled plugs, faulty fiber termination, and the like.

Aus dem Faserkoppler 301 ausgekoppelt wird somit eine optische Strahlung, welche das Nutzsignal, d. h. die Sensorreflexionsantwort 400, und parasitäre Reflexionen enthält. Beide Signale, d. h. das Nutzsignal 400 und das Störsignal, das durch die parasitären Reflexionen verursacht wird, werden einem Detektormodul 104 zugeführt. In dem Detektormodul 104 wird ein in dem empfangenen Signal enthaltenes Wellenlängenspektrum ausgewertet. Zur Auswertung der Wellenlänge enthält das Detektormodul 104 eine zweite Filtereinheit 108, welche einen über der Wellenlänge λ variablen Transmissionsverlauf T aufweist.From the fiber coupler 301 Thus, an optical radiation which outputs the useful signal, ie the sensor reflection response, is decoupled 400 , and contains parasitic reflections. Both signals, ie the useful signal 400 and the interfering signal caused by the parasitic reflections becomes a detector module 104 fed. In the detector module 104 a wavelength spectrum included in the received signal is evaluated. For evaluation of the wavelength contains the detector module 104 a second filter unit 108 , which has a transmission path T variable over the wavelength λ.

Somit erhält eine an die zweite Filtereinheit 108 angeschlossene zweite Detektoreinheit 106 ein Signal, welches eine Mittenwellenlänge 403 (2) der Sensorreflexionsantwort 400 widerspiegelt. Um eine Sensorreflexionsantwort 400 zu erhalten, kann, wie oben stehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben, das Emissionsspektrum der ersten Lichtwelle 101a (Sensor-Anregungslichtquelle) eine spektrale Breite gleich oder größer als die spektrale Breite der Sensorreflexionsantwort 400 aufweisen. D. h., in den Lichtwellenleiter (in die Sensorfaser) 304 wird die Strahlung der ersten Lichtwelle 101a eingekoppelt, wobei die eingekoppelte optische Strahlung durch den integrierten Sensor 303 in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert wird.Thus, one gets to the second filter unit 108 connected second detector unit 106 a signal which has a center wavelength 403 ( 2 ) of the sensor reflection response 400 reflects. To a sensor reflection response 400 can be obtained as described above with reference to the 1 and 2 described, the emission spectrum of the first light wave 101 (Sensor excitation light source) has a spectral width equal to or greater than the spectral width of the sensor reflection response 400 exhibit. That is, in the optical waveguide (in the sensor fiber) 304 becomes the radiation of the first light wave 101 coupled, wherein the coupled optical radiation through the integrated sensor 303 is modified in a first wavelength range.

Die erste Lichtquelle 101a ist somit ausgelegt zur Emission von optischer Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich. Ferner ist, wie in 4 gezeigt, die zweite Lichtquelle 101b bereitgestellt, welche ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich, in welchem der integrierte Sensor 303 die eingestrahlte optische Strahlung nicht modifiziert oder kaum modifiziert.The first light source 101 is thus designed to emit optical radiation in the first wavelength range. Furthermore, as in 4 shown the second light source 101b provided which is designed for the emission of optical radiation in the second wavelength range in which the integrated sensor 303 the irradiated optical radiation is not modified or hardly modified.

Der Faserkoppler 301 ist ausgelegt zur Einkopplung der von der ersten Lichtquelle 101a und von der zweiten Lichtquelle 101b emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter 304 und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung. Das mit dem Faserkoppler in Verbindung stehende Detektormodul 104 ist ausgelegt zur Erfassung sowohl der modifizierten als auch der nicht-modifizierten optischen Strahlung.The fiber coupler 301 is designed for coupling of the first light source 101 and from the second light source 101b emitted optical radiation in the optical waveguide 304 and for decoupling at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation. The detector module associated with the fiber coupler 104 is designed to detect both the modified and unmodified optical radiation.

Es sei hier darauf hingewiesen, dass der zweite Wellenlängenbereich derart gewählt wird, dass dieser nicht mit der Sensorreflexionsantwort 400 übereinstimmt, d. h. optische Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich wird nur an den Reflexionsstellen 102 in dem optischen Messsystem reflektiert, während optische Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich sowohl durch den integrierten Sensor 303 als auch durch die Reflexionsstellen 102 modifiziert wird. Somit kann in einer an das Detektormodul 104 angeschlossenen Bestimmungseinheit 109 ein Vergleich zwischen dem ausgekoppelten Teil der modifizierten optischen Strahlung und dem ausgekoppelten Teil der nicht-modifizierten optischen Strahlung durchgeführt werden, derart, dass daraus die parasitären Reflexionen ermittelt und/oder kompensiert werden können.It should be noted here that the second wavelength range is chosen such that it does not match the sensor reflection response 400 ie optical radiation in the second wavelength range is only at the reflection points 102 in the optical measuring system, while optical radiation in the first wavelength range is reflected both by the integrated sensor 303 as well as through the reflection points 102 is modified. Thus, in one of the detector module 104 connected determination unit 109 a comparison can be made between the coupled-out part of the modified optical radiation and the decoupled part of the unmodified optical radiation such that the parasitic reflections can be determined and / or compensated therefrom.

D. h., das Kompensationsverfahren gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beruht darauf, dass die optische Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich und die optische Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich durch die Störstellen in etwa in gleicher Weise beeinflusst, d. h. modifiziert werden. Zur weiteren Verbesserung der Messgenauigkeit ist es ferner möglich, die von der ersten Lichtquelle 101a und/oder die von der zweiten Lichtquelle 101b emittierte optische Strahlung mittels eines Referenz-Fotodetektors 110 zu überwachen.That is, the compensation method according to one of the embodiments described herein is based on that the optical radiation in the first wavelength range and the optical radiation in the second wavelength range are influenced, ie modified, by the impurities in approximately the same way. To further improve the measurement accuracy, it is also possible that of the first light source 101 and / or the second light source 101b emitted optical radiation by means of a reference photodetector 110 to monitor.

Darüber hinaus ist es möglich, die optische Strahlung vor einem Einkoppeln hinsichtlich ihrer Intensität zu modulieren, um beispielsweise eine Lock-In-Technik einzusetzen. Eine derartige Intensitätsmodulation kann durch eine (in 4 nicht gezeigte) Modulationseinheit am Ausgang der ersten Lichtquelle 101a und/oder der zweiten Lichtquelle 101b bereitgestellt werden.In addition, it is possible to modulate the optical radiation prior to coupling in terms of their intensity, for example, to use a lock-in technique. Such intensity modulation may be by a (in 4 not shown) modulation unit at the output of the first light source 101 and / or the second light source 101b to be provided.

Wie in 4 gezeigt, kann das Detektormodul 104 ferner eine erste Detektoreinheit 105 aufweisen, die Licht über eine erste Filtereinheit 107 empfängt. Die erste Filtereinheit 107 weist eine über der Wellenlänge λ konstante Transmission T auf und dient dazu, eine Intensitätsvariation des Detektorsignals aufgrund parasitärer Reflexionen zu erfassen. Die zur Bestimmung von parasitären Reflexionen 102 eingesetzte zweite Lichtquelle 101b kann beispielsweise als eine Laser-Lichtquelle bereitgestellt sein, welche optische Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 1310 nm emittiert. Diese Wellenlänge ist nach dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in dem zweiten Wellenlängenbereich enthalten.As in 4 shown, the detector module 104 Further, a first detector unit 105 comprise the light via a first filter unit 107 receives. The first filter unit 107 has a constant transmission over the wavelength λ and T serves to detect an intensity variation of the detector signal due to parasitic reflections. The for the determination of parasitic reflections 102 used second light source 101b For example, it may be provided as a laser light source which emits optical radiation in a wavelength range of 1310 nm. This wavelength is included in the second wavelength range according to the embodiment described here.

Es sei hier darauf hingewiesen, dass die zweite Lichtquelle 101b optische Strahlung schmal- oder breitbandig in die Sensorfaser 304 einkoppeln kann. Das Licht propagiert über sämtliche Koppelstellen sowie über einen oder mehrere in die Sensorfaser 304 integrierte Sensoren 303 bis zum Faserende (Reflexionsstelle) 102. Der in die Sensorfaser 304 integrierte Sensor 303 ist für das von der zweiten Lichtquelle 101b emittierte Licht transparent (T ≈ 1). An den Störstellen (Reflexionsstellen) 102 reflektiertes Licht kann über passive oder aktive faseroptische Elemente zu einer Auswerteeinheit geführt werden. Dort wird das Licht in der optischen Auswertekomponente in elektrische Signal gewandelt. Hierbei kann eine Faser-Bragg-GitterAuswerteeinheit wie auch eine separate, beispielsweise über einen WDM-Koppler angebundene Auswerteeinheit bereitgestellt werden.It should be noted here that the second light source 101b optical radiation narrowband or broadband in the sensor fiber 304 can couple. The light propagates through all coupling points as well as over one or more into the sensor fiber 304 integrated sensors 303 to the fiber end (reflection point) 102 , The in the sensor fiber 304 integrated sensor 303 is for that of the second light source 101b emitted light transparent (T ≈ 1). At the impurities (reflection points) 102 reflected light can be guided via passive or active fiber optic elements to an evaluation unit. There, the light in the optical evaluation component is converted into electrical signal. In this case, a fiber Bragg grating evaluation unit as well as a separate evaluation unit, for example connected via a WDM coupler, can be provided.

Die eingesetzten Fotodetektoren sind derart ausgelegt, dass diese bei der Wellenlänge der Lichtquelle eine ausreichende Empfindlichkeit aufweisen. Insbesondere ist es möglich, die zweite Lichtquelle 101b als einen Laser, eine LED (light emitting diode), eine SLD (Superluminizenzdiode) oder ein SOA (Semiconductor Optical Amplifier) parallel zu der ersten Lichtquelle 101a, die beispielsweise als eine ASE-(Amplified Spontaneous Emission-)-Lichtquelle bereitgestellt ist, vorzusehen.The photodetectors used are designed so that they have sufficient sensitivity at the wavelength of the light source. In particular, it is possible to use the second light source 101b as a laser, an LED (light emitting diode), an SLD (Superluminlic Diode) or a SOA (Semiconductor Optical Amplifier) parallel to the first light source 101 For example, provided as an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source.

Ferner ist es möglich, die zweite Lichtquelle 101b seriell zu der ersten Lichtquelle 101a bereitzustellen, d. h. die aus der zweiten Lichtquelle 101b emittierte Strahlung wird durch die erste Lichtquelle 101a hindurchgestrahlt, vorausgesetzt, dass das Medium der als Breitbandlichtquelle ausgelegten ersten Lichtquelle 101a ausreichend transparent ist für das von der zusätzlichen Lichtquelle emittierte Licht oder für das von der zusätzlichen Lichtquelle emittierte Licht ausreichend verstärkend wirkt.Furthermore, it is possible to use the second light source 101b serial to the first light source 101 to provide, that is, from the second light source 101b emitted radiation is transmitted through the first light source 101 is transmitted, provided that the medium of the designed as a broadband light source first light source 101 sufficiently transparent is sufficient for the light emitted by the additional light source or for the light emitted by the additional light source sufficient amplifying effect.

Das Licht der zusätzlichen Lichtquelle kann in die Sensorfaser 304 eingekoppelt werden. Die emittierte Lichtleistung der zusätzlichen Lichtquelle kann mittels Referenzdetektor 110, beispielsweise durch eine Monitor-Fotodiode überwacht werden. Die zusätzliche Lichtquelle kann während des Betriebs der ersten Lichtquelle 101a zugeschaltet werden. The light of the additional light source can be in the sensor fiber 304 be coupled. The emitted light power of the additional light source can be detected by means of a reference detector 110 be monitored for example by a monitor photodiode. The additional light source may be during operation of the first light source 101 be switched on.

Alternativ kann die zusätzliche Lichtquelle separat betrieben werden. In einer Ausführungsform ist es möglich, die zusätzliche, zweite Lichtquelle 101b zu modulieren. Aus einem an den Fotodetektoren gemessenen Signal und der emittierten Lichtleistung der Lichtquelle kann die Reflexion am Faserende 102 (Reflexionsstelle) bzw. an anderen Referenzstellen 102 (Reflexionsstellen) mittels eines geeigneten Algorithmus bestimmt werden. Dies kann für sämtliche Betriebsmodi (moduliert/nicht-moduliert, Betrieb parallel zur Breitbandlichtquelle, Betrieb ohne Breitbandlichtquelle) durchgeführt werden. Die auf diese Weise gemessene Reflexion im Messstrang (in der Sensorfaser 304) kann somit bei der Berechnung der Wellenlänge bzw. des Lastzustand an dem integrierten Sensor 303 berücksichtigt werden.Alternatively, the additional light source can be operated separately. In one embodiment, it is possible to use the additional second light source 101b to modulate. From a signal measured at the photodetectors and the emitted light output of the light source, the reflection at the fiber end 102 (Reflection point) or at other reference points 102 (Reflection sites) are determined by means of a suitable algorithm. This can be done for all modes of operation (modulated / non-modulated, parallel to the broadband light source, operation without broadband light source). The reflection measured in this way in the measuring strand (in the sensor fiber 304 ) can thus in the calculation of the wavelength or the load state on the integrated sensor 303 be taken into account.

5 zeigt ein Blockdiagramm einer optischen Kompensationsvorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Es sei darauf hingewiesen, dass Komponenten und Schritte, die unter Bezugnahme auf vorherige 1 bis 4 beschrieben worden sind, nicht erneut detailliert werden, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten optischen Kompensationsvorrichtung 100 weist die in 5 gezeigte optische Kompensationsvorrichtung 100 eine einzige Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 auf, welche ein variables Emissionsspektrum bereitstellt. Wie in dem Modul 103 angezeigt, kann die Wellenlängenabhängige Intensität I1 bzw. I2 eingestellt werden, d. h. es können unterschiedliche Intensitätsverläufe S1, S2 über der Wellenlänge λ erzeugt werden. Dies kann beispielsweise realisiert werden durch eine Variation des Stroms, mit dem die Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 betrieben wird. Somit ist es möglich, mit einer einzigen Lichtquelle ein Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in dem Lichtwellenleiter durchzuführen. 5 shows a block diagram of an optical compensation device 100 according to a further embodiment. It should be noted that components and steps with reference to previous 1 to 4 are not again detailed to avoid a redundant description. Unlike the in 4 shown optical compensation device 100 has the in 5 shown optical compensation device 100 a single light source as a light source arrangement 103 which provides a variable emission spectrum. As in the module 103 displayed, the wavelength-dependent intensity I 1 or I 2 can be set, that is, different intensity gradients S1, S2 can be generated over the wavelength λ. This can for example be realized by a variation of the current with which the light source as a light source arrangement 103 is operated. Thus, it is possible to perform a method of compensating for parasitic reflections in the optical waveguide with a single light source.

Die Lichtquellenanordnung 103 ist somit ausgelegt zur Emission von optischer Strahlung mit einem variablen Wellenlängenspektrum, das mindestens den ersten Wellenlängenbereich und den zweiten Wellenlängenbereich einschließt. Der Faserkoppler 301 ist wiederum ausgelegt zur Einkopplung der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter 304 und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung.The light source arrangement 103 is thus adapted to emit optical radiation having a variable wavelength spectrum including at least the first wavelength range and the second wavelength range. The fiber coupler 301 is in turn designed to couple the optical radiation emitted by the light source arrangement into the optical waveguide 304 and for decoupling at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation.

Der integrierte Sensor modifiziert hierbei die eingekoppelte optische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich, wobei die in dem zweiten Wellenlängenbereich eingekoppelte optische Strahlung durch den Sensor 303 nicht oder kaum modifiziert wird. Das mit dem Faserkoppler 301 in Verbindung stehende Detektormodul 104 ist ausgelegt zur Erfassung der modifizierten und der nicht-modifizierten optischen Strahlung. Die an das Detektormodul 104 angeschlossene Bestimmungseinheit 109 ist ausgelegt zur Bestimmung der Kompensation der parasitären Reflexionen auf Grundlage eines Vergleichs der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung. Durch die in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel bereitgestellte Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 ist es somit möglich, die optische Strahlung vor einem Einkoppeln in ihrem Wellenlängenspektrum zu modifizieren. Dies hat gegenüber der in 4 dargestellten optischen Kompensationsvorrichtung den Vorteil, dass lediglich eine einzige Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 zum Kompensieren parasitärer Reflexionen am Eingang des Lichtwellenleiters bereitgestellt werden muss.In this case, the integrated sensor modifies the coupled-in optical radiation in a first wavelength range, the optical radiation coupled in in the second wavelength range passing through the sensor 303 not or hardly modified. The with the fiber coupler 301 related detector module 104 is designed to detect the modified and unmodified optical radiation. The to the detector module 104 connected determination unit 109 is designed to determine the compensation of the parasitic reflections based on a comparison of the coupled-out modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation. By in the in 5 shown embodiment provided light source as a light source assembly 103 Thus, it is possible to modify the optical radiation prior to coupling in its wavelength spectrum. This has opposite the in 4 illustrated optical compensation device has the advantage that only a single light source as a light source arrangement 103 must be provided for compensating parasitic reflections at the input of the optical waveguide.

In dem Detektormodul 104 ist mindestens eine optische Filtereinheit 107, 108 bereitgestellt, die ausgelegt ist zur spektralen Auflösung des Teils der durch den integrierten Sensor modifizierten optischen Strahlung. Ferner ist es möglich, einen Referenzdetektor 110 bereitzustellen, der beispielsweise als eine Monitor-Fotodiode ausgelegt sein kann. Der Referenzdetektor 110 ist ausgelegt zur Erfassung eines Referenzsignals auf Grundlage der von der Lichtquellenanordnung 103 emittierten optischen Strahlung mit variablem Wellenlängenspektrum.In the detector module 104 is at least one optical filter unit 107 . 108 which is designed for the spectral resolution of the part of the optical radiation modified by the integrated sensor. Furthermore, it is possible to use a reference detector 110 for example, which may be configured as a monitor photodiode. The reference detector 110 is configured to detect a reference signal based on the light source arrangement 103 emitted optical radiation with variable wavelength spectrum.

Somit kann eine Ermittlung von parasitären Reflexionen, die z. B. am Faserende und an anderen Stellen in der Lichtleitfaser auftreten können, durch Variation der spektralen Charakteristik der Sensorlichtquelle vorgenommen werden. Die Lichtquelle koppelt Licht breitbandig mit einem Spektrum S1 in die Messfaser ein. Das Licht propagiert über alle Koppelstellen sowie über das in der Messfaser integrierte Sensorelement 303 (eines oder mehrere) bis zum Faserende. Das Sensorelement 303 kann das von der Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 emittierte Licht schmalbandig reflektieren. An den mit einem Bezugszeichen 102 in der 5 gekennzeichneten Stellen können parasitäre Reflexionen aufgrund des eingestrahlten Lichts auftreten. Anschließend wird die Messfaser unter Verwendung der gleichen Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 breitbandig mit einem zweiten Spektrum S2 bestrahlt. Bei Annahme einer nahezu idealen Messfaser ist ein charakteristisches, Wellenlängen-abhängiges Verhältnis durch die folgende Gleichung (7) gegeben:

Figure DE102012100733B4_0005
Thus, a determination of parasitic reflections z. B. at the fiber end and at other locations in the optical fiber can be made by varying the spectral characteristics of the sensor light source. The light source couples broadband light with a spectrum S1 into the measuring fiber. The light propagates over all coupling points as well as over the sensor element integrated in the measuring fiber 303 (one or more) to the fiber end. The sensor element 303 This can be done by the light source as a light source arrangement 103 reflect emitted light narrowband. At the with a reference number 102 in the 5 characterized places parasitic reflections may occur due to the incident light. Subsequently, the measuring fiber is made using the same light source as the light source array 103 Broadband irradiated with a second spectrum S2. Assuming a nearly ideal measuring fiber, a characteristic wavelength dependent relationship is given by the following equation (7):
Figure DE102012100733B4_0005

Bei einer realen Messfaser können auftretende parasitäre Reflexionen berücksichtigt werden durch die folgende Gleichung (8):

Figure DE102012100733B4_0006
In a real measuring fiber occurring parasitic reflections can be considered by the following equation (8):
Figure DE102012100733B4_0006

Abhängig von dem emittierten Spektrum der Lichtquelle 103 und den parasitären Reflexionen an den Reflexionsstellen 102 in der Messfaser variieren die in der obigen Gleichung mit a und b bezeichneten Anteile. In dem Filter-basierten Messsystem wird somit die Bragg-Wellenlänge λB des integrierten Sensors 303 aus dem obigen Verhältnis gemäß Gleichung (8) mittels einer Linearisierung oder einer Nachschlagfunktion (Look-up-Funktion) bestimmt. Variationen in den in der obigen Gleichung enthaltenen Parametern a und b führen demnach in der Wellenlängenbestimmung zu einer Variation bzw. zu einer Abweichung in der erhaltenen Wellenlänge λB.Depending on the emitted spectrum of the light source 103 and the parasitic reflections at the reflection sites 102 in the measuring fiber, the components denoted by a and b in the above equation vary. In the filter-based measuring system, therefore, the Bragg wavelength λ B of the integrated sensor 303 determined from the above ratio according to equation (8) by means of a linearization or a look-up function. Variations in the parameters a and b contained in the above equation thus lead to a variation in the wavelength determination or to a deviation in the obtained wavelength λ B.

Bei einer kontrollierten Änderung des aus der Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 emittierten Lichtquellenspektrums kann somit aus einer gemessenen Variation mittels eines geeigneten Algorithmus ein Schätzwert für die parasitären Reflexionen an den Reflexionsstellen 102 bestimmt werden. Aus diesem Schätzwert können Kompensationswerte für die an den beiden Fotodetektoren 105, 106 erfassten Signale ermittelt werden. Bei Anwendung dieser Kompensationswerte auf die bei beiden Lichtquellenspektrum gemessenen Signale kann ein derartiger Fehler minimiert werden.With a controlled change of the light source from the light source arrangement 103 emitted light source spectrum can thus from a measured variation by means of a suitable algorithm an estimate of the parasitic reflections at the reflection sites 102 be determined. From this estimate can be compensation values for the at the two photodetectors 105 . 106 detected signals are detected. By applying these compensation values to the signals measured in both light source spectrums, such an error can be minimized.

Eine Variation des Emissionsspektrums der Lichtquelle als Lichtquellenanordnung 103 kann bei einer breitbandigen ASE-(Amplified Spontaneous Emission-)Lichtquelle beispielsweise durch Veränderung der Pumpleistung realisiert werden. Weitere Realisierungsmöglichkeiten für ASE-Lichtquellen können durch Verwendung faseroptischer Schalter, zuschaltbarer Filter (Long Period-FBG) oder Dünnschichtfilter bereitgestellt werden.A variation of the emission spectrum of the light source as a light source arrangement 103 can be realized in a broadband ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, for example, by changing the pump power. Further realizations for ASE light sources can be provided by using fiber optic switches, switchable filters (long period FBG) or thin film filters.

Anstelle eines zweiten erzeugten Signalspektrums kann beispielsweise auch die zeitliche Änderung des Lichtquellenspektrums während eines Ausschaltens/Einschaltens, beispielsweise bei einer ASE-Lichtquelle, herangezogen werden. Auf ähnliche Weise können andere Breitbandlichtquellen, wie beispielsweise Superlumineszenzdioden, eingesetzt werden, welche ihr Emissionsverhalten durch Variation des Pumpstroms oder durch eine Änderung der Temperatur verändern.Instead of a second generated signal spectrum, for example, the temporal change of the light source spectrum during turn-off / turn-on, for example, in an ASE light source, are used. Similarly, other broadband light sources, such as super-light emitting diodes, can be used which alter their emission behavior by varying the pumping current or by changing the temperature.

6 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter veranschaulicht. In einem Block 501 wird die Prozedur gestartet. Ein Einkoppeln von optischer Strahlung in den Lichtwellenleiter erfolgt in einem Block 502. Der Lichtwellenleiter weist mindestens einen integrierten Sensor 303 auf, wobei die einkoppelte optische Strahlung durch den integrierten Sensor in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert wird und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht oder kaum modifiziert wird. In einem weiteren Block 503 wird mindestens ein Teil der modifizierten und mindestens ein Teil der nicht-modifizierten optischen Strahlung ausgekoppelt. Schließlich wird die ausgekoppelte modifizierte optische Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung verglichen (Block 504). Dabei kann gemäß typischen Ausführungsformen, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, das „Sensor-Licht” bzw. Mess-Licht und das „AFTC-Licht” (automated fiber termination compensation), d. h. das nicht oder kaum durch den Sensor modifzierte Licht, gleichzeitig oder sequentiell eingekoppelt werden. 6 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide. FIG. In a block 501 the procedure is started. Coupling of optical radiation into the optical waveguide takes place in one block 502 , The optical waveguide has at least one integrated sensor 303 in which the coupled-in optical radiation is modified by the integrated sensor in a first wavelength range and is not or hardly modified in at least one second wavelength range. In another block 503 At least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation is coupled out. Finally, the decoupled modified optical radiation is compared with the decoupled unmodified optical radiation (block 504 ). Herein, according to typical embodiments that may be combined with the embodiments described herein, the "sensor light" and the "AFTC light" (automated fiber termination compensation), that is not or hardly modified by the sensor Light, be injected simultaneously or sequentially.

Durch den in dem Block 504 durchgeführten Vergleich ist es dann möglich, die parasitären Reflexionen, die an unterschiedlichen Reflexionsstellen 102 in dem Faser-basierten optischen Messsystem auftreten können, zu kompensieren. Die Prozedur endet in einem Block 506.By the one in the block 504 carried out comparison, it is then possible to detect the parasitic reflections at different reflection sites 102 in the fiber-based optical measuring system may occur to compensate. The procedure ends in a block 506 ,

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand typischer Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.Although the present invention has been described above by means of typical embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. Also, the invention is not limited to the applications mentioned.

Claims (10)

Verfahren zum Kompensieren parasitärer Reflexionen in einem Lichtwellenleiter, umfassend: Einkoppeln von optischer Strahlung in den Lichtwellenleiter, welcher mindestens einen integrierten Sensor aufweist, wobei die eingekoppelte optische Strahlung durch den integrierten Sensor in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert wird und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert wird; Auskoppeln mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung; Vergleichen der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung; und Kompensieren der parasitären Reflexionen auf Grundlage des Vergleichs.A method for compensating parasitic reflections in an optical waveguide, comprising: Coupling optical radiation into the optical waveguide, which has at least one integrated sensor, wherein the coupled optical radiation is modified by the integrated sensor in a first wavelength range and is not modified in at least a second wavelength range; Decoupling at least a portion of the modified and at least a portion of the unmodified optical radiation; Comparing the decoupled modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation; and Compensating the parasitic reflections based on the comparison. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt eines Vergleichens der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung einen Schritt aus der Gruppe umfasst, die gebildet ist aus einem Wellenlängenvergleich, einem Intensitätsvergleich, einem Spektralverlaufsvergleich, einem Polarisationszustandsvergleich, und jedweder Kombination davon.The method of claim 1 wherein the step of comparing the extracted modified optical radiation with the extracted unmodified optical radiation comprises one of the group consisting of wavelength comparison, intensity comparison, spectral history comparison, polarization state comparison, and any combination thereof , Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Strahlung vor dem Einkoppeln in ihrem Wellenlängenspektrum modifiziert wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the optical radiation is modified prior to coupling in its wavelength spectrum. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die optische Strahlung vor dem Einkoppeln intensitätsmoduliert wird.Method according to at least one of claims 1 to 3, wherein the optical radiation is intensity-modulated prior to coupling. Vorrichtung zur Kompensation von parasitären Reflexionen in einem Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Sensor, wobei der Sensor optische Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich modifiziert und in mindestens einem zweiten Wellenlängenbereich nicht modifiziert, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Lichtquellenanordnung, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung mit einem variablen Wellenlängenspektrum, das mindestens den ersten Wellenlängenbereich und den zweiten Wellenlängenbereich umfasst; mindestens eine Anordnung, die ausgelegt ist zur Einkopplung der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter und zur Auskopplung mindestens eines Teils der modifizierten und mindestens eines Teils der nicht-modifizierten optischen Strahlung; mindestens einen mit der Anordnung in Verbindung stehenden Detektor, der ausgelegt ist zur Erfassung der modifizierten und der nicht-modifizierten optischen Strahlung; und eine an den Detektor angeschlossene Bestimmungseinheit, die ausgelegt ist zur Bestimmung der Kompensation der parasitären Reflexionen auf Grundlage eines Vergleichs der ausgekoppelten modifizierten optischen Strahlung mit der ausgekoppelten nicht-modifizierten optischen Strahlung.A device for compensating parasitic reflections in an optical waveguide with at least one integrated sensor, wherein the sensor modifies optical radiation in a first wavelength range and does not modify it in at least a second wavelength range, the device comprising: a light source assembly configured to emit optical radiation having a variable wavelength spectrum comprising at least the first wavelength range and the second wavelength range; at least one arrangement that is designed to couple the optical radiation emitted by the light source arrangement into the optical waveguide and to decouple at least part of the modified and at least part of the unmodified optical radiation; at least one detector associated with the array and configured to detect the modified and unmodified optical radiation; and a determination unit connected to the detector, which is designed to determine the compensation of the parasitic reflections on the basis of a comparison of the coupled-out modified optical radiation with the decoupled unmodified optical radiation. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die mindestens eine Anordnung einen Faserkoppler umfasst und/oder wobei die Vorrichtung ferner mindestens eine optische Filter-Einheit umfasst, die ausgelegt ist zur spektralen Filterung des Teils der durch den integrierten Sensor modifizierten optischen Strahlung.The apparatus of claim 5, wherein the at least one array comprises a fiber coupler and / or wherein the device further comprises at least one optical filter unit configured to spectrally filter the portion of the optical radiation modified by the integrated sensor. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend eine Modulationseinheit, die ausgelegt ist zur Modulation der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung.Apparatus according to claim 5 or 6, further comprising a modulation unit adapted to modulate the optical radiation emitted by the light source assembly. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner umfassend einen Referenzdetektor, der ausgelegt ist zur Erfassung eines Referenzsignals auf Grundlage der von der Lichtquellenanordnung emittierten optischen Strahlung mit variablem Wellenlängenspektrum.An apparatus according to any of claims 5 to 7, further comprising a reference detector configured to detect a reference signal based on the variable wavelength spectrum optical radiation emitted by the light source array. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Lichtquellenanordnung eine erste Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem ersten Wellenlängenbereich und mindestens eine zweite Lichtquelle, die ausgelegt ist zur Emission von optischer Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich, umfasst; wobei die mindestens eine Anordnung ausgelegt ist zur Einkopplung der von der ersten und der zweiten Lichtquelle emittierten optischen Strahlung in den Lichtwellenleiter, und/oder wobei die mindestens eine Anordnung einen Faserkoppler umfasst; und/oder wobei die mindestens eine Anordnung einen Faserkoppler umfasst und der der Detektor mit dem Faserkoppler in Verbindung steht.The apparatus of claim 5, wherein the light source assembly comprises a first light source configured to emit optical radiation in the first wavelength range and at least one second light source configured to emit optical radiation in the second wavelength range; wherein the at least one arrangement is designed for coupling the optical radiation emitted by the first and the second light source into the optical waveguide, and / or wherein the at least one arrangement comprises a fiber coupler; and / or wherein the at least one arrangement comprises a fiber coupler and the detector is in communication with the fiber coupler. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner umfassend mindestens eine optische Filtereinheit, die ausgelegt ist zur spektralen Filterung des Teils der durch den integrierten Sensor modifizierten optischen Strahlung.The apparatus of claim 6, further comprising at least one optical filter unit configured to spectrally filter the portion of the optical radiation modified by the integrated sensor.
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