DE19960197A1 - Optisches Sensorsystem zur kontinuierlichen Feststellung der Eintauchtiefe eines Objektes in einem flüssigen oder gasförmigen Medium - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Sensorsystem 1 zur kontinuierlichen Erfassung und/oder Überwachung der Eintauchtiefe 10 eines Objektes 7 in einem flüssigen oder gasförmigen Medium 5, wobei der sensitive Bereich 11 zwischen dem wenigstens einen optischen Sender 2 und dem wenigstens einen optischen Empfänger 3 durch ein die elektromagnetische Strahlung leitendes Medium 6 gebildet wird, welches eine Wellenausbreitung zwischen dem wenigstens einen optischen Sender 2 und dem wenigstens einen optischen Empfänger 3 derart beeinflußt, daß sich, abhängig von der Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 sowie des daran befindlichen optischen Sensorsystems 1, in das flüssige oder gasförmige Medium 5 und damit der Benetzung des wenigstens einen sensitiven Bereiches 11 ein vom wenigstens einen optischen Empfänger 3 generiertes Ausgangssignal ändert, welches an eine nachgeordnete Auswerteschaltung 4 geliefert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Sensorsystem zur kontinu­ ierlichen Feststellung der Eintauchtiefe eines Objektes in ei­ nem flüssigen oder gasförmigen Medium, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Sensoren, bzw. Sensorsysteme dienen dazu, die Eintauchtiefe von Objekten in einem vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Medium zu erfassen.

Nachteilig bei den bekannten gattungsgemäßen Sensoren, bzw. Sensorsystemen ist, daß sich, bedingt durch das Meßprinzip, ein oder mehrere mechanisch bewegbare Teile innerhalb des flüssigen oder gasförmigen Mediums befinden, welche verschleißen könnten. Ebenso ist es möglich, daß Teile der elektronischen Komponenten dem vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Medium ausgesetzt sind und damit in ihrer Funktion beeinträchtigt werden könnten. Ebenso von Nachteil ist bei den bekannten gattungsgemäßen Sen­ soren, bzw. Sensorsystemen eine zum Teil erhebliche Empfind­ lichkeit gegen mechanische Beanspruchungen wie Vibrationen und Stöße, welche zum einen das Meßergebnis verfälschen und zum an­ deren den/die Meßwertgeber beschädigen könnten.

Der Erfindung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Sensorsystem der ein­ gangs genannten Art zu gestalten, mit der unter Verringerung des Aufwandes des mechanischen Aufbaus sowie des Verzichtes auf mechanisch bewegliche und/oder elektrische Teile innerhalb des vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Mediums Änderungen der Eintauchtiefe eines Objektes in das vorzugsweise flüssige oder gasförmige Medium kontinuierlich detektiert und/oder überwacht werden können.

Dies wird erfindungsgemäß in einer Vorrichtung der genannten Gattung gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, daß der mechanische Aufbau vereinfacht sowie die kostengünstige Feststellung und/oder Überwachung der Eintauchtiefe eines Objektes in einem vorzugsweisen flüssigen oder gasförmigen Medium ermöglicht wird.

Weiter besitzt das erfindungsgemäße optische Sensorsystem den Vorteil, daß keine elektrisch leitenden Komponenten innerhalb des vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Mediums erforder­ lich sind, was eine Verwendung in explosionsgefährdeten Berei­ chen ermöglicht.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil ist, daß keine mechanisch beweglichen Komponenten zur Erfassung der Eintauchtiefe erfor­ derlich sind. Dies reduziert die Empfindlichkeit des optischen Sensorsystems gegenüber Erschütterungen und mechanischem Ver­ schleiß auf ein Minimum.

Das optische Sensorsystem zur Feststellung und/oder Überwachung der Eintauchtiefe eines Objektes in einem vorzugsweise flüssi­ gen oder gasförmigen Medium basiert auf dem Prinzip der Total­ reflexion von elektromagnetischer Strahlung an einer Grenzflä­ che zweier Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes. Dabei emittiert ein Sender elektromagnetische Strahlung innerhalb des Bereiches 300 nm bis 1100 nm, welche vorzugsweise unter einem de­ finierten Winkel in ein die elektromagnetische Strahlung lei­ tendes Medium eingekoppelt wird, das damit den sensitiven Be­ reich des optischen Sensorsystems bildet. Abhängig von den Bre­ chungsindizes des sensitiven Bereiches und des vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Mediums, in dem sich der sensitive Bereich befindet, wird die elektromagnetische Strahlung an der Grenzfläche reflektiert und/oder tritt an der Grenzfläche aus dem sensitiven Bereich aus.

Der reflektierte Anteil der elektromagnetischen Strahlung wird innerhalb des die elektromagnetische Strahlung leitenden Medi­ ums weitergeleitet, anschließend von einem Empfänger erfaßt und dessen Ausgangssignal an eine Auswerteschaltung geleitet.

Ordnet man nun den sensitiven Bereich innerhalb eines vorzugs­ weisen flüssigen oder gasförmigen Mediums so an, daß durch die Beleuchtung des Senders wenigstens eine Grenzfläche innerhalb des sensitiven Bereiches entsteht, die vom entsprechend ange­ ordneten Empfänger erfaßt werden kann, so läßt sich anhand des Ausgangssignals des Empfängers eine Aussage über den Benet­ zungsgrad des sensitiven Bereiches mit dem vorzugsweisen flüs­ sigen oder gasförmigen Medium treffen.

Durch geeignete Ausbildung des sensitiven Bereiches innerhalb des vorzugsweise flüssigen oder gasförmigen Mediums läßt sich so die Eintauchtiefe des mit dem optischen Sensorsystem verbun­ denen Objektes in dem flüssigen Medium oder gasförmigen bestim­ men.

Zur kontinuierlichen Feststellung und/oder Überwachung der Ein­ tauchtiefe wird der sensitive Bereich zweckmäßigerweise im Lot und damit in einem Winkel von 90° zur Grenzfläche zwischen den zwei unterschiedlichen Medien angeordnet. Besteht nur die Not­ wendigkeit, das Überschreiten und/oder Unterschreiten einer ge­ wissen Eintauchtiefe zu detektieren, so wird der sensitive Be­ reich zweckmäßigerweise waagerecht zur Grenzfläche zwischen den zwei unterschiedlichen Medien angeordnet.

Bei Verwendung eines optischen Sensorsystems besteht grundle­ gend die Möglichkeit einer Verunreinigung des sensitiven Berei­ ches, was zu einer fehlerhaften kontinuierlichen Feststellung und/oder Überwachung der Eintauchtiefe führen könnte. Erfin­ dungsgemäß wird dies durch die Verwendung eines sensitiven Be­ reiches sowie einer optischen Referenz gelöst.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Sender gepulst angesteuert. Damit beeinflußt eventuell in den sensiti­ ven Bereich eintretendes Umgebungslicht das Meßergebnis nicht. Bei Verwendung mehrerer sensitiver Bereiche und/oder optischer Referenzen mit einem Empfänger kann das Meßergebnis jedes ein­ zelnen sensitiven Bereichs und/oder optischen Referenz durch jeweils zeitlich zueinander in ihrer Phase verschobene Signale eindeutig einem sensitiven Bereich und/oder einer optischen Re­ ferenz zugeordnet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung be­ findet sich die komplette Signalaufbereitung, bestehend aus elektronischen und optoelektronischen Komponenten in einem Ge­ häuse. Die optoelektronischen Komponenten sind über geeignete Verbindungen, welche die elektromagnetische Strahlung nahezu ungedämpft weiterleiten können, mit dem sensitiven Bereich und/oder der optischen Referenz verbunden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung des Gehäuse des optischen Sensorsystems zum Objekt entweder mechanisch lösbar sowie mechanisch nicht lös­ bar erfolgen. Im Falle der mechanisch lösbaren Verbindung des optischen Sensorsystems zum Objekt sind die sensitiven Bereiche und/oder optischen Referenzen zweckmäßigerweise lösbar mit dem Objekt verbunden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die sensitiven Bereiche und/oder die optischen Referen­ zen durch geeignete Maßnahmen gegen eindringendes Fremdlicht geschützt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung be­ finden sich der sensitive Bereich und die optische Referenz in einem gemeinsamen, die elektromagnetische Strahlung leitenden Medium, um sowohl die Materialkosten, als auch den Platzbedarf zu reduzieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die einzelnen Komponenten des optischen Sensorsystems während des Fertigungsprozesses des Objektes vollständig oder teilweise in diesen integriert werden, was eine erhebliche Reduzierung des Installations- und Montageaufwandes mit sich bringen würde, woraus zudem eine Kostenreduzierung resultiert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 Meßprinzip des optischen Sensorsystems,

Fig. 2 Verwendung einer optischen Referenz,

Fig. 3 zeitlicher Verlauf eines Meßvorganges,

Fig. 4a bis 4e mögliche Ausformungsbeispiele des optischen Sensorsystems in schematischer Prinzipdarstellung,

Fig. 5 Kombination des sensitiven Bereiches und der optischen Referenz in einem Lichtleiter,

Fig. 10 Ausführung des Lichtleiters.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen optischen Sensorsystems 1 dargestellt, dessen optoelektroni­ sche und elektronische Komponenten 2, 3 und 4 vorzugsweise außerhalb des Mediums 5 und 17 angeordnet sind. Der Lichtlei­ ter 6 ist mit dem Objekt 7 lösbar oder nicht lösbar verbun­ den. Dabei liegt die optische Längsachse 8 des wenigstens ei­ nen Lichtleiters 6 vertikal zur Grenzfläche 9. Bewegt sich das Objekt 7 vertikal zur Grenzfläche 9, ändert es damit also seine Eintauchtiefe 10, so wird ein Teil des sensitiven Bereichs 11 des wenigstens einen Lichtleiters 6 immer mehr mit dem Medium 5 und immer weniger mit dem Medium 17 be­ netzt.

Die optoelektronischen und elektronischen Komponenten 2, 3 und 4 sind vorteilhafterweise von einem Gehäuse 12 umschlossen, welches zur Befestigung der einzelnen Komponenten des optischen Sensorsystems 1 am Objekt 7 sowie zu dessen Schutz vor Verunreinigung und Beschädigung dient. Innerhalb des Gehäuses 12 befindet sich wenigstens eine nicht dargestellte Platine, auf der optoelektronische, elektronische und mechanische Kompo­ nenten befestigt sind. Als Sender 2 wird vorzugsweise eine LED (light emitting diode) verwendet, die vorzugsweise gepul­ stes Licht innerhalb des Wellenlängenbereiches 300 nm bis 1100 nm emittiert. Durch einen geeignet geformten Lichtleiter 6 wird der vom optischen Sender 2 emittierte Lichtstrahl fokussiert und gerichtet. Bedingt durch die Anordnung des optischen Sen­ ders 2 zum Lichtleiter 6 sowie durch die linsenförmige Struktur 13 der Eintrittsfläche des Lichtleiters 6 wird der fokussierte Lichtstrahl unter großem Winkel 14 in den Licht­ leiter 6 eingekoppelt. Nach den Gesetzen der Optik wird nun der Lichtstrahl 15a an der Grenzfläche 16a aufgrund der Brechungsindizes des wenigstens einen Lichtleiters 6 und des Mediums 17 vollständig reflektiert. Taucht nun das Objekt 7 mit dem daran befindlichen optischen Sensorsystem 1 in das Medium 5 ein, so wird bedingt durch die Anordnung des sensi­ tiven Bereiches 11 wenigstens eine der Grenzflächen 16a, . . . 16x mit dem Medium 5 benetzt. Daraus resultiert nach den Gesetzen der Optik ein verändertes Brechungsverhalten an den Grenzflächen 16a, . . . 16x, wodurch der Lichtstrahl 15x nicht vollständig an der Grenzfläche 16x reflektiert wird, sondern ein Teil des Lichtstrahles 15x aus dem wenigstens ei­ nen Lichtleiter 6 austritt und als gestreuter Anteil 20 in das Medium 5 einkoppelt. Damit verringert sich die Intensität des reflektierten Lichtstrahls 18x, womit eine Reduzierung des elektrischen Signals des optischen Empfängers 3 verbunden ist. Diese Änderung des elektrischen Signals des optischen Emp­ fängers 3 gibt damit eine Auskunft über die anteilige Fläche der Benetzung des sensitiven Bereiches 11, mit dem Medium 5 und somit über die Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 in einem Medium 5. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Lichtleiters 6 hat zur Folge, daß die an den Grenzflächen 16a, . . . 16x reflek­ tierten Anteile des Lichtstrahls 18a, . . . 18x auf den optischen Empfänger 3 trifft, welcher vorzugsweise als Fotodiode oder Fototransistor ausgebildet ist. Der optische Empfänger 3 ist so zur linsenförmigen Struktur 19 der Austrittsfläche des Lichtleiters 5 positioniert, daß ausschließlich der reflek­ tierte Anteil 18x des Lichtsignales 15a auf den optischen Empfänger 3 gelangt und damit störendes, über den Lichtleiter 5 und/oder das Medium 5 und/oder das Medium 17 eingekop­ peltes Fremdlicht das Meßergebnis nicht beeinflußt. Einer nach­ geordneten Signalaufbereitung 4 wird das vom optischen Emp­ fänger 3 generierte Ausgangssignal zugeführt und von dieser in Form von elektrischen, optischen und/oder akustischen Si­ gnalen eine Information, über die Eintauchtiefe 10 des Objek­ tes 7 in das Medium 5, ausgegeben.

Beim Eintauchen des Objektes 7 in bestimmte Medien 5 be­ steht die Möglichkeit der Ablagerung von Verschmutzungen auf dem Lichtleiter 6, welche die Erfassung der Eintauchtiefe 10 durch das optische Sensorsystem 1 beeinträchtigen könnten. Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, wird dieses Problem erfin­ dungsgemäß durch eine zusätzliche Meßstrecke, die vorzugsweise ebenfalls als Lichtleiter 21 ausgebildet ist, gelöst, wobei dieser Lichtleiter 21 nicht mit den Medien 5 und 22 benetzt wird und damit als optische Referenz 22 dient. Dabei sind der sensitive Bereich 11 und die optische Referenz 22 in ihren optischen und mechanischen Ausführungen und Eigenschaften iden­ tisch aufgebaut. Die Lichtleiter 6 und 21 des sensitiven Be­ reiches 11 sowie der optischen Referenz 22 werden jeweils mit der identischen Lichtintensität beleuchtet. Die Erfassung der Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 ist dabei identisch mit dem zu Fig. 1 erläuterten Verfahren. Durch eine geeignete Aus­ wertung der beiden Ausgangssignale der optischen Empfänger 3 und 23 des sensitiven Bereiches 11 und der optischen Refe­ renz 22 ist eine Erfassung der Eintauchtiefe 10 durch die Auswerteschaltung 4 nahezu unabhängig von der Verschmutzung des sensitiven Bereiches 11 möglich.

Fig. 3 stellt schematisch den zeitlichen Verlauf der Erfassung einer Eintauchtiefe 10 dar. Hier zeigt sich bei stetiger Ab­ nahme der Eintauchtiefe 10 die stetige Zunahme der Beleuchtungs­ intensität des optischen Empfängers 3 des sensitiven Be­ reiches 11 innerhalb des Meßbereiches 30. Die Beleuchtungs­ intensität des optischen Empfängers 23 der optischen Referenz 22 ist konstant und damit unabhängig von Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 in das Medium 5.

In den Fig. 4a bis 4e sind in schematischer Darstellung mögliche Anordnungsvarianten des wenigstens einen Lichtleiters 6 sowie des wenigstens einen optischen Senders 2 und wenigstens einen optischen Empfängers 3 dargestellt. Dabei sind der Lichtlei­ ter 6 des sensitiven Bereichs 11 und der Lichtleiter 21 der optischen Referenz 22 in ihren optischen und mechanischen Ausführungen und Eigenschaften identisch aufgebaut. Des weite­ ren ist erkennbar, daß der wenigstens eine optische Sender 2 und der wenigstens eine optische Empfänger 3 von wenigstens einem Gehäuse 12 umgeben sind. Der Lichtleiter 21 sowie dessen zugehörige Komponenten werden hierbei nicht dargestellt.

Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung des optischen Sen­ sorsystems 1. Erkennbar ist hierbei, daß sich der wenigstens eine optische Sender 2 oder der wenigstens eine optische Emp­ fänger 3 außerhalb des Mediums 5 befinden. Vorzugsweise sind dabei der wenigstens eine optische Sender 2 und der we­ nigstens eine optische Empfänger 3 sich gegenüberliegend ent­ lang der optischen Achse 8 plaziert.

Fig. 4b zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnungsvari­ ante, wobei der wenigstens eine optische Sender 2 und der we­ nigstens eine optische Empfänger 3 vorzugsweise entlang der Grenzfläche 9 angeordnet sind. Dabei können die beiden Kompo­ nenten 2 und 3, innerhalb des Gehäuses 12, im Medium 17 als auch im Medium 5 angeordnet sein.

Fig. 4c entspricht grundlegend der zuvor beschriebenen Fig. 8b, unterscheidet sich jedoch darin, daß der Lichtleiter 6 vor­ zugsweise mäanderförmig ausgebildet ist.

Fig. 4d entspricht der Fig. 4a, wobei hier der wenigstens eine Lichtleiter 6 nicht im Lot zur Grenzfläche 9 angeordnet ist.

Fig. 4e zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur kontinuierlichen Erfassung und/oder Überwachung der Schwelle einer Eintauchtiefe 10. Hierbei ist der Lichtleiter 6 vor­ zugsweise parallel zur Grenzfläche 9 angeordnet.

Um den erforderlichen Materialaufwand und die daraus resultie­ renden Kosten gering zu halten, werden wenigstens ein sensiti­ ver Bereich 11 und wenigstens eine optische Referenz 22 in einen Lichtleiter 50 integriert. Dies wird erfindungsgemäß wie in Fig. 5 schematisch dargestellt realisiert.

In den in seiner Längsachse 8 vorzugsweise quaderförmig aus­ gebildeten Lichtleiter 50 wird über entsprechend ausgeformte Linsenstrukturen 51 das vorzugsweise gepulste Lichtsignal 54a und 54b des sensitiven Bereiches 11 und der optischen Referenz 22 in den Lichtleiter 50, unter den zu Fig. 1 er­ läuterten Grenzwinkelbedingungen, eingekoppelt. Bedingt durch die geometrische Ausgestaltung des Lichtleiters 50, den ein­ gangsseitigen und ausgangsseitigen Linsenstrukturen 51 und 52 sowie der in Fig. 5 schematisch dargestellten Montage des Lichtleiters 50 im Objekt 7, wird je nach Eintauchtiefe 10 der sensitive Bereich 11 mit dem Medium 5 benetzt. Die op­ tische Referenz 22 hingegen wird, bedingt durch den mechani­ schen Aufbau des optischen Sensorsystems 1, nicht vom Medium 5 benetzt und zeigt damit keine von der Eintauchtiefe 10 ab­ hängige Signalpegeländerung. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Signale des sensitiven Bereiches 11 und der optischen Re­ ferenz 22 zu verhindern, werden diese im zeitlichen Wechsel 53a und 53b mit gepulsten Lichtsignalen 54a und 54b beleuch­ tet.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung die Ausführung eines Lichtleiters 6, 21 oder 50 und der damit verbundenen Lage und Form der von dem fokussierten Lichtstrahl 60 erzeugten Refle­ xionsflächen 61a bis 61d. Durch günstige Auswahl der Geome­ trie des Lichtleiters 6, 21 oder 50 sowie einer geeigneten Ausformung der linsenförmigen Struktur 62, ergibt sich unter Berücksichtigung der geometrischen und optischen Gesetze ein lückenloser Anschluß der Reflexionsflächen 61a bis 61d an den gegenüberliegenden Flächen 63a und 63b des Lichtleiters 6, 21 oder 50. Dies gewährleistet eine stetige Erfassung der Ein­ tauchtiefe 10 des Objektes 7 innerhalb des Meßbereiches 30.

Selbstverständlich sind vorteilhafte Weiterbildungen sowie Än­ derungen möglich, ohne vom Charakter der Erfindung abzuweichen. In diesem Zusammenhang sei eine Möglichkeit der Weiterentwick­ lung erwähnt, die es ermöglichen würde, mittels definierter Schwimmkörper deren Eintauchtiefe in einem flüssigen Medium zu erfassen, um so die Dichte des flüssigen Mediums zu erfassen.

Als Anwendungsbereich wäre der Schiffahrtsbereich denkbar. Hierbei könnte mittels eines an einem Schiff befestigten opti­ schen Sensorsystems dessen Eintauchtiefe erfaßt werden. Bei ei­ nem Schiff zum Transport von schweren Gütern könnte damit das Gewicht der Last sowie deren gleichmäßige Verteilung erfaßt werden.

Ebenso könnte das zeitliche Eintauchverhalten von Körpern in verschiedenen Medien erfaßt werden. So wäre zum Beispiel das Eintauchverhalten eines Öl-Stoßdämpfers anhand eines entspre­ chend ausgestalteten Stempels, in Form des optischen Sensorsy­ stems, denkbar.

Des weiteren wäre es denkbar, das optische Sensorsystem zur Er­ fassung der Dicke einer Eisschicht sowie die Höhe einer Schneeschicht zu erfassen.

Grundsätzlich sind als Anwendungsbereiche Umgebungen denkbar, mit denen die empfindlichen Komponenten des optischen Sensors nicht in Kontakt kommen sollen und dem gegenüber die Eigen­ schaften des umgebenden Mediums wie z. B. Temperatur, chemische Aggressivität, etc., keine Beeinträchtigung der Meß- und Funk­ tionseigenschaften des optischen Sensorsystems hervorruft.

Bezugszeichenliste

1

optisches Sensorsystem

2

optischer Sender

3

,

23

optischer Empfänger

4

Auswerteschaltung

5

,

17

flüssige oder gasförmige Medien

6

,

21

,

50

Lichtleiter

7

Objekt

8

optische Längsachse

9

Grenzfläche zwischen zwei Medien

10

Eintauchtiefe

11

sensitiver Bereich

12

Gehäuse

13

,

19

,

51

,

52

,

62

linsenförmige Struktur

14

optischer Winkel

15

a-

15

x auf Grenzfläche eintretender Lichtstrahl

16

a-

16

x Grenzflächen

18

a-

18

x von Grenzfläche reflektierter Lichtstrahl

20

gestreuter Anteil

22

optische Referenz

53

a, b zeitlicher Wechsel der Lichtsignale

54

a, b zeitlich wechselnde Lichtsignale

60

fokussierter Lichtstrahl

61

a-

61

d Reflexionsflächen

63

a,

63

b gegenüberliegende Seiten des Lichtleiters

Claims (36)

1. Die Erfindung betrifft ein optisches Sensorsystem 1 zur kontinuierlichen Erfassung und/oder Überwachung der Eintauchtiefe 10 eines Objektes 7 in einem flüssigen oder gasförmigen Medium 5, bei welcher wenigstens ein optischer Sender 2 und wenigstens ein optischer Empfänger 3 für elektromagnetische Strahlung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine sensitive Bereich 11 zwischen dem wenigstens einen optischen Sender 2 und dem wenigstens einen optischen Empfänger 3 durch ein beliebig ausgeformtes, die elektromagnetische Strahlung leitendes Medium 6 gebildet wird, welches eine Wellenausbreitung zwischen dem wenigstens einen optischen Sender 2 und dem wenigstens einen optischen Empfänger 3 derart beeinflußt, daß sich abhängig von der Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 innerhalb eines flüssigen oder gasförmigen Mediums 5 und damit der Benetzung des wenigstens einen sensitiven Bereiches 11 ein vom wenigstens einen optischen Empfänger 3 generiertes Ausgangssignal ändert, welches zur Anzeige und/oder Überwachung der Eintauchtiefe 10 eines Objektes 7 in einem flüssigen oder gasförmigen Mediums 5 dient.

2. Optisches Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Eintauchtiefe 10 abhängige Ausgangssignal des wenigstens einen optischen Empfängers 3 an eine nachgeordnete Auswerteschaltung 4 geliefert wird.

3. Optisches Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Sender 2 elektromagnetische Strahlung innerhalb des Bereiches 300 nm bis 1100 nm aussendet.

4. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Sender 2 vorzugsweise mit einem elektrisch gepulsten Signal angesteuert wird.

5. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Sender 2 vorzugsweise eine LED (light emitting diode) ist.

6. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Sender 2 vorzugsweise ein LASER (light amplification by stimulated emission of radiation) ist.

7. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Empfänger 3 die von dem wenigstens einen optischen Sender 2 emittierte elektromagnetische Strahlung detektiert.

8. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Empfänger 3 vorzugsweise eine Fotodiode ist.

9. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Empfänger 3 vorzugsweise ein Fototransistor ist.

10. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vom wenigstens einen optischen Sender 2 emittierte elektromagnetische Strahlung mittels wenigstens eines Lichtleiters 6 zum wenigstens einen optischen Empfänger 3 geleitet wird.

11. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine optische Lichtleiter 6 Strukturen 13, 51 aufweist, die es ermöglichen, die von dem wenigstens einen optischen Sender 2 emittierte elektromagnetische Strahlung zu fokussieren und in den wenigstens Lichtleiter 6 einzukoppeln.

12. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Lichtleiter 6 Strukturen 19, 52 aufweist, die es ermöglichen, den wenigstens einen optischen Empfänger 3 mit gerichteter elektromagnetischer Strahlung aus wenigstens einem sensitiven Bereich 11 zu beleuchten.

13. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein sensitiver Bereich 11 vorhanden ist.

14. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine optische Referenz 22 vorhanden ist.

15. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine sensitive Bereich 11 und die wenigstens eine optische Referenz 21 durch einen gemeinsamen Lichtleiter 50 gebildet werden.

16. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine sensitive Bereich 11 durch jeweils wenigstens einen Lichtleiter 6 gebildet wird.

17. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine optische Referenz 22 durch jeweils wenigstens einen Lichtleiter 21 gebildet wird.

18. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter 6 des sensitiven Bereiches 11 und der Lichtleiter 21 der optischen Referenz 21 in ihren optischen und mechanischen Eigenschaften identisch sind.

19. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter 6 des sensitiven Bereiches 11 und der Lichtleiter 21 der optischen Referenz 21 in ihren optischen und mechanischen Eigenschaften nicht identisch sind.

20. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer sensitiver Bereiche 11 und/oder optischer Referenzen 22 deren gepulste Signale jeweils zueinander zeitlich in ihrer Phase verschoben sind (53a und 53b).

21. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer geeigneten Auswerteschaltung 4, der in den sensitiven Bereich 11 und/oder die optische Referenz 22 gelangende Gleichanteil der elektromagnetischen Strahlung aus dem Meßsignal entfernt wird.

22. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung der Daten des optischen Sensorsystems 1 mittels wenigstens einer Datenleitung an eine zentrale Auswerteeinheit möglich ist, um somit vorzugsweise die Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 in einem flüssigen oder gasförmigen Medium 5 optisch und/oder akustisch wiederzugeben.

23. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung der Daten des optischen Sensorsystems 1 mittels wenigstens einer Datenleitung an eine zentrale Steuereinheit möglich ist, um somit vorzugsweise Komponenten abhängig von der Eintauchtiefe 10 des Objektes 7 in einem flüssigen oder gasförmigen Medium 5 zu steuern und/oder zu regeln.

24. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auswerteeinheit 4 sowie die Komponenten 2, 3, 23 vorzugsweise innerhalb eines Gehäuses 12 und damit außerhalb der Medien 5 und 17 befinden.

25. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Sensorsystem 1 lösbar mit dem Objekt 7 verbunden ist.

26. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Sensorsystem 1 nicht lösbar mit dem Objekt 7 verbunden ist.

27. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronischen, elektrischen und mechanischen Komponenten lösbar mit dem wenigstens einen Lichtleiter 6, 21 und 50 verbunden sind.

28. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronischen, elektrischen und mechanischen Komponenten nicht lösbar mit dem wenigstens einen Lichtleiter 6, 21 und 50 verbunden sind.

29. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die linsenförmigen Strukturen 13, 19, 51, 52 und 62 zur Bündelung und Fokussierung durch geeignete Fertigungsverfahren in den wenigstens einen Lichtleiter 6, 21 und 50 eingeformt werden.

30. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 5 und 17 beliebige Aggregatzustände einnehmen kann.

31. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 5 und 17 eine Flüssigkeit ist.

32. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 5 eine Flüssigkeit ist.

33. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 17 eine Flüssigkeit ist.

34. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 5 und 17 ein Gas ist.

35. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 5 ein Gas ist.

36. Optisches Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium 17 ein Gas ist.