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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer Last und/oder einer Temperatur, mit zumindest einem Lichtwellenleiter mit einem ersten Kern und einem Mantel, wobei in den Kern zumindest ein Faser-Bragg-Gitter eingebracht ist und die Vorrichtung weiterhin zumindest eine Lichtquelle aufweist, deren Strahlung in den Lichtwellenleiter einkoppelbar ist, wobei die Vorrichtung weiterhin zumindest eine Photodiode aufweist, welcher das vom Faser-Bragg-Gitter reflektierte Licht zuführbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete mechanische Komponente sowie ein Verfahren zur Erfassung einer Last und/oder einer Temperatur, bei welchem zumindest ein Lichtwellenleiter mit einem ersten Kern und einem Mantel verwendet wird, wobei in den ersten Kern zumindest ein Faser-Bragg-Gitter eingebracht ist, mit zumindest einer Lichtquelle Strahlung in den Lichtwellenleiter eingekoppelt wird und am Faser-Bragg-Gitter reflektierte Strahlung mit zumindest einer Photodiode nachgewiesen wird. Vorrichtungen und Verfahren der eingangsgenannten Art sind beispielsweise zur Dauerüberwachung mechanisch beanspruchter Bauteile gebräuchlich.
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Aus der
US 7,512,291 B2 ist bekannt, einen faseroptischen Sensor mit einer Mehrzahl von Faser-Bragg-Gittern zur mechanischen Bauteilüberwachung einzusetzen. In Abhängigkeit einwirkender Kräfte oder bei Temperaturschwankungen ändert sich die Gitterkonstante der Faser-Bragg-Gitter, sodass die von diesen reflektierte Wellenlänge in Abhängigkeit der einwirkenden Last variiert.
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Zur Auswertung des Messsignals schlägt der Stand der Technik vor, ein Spektrometer einzusetzen, welches die Wellenlänge reflektierter Strahlung erfassen kann. Unterschiedliche Messorte entlang des Lichtwellenleiters können durch unterschiedliche Wellenlängen des zur Abfrage benutzten Lichts und durch unterschiedliche Gitterkonstanten der zugeordneten Faser-Bragg-Gitter adressiert werden. Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass das zur Auslese stets benötigte Spektrometer nur sehr aufwendig hergestellt werden kann. Dieser Aufwand ist nur bei entsprechend hochwertigen Bauteilen gerechtfertigt, beispielsweise im Flugzeugbau oder zur Überwachung von Windenergieanlagen. Bei geringwertigen Wirtschaftsgütern übersteigt der Aufwand der faseroptischen Sensorik den Wert des zu überwachenden Bauteils, sodass deren Einsatz nicht sinnvoll ist.
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Die
US 2006/0204174 A1 zeigt einen Laser mit einem vergleichsweise schmalen Emissionsspektrum und ein Faser-Bragg-Gitter mit einem breiten Reflexionsspektrum. Der Laser weist eine veränderliche Emissionswellenlänge auf. Die Emissionswellenlänge des Lasers wird im Laufe der Messung verändert, sodass die vollständige Reflexionskurve des Faser-Bragg-Gitters abgetastet werden kann.
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Nachteilig ist die niedrige Messfrequenz, da für eine einzelne Messung das gesamte Spektrum in einer Vielzahl von Einzelmessungen sequentiell durchfahren werden muss und der hohe apparative Aufwand der durchstimmbaren Lichtquelle.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Last und/oder einer Temperatur anzugeben, welche einerseits zuverlässige Messergebnisse liefern und andererseits mit geringem technischen Aufwand auch geringwertige Wirtschaftsgüter überwachen kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 10 und eine mechanische Komponente gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Erfassung einer Last und/oder einer Temperatur vorgeschlagen, welche zumindest einen Lichtwellenleiter aufweist. Der Lichtwellenleiter kann zumindest einen ersten Kern und einen den Kern umgebenden Mantel aufweisen. Zumindest der erste Kern erstreckt sich bis zu einem Ende des Lichtwellenleiters, sodass über den ersten Kern Licht in den Lichtwellenleiter ein- bzw. ausgekoppelt werden kann. Kern und Mantel weisen jeweils einen unterschiedlichen Brechungsindex auf, sodass Licht an der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel totalreflektiert werden kann, sodass das Licht im Kern geführt wird.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter ein Glas oder ein Polymer enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter eine an sich bekannte Faser aus der Telekommunikationstechnik sein. Diese sind kostengünstig und einfach verfügbar, so dass der erfindungsgemäße Sensor auch für billige Massenprodukte einsetzbar ist.
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In den ersten Kern des Lichtwellenleiters ist zumindest ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) eingebracht. Das FBG enthält eine Mehrzahl von Raumbereichen, welche gegenüber dem umgebenden Material des Kerns einen veränderten Brechungsindex aufweisen. Die einzelnen Raumbereiche sind entlang der Längserstreckung des Lichtwellenleiters um einen vorgebbaren Abstand zueinander beabstandet. Im Kern propagierendes Licht wird an den einzelnen Raumbereichen des FBG teilweise reflektiert und teilweise transmittiert. Die an mehreren hintereinander gelegenen Raumbereichen reflektierten Anteile des Lichts interferieren, sodass das FBG Licht einer bestimmten Wellenlänge bzw. eines Wellenlängenbereichs reflektiert und darüber hinaus Licht anderer Wellenlängen transmittiert.
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Bei Einwirken einer mechanischen Spannung oder bei Temperaturänderungen ändert sich die Gitterkonstante des FBG. Hierdurch ändert sich die reflektierte Wellenlänge, sodass aus der Bestimmung der Wellenlänge auf die einwirkende Kraft und/oder eine Temperaturänderung geschlossen werden kann. Das zumindest eine FBG kann beispielsweise durch Punkt-zu-Punk-Belichten mit einem Kurzpulslaser oder durch Belichten des Kerns mit einer UV-Lichtquelle durch eine Maske erzeugt werden.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, zum Betrieb der Vorrichtung zumindest eine Lichtquelle zu verwenden, deren Strahlung in den Lichtwellenleiter einkoppelbar ist. Die Einkopplung des Lichts erfolgt über einen Anschluss eines optischen Kopplers. Vom FBG reflektiertes Licht wird über diesen Koppler zu einem Detektor geleitet. Als Detektor kann beispielsweise ein Fototransistor, ein Fotowiderstand, eine Photodiode oder ein anderes, an sich bekanntes lichtempfindliches Element verwendet werden.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, in einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Lichtquelle mit vergleichsweise breitem Emissionsspektrum zu verwenden und ein FBG mit konstanter Gitterkonstante, welches eine schmalbandige Reflektion aufweist. In diesem Fall kann die Flanke des Emissionsspektrums der Diode als Filterfunktion verwendet werden, sodass auf ein aufwendiges Spektrometer verzichtet werden kann.
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Alternativ kann eine Lichtquelle mit schmalbandigem Emissionsspektrum verwendet werden, beispielsweise eine Laserdiode. In diesem Fall kann das FBG eine entlang seiner Längserstreckung variable Gitterkonstante aufweisen, sodass das FBG ein breitbandiges Reflektionsverhalten aufweist. Die Emissionswellenlänge der Lichtquelle wird dann so gewählt, dass die Flanke des Reflektionsspektrums des FBG als Filterfunktion verwendet werden kann.
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In beiden Ausführungsformen führt eine geringe Änderung des Reflektionsspektrums zu einer vergleichsweise großen Intensitätsänderung des reflektierten Lichts, welche vom Photodetektor erfasst werden kann. Die am Ausgang des Photodetektors ermittelte Intensität ist somit unmittelbar ein Maß für die einwirkende Kraft bzw. Temperaturänderung.
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Da die erfindungsgemäße Vorrichtung kein Spektrometer benötigt, kann diese einfach und kostengünstig und mit sehr geringer Baugröße aufgebaut werden. Damit erweitert sich die Anwendung der faseroptischen Sensorik auch auf geringwertige Wirtschaftsgüter, beispielsweise Tauwerk, Anschlagmittel oder Hebezeuge. Durch Bestimmung der auf ein Tauwerk oder ein Anschlagmittel einwirkenden Kraft oder der Anzahl der einwirkenden Lastwechsel kann beispielsweise die verbleibende Restnutzungsdauer bestimmt werden. In anderen Anwendungsbeispielen kann die mit einem Kran bewegte Last überwacht werden, um eine Überbelastung zu verhindern oder um die Gewichtskraft bzw. die Masse einer Handelsware beim Verladen zu bestimmen, ohne dass eine separate Waage erforderlich ist.
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Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung nicht auf geringwertige Wirtschaftsgüter, wie beispielsweise Tauwerk, beschränkt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vielmehr sämtliche Aufgaben der Strukturüberwachung durchgeführt werden, welche bisher mit bekannten Messvorrichtungen unter Verwendung eines Spektrometers vorgenommen wurden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter eine Singlemodefaser enthalten oder daraus bestehen.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter eine Multimodefaser enthalten oder daraus bestehen. Eine Multimodefaser hat den Vorteil, dass diese ein breites Spektrum an Lichtwellenlängen verlustarm transportieren kann. Somit wird das Spektrum der Lichtquelle bzw. das reflektierte Spektrum der FBG nicht durch den Lichtwellenleiter beschränkt, sodass die Messgenauigkeit erhöht sein kann.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter eine Mehrzahl von FBG mit gleicher Zentralwellenlänge enthalten. Eine Mehrzahl von FBG kann in unterschiedlichem radialen Abstand vom Mittelpunkt des Kerns und in etwa an der gleichen Stelle entlang der Längserstreckung des Lichtwellenleiters angeordnet sein. Hierdurch werden die FBG mit der gleichen Kraft beaufschlagt und insoweit um den gleichen Betrag gedehnt oder gestaucht. Gleichzeitig erhöht eine größere Anzahl von FBG die Intensität des reflektierten Lichts, sodass ein besseres Signal-/Rauschverhältnis und damit eine verbesserte Messgenauigkeit ermöglicht werden kann.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter zwischen etwa 8 und etwa 25 FBG mit gleicher Zentralwellenlänge enthalten. In wiederum anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter zwischen etwa 10 und etwa 18 FBG mit gleicher Zentralwellenlänge enthalten. Diese Anzahl ist einerseits noch mit überschaubarem Aufwand herstellbar, sodass die Vorrichtung einfach herstellbar bleibt. Andererseits wird hierdurch die Größe des Messsignals bereits soweit verstärkt, dass auch geringe Schwankungen der Temperatur oder der einwirkenden Kraft mit hinreichender Genauigkeit gemessen werden können.
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Erfindungsgemäß ist die Zentralwellenlänge des FBG von der mittleren Wellenlänge des Emissionsspektrums der Lichtquelle verschieden. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Reflektionsspektrum des FBG nicht mit dem Intensitätsmaximum des Emissionsspektrums zusammenfällt, sondern Flanke des Spektrums, sodass diese als Filterfunktion eingesetzt werden kann.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die mittlere Wellenlänge des Emissionsspektrums der Lichtquelle zwischen etwa 500 nm und etwa 2000 nm betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die mittlere Wellenlänge des Emissionsspektrums der Lichtquelle zwischen etwa 780 nm und etwa 920 nm betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die mittlere Wellenlänge des Emissionsspektrums der Lichtquelle zwischen etwa 1200 nm und etwa 1400 nm betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die mittlere Wellenlänge des Emissionsspektrums der Lichtquelle zwischen etwa 1450 nm und etwa 1650 nm betragen.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Lichtwellenleiter einen zweiten Kern mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweisen, wobei das erste Ende evaneszent an den ersten Kern gekoppelt ist und der erste Kern und der zweite Kern einen Winkel zwischen etwa 25° und etwa 70° zueinander einschließen. Der zweite Kern kann beispielsweise durch Materialbearbeitung mit einem Laser in den Mantel des Lichtwellenleiters eingeschrieben werden. Auch der zweite Kern kann ein FBG enthalten. Da der zweite Kern nicht parallel zum ersten Kern verläuft, erfährt dieser bei Einwirkung einer Kraft eine unterschiedliche Dehnung bzw. Stauchung. Hierdurch kann eine unabhängige Messung der Temperatur erfolgen, sodass die Messwerte der Kraft, welche mit dem zumindest einem FBG im ersten Kern gemessen werden, um den Temperatureinfluss korrigiert werden können.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auch der zweite Kern eine Mehrzahl von FBG enthalten, um den Kontrast bzw. das Signal-/Rauschverhältnis zu verbessern. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das FBG im zweiten Kern eine unterschiedliche Zentralwellenlänge aufweisen wie das zumindest eine FBG im ersten Kern. Hierdurch kann eine separate Auslese mit unterschiedlichen Wellenlängen ermöglicht werden. Wenn die Lichtquelle ein hinreichend breites Emissionsspektrum aufweist, kann jede Flanke beiderseits der Zentralwellenlänge des Emissionsspektrums zur Auslese zugeordneter FBG verwendet werden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann diese weiterhin eine Funkschnittstelle aufweisen, über welche Messwerte des Photodetektors übertragbar sind. Die Funkschnittstelle kann einen an sich bekannten Standard des Nahbereichsfunks implementieren, beispielsweise Bluetooth, NFC, WLAN oder einen anderen, an sich bekannten Standard. Hierdurch kann die Überwachung bzw. Auslese der faseroptischen Sensoren einer Vielzahl von Komponenten erfolgen, beispielsweise einer Mehrzahl von Anschlagmitteln in einer Werkhalle. Hierzu kann die Funkschnittstelle das Signal entsprechend kodieren, sodass die Messwerte einzelnen Komponenten zugeordnet werden können. Die Messwerte können damit fortlaufend im Betrieb in vorgebbaren Zeitabständen erfasst werden, ohne dass hierfür ein gesonderter Personaleinsatz erforderlich ist.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
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1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 erläutert die Verwendung des Emissionsspektrums der Lichtquelle als Filterfunktion.
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3 zeigt beispielhafte Messwerte des Photodetektors.
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4 zeigt die Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses mit einer zunehmenden Anzahl von FBG.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer faseroptischen Sensorik mit einer Mehrzahl von FBG.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer faseroptischen Sensorik mit zwei Kernen.
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7 zeigt Messwerte, welche mit einer Vorrichtung gemäß 1 aufgenommen wurden.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung einer Last und/oder einer Temperatur. Die Vorrichtung weist zumindest einen Lichtwellenleiter 5 auf. Der Lichtwellenleiter 5 hat zumindest ein Ende 56, über welchen Licht ein- bzw. ausgekoppelt werden kann. Dementsprechend erstreckt sich der erste Kern 51 des Lichtwellenleiters 5 zumindest bis zum Ende 56.
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Das Ende 56 des Lichtwellenleiters 5 ist mit dem ersten Anschluss 31 eines Kopplers 3 verbunden. Daneben weist der Koppler 3 zwei weitere Anschlüsse 32 und 33 auf. Der Anschluss 32 ist mit dem Ausgang einer Lichtquelle verbunden, sodass das Licht von der Lichtquelle durch den Koppler 3 hindurch in den Lichtwellenleiter 5 gelangen kann. Der dritte Anschluss 33 des Kopplers 3 ist mit einem Photodetektor 6 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Photodiode als Photodetektor 6 verwendet. Die Photodiode kann eine wellenleiterintegrierte Photodiode sein, wie sie beispielsweise in der optischen Nachrichtenübertragung gebräuchlich ist. Der Koppler 3 kann beispielsweise als MMI oder Faserkoppler realisiert werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Koppler 3, die Lichtquelle 2 und der Photodetektor 6 auf einem gemeinsamen Substrat als integrierte optische Komponente oder auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein, welche optische und elektronische Komponenten integriert. Hierdurch wird ein mechanisch robuster und kostengünstiger Aufbau erzielt, welcher nur geringen Bauraum benötigt.
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Das vom Photodetektor 6 erzeugte elektrische Signal wird an eine Funkschnittstelle 7 übertragen, welche das Signal optional digitalisiert und über einen an sich bekannten Funkstandard drahtlos überträgt.
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Zur Stromversorgung der Lichtquelle 2, des Photodetektors 6 und der Funkschnittstelle 7 kann eine Batterie vorgesehen sein, beispielsweise eine Knopfzelle, oder ein Energyharvester, welcher aus einem mechanischen Lastwechsel eine elektrische Leistung generiert. Hierdurch wird ein autonomer Betrieb der Vorrichtung über längere Zeit ermöglicht, ohne dass die Vorrichtung eine Wartung oder einen sonstigen Benutzereingriff benötigt.
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2 zeigt das Reflektionsspektrum eines FBG im Vergleich zum Emissionsspektrum einer Lichtquelle 2. Aufgetragen ist hierbei jeweils die Intensität auf der Ordinate und die Wellenlänge auf der Abszisse.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Gitterkonstante des FBG erfindungsgemäß so gewählt, dass die Zentralwellenlänge λF des FBG von der mittleren Wellenlänge λ des Emissionsspektrums der Lichtquelle abweicht. Dieses Merkmal führt dazu, dass das Reflektionsspektrum in der Flanke des Emissionsspektrums liegt, sodass eine geringe Änderung der Gitterkonstanten ausreicht, um eine große Intensitätsänderung des reflektierten Lichts zu bewirken. Somit wird die Flanke des Emissionsspektrums als Filterfunktion verwendet. Hierdurch kann auf ein aufwendiges Spektrometer zur Analyse des reflektierten Lichts verzichtet werden.
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3 zeigt die Ausgangsspannung eines Photodetektors auf der Ordinate gegen die Zeit auf der Abszisse. Die in 1 dargestellte Vorrichtung wurde dazu im Zeitverlauf zunächst gedehnt und dann gestaucht. Die Dehnung führt zu einer Zunahme der Gitterkonstanten des FBG wohingehen die Stauchung zu einer Abnahme der Gitterkonstanten des FBG führt. Dementsprechend verschiebt sich das Reflektionsspektrum des FBG einmal in den Bereich geringerer Lichtintensität und einmal in den Bereich höhere Lichtintensität. Dementsprechend nimmt die Ausgangsspannung U des Photodetektors zunächst ab und dann wieder zu. Somit ist aus 3 ersichtlich, dass auch ohne Verwendung eines Spektrometers auf den Lichtwellenleiter einwirkende Kräfte durch die Änderung der Ausgangsspannung des Photodetektors gemessen werden können.
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4 zeigt Messwerte, welche an unterschiedlichen Lichtwellenleitern erfasst wurden, welche jeweils eine unterschiedliche Anzahl von FBG mit gleicher Zentralwellenlänge aufweisen. Dargestellt ist die Intensität reflektierten Lichts auf der Ordinate gegen die Wellenlänge auf der Abszisse. Die Lichtwellenleiter enthalten zwischen 1 und 18 FBG. Aus 4 ist ersichtlich, dass die Intensität reflektierten Lichts mit zunehmender Anzahl der FBG zunimmt. Die bedeutet, dass das Signal-/Rauschverhältnis durch eine Mehrzahl von FBG verbessert werden kann, sodass die Messgenauigkeit erhöht wird. Weiterhin zeigt 4 auch, dass bereits ein einziges FBG ausreicht, um ein detektierbares Messsignal zu erzeugen.
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5 zeigt einen Querschnitt durch einen Lichtwellenleiter 5 mit einem ersten Kern 51 und einem diesem umgebenden Mantel 53. Im Kern sind eine Mehrzahl von FBG 4 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 16 FBG im ersten Kern 51 nebeneinander und übereinander angeordnet, d. h. jedes FBG weist einen unterschiedlichen Abstand und/oder eine unterschiedliche Winkelkoordinate zur Symmetrieachse des Lichtwellenleiters 5 auf. Jedes FBG besteht aus einer Mehrzahl von modifizierten Raumbereichen bzw. Voxeln mit unterschiedlichem Brechungsindex. Die einzelnen Raumbereiche sind in etwa kugelförmig und können durch Bestrahlung mit einem fokussierten Laserstrahl erzeugt werden. In diesem Fall bilden sich die Raumbereiche der FBG 4 am Fokuspunkt höchster Intensität, sodass sich bei einem runden Strahlquerschnitt in etwa eine kugelförmige oder zylinderförmige Form der Voxel ergibt.
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6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Lichtwellenleiter 5 mit einem ersten Kern 51 und einem diesen in etwa konzentrisch umgebenden Mantel 53. Im ersten Kern 51 ist ein FBG 4 angeordnet wie vorstehend bereits beschrieben.
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Darüber hinaus weist der Lichtwellenleiter 5 einen zweiten Kern 52 auf, welcher ein erstes Ende 521 und ein zweites Ende 522 aufweist.
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Das erste Ende 521 koppelt evaneszent an den ersten Kern 51, sodass im ersten Kern propagierendes Licht in den zweiten Kern 52 übertreten kann.
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Im zweiten Kern befindet sich zumindest ein FBG 41. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann auch eine Mehrzahl von zweiten FBG 41 im zweiten Kern 52 vorhanden sein, wie vorstehend anhand der 5 für den ersten Kern 51 beschrieben.
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Die Längserstreckung des zweiten Kerns 52 schließt mit dem ersten Kern 51 einen Winkel von etwa 25° bis etwa 70° oder von etwa 30° bis etwa 60° ein. Hierdurch wird der Kern 52 durch mechanische Spannung nur in geringerem Umfang gedehnt bzw. gestaucht, sodass eine Entfaltung der beiden Messwerte Kraft und Temperatur möglich wird. Hierdurch kann die einwirkende Kraft mit höherer Genauigkeit bestimmt werden, da der Einfluss der Temperatur kompensiert werden kann.
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7 zeigt Messwerte, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten wurden. Hierzu wurde die in 1 gezeigte Vorrichtung in ein Anschlagmittel aus einem textilen Material, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen oder Polyamid eingebracht. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Lichtwellenleiter 5 bei der Herstellung des textilen Materials als Kett- oder Schussfaden eingeflochten wird.
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Das Anschlagmittel wurde sodann über eine Zeit von 30 Minuten zyklisch mit einer Kraft zwischen 0 kN und 10 kN beaufschlagt. Die aufgebrachte Kraft ist auf der linken Ordinate der 7 dargestellt.
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Die rechte Ordinate der 7 zeigt die Ausgangsspannung des Photodetektors. Wie aus 7 ersichtlich ist, folgt die Ausgangsspannung der aufgeprägten Kraft, sodass mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung die Anzahl von Lastwechseln, die einwirkende Kraft oder eine Maximallast ermittelt werden kann.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen. Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung können jederzeit kombiniert werden, um so weitere Ausführungsformen der Erfindung zu erhalten.
