DE29516441U1

DE29516441U1 - Switch with optical fibers and insertable element

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Publication number: DE29516441U1
Application number: DE29516441U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2005-10-21

Description

Bernhard Schmidt, Rehfeld 8, 53819 Neunkirchen, den 19. Oktober 1995Bernhard Schmidt, Rehfeld 8, 53819 Neunkirchen, 19 October 1995 Schalter mit LichtwellenleiternSwitch with optical fibers BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen Schalter mit Lichtwellenleitern, bestehend aus zwei oder mehreren sich mit Abstand gegenüberstehenden Lichtwellenleitern und einem zwischen die Lichtwellenleiterenden einfügbaren Element zur Beeinflussung des Lichtstrahles.The invention relates to a switch with optical waveguides, consisting of two or more optical waveguides positioned opposite one another at a distance and an element that can be inserted between the ends of the optical waveguides to influence the light beam.

Lichtwellenleiter bestehen aus einem Leiterkern und einem diesen umgebenden Mantel, jeweils aus lichtleitendem Material unterschiedlicher Brechungseigenschaften, sowie einer Umhüllung aus Kunststoff oder einem gewebeverstärkten Material. Solche Lichtwellenleiter sind geeignet, Licht zur Signalübermittlung über sehr große Entfernungen mit geringer Dämpfung zu übertragen. Lichtwellenleiter können problemlos auch in explosionsgefahrdeten Bereichen eingesetzt werden, da bezüglich Funkenbildung im Gegensatz zu elektrischen Systemen keinerlei Gefahr gegeben ist.Optical fibers consist of a conductor core and a jacket surrounding it, each made of light-conducting material with different refractive properties, as well as a sheath made of plastic or a fabric-reinforced material. Such optical fibers are suitable for transmitting light for signal transmission over very long distances with little attenuation. Optical fibers can also be used without any problems in areas at risk of explosions, since unlike electrical systems, there is no risk of sparking.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein schwimmender Neigungsschalter.One embodiment of the invention is a floating tilt switch.

Herkömmliche Schwimmschalter mit einem oder mehreren elektrischen Schaltkontakten und einer elektrischen Zuleitung werden eingesetzt in Pumpstationen jeglicher Art, bis hin zu explosionsgefahrdeten Anlagen. Es gibt Systeme, bei denen mehrere übereinander angeordnete Schwimmschalter den Füllstand der Anlage überwachen, und bei erreichen der Grenzbereiche ein Signal zum ein-und ausschalten der Pumpen liefern. Bei Kabelbruch, oder Beschädigung der Schalter besteht in entsprechenden Anlagen die Gefahr einer Explosion. Schadhafte Teile können zur Überflutung der Anlage führen.Conventional float switches with one or more electrical switching contacts and an electrical supply line are used in pumping stations of all kinds, including systems with a risk of explosion. There are systems in which several float switches arranged one above the other monitor the level of the system and, when the limit ranges are reached, provide a signal to switch the pumps on and off. If the cable breaks or the switches are damaged, there is a risk of explosion in such systems. Damaged parts can lead to the system flooding.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen explosionssicheren, seine Funktion selbst überwachenden Schalter, einschließlich Zuleitung zu schaffen. Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating an explosion-proof switch that monitors its own function, including the supply line. This problem is solved with the features specified in claim 1.

Durch die Verwendung von Lichtwellenleitern als Signalleitung ist der Explosionsschutz zuverlässig gegeben. Die Anordnung Schalter und Signalleitung ist durch eine entsprechende Elektronik selbstüberwachend.The use of fiber optic cables as signal lines ensures reliable explosion protection. The switch and signal line arrangement is self-monitoring thanks to appropriate electronics.

Diese Aufgabe wird wie folgt gelöst:This task is solved as follows:

Wie in Fig. 1 dargestellt befindet sich zwischen den beiden Lichtwellenleitern 1 und 2 ein einfügbares, verschiebbares Element 3 aus optisch teildurchlässigem Material, vorzugsweise aus Glas, Kunststoff oder Keramik, mit einer Öffnung 4. Im Schaltzustand nach Fig.l wird das aus dem Lichtwellenleiter 1 austretende Licht durch das eingeschobene Element abgeschwächt. Dieses abgeschwächte Signal wird vom Lichtwellenleiter 2 zum Empfänger geführt, dort als schwaches Signal detektiert und weiterverarbeitet.As shown in Fig. 1, between the two optical waveguides 1 and 2 there is an insertable, movable element 3 made of optically partially transparent material, preferably made of glass, plastic or ceramic, with an opening 4. In the switching state according to Fig. 1, the light emerging from the optical waveguide 1 is attenuated by the inserted element. This attenuated signal is guided by the optical waveguide 2 to the receiver, where it is detected as a weak signal and processed further.

Die Elektronik erkennt folgenden Zustand des Systems:The electronics detect the following system status:

Der Sender arbeitet, wobei die Senderleistung selbst auch ständig überwacht wird. Der Lichtwellenleiter 1 fuhrt das Licht über den Schalter und den Lichtwellenleiter 2 zum Empfanger.The transmitter works, and the transmitter power itself is also constantly monitored. The optical fiber 1 guides the light via the switch and the optical fiber 2 to the receiver.

Wird durch die Änderung des Flüssigkeitsspiegels in der Anlage der Schalter in seiner Lage verändert, wird durch eine noch zu beschreibende Mechanik der Schaltzustand nach Figur 2 erreicht. Durch die Öffnung 3 kann das Licht ungedämpft vom Lichtwellenleiter 1 in den Lichtwellenleiter 2 übergehen. Der Empfänger erkennt die höhere Leistung. Dieses stärkere Signal fuhrt durch Einfügung einer entsprechenden Elektronik zum Einschalten der Pumpe. Sinkt das Flüssigkeitsniveau auf einen bestimmten Wert, wird durch die entsprechende Neigung des Schalters der Schaltzustand nach Fig. 1 erreicht und die Pumpe abgeschaltet.If the position of the switch is changed due to a change in the liquid level in the system, the switching state shown in Figure 2 is achieved by a mechanism that will be described later. The light can pass through the opening 3 from the optical fiber 1 to the optical fiber 2 without being attenuated. The receiver detects the higher power. This stronger signal leads to the pump being switched on by inserting appropriate electronics. If the liquid level drops to a certain value, the switching state shown in Figure 1 is achieved by tilting the switch accordingly and the pump is switched off.

Fällt der Sender aus, oder wird ein Lichtwellenleiterkabel zerstört, wird vom Empfänger keine Leistung detektiert. Dieser Zustand wird ebenfalls ausgewertet und löst einen Alarm aus.If the transmitter fails or a fiber optic cable is destroyed, the receiver will not detect any power. This condition is also evaluated and triggers an alarm.

Fig.3 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel eines Schwimmschalters mit Lichtwellenleitern. In der Fig.3 ist das Schwimmergehäuse mit 5 dargestellt. Die Aufnahme 6 für die Kugel 7 ist mit dem Schwimmergehäuse verbunden. Durch die Öffnung 8 werden die Lichtwellenleiter 9 in das Gehäuse eingeführt. Diese Einführung ist wasserdicht auszuführen. An einem federnden Teil 10 ist das einfügbare Element 11 befestigt. Dieses Bauteil kann auch einteilig hergestellt sein. Im dargestellten Zustand befindet sich das eingefügte Element 11 aus optisch teildurchlässigem Werkstoff zwischen den Lichtwellenleitern wie in Fig. 1 gezeigt. Die Lichtleistung im Lichtwellenleiter 2 ist dadurch reduziert. Dargestellt ist auch die Öffnung 12 für den freien Lichtdurchgang.Fig.3 shows an example of a float switch with optical fibers. In Fig.3, the float housing is shown with 5. The holder 6 for the ball 7 is connected to the float housing. The optical fibers 9 are introduced into the housing through the opening 8. This introduction must be watertight. The insertable element 11 is attached to a springy part 10. This component can also be made in one piece. In the state shown, the inserted element 11 made of optically partially transparent material is located between the optical fibers as shown in Fig. 1. The light output in the optical fiber 2 is reduced as a result. The opening 12 for the free passage of light is also shown.

In Fig.4 schließlich ist der Schalter geneigt dargestellt. Die Kugel 7 ist aus ihrer Kammer herausgerollt, und wirkt nun über die Feder 10 auf das einfügbare Element 11. Die Öffnung 12 wird dadurch mit den Lichtwellenleitern in Übereinstimmung gebracht, wie in Fig.2 dargestellt. Dadurch ist ein freier Lichtdurchgang des Lichtes vom Lichtwellenleiter 1 in Lichtwellenleiter 2 möglich. Diese höhere Leistung des Signals wird weiterverarbeitet und führt zum Einschalten der Aggregate.Finally, in Fig.4 the switch is shown tilted. The ball 7 has rolled out of its chamber and now acts on the insertable element 11 via the spring 10. The opening 12 is thereby brought into line with the optical fibers, as shown in Fig.2. This allows the light to pass freely from the optical fiber 1 into the optical fiber 2. This higher power of the signal is further processed and leads to the switching on of the units.

In Fig. 5 ist eine Anordnung mit optischen Linsen 14 dargestellt, mit denen die Übertragungsverluste von Lichtwellenleiter 1 in Lichtwellenleiter 2 verringert werden können, da sie den Lichtstrahl bündeln.Fig. 5 shows an arrangement with optical lenses 14, with which the transmission losses from optical waveguide 1 to optical waveguide 2 can be reduced, since they focus the light beam.

Wie in Schutzanspruch 4 und 5 angeführt, kann das einfügbare Element auch aus lichtundurchlässigem Material bestehen. Damit läßt sich eine totale Abschaltung des Lichtsignals bewirken. Der Schalter wirkt dann wie ein Ein- Ausschalter.As stated in claims 4 and 5, the insertable element can also consist of opaque material. This makes it possible to switch off the light signal completely. The switch then acts like an on/off switch.

Zusammenfassung:Summary:

Um Explosionsschutz zu erreichen, werden im gesamten System der Schalteranordnung Lichtwellenleiter eingesetzt. Durch Vorhandensein eines Signals im Ruhezustand der Anlage läßt sich der Zustand der Elemente ständig überprüfen.In order to achieve explosion protection, fiber optic cables are used throughout the switch arrangement system. The presence of a signal when the system is at rest allows the status of the elements to be constantly checked.

Claims

Bernhard Schmidt, Rehfeld 8, 5381*9 Neunkirchen, *19.'October 1995 Switch with optical fibers Protection claims

1. Switch with optical fibers, consisting of two or more optical fibers positioned at a distance from one another, characterized by an element that can be inserted between the ends of the optical fibers for partially or completely interrupting the light beam,

2. Switch according to claim 1, characterized in that the signal line is designed as an optical fiber.

3. Switch according to claim 1, characterized in that the insertable element consists of an optically partially transparent material which reduces the passage of light.

4. Switch according to claim 1, characterized in that the insertable element consists of opaque material and has an opening which is smaller than the light-guiding part of the optical waveguide and thus serves as a light-attenuating aperture.

5. Switch according to claim 1, characterized in that the insertable element consists of opaque material and is only partially inserted into the light beam.

6. Switch according to claim 1, characterized in that the insertable element consists of opaque material and is inserted entirely into the light beam.

7. Switch according to claim 1, characterized in that optical elements can be attached to the ends of the optical waveguide for bundling the light beam.

8. Switch according to claim 1, characterized in that the insertable element is spring-mounted.