DE102012100733B4 - Method for compensating parasitic reflections and measuring device - Google Patents
Method for compensating parasitic reflections and measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012100733B4 DE102012100733B4 DE102012100733.0A DE102012100733A DE102012100733B4 DE 102012100733 B4 DE102012100733 B4 DE 102012100733B4 DE 102012100733 A DE102012100733 A DE 102012100733A DE 102012100733 B4 DE102012100733 B4 DE 102012100733B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical radiation
- light source
- modified
- optical
- wavelength range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 164
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 99
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 99
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 22
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004171 remote diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
- G01D5/35309—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer
- G01D5/35316—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer using a Bragg gratings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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
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:
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
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
Eine spektrale Breite, die durch eine Halbwertsbreite der Reflexionsantwort gegeben ist, hängt von der Ausdehnung des Faser-Bragg-Gitters
Wie in
In einem Fall, in dem das Messlicht
Die Sensorreflexionsantwort
Schematisch sind in
Eine durch die Messvorrichtung zu erfassende Wellenlängenverteilung ergibt sich durch einen Wellenlängen-Ansprechbereich
Das von dem integrierten Sensor
Die ersten und zweiten Detektoreinheiten
Die Sensorreflexionsantwort
Reflexionsstellen, welche zu störenden Lichtreflexionen (parasitären Reflexionen) führen, die nicht zum Messsignal beitragen, können beispielsweise an den durch ein Bezugszeichen
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches unten stehend unter Bezugnahme auf die
Das in
Bei Annahme einer konstanten Leistungsdichte I(λ) der Lichtquelle
Die an den oben beschriebenen Reflexionsstellen
Eine Auswertefunktion des Systems kann hierbei bereitgestellt werden durch die Beziehung (λB, I(λB)) = ρ–1(Φ1, Φ2) wobei ΔΦi das Hintergrundlicht im i-ten Messkanal ist. Derartige Messabweichungen durch im Allgemeinen nicht bekannte Reflexionsstellen
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
Aus dem Faserkoppler
Somit erhält eine an die zweite Filtereinheit
Die erste Lichtquelle
Der Faserkoppler
Es sei hier darauf hingewiesen, dass der zweite Wellenlängenbereich derart gewählt wird, dass dieser nicht mit der Sensorreflexionsantwort
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
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
Wie in
Es sei hier darauf hingewiesen, dass die zweite Lichtquelle
Die eingesetzten Fotodetektoren sind derart ausgelegt, dass diese bei der Wellenlänge der Lichtquelle eine ausreichende Empfindlichkeit aufweisen. Insbesondere ist es möglich, die zweite Lichtquelle
Ferner ist es möglich, die zweite Lichtquelle
Das Licht der zusätzlichen Lichtquelle kann in die Sensorfaser
Alternativ kann die zusätzliche Lichtquelle separat betrieben werden. In einer Ausführungsform ist es möglich, die zusätzliche, zweite Lichtquelle
Die Lichtquellenanordnung
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
In dem Detektormodul
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
Bei einer realen Messfaser können auftretende parasitäre Reflexionen berücksichtigt werden durch die folgende Gleichung (8): In a real measuring fiber occurring parasitic reflections can be considered by the following equation (8):
Abhängig von dem emittierten Spektrum der Lichtquelle
Bei einer kontrollierten Änderung des aus der Lichtquelle als Lichtquellenanordnung
Eine Variation des Emissionsspektrums der Lichtquelle als Lichtquellenanordnung
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.
Durch den in dem Block
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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012100733.0A DE102012100733B4 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method for compensating parasitic reflections and measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012100733.0A DE102012100733B4 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method for compensating parasitic reflections and measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012100733A1 DE102012100733A1 (en) | 2013-08-01 |
DE102012100733B4 true DE102012100733B4 (en) | 2015-07-23 |
Family
ID=48783651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102012100733.0A Active DE102012100733B4 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method for compensating parasitic reflections and measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012100733B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018104953B4 (en) * | 2018-03-05 | 2022-05-19 | Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Berlin | Measuring device and method for determining a physical measurand |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003065619A2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-07 | Sensor Highway Limited | Optical time domain reflectometry |
FR2934365B1 (en) * | 2008-07-25 | 2010-08-13 | Thales Sa | SELF-REFERENCE FIBER OPTICAL SENSOR WITH DIFFUSION BRILLOUIN STIMULATED |
-
2012
- 2012-01-30 DE DE102012100733.0A patent/DE102012100733B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003065619A2 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-07 | Sensor Highway Limited | Optical time domain reflectometry |
FR2934365B1 (en) * | 2008-07-25 | 2010-08-13 | Thales Sa | SELF-REFERENCE FIBER OPTICAL SENSOR WITH DIFFUSION BRILLOUIN STIMULATED |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102012100733A1 (en) | 2013-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19754910C2 (en) | Wavelength detection on fiber Bragg grating sensors | |
DE19821616B4 (en) | Arrangement for determining absolute physical state variables, in particular temperature and strain, of an optical fiber | |
EP3376196B1 (en) | Rail monitoring system | |
EP1379857B1 (en) | Interferometric arrangement for determining the transit time of light in a sample | |
DE69433154T2 (en) | Optical reflection measurement in the time domain | |
DE4314189C1 (en) | Device for the examination of optical fibres made of glass by means of heterodyne Brillouin spectroscopy | |
DE102013004681B4 (en) | Device and method using optical sensors operating in reflection mode. | |
EP0256280B1 (en) | Device for optical time domain reflectometry on optical fibres | |
EP2856096B1 (en) | Optical mesuring system with polarisation compensation as well as corresponding method | |
DE102008017740A1 (en) | Apparatus and method for calibrating a fiber optic temperature measuring system | |
DE102015103139B3 (en) | Distributed optical measuring devices and methods for performing a measurement | |
DE102012104877B4 (en) | Method for compensating fiber optic measuring systems and fiber optic measuring system | |
EP0692705A1 (en) | Method for evaluating backscattered optical signals for determining a position depending measuring profile of a backscatting medium | |
EP0786091B1 (en) | Process and device for measuring an alternating electric quantity with temperature compensation | |
DE10037501C1 (en) | Wavelength detection involves reflecting wavelength component of first Bragg grid in first fiber at second grid in second fiber depending on temperature of region containing first grid | |
DE102010052614B4 (en) | Sensor, system and method for Kaft- and / or torque measurement | |
DE102012100733B4 (en) | Method for compensating parasitic reflections and measuring device | |
DE60219550T2 (en) | Method and system for optical spectrum analysis with correction of a non-uniform sampling rate | |
EP1879009B1 (en) | Spectrum analysis of external optical modulators | |
DE102015214749B4 (en) | Device and method for detecting a load and mechanical component | |
DE102017131446B3 (en) | Device for fiber optic measurement, method for calibration and method for fiber optic measurement | |
DE19827389C1 (en) | Detection arrangement for forces or tensions | |
DE69836380T2 (en) | WAVELENGTH MEASURING SYSTEM | |
DE69817131T2 (en) | Interferometer for measuring optical properties in samples | |
DE19844976C2 (en) | Optical arrangement with an interferometer for determining a wavelength change and using the arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VC VIII POLYTECH HOLDING APS, DK Free format text: FORMER OWNER: TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN, 80333 MUENCHEN, DE Owner name: FOS4X GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN, 80333 MUENCHEN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO LEGAL RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO LEGAL RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO LEGAL RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VC VIII POLYTECH HOLDING APS, DK Free format text: FORMER OWNER: FOS4X GMBH, 81371 MUENCHEN, DE |