DE102017105285A1 - Temperature sensor and associated manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Die Offenbarung betrifft einen Temperatursensor (100), der einen Lichtwellenleiter (10) mit mindestens einem integrierten Temperatursensorelement (11, 12), eine den Lichtwellenleiter (10) zumindest bereichsweise umgebende Kapillare (20), typischerweise Glaskapillare, und eine die Kapillare (20) zumindest bereichsweise umgebende Verstärkungsschicht (30) umfasst. Die Offenbarung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren für einen Temperatursensor (100). The disclosure relates to a temperature sensor (100) comprising an optical waveguide (10) with at least one integrated temperature sensor element (11, 12), a capillary (20) at least partially surrounding the optical waveguide (10), typically a glass capillary, and a capillary (20). at least partially surrounding reinforcing layer (30). The disclosure further relates to a manufacturing method for a temperature sensor (100).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Ausführungsformen der Offenbarung betreffen einen Temperatursensor mit mindestens einem integrierten Temperatursensorelement. Weitere Ausführungsformen betreffen ein Herstellungsverfahren für einen Temperatursensor.Embodiments of the disclosure relate to a temperature sensor with at least one integrated temperature sensor element. Further embodiments relate to a production method for a temperature sensor.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In Lichtwellenleitern integrierte Temperatursensorelemente zum Messen einer Temperatur oder einer Temperaturänderung sind üblicherweise als interferometrische Elemente ausgebildet, beispielsweise als Faser-Bragg-Gitter. Ein mit Licht beaufschlagtes Bragg-Gitter reflektiert z. B. eine bestimmte Lichtwellenlänge bei einer Bragg-Reflexionswellenlänge. Diese Bragg-Reflexionswellenlänge ist abhängig von der Dehnung oder Stauchung des Lichtwellenleiters im Bereich des Bragg-Gitters. Im Falle eines Temperatursensors wird die Dehnung oder Stauchung durch die thermische Ausdehnung des Lichtwellenleiters im Bereich des Bragg-Gitters beeinflusst. Außerdem wirkt sich der so genannte thermooptische Effekt auf das Bragg-Gitter aus. Über eine Messung der Bragg-Reflexionswellenlänge ist ein Rückschluss auf die Temperatur in der Umgebung des Bragg-Gitters möglich. Die durch die Änderung des Bragg-Gitters hervorgerufene Verschiebung der Bragg-Reflexionswellenlänge ist also ein Maß für die Temperatur oder die Temperaturänderung.Temperature sensor elements integrated in optical waveguides for measuring a temperature or a temperature change are usually designed as interferometric elements, for example as a fiber Bragg grating. A light applied Bragg grating reflects z. B. a certain wavelength of light at a Bragg reflection wavelength. This Bragg reflection wavelength is dependent on the strain or compression of the optical waveguide in the region of the Bragg grating. In the case of a temperature sensor, the strain or compression is influenced by the thermal expansion of the optical waveguide in the region of the Bragg grating. In addition, the so-called thermo-optic effect affects the Bragg grating. By measuring the Bragg reflection wavelength, it is possible to draw conclusions about the temperature in the vicinity of the Bragg grating. The shift in the Bragg reflection wavelength caused by the change in the Bragg grating is thus a measure of the temperature or the temperature change.
Neben einer Temperaturänderung bewirken auch sonstige mechanische Belastungen, insbesondere solche in der Axialrichtung des Lichtwellenleiters, eine Verschiebung der Bragg-Reflexionswellenlänge. Auch Belastungen quer zur Axialrichtung können beispielsweise das Messergebnis einer Temperaturmessung verfälschen. Ein Temperatursensor mit einem Lichtwellenleiter, der mindestens ein integriertes Temperatursensorelement aufweist, kann zumindest bereichsweise von einer Kapillare umgeben bzw. in einer Kapillare aufgenommen sein. Die Kapillare schützt den Lichtwellenleiter und das integrierte Temperatursensorelement vor mechanischen Einflüssen, die nicht mit einer Temperaturänderung zusammenhängen.In addition to a change in temperature, other mechanical loads, in particular those in the axial direction of the optical waveguide, cause a shift in the Bragg reflection wavelength. Also loads transverse to the axial direction can, for example, distort the measurement result of a temperature measurement. A temperature sensor with an optical waveguide, which has at least one integrated temperature sensor element, can be surrounded by a capillary at least in regions or accommodated in a capillary. The capillary protects the optical fiber and the integrated temperature sensor element from mechanical influences that are not related to a temperature change.
Herkömmliche Kapillare weisen mechanische Nachteile auf. Wird beispielsweise eine herkömmliche Kapillare einer Biegebelastung unterzogen, bricht sie, sobald eine kritische Belastungsgrenze überschritten wird.Conventional capillaries have mechanical disadvantages. For example, if a conventional capillary is subjected to a bending load, it breaks as soon as a critical load limit is exceeded.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNGSUMMARY OF THE REVELATION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Temperatursensor umfassend einen Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Temperatursensorelement und einer den Lichtwellenleiter zumindest bereichsweise umgebenden Kapillare anzugeben, wobei die mechanischen Eigenschaften des Temperatursensors und/oder die Messgenauigkeit verbessert sind.It is an object of the present disclosure to specify a temperature sensor comprising an optical waveguide with at least one integrated temperature sensor element and a capillary surrounding the optical waveguide at least in regions, wherein the mechanical properties of the temperature sensor and / or the measurement accuracy are improved.
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Temperatursensor nach Anspruch 1 bereit. Außerdem stellt die vorliegende Offenbarung ein Formwerkzeug gemäß Anspruch 12 bereit. Ferner stellt die vorliegende Offenbarung eine Verwendung eines Temperatursensors nach Anspruch 13 bereit. Außerdem stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Temperatursensors nach Anspruch 15 bereit. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The present disclosure provides a temperature sensor according to claim 1. In addition, the present disclosure provides a mold according to
Gemäß einem Aspekt umfasst ein Temperatursensor einen Lichtwellenleiter mit mindestens einem integrierten Temperatursensorelement; eine den Lichtwellenleiter zumindest bereichsweise umgebende Kapillare; und eine die Kapillare zumindest bereichsweise umgebende Verstärkungsschicht.According to one aspect, a temperature sensor comprises an optical waveguide with at least one integrated temperature sensor element; a capillary which at least partially surrounds the optical waveguide; and a reinforcing layer surrounding the capillary at least partially.
Die mechanischen Eigenschaften von Kapillarmaterialien ohne eine umgebende Verstärkungsschicht, insbesondere isotropen Kapillarmaterialien wie z. B. Quarzglas oder Metall, sind über die Länge der Kapillare konstant. Bei dem hierin beschriebenen Temperatursensor ist eine Verstärkungsschicht vorgesehen, die die Kapillare zumindest bereichsweise umgibt. Die Verstärkungsschicht kann dazu beitragen, die mechanischen Eigenschaften wie z. B. die Steifigkeit des Temperatursensors zu verbessern. Die Steifigkeit umfasst z. B. die Biegesteifigkeit und/oder die Radialsteifigkeit des Temperatursensors.The mechanical properties of capillary materials without a surrounding reinforcing layer, in particular isotropic capillary materials such. As quartz glass or metal, are constant over the length of the capillary. In the temperature sensor described herein, a reinforcing layer is provided which surrounds the capillary at least in regions. The reinforcing layer can help to improve the mechanical properties such. B. to improve the rigidity of the temperature sensor. The stiffness includes z. B. the bending stiffness and / or the radial stiffness of the temperature sensor.
Dadurch ist beispielsweise ein hierin offenbarter Temperatursensor mit einer Kapillare mit zumindest bereichsweise vorgesehener Verstärkungsschicht weniger spröde als eine herkömmliche Kapillare, was dazu beitragen kann, die Handhabung zu verbessern. Beispielsweise zeigt ein hierin offenbarter Temperatursensor bzw. dessen Kapillare mit der sie zumindest bereichsweise umgebenden Verstärkungsschicht ein progressives Versagensverhalten bei einer Überlastung, beispielsweise einer Knickbelastung oder Biegebelastung. Die Kapillare versagt dann nicht abrupt, also hervorgerufen durch einen einzelnen Versagensmodus, sondern zeigt eine Kombination von verschiedenen Modi. Dadurch kann die Kapillare und damit der Temperatursensor in einem Grenzbereich kritischer Belastung besser eingesetzt werden.As a result, for example, a temperature sensor disclosed herein having a capillary with a reinforcing layer provided at least in some areas is less brittle than a conventional capillary, which may contribute to improving handling. For example, a temperature sensor disclosed here or its capillary with the reinforcing layer surrounding it at least in regions exhibits a progressive failure behavior in the event of an overload, for example a buckling load or bending load. The capillary will not fail abruptly, caused by a single mode of failure, but will show a combination of different modes. As a result, the capillary and thus the temperature sensor can be used better in a critical stress boundary.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Formteils, wobei das Formwerkzeug aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt ist, mindestens einen hierin offenbarten Temperatursensor, wobei der Temperatursensor in das Formwerkzeug integriert ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst gemäß dem Aspekt das Formwerkzeug zur Herstellung eines Formteils, wobei das Formwerkzeug aus dem Faserverbundwerkstoff gefertigt ist, mindestens einen hierin offenbarten Temperatursensor, wobei der Temperatursensor an dem Formwerkzeug angeordnet ist.According to a further aspect, a mold for producing a molded part, wherein the mold is made of a fiber composite material, comprises at least one of them disclosed temperature sensor, wherein the temperature sensor is integrated into the mold. Alternatively or additionally, according to the aspect, the mold for producing a molded part, wherein the mold is made of the fiber composite, at least one temperature sensor disclosed herein, wherein the temperature sensor is arranged on the mold.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein hierin offenbarter Temperatursensor an einem Formwerkzeug zur Herstellung eines Formteils verwendet. Das Formwerkzeug ist bei der hierin beschriebenen Verwendung aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt.In another aspect, a temperature sensor disclosed herein is used on a molding tool to produce a molding. The mold is made from a fiber composite material as used herein.
Die Formulierung, wonach der Temperatursensor an dem Formwerkzeug verwendet wird, schließt ein, dass der Temperatursensor in dem Formwerkzeug verwendet wird, beispielsweise, indem der Temperatursensor in das Formwerkzeug integriert wird. Eine hierin offenbarte Verwendung schließt ein, dass der Temperatursensor an oder in dem Formwerkzeug angeordnet wird und/oder dass der Temperatursensor an oder in dem Formwerkzeug befestigt bzw. angebracht wird.The formulation according to which the temperature sensor is used on the mold includes that the temperature sensor is used in the mold, for example, by integrating the temperature sensor into the mold. A use disclosed herein includes placing the temperature sensor on or in the mold and / or affixing the temperature sensor to or in the mold.
Ein an dem Formwerkzeug vorgesehener Temperatursensor oder ein in das Formwerkzeug integrierter Temperatursensor kann eine Temperatur an der Oberfläche eines Formteils, das mit dem Formwerkzeug hergestellt wird, nahe an der Oberfläche dieses Formteils messen. Dies kann dazu beitragen, eine schnelle und exakte Messung zu gewährleisten.A temperature sensor provided on the molding tool or a temperature sensor integrated in the molding tool can measure a temperature on the surface of a molding made with the molding tool close to the surface of this molding. This can help to ensure fast and accurate measurement.
Die mechanischen Eigenschaften der Kapillare des Temperatursensors, der an dem Formwerkzeug vorgesehen ist oder in das Formwerkzeug integriert ist, können an das Verhalten des Faserverbundwerkstoffs des Formwerkzeugs angepasst werden. Insbesondere kann die Steifigkeit des Temperatursensors so angepasst werden, dass die Handhabung und der Betrieb des Temperatursensors, der in das Formwerkzeug integriert ist, erleichtert bzw. verbessert sind.The mechanical properties of the capillary of the temperature sensor, which is provided on the mold or integrated into the mold, can be adapted to the behavior of the fiber composite material of the mold. In particular, the rigidity of the temperature sensor can be adjusted so that the handling and operation of the temperature sensor, which is integrated into the mold, are facilitated or improved.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Temperatursensors ein Einbringen eines Abschnitts eines Lichtwellenleiters mit mindestens einem integrierten Temperatursensorelement in eine Kapillare; ein Umgeben der Kapillare zumindest in einem Bereich der Kapillare mit einer Verstärkungsschicht, wobei die Verstärkungsschicht typischerweise gewickelte oder geflochtene Fasern aufweist; und ein Verschließen, insbesondere Zugentlasten und/oder Abdichten, eines axialen Endes des Temperatursensors.According to a further aspect, a method for producing a temperature sensor comprises introducing a section of an optical waveguide with at least one integrated temperature sensor element into a capillary; surrounding the capillary at least in a region of the capillary with a reinforcing layer, wherein the reinforcing layer typically comprises wound or braided fibers; and closing, in particular strain relief and / or sealing, an axial end of the temperature sensor.
Bei Ausführungsformen weist die Verstärkungsschicht gewickelte oder geflochtene Fasern auf. Beispiele für ein Fasermaterial für die gewickelten oder geflochtenen Fasern sind Carbonfasern, Aramidfasern oder Glasfasern. Typischerweise umfassen die Fasern der Verstärkungsschicht Glas, Aramid und/oder Carbon.In embodiments, the reinforcing layer comprises wound or braided fibers. Examples of a fiber material for the wound or braided fibers are carbon fibers, aramid fibers or glass fibers. Typically, the fibers of the reinforcing layer comprise glass, aramid and / or carbon.
Die Fasern können in einer oder in mehreren Lagen gewickelt oder geflochten sein. Je mehr Lagen von Fasern gewickelt oder geflochten werden, desto höher ist in der Regel die sich ergebende Steifigkeit des Temperatursensors. Unter anderem durch eine geeignete Wahl der Anzahl von Lagen kann die Steifigkeit, insbesondere die Biegesteifigkeit, des Temperatursensors an die lokalen Anforderungen angepasst werden.The fibers may be wound or braided in one or more layers. The more layers of fibers are wound or braided, the higher is usually the resulting stiffness of the temperature sensor. Among other things, by a suitable choice of the number of layers, the stiffness, in particular the bending stiffness, of the temperature sensor can be adapted to the local requirements.
Das Material für die Fasern der Verstärkungsschicht kann gemäß einer gewünschten Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, des Temperatursensors gewählt werden. Fasern aus Carbon haben unter den im Wesentlichen gleichen Bedingungen (insbesondere Faserstärke, Wickelwinkel, Wandstärke der resultierenden Verstärkungsschicht) eine höhere Steifigkeit als Glasfasern. Unter anderem durch eine geeignete Wahl des Fasermaterials kann die Steifigkeit, insbesondere die Biegesteifigkeit, des Temperatursensors an die lokalen Anforderungen angepasst werden.The material for the fibers of the reinforcing layer may be selected according to a desired rigidity, in particular bending stiffness, of the temperature sensor. Carbon fibers have a higher stiffness than glass fibers under substantially the same conditions (especially fiber strength, wrap angle, wall thickness of the resulting reinforcing layer). Among other things, by a suitable choice of the fiber material, the stiffness, in particular the bending stiffness, of the temperature sensor can be adapted to the local requirements.
Die Wahl des Fasermaterials für die Fasern der Verstärkungsschicht kann gemäß den Eigenschaften eines Messobjekt-Materials erfolgen. Das Messobjekt-Material ist dasjenige Material, das den Temperatursensor bei einer Anordnung oder Anbringung in oder an einem Messobjekt umgibt oder an dem Temperatursensor anliegt. Beispielsweise kann die Materialwahl so erfolgen, dass Materialeigenschaften der Fasern der Verstärkungsschicht den zugehörigen Materialeigenschaften des Messobjekt-Materials ähneln oder die gleichen sind. Beispiele für Materialeigenschaften sind das elektrochemische Potential zwischen dem Fasermaterial und dem Messobjekt-Material und/oder die thermischen Eigenschaften (insbesondere Wärmeausdehnungskoeffizient, thermische Leitfähigkeit) des Fasermaterials in Bezug auf das Messobjekt-Material.The choice of fibrous material for the fibers of the reinforcing layer may be made according to the properties of a target material. The measurement object material is the material that surrounds the temperature sensor in an arrangement or attachment in or on a measurement object or is applied to the temperature sensor. For example, the choice of material may be such that material properties of the fibers of the reinforcement layer are similar or the same to the associated material properties of the measurement object material. Examples of material properties are the electrochemical potential between the fiber material and the measurement object material and / or the thermal properties (in particular thermal expansion coefficient, thermal conductivity) of the fiber material with respect to the measurement object material.
Typischerweise weist die Verstärkungsschicht ein Faserverbundmaterial auf. Bei einem typischen Faserverbundmaterial für die Verstärkungsschicht eines hierin offenbarten Temperatursensors sind die geflochtenen oder gewickelten Fasern von einem Matrixmaterial umgeben. Beispielsweise ist das Matrixmaterial ein duroplastisches Material wie z. B. ein Epoxid. Das Matrixmaterial kann aber auch ein thermoplastisches Material sein.Typically, the reinforcing layer comprises a fiber composite material. In a typical fiber composite for the reinforcing layer of a temperature sensor disclosed herein, the braided or wound fibers are surrounded by a matrix material. For example, the matrix material is a thermoset material such. B. an epoxide. The matrix material may also be a thermoplastic material.
Die Wahl des Matrixmaterials für die Verstärkungsschicht kann gemäß den Eigenschaften eines Messobjekt-Materials erfolgen. Das Messobjekt-Material ist dasjenige Material, das den Temperatursensor bei einer Anordnung oder Anbringung in oder an einem Messobjekt umgibt oder an dem Temperatursensor anliegt. Beispielsweise kann die Materialwahl so erfolgen, dass Materialeigenschaften der Matrix der Verstärkungsschicht den zugehörigen Materialeigenschaften des Messobjekt-Materials ähneln oder die gleichen sind. Beispiele für Materialeigenschaften sind das elektrochemische Potential zwischen dem Matrixmaterial und dem Messobjekt-Material und/oder die thermischen Eigenschaften (insbesondere Wärmeausdehnungskoeffizient, thermische Leitfähigkeit) des Matrixmaterials in Bezug auf das Messobjekt-Material.The choice of the matrix material for the reinforcement layer can be made according to the properties of a measurement object material. The measuring object Material is the material that surrounds the temperature sensor in an arrangement or attachment in or on a measurement object or is applied to the temperature sensor. For example, the choice of material can be such that material properties of the matrix of the reinforcement layer are similar or the same to the associated material properties of the measurement object material. Examples of material properties are the electrochemical potential between the matrix material and the measurement object material and / or the thermal properties (in particular thermal expansion coefficient, thermal conductivity) of the matrix material with respect to the measurement object material.
Bei der hierin offenbarten Verwendung ist typischerweise ein Fasermaterial im Faserverbundwerkstoff des Formwerkzeugs und ein Fasermaterial der Verstärkungsschicht gleich. Alternativ oder zusätzlich sind bei Ausführungsformen der hierin offenbarten Verwendung ein Matrixmaterial im Faserverbundwerkstoff des Formwerkzeugs und ein Matrixmaterial der Verstärkungsschicht gleich.Typically, in the use disclosed herein, a fibrous material in the fiber composite of the forming tool and a fibrous material of the reinforcing layer are the same. Alternatively or additionally, in embodiments of the use disclosed herein, a matrix material in the fiber composite of the mold and a matrix material of the reinforcing layer are the same.
Wenn beispielsweise das Fasermaterial im Faserverbundwerkstoff des Formwerkzeugs Carbon ist und das Matrixmaterial ein Epoxid ist, wird typischerweise als Fasermaterial der Verstärkungsschicht ebenfalls Carbon gewählt, und als Matrixmaterial der Verstärkungsschicht wird ebenfalls Epoxid gewählt. Dies ist jedoch nur beispielhaft, und ähnliches gilt auch für andere Fasermaterialien wie z. B. Glas oder Aramid sowie für andere Matrixmaterialien wie z. B. andere duroplastische oder auch thermoplastische Materialien.For example, if the fibrous material in the fiber composite of the mold is carbon and the matrix material is an epoxy, carbon is typically also selected as the fibrous material of the reinforcing layer, and epoxy is also selected as the matrix material of the reinforcing layer. However, this is only an example, and the same applies to other fiber materials such. As glass or aramid and other matrix materials such. B. other thermoset or thermoplastic materials.
Eine solche Wahl der jeweiligen Materialien kann dazu beitragen, dass die thermischen Eigenschaften des Temperatursensors, insbesondere der Kapillare und der Verstärkungsschicht, ähnlich oder gleich sind zu denjenigen des umgebenden Materials des Formwerkzeugs. Dadurch können thermische Spannungen im Laminat der Materialien verringert werden, was dazu beitragen kann, dass eine Beschädigung durch thermische Beanspruchung, insbesondere zyklische thermische Beanspruchung, verringert oder vermieden wird.Such a choice of the respective materials can contribute to the thermal properties of the temperature sensor, in particular the capillary and the reinforcing layer, being similar or identical to those of the surrounding material of the molding tool. As a result, thermal stresses in the laminate of the materials can be reduced, which can contribute to reducing or avoiding damage by thermal stress, in particular cyclic thermal stress.
Eine solche Wahl der jeweiligen Materialien kann auch dazu beitragen, eine Kontaktkorrosion aufgrund unterschiedlicher elektrochemischer Potenziale zwischen dem Temperatursensor und dem umgebenden Material des Formwerkzeugs zu verringern oder zu vermeiden. Eine solche Korrosion verschlechtert beispielsweise die mechanischen Eigenschaften wie z. B. die Laminatqualität, kann aber somit vermieden werden.Such a choice of the respective materials may also help to reduce or avoid contact corrosion due to different electrochemical potentials between the temperature sensor and the surrounding material of the mold. Such corrosion deteriorates, for example, the mechanical properties such. As the laminate quality, but can thus be avoided.
Die Wahl des Fasermaterials und/oder des Matrixmaterials der Verstärkungsschicht kann auch anhand einer gewünschten thermischen Leitfähigkeit erfolgen. Beispielsweise ist die thermische Leitfähigkeit eines Carbon-Fasermaterials höher als diejenige eines Glasfasermaterials. Eine hohe thermische Leitfähigkeit kann ein schnelleres Ansprechen des mindestens einen Temperatursensorelements in dem Temperatursensor bewirken.The choice of the fiber material and / or the matrix material of the reinforcing layer can also be based on a desired thermal conductivity. For example, the thermal conductivity of a carbon fiber material is higher than that of a glass fiber material. A high thermal conductivity can cause a faster response of the at least one temperature sensor element in the temperature sensor.
Bei Ausführungsformen weist die Kapillare eine Glaskapillare auf. Alternativ weist bei Ausführungsformen die Kapillare eine Kunststoffkapillare auf. Alternativ weist bei Ausführungsformen die Kapillare eine Metallkapillare auf. Alternativ weist bei Ausführungsformen die Kapillare eine Keramikkapillare auf.In embodiments, the capillary has a glass capillary. Alternatively, in embodiments, the capillary has a plastic capillary. Alternatively, in embodiments, the capillary has a metal capillary. Alternatively, in embodiments, the capillary has a ceramic capillary.
Bei Ausführungsformen weist das mindestens eine integrierte Temperatursensorelement ein Faser-Bragg-Gitter auf. Ein Faser-Bragg-Gitter ermöglicht es, über eine Messung der Verschiebung von dessen charakteristischer Wellenlänge beim Auftreffen von Messlicht einen Rückschluss auf eine Kompression oder Dehnung des Faser-Bragg-Gitters zu ziehen und/oder einen thermischen Einfluss durch den thermooptischen Effekt auf das Faser-Bragg-Gitter zu bestimmen. Eine Kompression oder eine Dehnung des Faser-Bragg-Gitters kann von einer Temperaturänderung herrühren. Die Bestimmung der Kompression oder Dehnung und/oder die Bestimmung des thermischen Einflusses auf das Faser-Bragg-Gitter, die vom thermooptischen Effekt herrührt, über die Messung der Verschiebung der charakteristischen Wellenlänge des Faser-Bragg-Gitters gibt ein Maß für die Temperaturänderung an.In embodiments, the at least one integrated temperature sensor element comprises a fiber Bragg grating. A fiber Bragg grating makes it possible, via a measurement of the shift of its characteristic wavelength on the impact of measuring light, to draw conclusions about a compression or expansion of the fiber Bragg grating and / or a thermal influence on the fiber by the thermo-optical effect To determine -Bragg grid. Compression or stretching of the fiber Bragg grating may result from a temperature change. The determination of the compression or elongation and / or the determination of the thermal influence on the fiber Bragg grating, which results from the thermo-optic effect, via the measurement of the shift of the characteristic wavelength of the fiber Bragg grating, gives a measure of the temperature change.
Alternativ oder zusätzlich weist bei Ausführungsformen das mindestens eine integrierte Temperatursensorelement ein Rückstreuelement für ein faseroptisches Rückstreumessverfahren auf. Ein Beispiel für ein faseroptisches Rückstreumessverfahren, das einen Rückschluss auf eine Temperatur oder eine Temperaturänderung des Rückstreuelements zulässt, ist ein optisches Frequenzbereichs-Reflektometrieverfahren.Alternatively or additionally, in embodiments, the at least one integrated temperature sensor element has a backscatter element for a fiber optic backscatter measurement method. An example of a fiber optic backscatter measurement method that allows a conclusion to a temperature or a temperature change of the backscatter element is an optical frequency domain reflectometry method.
Ein Rückstreuelement ist beispielsweise ein Abschnitt (ein Segment) des Lichtwellenleiters, der ein charakteristisches Streumuster für einfallendes Messlicht im Frequenzbereich zeigt. Ein charakteristisches Streumuster ist in dem Abschnitt beispielsweise aufgrund von einer Beeinflussung der Wellenleitergeometrie des Lichtwellenleiters, aufgrund von lokalen Defekten wie z. B. Fremdatomen, veränderter Brechzahlen oder dergleichen vorhanden. Ein Grundzustand für das charakteristische Streumuster des Abschnitts oder für das charakteristische Streumuster des Abschnitts wesentliche Eigenschaften wird beispielsweise im Voraus ermittelt.A backscatter element is, for example, a section (segment) of the optical waveguide which exhibits a characteristic scattering pattern for incident measuring light in the frequency domain. A characteristic scattering pattern is in the section, for example, due to an influence on the waveguide geometry of the optical waveguide, due to local defects such. B. impurities, modified refractive indices or the like. For example, a ground state for the characteristic scattering pattern of the portion or characteristic properties for the characteristic scattering pattern of the portion is determined in advance.
Bei einer Temperaturänderung des Rückstreuelements, also des Abschnitts, wird das in dem Rückstreumessverfahren ermittelbare charakteristische Streumuster über dem Frequenzverlauf gedehnt oder gestaucht. Auch der thermooptische Effekt kann einen Einfluss auf das charakteristische Streumuster haben. Die Dehnung oder die Stauchung und/oder er Einfluss durch den thermooptischen Effekt können in einem geeigneten Auswertungsverfahren ermittelt werden, beispielsweise in einem Korrelations-Messverfahren, das den Verlauf des veränderten charakteristischen Streumusters auf den Grundzustand bezieht. Ein Maß für die Veränderung lässt einen Rückschluss auf die Temperaturveränderung des Rückstreuelements zu. When there is a change in temperature of the backscatter element, that is to say of the section, the characteristic scatter pattern which can be determined in the backscatter measurement method is stretched or compressed over the frequency curve. The thermo-optic effect can also have an influence on the characteristic scattering pattern. The strain or the compression and / or influence by the thermo-optical effect can be determined in a suitable evaluation method, for example in a correlation measuring method, which relates the course of the changed characteristic scattering pattern to the ground state. A measure of the change allows a conclusion on the temperature change of the backfill element.
Bei Ausführungsformen umfasst der Lichtwellenleiter eine Mehrzahl von integrierten Temperatursensorelementen, die voneinander in Richtung einer Achse des Lichtwellenleiters beabstandet sind. Typischerweise umfasst der Lichtwellenleiter zwei oder drei oder mehr integrierte Temperatursensorelemente.In embodiments, the optical waveguide includes a plurality of integrated temperature sensor elements spaced apart from one another in the direction of an axis of the optical waveguide. Typically, the optical fiber comprises two or three or more integrated temperature sensor elements.
Bei verschiedenen Messobjekten, beispielsweise bei einem Formwerkzeug aus einem Faserverbundwerkstoff, werden herkömmlicherweise mehrere Temperatur-Einzelsensorelemente zur Temperaturmessung verwendet, die beispielsweise ein elektrisches Messverfahren nutzen und/oder in das Formwerkzeug eingebettet sind. Diese Einzelsensoren sind einzeln elektrisch mit einem Messsystem verbunden. Mit dem hierin offenbarten Temperatursensor, dessen Lichtwellenleiter eine Mehrzahl von integrierten Temperatursensorelementen umfasst, ist es beispielsweise möglich, den zum Messen der Temperatur notwendigen Verschaltungsaufwand zu minimieren, indem die Anzahl der notwendigen Messleitungen und/oder die Gesamtlänge der verbauten Messleitungen verringert wird. Dadurch können Kosten gesenkt werden und/oder ein negativer Effekt auf die mechanischen Eigenschaften des Messobjekts verringert werden, der durch die integrierte Sensorik mit Einzelsensoren und deren elektrische Anbindung verursacht wird.In the case of different test objects, for example in the case of a mold made of a fiber composite material, a plurality of temperature individual sensor elements are conventionally used for temperature measurement, which use, for example, an electrical measuring method and / or are embedded in the mold. These individual sensors are individually electrically connected to a measuring system. With the temperature sensor disclosed herein, the optical waveguide of which comprises a plurality of integrated temperature sensor elements, it is possible, for example, to minimize the necessary circuitry for measuring the temperature by reducing the number of necessary test leads and / or the total length of the installed test leads. As a result, costs can be reduced and / or a negative effect on the mechanical properties of the test object can be reduced, which is caused by the integrated sensors with individual sensors and their electrical connection.
Die verschiedenen Temperatursensorelemente des hierin offenbarten Temperatursensors können unterschiedliche optische Charakteristiken haben, um eine Unterscheidung der Messsignale zu ermöglichen. Wenn beispielsweise Faser-Bragg-Gitter zum Einsatz kommen, können die charakteristischen Wellenlängen der einzelnen Faser-Bragg-Gitter voneinander verschieden sein. Wenn alternativ oder zusätzlich Rückstreuelemente für ein faseroptisches Rückstreumessverfahren zum Einsatz kommen, können die charakteristischen Streumuster der einzelnen Rückstreuelemente voneinander verschieden sein.The various temperature sensor elements of the temperature sensor disclosed herein may have different optical characteristics to allow discrimination of the measurement signals. For example, when fiber Bragg gratings are used, the characteristic wavelengths of the individual fiber Bragg gratings may be different. If, alternatively or additionally, backscatter elements are used for a fiber optic backscatter measurement method, the characteristic scattering patterns of the individual backscatter elements may differ from one another.
Mehrere Temperatursensorelemente in einem einzigen Lichtwellenleiter können eine Messung der jeweiligen Temperatur oder Temperaturänderung an unterschiedlichen räumlichen Positionen ermöglichen. Wenn ein hierin offenbarter Temperatursensor an oder in einem Messobjekt angeordnet oder angebracht wird, können die jeweiligen Temperaturen an unterschiedlichen Stellen im oder am Messobjekt messen.Multiple temperature sensor elements in a single optical fiber may allow for measurement of the particular temperature or temperature change at different spatial locations. When a temperature sensor disclosed herein is placed or mounted on or within a measurement object, the respective temperatures may measure at different locations in or on the measurement object.
Wenn mehrere Temperatursensorelemente in dem Lichtwellenleiter vorhanden sind, können bei einer Messung mehrere Messsignale ermittelt werden. Eine Zuordnung der einzelnen Messsignale zu den Stellen im oder am Messobjekt erfolgt beispielsweise über die bekannten und/oder vorab ermittelten verschiedenen Charakteristika der Temperatursensorelement. Bei Faser-Bragg-Gittern erfolgt die Zuordnung beispielweise über die jeweilige charakteristische Wellenlänge; entsprechend erfolgt die Zuordnung bei Rückstreuelementen für ein faseroptisches Rückstreumessverfahren über das jeweilige charakteristische Streumuster.If several temperature sensor elements are present in the optical waveguide, a plurality of measurement signals can be determined during a measurement. An assignment of the individual measurement signals to the locations in or on the measurement object takes place, for example, via the known and / or previously determined different characteristics of the temperature sensor element. In the case of fiber Bragg gratings, the assignment takes place, for example, via the respective characteristic wavelength; Accordingly, the assignment takes place in backscatter elements for a fiber optic backscatter measurement method on the respective characteristic scatter pattern.
Beispielsweise sind die einzelnen Temperatursensorelemente voneinander jeweils um mehr als 3 cm oder um mehr als 5 cm oder um mehr als 10 cm beabstandet. Der Abstand zwischen den einzelnen Temperatursensorelementen, d. h. die räumliche Dichte von Temperatursensorelementen im Lichtwellenleiter, braucht nicht gleichmäßig zu sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, die räumliche Dichte der Temperatursensorelemente an eine zu erwartende Temperaturverteilung in einem Messobjekt anzupassen, an oder in welchem der Temperatursensor angeordnet oder angebracht ist. Ein Beispiel für eine zu erwartende Temperaturverteilung ist die Verteilung möglicher „Hot Spots“ in einer Werkzeugform oder dergleichen.For example, the individual temperature sensor elements are spaced from each other by more than 3 cm or more than 5 cm or more than 10 cm. The distance between the individual temperature sensor elements, d. H. the spatial density of temperature sensor elements in the optical fiber does not need to be uniform. It can be provided, for example, to adapt the spatial density of the temperature sensor elements to an expected temperature distribution in a measurement object at or in which the temperature sensor is arranged or mounted. An example of an expected temperature distribution is the distribution of possible "hot spots" in a tool mold or the like.
Ein Temperatursensor mit mehreren Temperatursensorelementen stellt demgemäß die Möglichkeit zur Temperaturmessung an mehreren Messstellen bereit, wobei der Platzbedarf oder der Verschaltungsaufwand im Vergleich zum Vorsehen von mehreren Temperatursensoren für die unterschiedlichen Messstellen reduziert ist.A temperature sensor with a plurality of temperature sensor elements thus provides the possibility of temperature measurement at a plurality of measuring points, wherein the space requirement or Verschaltungsaufwand is reduced in comparison to the provision of multiple temperature sensors for the different measuring points.
Bei Ausführungsformen weist die Kapillare eine Wandstärke von weniger als 0,1 mm auf. Typischerweise weist die Kapillare eine Wandstärke von weniger als 0,07 mm oder von weniger als 0,05 mm auf. Die Wandstärke, wie hierin verwendet, ist die Dicke der betreffenden Schicht.In embodiments, the capillary has a wall thickness of less than 0.1 mm. Typically, the capillary has a wall thickness of less than 0.07 mm or less than 0.05 mm. The wall thickness, as used herein, is the thickness of the layer in question.
Bei Ausführungsformen weist die Verstärkungsschicht eine Wandstärke von mehr als 0,1 mm auf. Typischerweise weist die Verstärkungsschicht eine Wandstärke von mehr als 0,13 mm oder von mehr als 0,15 mm auf.In embodiments, the reinforcing layer has a wall thickness of more than 0.1 mm. Typically, the reinforcing layer has a wall thickness of greater than 0.13 mm or greater than 0.15 mm.
Bei Ausführungsformen ist die Steifigkeit des Temperatursensors zumindest bereichsweise vorgebbar oder vorgegeben, indem ein Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht relativ zu einer Richtung einer Achse des Temperatursensors vorgegeben wird. Typischerweise entspricht die Richtung der Achse des Temperatursensors der Richtung der Achse des Lichtwellenleiters. In embodiments, the rigidity of the temperature sensor can be predetermined or predefined at least in regions by predetermining an orientation angle of the fibers of the reinforcement layer relative to a direction of an axis of the temperature sensor. Typically, the direction of the axis of the temperature sensor corresponds to the direction of the axis of the optical waveguide.
Der Ausrichtungswinkel der Fasern entspricht typischerweise dem Wickelwinkel der Fasern. Ein Wickelwinkel von 0° gibt einen Faserverlauf an, der in Richtung der Achse des Temperatursensors bzw. des Lichtwellenleiters ausgerichtet ist. Je näher sich der Wickelwinkel einem Winkel von 90° nähert, desto mehr nähert sich der Faserverlauf einer Ausrichtung senkrecht zur Richtung der Achse des Temperatursensors bzw. des Lichtwellenleiters an.The orientation angle of the fibers typically corresponds to the winding angle of the fibers. A winding angle of 0 ° indicates a fiber profile, which is aligned in the direction of the axis of the temperature sensor or the optical waveguide. The closer the winding angle approaches an angle of 90 °, the more the fiber orientation approaches an orientation perpendicular to the direction of the axis of the temperature sensor or of the optical waveguide.
Je nachdem, unter welchem Ausrichtungswinkel die Fasern (die Verstärkungsfasern) der Verstärkungsschicht an der Kapillare appliziert werden, ändern sich die mechanischen Eigenschaften der Kapillare, insbesondere deren Steifigkeit. Werden die Fasern in einer axialeren Richtung appliziert, wird die Kapillare biegesteifer. Werden die Fasern in einer radialeren Richtung appliziert, wird die Kapillare biegeschlaffer und/oder drucksteifer.Depending on the orientation angle at which the fibers (the reinforcing fibers) of the reinforcing layer are applied to the capillary, the mechanical properties of the capillaries, in particular their stiffness, change. If the fibers are applied in an axial direction, the capillary becomes more rigid. If the fibers are applied in a more radial direction, the capillary becomes less sluggish and / or more pressure-resistant.
Es ist denkbar, dass der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht in der Gesamtausdehnung der Verstärkungsschicht entlang der Achse des Temperatursensors im Wesentlichen gleich ist. In diesem Fall wird eine im Wesentlichen gleichbleibende Steifigkeit des Temperatursensors erzielt.It is conceivable that the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer in the overall extent of the reinforcing layer along the axis of the temperature sensor is substantially equal. In this case, a substantially constant rigidity of the temperature sensor is achieved.
Der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht kann aber auch im Verlauf der Verstärkungsschicht entlang der Achse des Temperatursensors verändert werden.However, the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer may also be changed in the course of the reinforcing layer along the axis of the temperature sensor.
Beispielsweise kann die Verstärkungsschicht verschiedene Bereiche in Richtung der Achse des Temperatursensors aufweisen, wobei der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht innerhalb der verschiedenen Bereiche jeweils gleich ist, sich zumindest bei zwei der verschiedenen Bereiche jedoch voneinander unterscheidet. Die Bereiche der Verstärkungsschicht mit den unterschiedlichen Ausrichtungswinkeln der Fasern können dann unterschiedliche Steifigkeiten haben.For example, the reinforcing layer may have different areas in the direction of the axis of the temperature sensor, wherein the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer is the same within each of the different areas, but different from each other at least in two of the different areas. The regions of the reinforcing layer with the different orientation angles of the fibers can then have different stiffnesses.
Es ist auch möglich, den Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht kontinuierlich zu verändern, um eine kontinuierlich veränderliche Steifigkeit des Temperatursensors zu erzielen. Beispielsweise ist es möglich, den Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht im laufenden Produktionsprozess eines Temperatursensors zu verändern, um eine stufenlose Variation der Steifigkeit über den Axialverlauf zu erzielen.It is also possible to continuously change the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer to obtain a continuously variable rigidity of the temperature sensor. For example, it is possible to change the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer in the current production process of a temperature sensor in order to achieve a stepless variation of the rigidity over the axial course.
Es ist möglich, mehrere Wickelwinkel der Fasern zu kombinieren, beispielsweise in mehreren Lagen der Fasern. Es ist insbesondere möglich, einen Wickelwinkel von im Wesentlichen 0° mit einem Wickelwinkel zu kombinieren, der von 0° verschieden ist. Eine solche Kombination kann beispielsweise in einem Pull-Winding-Verfahren erhalten werden. Bei einem Pull-Winding-Verfahren werden die Fasern sowohl extrudiert (oder pulltrudiert), als auch gewickelt. Die Fasern der einen Schicht sind dann unter einem Wickelwinkel von 0° ausgerichtet und in Richtung des Temperatursensors (in Kapillarrichtung oder in Richtung des Lichtwellenleiters) orientiert. Die Fasern einer anderen Schicht sind dann unter einem von 0° verschiedenen Wickelwinkel ausgerichtet. Auch dieser Wickelwinkel der anderen Schicht kann beispielsweise kontinuierlich im laufenden Produktionsprozess verändert werden. Dadurch kann je nach Anwendungszweck ein vorteilhaftes Steifigkeitsverhalten erzielt werden.It is possible to combine several winding angles of the fibers, for example in several layers of the fibers. In particular, it is possible to combine a winding angle of substantially 0 ° with a winding angle other than 0 °. Such a combination can be obtained, for example, in a pull-winding method. In a pull-winding process, the fibers are both extruded (or pulltruded) and wound. The fibers of the one layer are then aligned at a winding angle of 0 ° and oriented in the direction of the temperature sensor (in the capillary direction or in the direction of the optical waveguide). The fibers of another layer are then aligned at a winding angle different from 0 °. This winding angle of the other layer can also be changed continuously, for example, during the ongoing production process. As a result, depending on the application, an advantageous stiffness behavior can be achieved.
Bei Ausführungsformen wird der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht in einem Bereich von 20° bis 80° zur Achse des Temperatursensors vorgegeben. Bei der genannten Kombination von einem Ausrichtungswinkel von 0° mit einem von 0° verschiedenen Ausrichtungswinkel wird für die Lage, in welcher der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht von 0° verschieden ist, gemäß der Ausführungsform in einem Bereich von 20° bis 80° vorgegeben. Ein Bereich von 20° von 80° ist ein typischer prozessstabiler Bereich.In embodiments, the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer is set in a range of 20 ° to 80 ° to the axis of the temperature sensor. In the above combination of an orientation angle of 0 ° and an orientation angle different from 0 °, the position in which the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer is other than 0 ° is set in a range of 20 ° to 80 ° according to the embodiment. A range of 20 ° from 80 ° is a typical process stable range.
Beispielsweise wird der Ausrichtungswinkel der Fasern der Verstärkungsschicht in einem Bereich von 20° bis 40° und typischerweise bei ungefähr 25° vorgegeben. Der Ausrichtungswinkel wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Anzahl der Filamente im Faserbündel gewählt. Bei einem verhältnismäßig dicken Strang von Fasern kann es vorteilhaft sein, einen flacheren Winkel zu wählen, um ein Überlappen der Fasern innerhalb dergleichen Wickellage der Verstärkungsschicht zu vermeiden.For example, the orientation angle of the fibers of the reinforcing layer is set in a range of 20 ° to 40 °, and typically about 25 °. The orientation angle is selected, for example, depending on the number of filaments in the fiber bundle. With a relatively thick strand of fibers, it may be advantageous to choose a shallower angle to avoid overlapping of the fibers within the same winding layer of the reinforcing layer.
Bestimmte mechanische Eigenschaften des Temperatursensors sind durch den Ausrichtungswinkel der Fasern einstellbar. Dadurch kann der Temperatursensor beispielsweise auch an gekrümmten Strukturen eines Messobjekts mit engen Biegeradien appliziert werden. Außerdem können beispielsweise die mechanischen Eigenschaften des Temperatursensors so eingestellt werden, dass der Sensor hohen Radialkräften widersteht und dennoch relativ flexibel bleibt.Certain mechanical properties of the temperature sensor are adjustable by the orientation angle of the fibers. As a result, the temperature sensor can also be applied, for example, to curved structures of a test object with tight bending radii. In addition, for example, the mechanical properties of the temperature sensor can be adjusted so that the sensor withstands high radial forces while remaining relatively flexible.
Bei Ausführungsformen umfasst zumindest ein axiales Ende des Temperatursensors ein Verschlusselement. In embodiments, at least one axial end of the temperature sensor comprises a closure element.
Das Verschlusselement umfasst typischerweise ein Zugentlastungs-Verschlusselement. Ein Zugentlastungs-Verschlusselement ist an dem axialen Ende des Temperatursensors vorgesehen, durch welches der Lichtwellenleiter geführt ist. Beispielsweise ist das Zugentlastungs-Verschlusselement ein Harzmaterial oder ein Klebstoff, und es ist typischerweise mit dem axialen Ende des Temperatursensors, beispielsweise mit der Kapillare, sowie mit dem eingeführten Lichtwellenleiter im Bereich des axialen Endes derart verbunden, dass mechanische Manipulationen am Lichtwellenleiter in Bereichen außerhalb der Kapillare keine oder nur geringfügige Auswirkungen auf das mindestens eine Temperatursensorelement haben.The closure element typically includes a strain relief closure element. A strain relief closure member is provided at the axial end of the temperature sensor through which the optical fiber is guided. For example, the strain relief closure element is a resin material or an adhesive, and is typically connected to the axial end of the temperature sensor, such as the capillary, as well as the inserted optical fiber in the region of the axial end such that mechanical manipulations of the optical fiber in areas outside the Capillary have no or only minor effects on the at least one temperature sensor element.
Das Verschlusselement umfasst alternativ oder zusätzlich ein Abdichtungs-Verschlusselement. Ein Abdichtungs-Verschlusselement ist an dem axialen Ende des Temperatursensors vorgesehen, welches von dem axialen Ende verschieden ist, durch welches der Lichtwellenleiter geführt ist. Typischerweise ist der Lichtwellenleiter nicht bis zu dem Abdichtungs-Verschlusselement geführt, um zu vermeiden, dass mechanische Belastungen, die nicht auf eine Temperaturänderung zurückgehen, auf das mindestens eine Temperatursensorelement übertragen werden.The closure element alternatively or additionally comprises a sealing closure element. A sealing closure member is provided at the axial end of the temperature sensor, which is different from the axial end through which the optical waveguide is guided. Typically, the optical fiber is not routed to the sealing closure member to prevent mechanical stresses not due to a temperature change from being transmitted to the at least one temperature sensing element.
Sowohl das Zugentlastungs-Verschlusselement, als auch das Abdichtungs-Verschlusselement können eine Dichtungsfunktion übernehmen, indem sie das Innere der Kapillare vor dem Eindringen von Substanzen schützen. Solche Substanzen können Feststoffe, Flüssigkeiten und/oder Gase umfassen. Bei der hierin offenbarten Verwendung können solche Substanzen beispielsweise Injektionsharze sein, die während der Herstellung eines Formteils in dem Formwerkzeug benötigt werden.Both the strain relief closure element and the sealing closure element can perform a sealing function by protecting the interior of the capillary from the ingress of substances. Such substances may include solids, liquids and / or gases. In the use disclosed herein, such substances may be, for example, injection resins needed during the manufacture of a molded article in the mold.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines Temperatursensors gemäß einer Ausführungsform; -
2 eine schematische Draufsicht des Temperatursensors aus1 ; -
3 ein Diagramm, das einen schematischen Messaufbau zur Durchführung einer Temperaturmessung mit dem Temperatursensor gemäß einer Ausführungsform zeigt; -
4 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Temperatursensors gemäß einer Ausführungsform.
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1 a schematic cross-sectional side view of a temperature sensor according to an embodiment; -
2 a schematic plan view of the temperature sensor1 ; -
3 a diagram showing a schematic measurement structure for performing a temperature measurement with the temperature sensor according to an embodiment; -
4 a flowchart for a method of manufacturing a temperature sensor according to an embodiment.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNGEMBODIMENTS OF THE DISCLOSURE
Nachstehend werden Ausführungsformen näher erläutert. Die Zeichnungen dienen der Veranschaulichung eines oder mehrerer Beispiele von Ausführungsformen. Sofern nicht anderweitig vermerkt, sind gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Hereinafter, embodiments will be explained in more detail. The drawings are illustrative of one or more examples of embodiments. Unless otherwise noted, the same or equivalent elements have the same reference numerals.
Hierin beschrieben Ausführungsformen betreffen u. a. einen Temperatursensor, der insgesamt mit 100 bezeichnet ist und in der Querschnitts-Seitenansicht der
Der Temperatursensor
Die Kapillare
In der dargestellten Ausführungsform weist die Verstärkungsschicht
Der Lichtwellenleiter
Der Lichtwellenleiter
Der Lichtwellenleiter
Die Verschlusselemente
Das Material für die Fasern und das Matrixmaterial der Verstärkungsschicht
Der aus dem Formwerkzeug
Bei einer Temperaturänderung werden die Temperatursensorelemente
Die Konstante k ist abhängig vom Material des Lichtwellenleiters.The constant k depends on the material of the optical waveguide.
Die charakteristischen Wellenlängen der bei der Ausführungsform als Faser-Bragg-Gitter ausgebildeten Temperatursensorelemente
Die Temperatursensorelemente
Zunächst wird in einem ersten Vorgang
In einem darauffolgenden Vorgang
Die Vorgänge
In einem darauffolgenden Vorgang
Obwohl die Ausführungsformen der 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 embodiments of the present invention have 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 (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102017105285.2A DE102017105285A1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Temperature sensor and associated manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017105285.2A DE102017105285A1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Temperature sensor and associated manufacturing method |
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DE102017105285.2A Withdrawn DE102017105285A1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Temperature sensor and associated manufacturing method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112751152A (en) * | 2021-02-03 | 2021-05-04 | 复旦大学 | Terahertz waveguide and preparation method thereof |
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2017
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