DE19939583A1 - Bragg-Gitter-Vorrichtung zum Messen einer mechanischen Kraft sowie Anwendung und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung - Google Patents
Bragg-Gitter-Vorrichtung zum Messen einer mechanischen Kraft sowie Anwendung und Verfahren zum Betrieb der VorrichtungInfo
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Abstract
Bragg-Gitter-Vorrichtung zum Messen einer mechanischen Kraft (K, K'), mit einer optischen Faser (1) und einem in der Faser ausgebildeten optischen Bragg-Gitter (11) sowie einer die zu messende Kraft in eine die Feder dehnende und/oder kontrahierende Kraft (K1, K1') umsetzenden Kraftübertragungseinrichtung (2), die ein Getriebe (2') mit einer Drehachse (21) aufweist. Die Einrichtung (2) ermöglicht eine höhere Meßempfindlichkeit und Sensoren zum Messen anderer physikalischer Größen wie elektrische Spannung, Temperatur, Beschleunigung, Vibration usw. mit höherer Meßempfindlichkeit.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bragg-Gitter-Vorrichtung zum Mes
sen einer mechanischen Kraft, die nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 aufweist:
- - wenigstens einen optischen Leiter aus elastischem Material zum Leiten einer optischen Strahlung in einer Ausbreitungs richtung,
- - wenigstens ein im Leiter ausgebildetes optischen Bragg-Git ter mit einer Bragg-Wellenlänge, die in Abhängigkeit von ei ner Dehnung und/oder Kontraktion des Leiters in der Aus breitungsrichtung variiert, und
- - eine Kraftübertragungseinrichtung, welche die zu messende Kraft in eine den Leiter in der Ausbreitungsrichtung dehnende und/oder kontrahierende Kraft umsetzt.
Die Erfindung betrifft auch eine Anwendung und ein Verfahren
zum Betrieb der Vorrichtung.
Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus dem US-Patent
5 680 489 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht
der optischen Leiter aus elastischem Material aus einer Faser
und die Kraftübertragungseinrichtung weist ein elastisches
Medium, in welches das Bragg-Gitter eingebettet ist, und eine
Masse auf, die mit einer zu einer Längsachse der Faser paral
lelen, von der Faser abgekehrten und in einem radialen Ab
stand von der Faser angeordneten Seitenfläche des elastischen
Mediums verbunden ist und bei einer Beschleunigung der Vor
richtung eine auf das elastische Medium wirkende und zu mes
sende Kraft erzeugt, die durch dieses elastische Medium in
eine die Faser in der Ausbreitungsrichtung dehnende und/oder
kontrahierende Kraft umsetzt.
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus WO 98/31987 bekannt, die
sich von der Vorrichtung nach dem US-Patent 5 680 489 ledig
lich dadurch unterscheidet, daß die Masse nicht an einer Sei
tenfläche, sondern an einer quer zur Längsachse der Faser an
geordneten Stirnfläche des elastischen Mediums befestigt ist,
die sonst aber wie die Vorrichtung nach dem US-Patent
5 680 489 arbeitet.
Aus der DE 196 48 403 ist eine Bragg-Gitter-Vorrichtung zum
Messen einer mechanischen Kraft bekannt, die aufweist:
- - wenigstens eine optische Faser zum Leiten einer optischen Strahlung in einer Ausbreitungsrichtung,
- - ein in der Faser integriertes optischen Bragg-Gitter mit einer gitterspezifischen Bragg-Wellenlänge, die in Abhängig keit von einer Dehnung und/oder Kontraktion der Faser in der Ausbreitungsrichtung variiert, und
- - einen Dehnkörper, der an der Faser bei zwei in der Ausbrei tungsrichtung in einem das Gitter enthaltenden Abstand von einander angeordneten Befestigungspunkten befestigt ist und sich in der Ausbreitungsrichtung dehnen kann.
Diese Vorrichtung dient zur Erfassung von in der mit einer
Längsrichtung der Faser übereinstimmenden Ausbreitungsrich
tung gerichteten Druck- und/oder Zugkräften, wobei der Dehn
körper nicht als "Verstärker" für den zu messenden Druck oder
Zug wirkt.
Die das Bragg-Gitter enthaltende Faser kann beispielsweise
durch eine elastische Feder in der Ausbreitungsrichtung auf
Zug vorgespannt sein.
Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung ist eine temperatur
kompensierte Variante, die eine zusätzliche unbelastete Refe
renzfaser mit einem integrierten Referenz-Bragg-Gitter auf
weist, durch welches Temperatureinflüsse, die eine Verschie
bung der Bragg-Wellenlänge hervorrufen, erfaßt und durch eine
geeignete Auswertung eliminiert werden können.
Dem US-Patent Nr. 5 682 445 ist eine Bragg-Gitter-Vorrichtung
zu entnehmen, die aufweist:
- - wenigstens eine optische Faser zum Leiten einer optischen Strahlung in einer Ausbreitungsrichtung,
- - ein in der Faser ausgebildetes optisches Bragg-Gitter mit einer gitterspezifischen Bragg-Wellenlänge, die in Abhängig keit von einer Dehnung und/oder Kontraktion der Faser in der Ausbreitungsrichtung variiert, und
- - eine drehachsenfreie Hebelübersetzung, welche an der Faser bei zwei in der Ausbreitungsrichtung in einem das Gitter ent haltenden Abstand voneinander angeordneten Befestigungspunk ten befestigt ist.
Die drehachsenfreie Hebelübersetzung, dient dazu, der Faser
und dem Gitter zwischen den Befestigungspunkten eine Spannung
in der Ausbreitungsrichtung zu erteilen.
Dazu weist die drehachsenfreie Hebelübersetzung wenigstens
zwei in der Ausbreitungsrichtung langgestreckte Teile mit je
weils einem stirnseitigen Ende auf, wobei diese Enden fest
miteinander verbunden sind. Jedes dieser beiden Teile weist
je ein dem einen Ende dieses Teils gegenüberliegendes anderes
stirnseitiges Ende auf. Das andere Ende eines Teils ist bei
einem der beiden Befestigungspunkte fest mit der Faser und
das andere Ende des anderen Teils beim anderen Befestigungs
punkt fest mit der Faser verbunden.
Eine in der Ausbreitungsrichtung wirkende Spannung in der Fa
ser kann durch eine Änderung der zwischen den stirnseitigen
Enden in der Ausbreitungsrichtung gemessenen Längen der bei
den Teile relativ zueinander erzeugt werden.
Eine Vorrichtung zum Messen einer mechanischen Kraft kann
auch so ausgebildet sein, daß eine Masse bei einer Beschleu
nigung der Vorrichtung eine Kraft erzeugt, die eine Faser
oder einen Spiegel auslenkt, und daß eine von der Auslenkung
der Faser oder des Spiegels abhängige Lichtintensität gemes
sen wird.
Auch kann eine Vorrichtung zum Messen einer mechanischen
Kraft so ausgebildet sein, daß eine Masse bei einer Beschleu
nigung der Vorrichtung eine Kraft erzeugt, die eine Zunge
auslenkt, und daß die Auslenkung der Zunge mittels elektri
scher Methoden, beispielsweise kapazitiv detektiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bragg-Gitter-
Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Messen einer me
chanischen Kraft bereitzustellen, die im Vergleich zu den be
kannten derartigen Bragg-Gitter-Vorrichtungen eine breitere
Anwendung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß dieser Lösung weist bei der erfindungsgemäßen Bragg-
Gitter-Vorrichtung die Kraftübertragungseinrichtung ein Ge
triebe mit einer relativ zum Leiter im wesentlichen festen
Drehachse aufweist.
Eine breitere Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann insbesondere dadurch erhalten werden, daß die Kraftüber
tragungseinrichtung ein von eins verschiedenes Umsetzungsver
hältnis zwischen der zu messenden Kraft und der umgesetzten
Kraft aufweist.
Als Getriebe ist prinzipiell jede Art von Getriebe mit Dreh
achse, beispielsweise ein Hebelgetriebe oder Zahnradgetriebe,
geeignet. Eine bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgebildet, daß das Ge
triebe wenigstens einen Hebel aufweist, der um die relativ
zum Leiter im wesentlichen feste Drehachse drehbar ist, der
am Leiter befestigt ist, und auf den die zu messende Kraft in
einem Abstand von der Drehachse einwirkt. Diese Ausgestaltung
läßt sich baulich besonders einfach realisieren.
Die zu messende Kraft kann dabei am Leiter, d. h. im Anstand
null vom Leiter oder in einem von null verschiedenen Abstand
vom Leiter auf den Hebel einwirken.
Das Umsetzungsverhältnis des Getriebes ist in diesem Fall
durch das Verhältnis zwischen dem Abstand des Angriffspunkts
der zu messenden Kraft am Hebel von der Drehachse des Hebels
und dem Abstand des Befestigungspunkts des Hebels am Leiter
von der Drehachse gegeben. Dieses Verhältnis kann kleiner,
größer oder gleich eins gewählt sein.
Insbesondere ist eine Vergrößerung einer von der zu messenden
Kraft bewirkten Auslenkung gegeben, wenn der Abstand zwischen
dem Befestigungspunkt des Hebels am Leiter und der Drehachse
größer als der Abstand zwischen dem Angriffspunkt der zu mes
senden Kraft am Hebel und der Drehachse gewählt ist, und eine
Kraftverstärkung, wenn der Abstand zwischen dem Befestigungs
punkt des Hebels am Leiter und der Drehachse kleiner als der
Abstand zwischen dem Angriffspunkt der zu messenden Kraft am
Hebel und der Drehachse gewählt ist.
Diese Ausgestaltung kann einen Hebel aufweisen, bei dem sich
die Drehachse zwischen dem Leiter und dem Angriffspunkt der
zu messenden Kraft am Hebel befindet, und/oder einen Hebel,
bei dem sich der Angriffspunkt der zu messenden Kraft am He
bel zwischen dem Leiter und der Drehachse befindet, und/oder
einen Hebel, bei dem sich der Leiter zwischen der Drehachse
und dem Angriffspunkt der zu messenden Kraft am Hebel befin
det.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Ausgestaltung ist
der Leiter an einem relativ zur Drehachse im wesentlichen fe
sten Punkt fixiert, der in der Ausbreitungsrichtung der
Strahlung in einem das Gitter enthaltenden Abstand vom Befe
stigungspunkt des Hebels am Leiter angeordnet ist.
Diese Ausführungsform weist vorzugs- und vorteilhafterweise
einen Trägerkörper auf, an dem der Hebel um die Drehachse
drehbar angelenkt und der Leiter an dem festen Punkt fixiert
ist. Der Trägerkörper kann vorteilhafterweise einstückig aus
gebildet sein und insbesondere aus einem einzigen Material
bestehen. Dadurch kann die Ausführungsform vorteilhafterweise
baulich einfach sein und kostengünstig hergestellt werden,
und eine komplexe und teure Trägerstruktur aus mehreren Tei
len ist vermieden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Drehachse durch eine elastische
Feder definiert ist, die den Trägerkörper und den Hebel mit
einander verbindet. Die Feder ist vorzugs- und vorteilhafter
weise eine Blattfeder, die in Bezug auf den Leiter so ange
ordnet ist, daß sie in Richtung parallel zur Ausbreitungs
richtung elastisch, in Richtung senkrecht zur Ausbreitungs
richtung dagegen steif ist. Dadurch hat die Vorrichtung vor
teilhafterweise einen Bewegungsfreiheitsgrad nur in Richtung
parallel zur Ausbreitungsrichtung, nicht aber in Richtung
senkrecht dazu.
Die Blattfeder kann durch einen Verbindungssteg zwischen dem
Trägerkörper und dem Hebel realisiert werden, der aus dem
gleichen Material wie der Trägerkörper und der Hebel, bei
spielsweise aus Quarzglas bestehen kann. In diesem Fall kön
nen der Trägerkörper, der Hebel und die Drehachse vorteilhaf
terweise einstückig ausgebildet sein.
Zweckmäßig ist es, wenn der Leiter parallel zur Ausbreitungs
richtung vorgespannt ist. Dies ermöglicht in einem durch die
Vorspannung bestimmten Bereich sowohl eine Dehnung als auch
Kontraktion des Bragg-Gitters.
Als optischer Leiter kann prinzipiell jeder Körper aus trans
parentem elastischen Material verwendet werden, der optische
Strahlung in einer Ausbreitungsrichtung leitet. Vorzugsweise
weist der Leiter eine optische Faser auf, in der das Bragg-
Gitter ausgebildet ist. Die Faser kann beispielsweise aus
Quarzglas bestehen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor
richtung weist eine Krafterzeugungseinrichtung zur Erzeugung
der von der Kraftübertragungseinrichtung umzusetzenden zu
messenden mechanische Kraft auf, die insbesondere so ausge
bildet sein kann, daß die zu messenden Kraft an Ort und Stel
le und beispielsweise wahlweise oder gesteuert erzeugt wird.
Bei einer bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung dieser
Weiterbildung weist die Krafterzeugungseinrichtung eine Wand
lereinrichtung zur Umwandlung einer von der zu messenden me
chanischen Kraft verschiedenen physikalischen Größe in diese
Kraft auf, wobei die physikalischen Größe vorzugsweise von
einer mechanischen Kraft verschieden ist und je nach Wand
lereinrichtung beispielsweise die Temperatur, eine elektri
sche und/oder magnetische Feldstärke, eine Beschleunigung,
Vibration usw. sein kann.
Ist die physikalische Größe beispielsweise eine elektrische
Feldstärke oder Spannung, kann die Wandlereinrichtung einen
Körper aus piezoelektrischem Material aufweisen, der sich in
Abhängigkeit von der Feldstärke oder Spannung streckt
und/oder zusammenzieht, wobei dieses Verhalten zur Erzeugung
der zu messenden Kraft ausgenutzt wird.
Wenn die physikalische Größe beispielsweise eine Beschleuni
gung und/oder Verzögerung, insbesondere eine Vibration ist,
kann die Wandlereinrichtung eine bewegliche Masse aufweisen,
auf welche die Beschleunigung und/oder Verzögerung wirkt, wo
bei die von der Masse erzeugte Trägheitskraft die zu messende
Kraft bildet. Der Schwerpunkt der Masse definiert den An
griffspunkt der zu messenden mechanischen Kraft.
Dieser Schwerpunkt kann auf einer den Befestigungspunkt des
Hebels mit dem Leiter und die Drehachse verbindenden Achse
oder in einem Abstand von dieser Achse angeordnet sein. Im
letztgenannten Fall kann eine Beschleunigungsempfindlichkeit
der Vorrichtung nicht nur in Richtung parallel zur Ausbrei
tung, sondern auch in Richtung senkrecht dazu erreicht wer
den.
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat nicht
nur den Vorteil der Messung einer mechanischen Kraft, die von
einer insbesondere von einer mechanischen Kraft verschiedenen
physikalischen Größe abhängt, sondern überdies den Vorteil,
daß sie als Sensorvorrichtung zur Messung der physikalischen
Größe selbst angewendet werden kann, beispielsweise als Tem
peratur-, elektrischer Spannungs-, Beschleunigungs- oder Vi
brationssensor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird generell so betrieben,
daß im Leiter eine optischen Strahlung zu dem im Leiter aus
gebildeten Bragg-Gitter geleitet und eine vom Bragg-Gitter
aufgrund der zugeleiteten optischen Strahlung erzeugte Bragg-
Wellenlänge als Maß für die zu messende Kraft gemessen wird.
Zur Kompensation von temperaturbedingten Effekten kann ein
dehnungs- und kontraktionskräftefreier optischer Referenzlei
ter vorhanden sein, in welchem ein Referenz-Bragg-Gitter aus
gebildet ist, durch welches Temperatureinflüsse, die eine
Verschiebung der Bragg-Wellenlänge hervorrufen, erfaßt und
durch eine geeignete Auswertung eliminiert werden können. Der
Referenzleiter und der zur Kraftmessung verwendete Leiter
sind vorzugsweise gleichartig. Das gleiche gilt für das Refe
renz-Bragg-Gitter und das zur Kraftmessung verwendete Bragg-
Gitter.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand
der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor
richtung, bei Auslenkungen verstärkt werden,
Fig. 2 ein Realisierung des Beispiels nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor
richtung, bei dem Kräfte verstärkt werden,
Fig. 4 eine Realisierung des Beispiels nach Fig. 3 mit
Hilfe einer Masse,
Fig. 5 in vereinfachter Darstellung eine Modifikation der
Realisierung nach Fig. 4 und
Fig. 6 in vereinfachter Darstellung eine weitere Modifika
tion der Realisierung nach Fig. 4.
Die Figuren sind schematische Darstellungen und nicht maß
stäblich.
Bei den in den Figuren dargestellten Beispielen besteht der
mit 1 bezeichnete optischen Leiter beispielsweise aus einer
optischen Faser, z. B. einem Glasfaser-Lichtwellenleiter. Die
Faser 1 leitet eingekoppelte optische Strahlung P in einer
Ausbreitungsrichtung, die mit einer zur Zeichenebene paralle
len Längsrichtung 10 der Faser 1 übereinstimmt.
In der Faser 1 ist ein optisches Bragg-Gitter 11 mit einer
gitterspezifischen Bragg-Wellenlänge λ1 ausgebildet, die in
Abhängigkeit von einer Dehnung und/oder Kontraktion der Faser
1 parallel zu deren Längsrichtung 10 variiert.
Eine generell mit 2 bezeichnete Kraftübertragungseinrichtung
setzt die zu messende Kraft in eine auf die Faser 1 parallel
zu deren Längsrichtung 10 wirkende Kraft um, welche die Faser
1 parallel zur Längsrichtung 10 dehnt und/oder kontrahiert.
Die Kraftübertragungseinrichtung 2 weist generell ein Getrie
be 2' mit einer relativ zum Leiter 1 im wesentlichen festen
Drehachse 21 auf.
Dieses Getriebe 2' weist beispielsweise einen Hebel 20 auf,
der einerseits um die Drehachse 21 drehbar ist, der anderer
seits an der Faser 1 befestigt ist, und auf den die zu mes
sende Kraft einwirkt.
In den Figuren ist die Drehachse 21 in Richtung senkrecht zur
Zeichenebene der jeweiligen Figur ausgerichtet, so daß sich
der Hebel 20 in Richtung parallel zu dieser Zeichenebene
dreht.
Der Hebel 20 ist bei einem Befestigungspunkt 22 an der Faser
1 befestigt. Die Faser 1 selbst ist an einem relativ zur
Drehachse 21 des Hebels 20 festen Punkt 32 fixiert, der sich
in einem parallel zur Längsrichtung 10 gemessenen Abstand a
vom Befestigungspunkt 22 des Hebels 20 an der Faser 1 befin
det. Im Abstand a ist das Gitter 11 enthalten.
Drückt auf den Hebel 20 in einem nicht mit der Drehachse 21
zusammenfallenden Angriffspunkt 23 eine zu messende Kraft K,
die eine Drehung des Hebels 20 um die Drehachse 21 im Ge
genuhrzeigersinn C bewirkt, wird am Befestigungspunkt 22 eine
vom festen Punkt 32 zum Befestigungspunkt 22 gerichtete Kraft
K1 erzeugt, welche die Faser 1 und das Gitter 11 parallel zur
Längsrichtung 10 elastisch dehnt.
Bei einem Nachlassen der Kraft K verringert sich die Dehnung
von Faser 1 und Gitter 11, bis schließlich bei ausreichend
kleiner Kraft K wieder der ursprüngliche dehnungslose Zustand
von Faser 1 und Gitter 11 erreicht wird.
Damit auch eine Kraft K' gemessen werden kann, die eine Dre
hung des Hebels 20 um die Drehachse 21 im Uhrzeigersinn c be
wirkt, wird die Faser 1 in der Längsrichtung 10 mit einer vom
festen Punkt 32 in Richtung zum Befestigungspunkt 22 gerich
teten bestimmten Vorspannkraft B vorgespannt, die der von
dieser Kraft K' am Befestigungspunkt 22 erzeugten Kraft K1'
entgegenwirkt. Solche Kräfte K' können gemessen werden, so
lange K1' ≦ B gilt.
Der Angriffspunkt 23 der zu messenden Kraft ist bei den
Fig. 1 bis 5 als auf einer den Befestigungspunkt 22 des Hebels
20 an der Faser 1 und die Drehachse 21 miteinander verbinden
den Hebelachse 200 angeordnet angenommen, welche parallel zur
Zeichenebene der jeweiligen Figur verläuft und die Drehachse
21 senkrecht schneidet.
Beim Beispiel nach Fig. 1 ist der Abstand d1 zwischen der
Drehachse 21 und dem Befestigungspunkt 22 des Hebels 20 an
der Faser 1 größer als der Abstand d2 zwischen der festen
Drehachse 21 und dem Angriffspunkt 23 der zu messenden Kraft
K bzw. K' am Hebel 20.
Dieses Beispiel ist für die Fälle geeignet, bei denen die von
der Faser 1 auf das Gitter 11 übertragenen Dehnungen und/oder
Kontraktionen zu gering sind, um die dadurch bewirkten Ver
schiebungen der gitterspezifischen Bragg-Wellenlänge λ1 zu
messen.
Durch den Hebel 20 werden am Befestigungspunkt 22 Dehnungen
und/oder Kontraktionen erreicht, die um den Faktor k = d1/d2
< 1 größer sind als die Dehnungen und/oder Kontraktionen ohne
den Hebel 20.
Die Fig. 2 zeigt eine spezielle Realisierung des Beispiels
nach Fig. 1. Bei dieser Realisierung ist ein Trägerkörper 3
vorhanden, an dem der Hebel 20 um die feste Drehachse 21
drehbar angelenkt und die Faser 1 an dem festen Punkt 32 fi
xiert ist.
Die Faser 1 ist an einem weiteren festen Punkt 34 am Träger
körper 3 so befestigt, daß der Befestigungspunkt 22 des He
bels 20 und das Gitter 11 zwischen dem einen festen Punkt 32
und dem weiteren festen Punkt 34 angeordnet ist.
Die Faser 1 ist zwischen den beiden festen Punkten 32 und 34
mit der Vorspannung B vorgespannt.
Der Trägerkörper 3 ist einstückig ausgebildet und besteht
beispielsweise aus Quarzglas oder einem anderen Glas. Er
weist vorzugs- und vorteilhafterweise einen Hohlraum 30 auf.
Der Hohlraum 30 ist beispielsweise eine in einem Oberflächen
abschnitt des Trägerkörpers 3 ausgebildete Aussparung.
In der Fig. 2 ist dieser Oberflächenabschnitt in Draufsicht
dargestellt und mit 31 bezeichnet. Der Hohlraum 30 bildet ei
ne von einem inneren Rand 301 des Oberflächenabschnitts 31
begrenzte Öffnung 310 im Oberflächenabschnitt 31 und er
streckt sich vom Oberflächenabschnitt 31 vertikal zur Zeichen
ebene der Fig. 2 in die Tiefe.
Die Öffnung 310 des Hohlraums 30 wird von der Faser 1 über
spannt, die zu beiden Seiten der Öffnung 310 bei den festen
Punkten 32 und 34 auf dem beispielsweise ebenen Oberflächen
abschnitt 31 fixiert ist.
Im Hohlraum 30 ist der Hebel 20 untergebracht. Der Hebel 20
erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Zeichenebene der
Fig. 2, untergreift die Faser 1 und ist am Befestigungspunkt
22 an der Faser 1 fixiert.
Eine Hebelachse 200 des Hebels 20 verläuft in den Figuren im
wesentlichen parallel zur Zeichenebene der jeweiligen Figur
und vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 10
der Faser 1, kann aber auch schräg zur Längsachse 10 angeord
net sein.
Die Drehachse 21 des Hebels 20 kann die Drehachse eines Dreh
gelenks 320 sein, das den Hebel 20 an den Trägerkörper 3 an
lenkt, so daß der Hebel 20 relativ zum Trägerkörper 3 um die
feste Drehachse 21 drehbar ist.
Beispielsweise ist der Hebel 20 am Trägerkörper 3 durch ein
Drehgelenk 320 angelenkt, das zwischen dem Trägerkörper 3 und
dem Hebel 20 angeordnet ist und beide miteinander verbindet.
Ein derartiges Drehgelenk 320 kann beispielsweise durch eine
verformbare Verbindung zwischen dem Hebel 20 und dem Träger
körper 3 realisiert sein.
Beim Beispiel nach den Fig. 2, 3, 5 und 6 ist eine solche
verformbare Verbindung 320 zwischen dem Rand 301 der Öffnung
310 und einem diesem Rand 301 zugekehrten Ende 201 des Hebels
20 angeordnet. Die Verbindung 320 weist beispielsweise durch
eine vorzugsweise elastisch biegsame Verbindungslasche 321
auf, die in Richtung vertikal zur Zeichenebene der Fig. 2
steif, in Richtung parallel zur Zeichenebene und senkrecht
zur Hebelachse 200 vorzugsweise elastisch biegsam ist und
eine Blattfeder bildet.
Eine solche Verbindung 320 definiert eine Drehachse 21, die
relativ zum Trägerkörper 3 und damit zur Faser 1 nicht ganz
fest ist, sondern sich innerhalb gewisser zulässiger Grenzen
verlagert. Letzteres bedeutet, daß die Drehachse 21 im we
sentlichen fest ist.
In der Fig. 2 liegt der Angriffspunkt 23 der zu messenden
Kraft K bzw. K' zwischen der Drehachse 21 und dem Befesti
gungspunkt 22, im Unterschied zur Fig. 1, bei der die Dreh
achse 21 zwischen dem Angriffspunkt 23 und dem Befestigungs
punkt 22 angeordnet ist.
Die zu messenden Kraft K bzw. K' wird bei der Realisierung
nach Fig. 2 beispielsweise von einem Piezoaktor 4 oder ande
ren Körper aus piezoelektrischem Material erzeugt, der fest
mit dem Trägerkörper 3 und Hebel 20 verbunden ist und sich
abhängig von einer angelegten elektrischen Spannung U entlang
einer Aktorachse 400 dehnt und/oder zusammenzieht die paral
lel zur Zeichenebene der Fig. 2 ist und die Hebelachse 200
im Angriffspunkt 23 senkrecht oder schräg schneidet. Dadurch
übt der sich dehnende und/oder zusammenziehende Piezoaktor 4
auf den Hebel 20 eine zu messende Kraft K bzw. K' aus, die
auf den Angriffspunkt 23 gerichtet ist und als dort angrei
fend angesehen werden kann.
Der fest mit dem Trägerkörper 3 und Hebel 20 verbundene Pie
zoaktor 4 bildet eine Krafterzeugungseinrichtung zur Erzeu
gung der von der Kraftübertragungseinrichtung 2 umzusetzenden
zu messenden mechanische Kraft K bzw. K'. Der Piezoaktor 4
selbst bildet eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung einer
von der zu messenden mechanischen Kraft K, bzw. K' verschie
denen physikalischen Größe, hier die elektrische Spannung U,
in diese Kraft K, bzw. K'.
Die von einem Piezoaktor 4 oder anderen Körper aus piezoelek
trischem Material erzeugten Kräfte sind extrem groß, während
die Dehnungen und/oder Zusammenziehungen solcher Körper sehr
gering sind. Das Beispiel nach den Fig. 1 und 2 ist für
solche Verhältnisse hervorragend zur Vergrößerung der Dehnun
gen und/oder Zusammenziehungen geeignet und führt dabei zu
einer beträchtlichen Vergrößerung der Auflösung der Bragg-
Wellenlängen λ1 und damit der Meßempfindlichkeit. Letzteres
gilt auch für die Verwendung dieses Beispiels als elektri
scher Spannungssensor.
Wird zur Erzeugung der zu messenden Kraft anstelle eines Pie
zoaktors ein Körper aus einem Material verwendet, das sich in
Abhängigkeit von beispielsweise der Temperatur oder einer ma
gnetischen Feldstärke dehnt und/oder zusammenzieht, kann mit
dem Beispiel nach den Fig. 1 und 2 ein Temperatur- bzw.
Magnetsensor jeweils großer Meßempfindlichkeit realisiert
werden.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Beispiel ist im Unter
schied zum Beispiel nach den Fig. 1 und 2 der Abstand d1
zwischen der Drehachse 21 und dem Befestigungspunkt 22 des
Hebels 20 am Leiter 1 kleiner als der Abstand d2 zwischen der
Drehachse 21 und dem Angriffspunkt 23 der zu messenden Kraft
K bzw. K' am Hebel 20.
Dieses Beispiel ist für die Fälle geeignet, bei denen die von
der Faser 1 auf das Gitter 11 übertragenen Dehnungen und/oder
Kontraktionen deshalb zu gering sind, um die dadurch bewirk
ten Verschiebungen der gitterspezifischen Bragg-Wellenlänge
λ1 zu messen, weil die diese Dehnungen und/oder Kontraktionen
bewirkenden Kräfte K1 bzw. K1' zu gering sind.
Bei diesem Beispiel werden durch den Hebel 20 am Befesti
gungspunkt 22 Kräfte K1 bzw. K1' erreicht, die um den Faktor
1/k = d2/d1 < 1 größer sind als die zu messenden Kräfte K
bzw. K' am Angriffspunkt 23 des Hebels.
Die Fig. 4 zeigt eine spezielle Realisierung des Beispiels
nach Fig. 3. Diese Realisierung unterscheidet sich abgesehen
von den anderen Hebelverhältnissen vom Realisierungsbeispiel
nach Fig. 2 nur in der anderen Art der Erzeugung der zu mes
senden Kraft K bzw. K'. Ansonsten ist die Realisierung nach
Fig. 4 in der gleichen Weise wie das Realisierungsbeispiel
nach Fig. 2 aufgebaut, und einander entsprechende Teile sind
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der Realisierung nach Fig. 4 ist beispielsweise und im
Unterschied zu den Beispielen nach den Fig. 1 und 2 sowie
dem Beispiel nach Fig. 3 der Befestigungspunkt 22 des Hebels
20 zwischen der Drehachse 21 des Hebels 20 und dem Angriffs
punkt 23 der zu messenden Kraft K bzw. K' angeordnet.
Die zu messende Kraft K bzw. K' ist in diesem Fall beispiels
weise die Trägheitskraft, die eine träge Masse M des Hebels
20 bei einer beschleunigten Bewegung des Hebels 20 auf diesen
Hebel 20 ausübt. Der Angriffspunkt 23 der Kraft K bzw. K'
fällt in diesem Fall mit dem Schwerpunkt der Masse M zusam
men.
In diesem Fall bilden der am Trägerkörper 3 um die Drehachse
21 drehbar angelenkte Hebel 20 mit der Masse M eine Krafter
zeugungseinrichtung zur Erzeugung der von der Kraftübertra
gungseinrichtung 2 umzusetzenden zu messenden mechanische
Kraft K, K'. Der Hebel 20 mit der Drehachse 21 und der Masse
M selbst bildet eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung einer
von der zu messenden mechanischen Kraft K, bzw. K' verschie
denen physikalischen Größe, hier eine Beschleunigung, in die
se Kraft K, bzw. K'.
Bei kleinen Beschleunigungen erzeugt die Masse M, auch wenn
sie groß ist, nur sehr kleine Trägheitskräfte, die das Bragg-
Gitter 11 nicht oder nur wenig in der Längsrichtung 10 dehnen
können. Durch die Realisierung nach Fig. 4 kann eine derart
kleine Trägheitskraft K bzw. K' in eine große Kraft K1 bzw.
K1' umgesetzt werden, die ausreicht, das Gitter 11 zu dehnen,
wobei zudem ausreichende Auslenkungen erhalten werden können.
Mit dem Beispiel nach den Fig. 3 und 4 kann ein Beschleu
nigungs- und/oder Vibrationssensor jeweils großer Meßempfind
lichkeit realisiert werden.
Das in der Fig. 5 dargestellte Beispiel unterscheidet sich
vom Beispiel nach der Fig. 4 im wesentlichen nur dadurch,
daß der Befestigungspunkt 22 des Hebels 20 am Leiter 1 und
der Angriffspunkt 23 der zu messenden Kraft am Hebel 20 zu
sammenfallen oder auf einer zur Zeichenebene dieser Fig. 5
senkrechten Achse in einem Abstand voneinander angeordnet
sind. In diesem Fall sind der Abstand des Befestigungspunktes
22 des Hebels 20 am Leiter 1 von der Drehachse 21 und der Ab
stand des Angriffspunktes 22 der zu messenden Kraft von der
Drehachse 21 zueinander gleich, und das Umsetzungsverhältnis
dieser Kraftübertragungseinrichtung 2 ist gleich eins.
Das in der Fig. 6 dargestellte Beispiel unterscheidet sich
von den Beispielen nach den Fig. 4 und 5 im wesentlichen
nur dadurch, daß der Angriffspunkt 23 der zu messenden Kraft
in einem parallel zur Zeichenebene der dieser Fig. 6 und
parallel zur Ausbreitungsrichtung 10 und damit senkrecht zur
Hebelachse 200 gemessenen Abstand d3 voneinander angeordnet
sind. In diesem Fall ist eine Beschleunigungsempfindlichkeit
der Vorrichtung in Richtung parallel zur Zeichenebene der
dieser Fig. 6 und parallel zur Ausbreitungsrichtung 10 gege
ben. Der Angriffspunkt 23 kann durch den Schwerpunkt einer
Masse definiert sein, die beispielsweise auf einem von der
Hebelachse 200 seitlich abstehenden Schenkelabschnitt 250 des
Hebels 20 befestigt oder durch die Masse dieses Abschnitts
250 selbst gegeben sein kann.
Jede der in den Figuren dargestellten Vorrichtungen wird ge
nerell so betrieben, daß die optische Strahlung P in die Fa
ser 1 eingekoppelt und in der Faser 1 zum Bragg-Gitter 11 ge
leitet und die von dem Gitter 11 reflektierte Bragg-
Wellenlänge λ1 gemessen wird. Die gemessen Wellenlänge λ1
bzw. deren Verschiebung ist ein Maß für die zu messende Kraft
oder physikalische Größe.
In der Fig. 2 ist eine Referenzfaser 5 mit einem Referenz-
Bragg-Gitter 51 zur Kompensation von temperaturbedingten Ef
fekten dargestellt. Die Referenzfaser 5 ist parallel zur Fa
ser 1 angeordnet, überbrückt den Hohlraum 30 und Hebel 20
spannungsfrei und ist bei Punkten 52 und 54 auf dem Oberflä
chenabschnitt 31 so am Trägerkörper 3 befestigt, daß eine
temperaturbedingte Dehnung des Trägerkörpers 3 keine messbare
mechanische Spannung in der Referenzfaser 5 erzeugt. Die Re
ferenzfaser 5 und die Faser 1 sind von der gleichen Faser ge
nommen. Ebenso ist das Referenz-Bragg-Gitter 51 und das
Bragg-Gitter 11 gleich ausgebildet.
Bei allen dargestellten Beispielen können der Trägerkörper 3
und die Kraftübertragungseinrichtung 2 mit dem die Drehachse
21 aufweisenden Getriebe 2' vorteilhafterweise aus einem und
demselben Material, beispielsweise aus Quarzglas oder einem
Metall oder in Siliziumtechnologie auf der Basis von Mi
krostrukturierungsverfahren realisiert werden.
Claims (17)
1. Bragg-Gitter-Vorrichtung zum Messen einer mechanischen
Kraft (K, K'), mit:
- - wenigstens einem optischen Leiter (1) aus elastischem Mate rial zum Leiten einer optischen Strahlung (P) in einer Aus breitungsrichtung (10),
- - wenigstens einem im Leiter (1) ausgebildeten optischen Bragg-Gitter (11) mit einer Bragg-Wellenlänge (λ1), die in Abhängigkeit von einer Dehnung und/oder Kontraktion des Lei ters (1) in der Ausbreitungsrichtung (10) variiert, und
- - einer Kraftübertragungseinrichtung (2), welche die zu mes sende Kraft (K, K') in eine den Leiter (1) in der Ausbrei tungsrichtung (10) dehnende und/oder kontrahierende Kraft (K1, K1') umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (2) ein Getriebe (2') mit einer relativ zum Leiter (1) im wesentlichen festen Drehachse (21) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Getriebe (2') ein von eins verschiedenes Um
setzungsverhältnis zwischen der zu messenden Kraft (K, K')
und der umgesetzten Kraft (K1, K1') aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Getriebe (2') wenigstens einen Hebel
(20) aufweist,
- - der um die drehbar ist,
- - der am Leiter (1) befestigt ist, und
- - auf den die zu messende Kraft (K, K') in einem Abstand (d2) von der Drehachse (21) einwirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
einen Hebel (20), bei dem der Abstand (d1) zwischen (21) und
einem Befestigungspunkt (22) des Hebels (20) am Leiter (1)
und der Drehachse größer als der Abstand (d2) zwischen einem
Angriffspunkt (23) der zu messenden Kraft (K, K') am Hebel
(20) und der Drehachse (21) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet
durch einen Hebel (20), bei dem der Abstand (d1) zwischen
dem Befestigungspunkt (22) des Hebels (20) am Leiter (1) und
der Drehachse (21) kleiner als der Abstand (d2) zwischen dem
Angriffspunkt (23) der zu messenden Kraft (K, K') am Hebel
(20) und der Drehachse (d2) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Leiter (1) an einem relativ
zur Drehachse (21) im wesentlichen festen Punkt (23) fixiert
ist, der in der Ausbreitungsrichtung (10) in einem das Gitter
(11) enthaltenden Abstand (a) vom Befestigungspunkt des He
bels (20) am Leiter (1) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
einen Trägerkörper (3), an dem der Hebel (20) um die Drehach
se (21) drehbar angelenkt und der Leiter (1) an dem festen
Punkt (23) fixiert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Drehachse (21) durch eine Blattfeder (320) de
finiert ist, die den Trägerkörper (3) und den Hebel (21) mit
einander verbindet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Trägerkörper (3), der Hebel (20) und
die Drehachse (21) einstückig ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Leiter (1) eine Vor
spannung (B) parallel zur Ausbreitungsrichtung (10) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (1) eine op
tische Faser aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Krafterzeugungseinrichtung
(3, 20, 4; 3, 20, 21, M) zur Erzeugung der von der Kraftüber
tragungseinrichtung (2) umzusetzenden zu messenden mechani
sche Kraft (K, K').
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Krafterzeugungseinrichtung (3, 20, 4;
3, 20, 21, M) eine Wandlereinrichtung (4; 20, 21, M) zur Um
wandlung einer von der zu messenden mechanischen Kraft (K,
K') verschiedenen physikalischen Größe (U) in diese Kraft (K,
K') aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wandlereinrichtung (4) einen Körper aus
piezoelektrischem Material aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung (20, 21, M)
eine bewegliche Masse (M) aufweist.
15. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12
bis 14 zur Messung einer physikalischen Größe (U).
16. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Schrit
te:
- - Leiten einer optischen Strahlung (P) im Leiter (1) zu dem im Leiter (1) ausgebildeten Bragg-Gitter (11), und
- - Messen einer vom Bragg-Gitter (11) aufgrund der zugeleite ten optischen Strahlung (P) erzeugten Bragg-Wellenlänge (λ1) als Maß für die zu messende Kraft (K, K').
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---|---|---|---|
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CN (1) | CN1341208A (de) |
DE (1) | DE19939583A1 (de) |
PL (1) | PL350130A1 (de) |
WO (1) | WO2000050864A1 (de) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002063248A2 (en) | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive cross axis accelerometer |
US6575033B1 (en) | 1999-10-01 | 2003-06-10 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive accelerometer |
DE10223870A1 (de) * | 2002-05-29 | 2003-12-11 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator |
US7243543B2 (en) | 1999-10-01 | 2007-07-17 | Optoplan As | Highly sensitive accelerometer |
CN101840615A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-22 | 武汉理工大学 | 光纤布喇格光栅智能定址周界入侵自适应报警系统 |
WO2017042151A1 (de) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Faseroptischer beschleunigungssensor |
CN106644203A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于三维光纤地应力传感器的应力敏感元件 |
WO2018115486A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | fos4X GmbH | Faseroptischer beschleunigungssensor mit hebelarm |
US10551255B2 (en) | 2015-05-08 | 2020-02-04 | Fugro Technology B.V. | Optical sensor device, sensor apparatus and cable |
GB2592274A (en) * | 2020-02-24 | 2021-08-25 | Laser Inst Of Shandong Academy Of Science | Optical fiber grating acceleration sensor |
NL2024979B1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-10-14 | Laser Inst Of Shandong Academy Of Science | Optical fiber grating acceleration sensor |
DE102014117914B4 (de) | 2014-12-04 | 2021-11-11 | fos4X GmbH | Verfahren zur Erfassung eines Flatterns eines Rotorblatts einer Windkraftanlage |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4786808B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2011-10-05 | 株式会社東横エルメス | 光ファイバひずみ検出装置 |
CN100523754C (zh) * | 2006-12-28 | 2009-08-05 | 中国科学院半导体研究所 | 基于等强度梁的光纤压强传感器 |
JP5162275B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2013-03-13 | アンリツ株式会社 | 振動検出器 |
JP5313608B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-10-09 | 長野計器株式会社 | 光ファイバセンサ |
DE102013101432B4 (de) * | 2013-02-13 | 2019-07-04 | fos4X GmbH | Faseroptischer Beschleunigungssensor mit Hebel |
CN106442791B (zh) * | 2016-10-14 | 2019-04-26 | 广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所(中国农业科学院甘蔗研究中心) | 一种甘蔗叶片中茉莉酸含量的hplc检测方法 |
CN107907252A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-04-13 | 沈阳建筑大学 | 一种杠杆式光纤光栅压力传感器 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3931021A1 (de) * | 1989-09-16 | 1991-04-18 | Hommelwerke Gmbh | Kraftmesser |
DE4124685A1 (de) * | 1991-07-25 | 1992-11-12 | Schenck Ag Carl | Verfahren und anordnung zur messung einer mechanischen groesse |
US5502782A (en) * | 1995-01-09 | 1996-03-26 | Optelecom, Inc. | Focused acoustic wave fiber optic reflection modulator |
US5841131A (en) * | 1997-07-07 | 1998-11-24 | Schlumberger Technology Corporation | Fiber optic pressure transducers and pressure sensing system incorporating same |
DE19648403C1 (de) * | 1996-11-22 | 1998-04-02 | Thomas Dr Ing Nagel | Sensor zur Erfassung von Druck- und/oder Zugkräften |
US5892860A (en) * | 1997-01-21 | 1999-04-06 | Cidra Corporation | Multi-parameter fiber optic sensor for use in harsh environments |
-
1999
- 1999-08-20 DE DE19939583A patent/DE19939583A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-02-02 PL PL00350130A patent/PL350130A1/xx unknown
- 2000-02-02 JP JP2000601412A patent/JP2002538426A/ja active Pending
- 2000-02-02 KR KR1020017010861A patent/KR20010108257A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-02-02 CN CN00804271A patent/CN1341208A/zh active Pending
- 2000-02-02 EP EP00912340A patent/EP1157263A1/de not_active Withdrawn
- 2000-02-02 WO PCT/DE2000/000317 patent/WO2000050864A1/de not_active Application Discontinuation
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6575033B1 (en) | 1999-10-01 | 2003-06-10 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive accelerometer |
US6789424B2 (en) | 1999-10-01 | 2004-09-14 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive accelerometer |
US7013729B2 (en) | 1999-10-01 | 2006-03-21 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive accelerometer |
US7243543B2 (en) | 1999-10-01 | 2007-07-17 | Optoplan As | Highly sensitive accelerometer |
US7503215B2 (en) | 1999-10-01 | 2009-03-17 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive accelerometer |
NO337052B1 (no) * | 2001-02-06 | 2016-01-11 | Optoplan As | Meget følsomt tverrakseakselerometer |
WO2002063248A3 (en) * | 2001-02-06 | 2002-11-07 | Weatherford Lamb | Highly sensitive cross axis accelerometer |
US6891621B2 (en) | 2001-02-06 | 2005-05-10 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive cross axis accelerometer |
AU2002229908B2 (en) * | 2001-02-06 | 2005-12-15 | Optoplan As | Highly sensitive cross axis accelerometer |
WO2002063248A2 (en) | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Weatherford/Lamb, Inc. | Highly sensitive cross axis accelerometer |
DE10223870A1 (de) * | 2002-05-29 | 2003-12-11 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator |
CN101840615A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-22 | 武汉理工大学 | 光纤布喇格光栅智能定址周界入侵自适应报警系统 |
CN101840615B (zh) * | 2010-04-09 | 2012-01-11 | 武汉理工大学 | 光纤布喇格光栅智能定址周界入侵自适应报警系统 |
DE102014117914B4 (de) | 2014-12-04 | 2021-11-11 | fos4X GmbH | Verfahren zur Erfassung eines Flatterns eines Rotorblatts einer Windkraftanlage |
US10551255B2 (en) | 2015-05-08 | 2020-02-04 | Fugro Technology B.V. | Optical sensor device, sensor apparatus and cable |
WO2017042151A1 (de) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Faseroptischer beschleunigungssensor |
CN106644203A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于三维光纤地应力传感器的应力敏感元件 |
CN106644203B (zh) * | 2016-11-24 | 2019-02-19 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于三维光纤地应力传感器的应力敏感元件 |
WO2018115486A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | fos4X GmbH | Faseroptischer beschleunigungssensor mit hebelarm |
US11243224B2 (en) | 2016-12-23 | 2022-02-08 | fos4X GmbH | Fiber-optic acceleration sensor having lever arm |
GB2592274A (en) * | 2020-02-24 | 2021-08-25 | Laser Inst Of Shandong Academy Of Science | Optical fiber grating acceleration sensor |
NL2024979B1 (en) * | 2020-02-24 | 2021-10-14 | Laser Inst Of Shandong Academy Of Science | Optical fiber grating acceleration sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1157263A1 (de) | 2001-11-28 |
PL350130A1 (en) | 2002-11-04 |
KR20010108257A (ko) | 2001-12-07 |
CN1341208A (zh) | 2002-03-20 |
JP2002538426A (ja) | 2002-11-12 |
WO2000050864A1 (de) | 2000-08-31 |
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EP1190262B1 (de) | Bragg-gitter-vorrichtung zur messung einer beschleunigung | |
DE2657119A1 (de) | Drucksensor fuer faseroptik | |
EP2361443B1 (de) | Elektromechanischer energiewandler zur erzeugung von elektrischer energie aus mechanischen bewegungen | |
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