DE3047343C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein faseroptisches Meßgerät
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches
Meßgerät ist bekannt aus der DE-OS 29 40 489.
In der DE-OS 29 40 489 wird eine Reihe von Möglichkeiten beschrieben,
auf faseroptischem Wege physikalische Größen zu
messen durch Ausnutzung der Leitung von Licht durch ein oder
mehrere Interferenzfilter, deren Lage relativ zu einer
Faserendfläche in Abhängigkeit der physikalischen Größe
variiert werden kann. Die Messung basiert dabei auf der
frequenzabhängigen Lichtabsorption verschiedener
Materialien. So zeigt Fig. 3 dieser Druckschrift eine
Sendelichtleiteinrichtung mit einer einspeisenden Lichtquelle,
die Licht in mindestens zwei Wellenlängenbereichen
in das Eintrittsende einer faseroptischen Sendelichtleiteinrichtung
einspeist. Am Ende der Sendelichtleiteinrichtung
befindet sich ein Filter, welches Licht in einem ersten
Wellenlängenbereich reflektiert und in einem zweiten Wellenlängenbereich
durchläßt. Das letztgenannte Licht fällt auf
einen vor dem Austrittsende der Sendelichtleiteinrichtung
befindlichen beweglichen Spiegel, der Licht in dem zweiten
Wellenlängenbereich in die Sendelichtleiteinrichtung zurück
reflektiert. Die Menge des zurück reflektierten Lichtes
hängt ab von der Lage des Spiegels, die ihrerseits von der
zu messenden physikalischen Größe abhängt. Vom Meßort werden
somit zwei Ausgangslichtbündel unterschiedlicher
Spektralverteilung über eine Empfangslichtleiteinrichtung
zur Elektronikeinheit zurückgeleitet, wo die beiden Wellenlängenbereiche
mittels spektral-selektiver photoelektrischer
Wandler getrennt werden. Das vom Spiegel reflektierte Licht
ist ein Maß für die Meßgröße, während das vom Filter
reflektierte Licht der Kompensation von Dämpfungen auf den
Lichtleiteinrichtungen dient.
Ein ähnliches Meßgerät ist aus der DE-OS 29 05 630 bekannt.
Auch dort werden, von verschiedenen Lichtquellen geliefert,
zwei Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge über eine
Sendelichtleiteinrichtung zu einem Meßort geleitet. Am
Meßort wird das Licht beider Wellenlängen auf ein Prisma
gegeben. Das Licht der einen Wellenlänge wird von dem Prisma
direkt in eine Empfangslichtleiteinrichtung
zurückreflektiert. Das Licht mit der anderen Wellenlänge
wird durch das Prisma abgelenkt und mittels Spiegel durch
einen Wandler geleitet, in welchem das Licht in einem Maße
gedämpft wird, welches von der zu messenden physikalischen
Größe abhängt. Dieses gedämpfte Licht wird dann über das
Prisma ebenfalls in die Empfangslichtleiteinrichtung
geleitet. In der Elektronikeinheit erfolgt die Auswertung
dieser beiden Ausgangslichtbündel unter Zuhilfenahme von
Licht der einen in der Elektronikeinheit vorhandenen
lichtaussendenden Lichtquelle. Auch hier beruht die Messung
auf einer von der Meßgröße abhängigen Lichtabsorption eines
Körpers.
Aus der GB-PS 99 30 63 ist ein Verfahren zum Sortieren von
Erdnüssen und anderen Früchten bekannt, bei welchem die
Früchte mit Licht bestrahlt werden, welches eine Fluoreszenz
auslöst. Diese Fluoreszenz ist hinsichtlich der Wellenlänge
unterschiedlich, je nachdem, ob die Frucht gesund ist oder
schimmelbefallene Stellen enthält. Durch Messung des
Fluoreszenzlichtes sind die nicht gesunden Früchte
erkennbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
genannte faseroptische Meßgerät weiterzuentwickeln und zu
verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein faseroptisches Meßgerät
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen,
welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen genannt.
Die Erfindung nutzt also Fotolumineszenzeffekte zum Messen der
Lage eines oder mehrerer Körper relativ zur Endfläche einer
Faser aus und erhält auf diese Weise ein genaues und verhältnismäßig
störungsunempfindliches Meßgerät, das eine große
Flexibilität hinsichtlich der Verwendung zum Messen verschiedener
physikalischer Größen, z. B. Lage, Geschwindigkeit, Beschleunigung,
Kraft, Druck, Dehnung, Temperatur usw. hat. Durch die
Ausbildung der Meßsysteme in der Weise, daß das Meßsignal aus
einer bestimmten Beziehung zwischen zwei Signalen, beispielsweise
dem Quotienten aus zwei Signalen, gebildet wird, was bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Fall ist, wird erreicht,
daß das Meßergebnis unabhängig von Dämpfungen im Fasersystem
ist, die beispielsweise durch Biegungen im Verlauf der Fasern
auftreten. Dank dieser Maßnahme brauchen zur Erzielung einer
guten Meßgenauigkeit keine hohen Anforderungen an die Systeme
hinsichtlich der optischen und thermischen Stabilität der zugehörigen
Lichtquellen gestellt zu werden.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll
die Erfidnung näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 das Prinzip eines Meßgerätes gemäß der Erfindung,
Fig. 2a bis 2f verschiedene Ausführungsformen von im Meßgerät
verwendeten Detektorsystemen,
Fig. 3 und 3a eine Halbleitervariante gemäß der Erfindung
mit zugehörigen Spektren,
Fig. 4 den geberseitigen Teil eines Gerätes gemäß der Erfindung
mit beweglichem Sensor,
Fig. 5 einen in Richtung senkrecht zum Faserende geteilten
Sensor,
Fig. 6 eine Gebervariante mit einem Filter,
Fig. 7 und 8 zwei weitere Ausführungsformen des Gebers,
Fig. 9 einen Geber mit zwei verschiedenen Strahlungssignalen,
Fig. 10 einen Geber, der in zwei Freiheitsgraden verschiebbar
ist, mit zugehörigen Diagrammen,
Fig. 11 einen Geber mit vibrationsfähigem Faserende.
Fig. 1 zeigt ein Meßgerät nach der Erfindung. G ist der Geber
und E ist die Elektronikeinheit. Von einem lichtemittierenden
Element 1 wird Licht über eine optische Faser 4, eine Faserverzweigung
5 und eine optische Faser 6 zum Geber G geleitet.
Der Geber G enthält einen Sensor 2, der mit mindestens einem
lumineszierenden Material versehen ist, das entweder den Sensor
selbst oder eine Schicht auf dem Sensor bildet. Statt eines
kann der Sensor auch zwei oder mehrere lumineszierende Materialien
enthalten. Wenn das über die Faser 6 ankommende Licht auf
den Sensor 2 trifft, wird durch Fotolumineszenz ein Lichtsignal
erzeugt, das seinerseits durch das Fasersystem über die Faser
6, die Faserverzweigung 5, die Faser 7 und die Verzweigung 8
auf zwei Fotodioden 9, 10 der Elektronikeinheit E geleitet wird.
Das Detektorsystem 3 ist in der Elektronikeinheit E mit einer
Signalverarbeitungsanordnung kombiniert, die beispielsweise aus
einem Quotientenbilder 11 (Divisionsglied) bestehen kann.
Das lichtemittierende Element 1 kann beliebiger Art sein, wie
z. B. eine Schwerstein- oder Halogenlampe, ein Gaslaser, eine
Leuchtdiode, ein Halbleiterlaser oder eine Schottky-Diode. Die
spektrale Verteilung der Lichtquelle ist den Anregeungsspektren
der lumineszierenden Materialien des Sensors 2 anzupassen.
Das optische Detektorsystem ist so ausgebildet, daß die Signale
aus mindestens zwei verschiedenen Wellenlängenintervallen abgeschieden
und in der Signalverarbeitungsanordnung verarbeitet
werden können. Im gewöhnlichsten Fall besteht das Detektorsystem
aus zwei Fotodioden 9, 10 mit unterschiedlichen spektralen
Ansprechkurven. Vor den Fotodioden können Filter 12, 13 mit
untereinander verschiedenen Spektren angebracht werden.
Eine Reihe anderer Detektorsysteme zeigt Fig. 2. Fig. 2a
zeigt beispielsweise ein System, bei dem das aus einem Faserende
6 austretende Lichtsignal zwei Fotodioden 14, 15 zugeführt
wird, von denen die Fotodiode 15 mit einem Filter versehen
ist, das bestimmte Signale nicht passieren läßt. Die Fotodiode
14 dagegen erhält ungefiltertes Licht.
Fig. 2b zeigt ein ähnliches System wie Fig. 2a, das durch
eine Linse 17 ergänzt ist, mittels welcher die Fotodioden 14,
15 auf die Endfläche 18 der Faser 6 fokussiert werden.
Die Fig. 2c, 2d und 2e zeigen verschiedene Arten von sog.
Strahlenteilersystemen (beamsplitter). In Fig. 2c ist ein teilweise
lichtdurchlässiger (transparenter) Spiegel 19 vorhanden,
der die Signale aus der Faser 6 zum Teil auf eine Fotodiode 20
reflektiert und zum Teil über ein Filter 21 zur Fotodiode 22
durchläßt. Hierdurch erhält man auf gleiche Weise wie in Fig.
2a und 2b zwei verschiedene Signale, die beispielsweise in einem
Quotientenbilder verarbeitet werden können (siehe 11 in
Fig. 1).
Fig. 2d zeigt ein Gitter 23, das auf verschiedene Art vom Faserende
6 kommende Signale auf die Fotodioden 24 bzw. 25 reflektiert.
Eine weitere Möglichkeit ist die Anwendung von Prismen
oder Faserverzweigungen (siehe Fig. 2e) zur Aufteilung des
optischen Signals aus der Faser 6, beispielsweise über die Verzweigung
27 und die beiden Faserenden 28 bzw. 29, wodurch das
Signal in der Faser 6 auf gleiche Weise in zwei verschiedene
Teilsignale aufgeteilt wird. Die eine Fotodiode ist mit einem
Filter 30 versehen.
Zur Aufteilung des optischen Signals kann es auch angebracht
sein, im Strahlengang vor dem Detektorsystem ein weiteres optisches
Filter anzubringen, welches das durch Lumineszenz emittierte
Licht hindurchläßt, jedoch das Anregungslicht nicht hindurchläßt,
was im übrigen für alle vorstehend beschriebenen
Filter gilt.
Fig. 2f zeigt ein integriertes demultiplexendes Element mit
pn-Übergängen an sich bekannter Art, das anstelle der beiden
Fotodioden 14 und 15 in Fig. 2a oder in ähnlichen Zusammenhängen
verwendet werden kann. Das vom Geber ausgesandte Licht
wird auf das Element geleitet, welches sich in der Elektronikeinheit
E befindet. Die elektrischen Signale erscheinen an den
Ausgängen V₁ und V₂. Das Material der einzelnen Schichten des
Elementes geht aus Fig. 2f hervor. Es kann sich um InP bzw.
In x 2Ga1-x 2AS y 2P1-y 2 handeln. In die Mittelschicht geht InP
und in die nächste Schicht In x 1Ga1-x 1As y 1 und P1-y 1 ein, und
in die Außenschicht geht InP ein. Die beiden der Mittelschicht
benachbarten Schichten erhalten durch die Wahl von x₁, y₁ bzw.
x₂, y₂ verschiedene Bandabstände.
Beim Sensor 2 wird dei Fotolumineszenz von beispielsweise Halbleitermaterial
ausgenutzt. Eine mögliche Ausführung des Sensors
2 (Fig. 1) zeigt Fig. 3. Die Endfläche der Faser 6 ist mit
einem Material 31 belegt, das bei Lichteinfall Licht mit dem
Spektrum I₁ (h ν) emittiert. Das Anregungsspektrum für dieses
Material ist E₁ (h n ). Das von der Lichtquelle ausgesandte
Lichtsignal L (h ν ) passiert also teilweise das Material 31; es
kann auch ein äußeres Material 32 anregen, das in Form eines
Körpers relativ zur Endfläche 6, 31 der Faser beweglich angeordnet
ist (siehe die Lagekoordinate x) und dabei die Endfläche
der Faser 6 veränderlich überdeckt. Dieses letztgenannte Material
32 emittiert durch Fotolumineszenz Licht mit dem Spektrum
I₂ (h ν ), das in verschiedenem Umfang in die Faser 6 geleitet
wird, je nach Lage des Materialkörpers 32 im Verhältnis
zur Faser 6, 31. Das Ausgangssignal U des Detektorsystems kann
durch folgende Formel beschrieben werden:
wobei α (h ν ) die Transmissionskurve für ein vor einem Detektor
angeordnetes Filter ist, siehe beispielsweise 16 in Fig. 2a
oder 30 in Fig. 2e. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Fotodetektoren
eine "graue" Ansprechcharakteristik haben. Das Ausgangssignal
des Systems ist somit von der Lage x des Materialkörpers
32 (Fig. 3) abhängig. Der Meßwert des Meßgerätes kann unempfindlich
gemacht werden gegenüber Fehlereinflüssen des Systems, wie
Dämpfungen der optischen Signale beispielsweise aufgrund von
Faserbiegungen, oder Intensitätsschwankungen der Lichtquellen
usw. Die Spektren für die einzelnen Signale gehen aus Fig. 3a
hervor, wo die Lichtintensität bzw. das Absorptionsverhalten
auf der y-Achse und die Photonenenergie auf der x-Achse aufgetragen
sind. Die Emission für das Material 31 ist L₁ (h ν ) und
für 32 I₂ (h ν ), und die verschiedenen Kurven L (h ν ) sowie E₁
(h ν ) und E₂ (h ν ) sowie α (h ν ) gehen ebenfalls aus Fig. 3a
hervor. Die spektrale Verteilung sowie die Sperrverhältnisse
der Ausgangssignale sind also aus Fig. 3a ersichtlich, und man
erhält somit durch das Verhältnis zwischen den beiden Signalen
I₂ (h ν ) und I₁ (h ν ) ein Maß für die Lage x des Körpers 32.
Die Fig. 3 bis 11 zeigen eine Reihe verschiedener Sensorkonfigurationen,
die ein Messen der Lage in einer, zwei oder drei
Raumkoordinaten ermöglichen. Eine mögliche Ausführung eines
Grenzlagengebers wird ebenfalls diskutiert. Als Sensormaterial
ist eine Reihe von Materialkombinationen möglich. Durch das
GaAs x P1-x -System erhält man die Möglichkeit, den Bandabstand
und damit das Anregungsspektrum durch Variation von x zu variieren.
Durch Dotierung mit N bzw. Zn und O kann man zwei verschiedene
Lumineszenzspektren bekommen. Als vorteilhafte Beispiele
für Halbleitermaterial für den Sensor können auch GaP,
das zweckmäßig mit Zn und O oder Cd und O dotiert ist, sowie
ZnSe genannt werden, das zweckmäßigerweise mit Cu oder Mn dotiert
ist. Als Halbleitermaterial kommt auch in Betracht AlP,
AlAs, GaAs, InP, InAs, In1-x Al x P, In1-x Ga x P, Ga1-x Al x P,
In1-x Al x As, In1-x Ga x As, Ga1-x Al x As, InAs1-yP y , GaAs1-y P y
mit x bzw. y zwischen 0 und 1, oder ZnTe, ZnS, ZnO, CdTe, CdSe
oder CdS. Die einzelnen Konfigurationen in den Figuren 3 bis 11
können in vielfacher Weise modifiziert werden; so kann beispielsweise
in Fig. 3 ein Spiegel im Strahlengang hinter dem
Material 32 angeordnet werden oder dieses Material ersetzen,
wobei man im Prinzip bei diesem Sensor die gleiche Wirkung
erhält.
Fig. 4 zeigt eine Variante des Sensors nach Fig. 3, um ein
Signal U = f (Z) zu erhalten, wobei Z die in Fig. 4 dargestellte
Raumkoordinate bezeichnet und U die Lage des Materialkörpers
33 in Z-Richtung beschreibt. Das Ausgangssignal U erhält man
gemäß Gleichung (1) aus dem Verhältnis zwischen den Signalen
I₁ (h ν ) und I₂, d. h. den vom Material 33 bzw. 31 in das
Austrittsende 6 gestrahlten Signalen. Anregungslicht gelangt in die
Faser 6, und die eben genannten beiden Signale werden durch
Fotolumineszenz bei der Bestrahlung mit Licht aus der Faser 6
auf die gleiche Weise wie in Fig. 1 und 3 angeregt.
Fig. 5 zeigt eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 3
und 4, wobei vor der Endfläche der Faser 6 ein zweiteiliger
Körper 34 in x-Richtung beweglich angeordnet ist und das Material
jedes Teils des Körpers 34 ein anderes Lumineszenzspektrum
hat. Der obere Teil des Körpers 34 emittiert durch Fotolumineszenz
das Signal I₂ (h ν ) und der untere Teil das Signal
I₁ (hKν)). Die Menge des von diesen Teilkörpern emittierten
Lichtes, welches in die Faser 6 fällt, hängt ab von der Lage
des Körpers 34 in x-Richtung. Das Ausgangssignal, d. h. das Verhältnis
zwischen den beiden von der Faser 6 aufgenommenen Signalen,
ist also ein Maß für die Lage x des Körpers 34. Im unteren
Teil von Fig. 5 ist vor dem Materialkörper 34 zusätzlich
eine Linse 35 angeordnet zur Fokussierung des Anregungslichtes
auf den Materialkörper 34. Das Anregungslicht kommt
aus dem Austrittsende der Faser 36, passiert die Linse 35 und fällt auf den
Materialkörper (Sensor) 34, wobei durch Fotolumineszenz die beiden
Signale I₂ (h ν ) bzw. I₁ (h ν ) ausgesandt werden, die in die
Faser 6 eintreten und danach in der Elektronikeinheit aufgeteilt
werden. Das Ausgangssignal U = f (x) nach der Gleichung (1)
zeigt also, daß das Ausgangssignal U eine Funktion der Lage x
des Körpers ist.
In Fig. 6 ist zwischen dem Materialkörper 36 und dem
Faser-Austrittsende, das mit fotolumineszierendem Material 37 belegt ist, ein
bewegliches Organ 38 angeordnet, das in x- und y-Richtung beweglich
ist und die Intensität von I₂, d. h. des vom Material
36 durch Fotolumineszenz ausgesandten Lichtes beeinflußt, das
jedoch nicht das vom Material 37 am Faserende durch Fotolumineszenz
ausgesandte Licht I₁ beeinflußt. Das Organ 38 kann ein
in x- und y-Richtung bewegliches Graufilter mit einer über die
Oberfläche variablen Transmission sein.
Fig. 7 zeigt eine Sensoranordnung, bei der zwei
fotolumineszenzfähige Materialkörper oder Materialschichten 39 und 40 beweglich
vor der Endfläche der Faser 6 angeordnet sind, wobei
der Körper 39 in x-Richtung, also senkrecht zur Zeichenebene,
beweglich ist und der Körper 40 in z-Richtung, also in der Zeichenebene
beweglich ist. Von der an der Endfläche der Faser 6
vorhandenen Materialschicht 31 wird durch Fotolumineszenz ein
Lichtsignal I₁ (h ν ), von dem beweglichen Körper 39 ein Signal
I₂ (h ν ) und von dem beweglichen Körper 40 ein Signal I₃ (h ν )
infolge Anregung ausgesandt, wobei drei verschiedene Teilsignale
in die Faser 6 gelangen. Man erhält also die folgenden
beiden Signale aufgrund der Fotolumineszenz:
Dieses Signal U₀ ist ein von der Lage X abhängiges Signal, also
eine Funktion der Lage X.
Dieses Signal U′ ist somit eine Funktion der Lage Z (siehe
Fig. 7).
Fig. 8 zeigt, wie man eine Verstärkung der Bewegung mit Hilfe
eines Rasters 41 bewirken kann. Der Sensor besteht aus einer
Platte, die mit einem lumineszierenden Material belegt ist,
das in Form von Rippen oder Streifen 42 angeordnet ist. Die
Platte mit den Rippen 42 kann in Richtung des Pfeils x bewegt
werden, und das in die Faser 6 gelangende Ausgangssignal ist
eine Funktion U = f(x). Die Rasterteilung stimmt mit dem Abstand
zwischen den Rippen 42 überein.
In Fig. 9 wird als Sensor eine Platte 43 verwendet, die mit
lumineszierendem Material belegt ist. Dieses Material verändert
in x-Richtung der Platte 43 seine lumineszierende Eigenschaft
in der aus dem ebenfalls in Fig. 9 gezeigten Diagramm ersichtlichen
Weise. In dem Diagramm ist auf der Ordinate die emittierte
Lichtintensität E und auf der Abszisse die Lage x der
Platte 43 aufgetragen. Durch das wie zuvor aus der Faser 6
kommende Anregungslicht, welches auf die Platte 43 trifft,
werden durch Lumineszenz zwei verschiedene Signale von der Platte
43 ausgesandt, und zwar einerseits I₁ (h ν ) und andererseits
I₂ (h ν ), die beide eine Funktion von x sind. Das Ausgangssignal
U wird also
Infolge des mit x variierenden Unterschiedes zwischen den beiden
Kurven I₁ und I₂ erhält man ein Ausgangssignal, das eine
Funktion der Lage x ist (siehe Fig. 9).
Fig. 10 zeigt einen in x- und y-Richtung beweglichen Körper
(Sensor) 44, der bei Anregung Lichtsignale mit drei verschiedenen
Spektren (I₁, I₂, I₃) in das Austrittsende 6 sendet. Die
emittierte Intensität E ist im oberen Diagramm der Fig. 10
als Funktion der Lage des Körpers 44 in Richtung x und im unteren
Diagramm als Funktion der Lage in Richtung y dargestellt.
Als Funktion der Lage x bzw. y erhält man die folgenden beiden
Signale
Fig. 11 zeigt ein vibrationsfähiges Faserende 45, das in Abhängigkeit
von einer Meßgröße zwischen den Lagen A und B zur
Vibration gebracht werden kann. Die Vibrationsfrequenz kann
mit einer Geschwindigkeitsgröße zusammenhängen, doch kann man
das Austrittsende auch in einem Magnetfeld in Vibration bringen
und dabei ein Maß für die Lagen der beiden Sensoren 46 bzw. 47
an den betreffenden Endlagen A und B bekommen.
Das Signal in der Lage A ist
Das Signal in der Lage B ist
Wenn, beispielsweise durch unterschiedliche Dotierungskonzentrationen
in den Sensoren 46 bzw. 47, A ≠ B wird, dann wird U A ≠
U B · U A = U B würde bedeuten, daß in den beiden Endlagen dieselben
Lichtsignale auftreten. Auf diese Weise werden Lichtimpulse
in die Faser gesandt, wenn diese sich in einer ihrer Endlagen
befindet. (Mit "Licht" ist elektromagnetische Strahlung in dem
Wellenlängenbereich von 0,1 bis 10 µ gemeint.)
Claims (14)
1. Faseroptisches Meßgerät zum Messen physikalischer Größen,
wie zum Beispiel einer Lage, einer Geschwindigkeit, einer
Beschleunigung, einer Kraft eines Druckes, einer Dehnung,
einer Temperatur, mit einer Licht in das Eintrittsende einer
faseroptischen Sendelichtleiteinrichtung einspeisenden
Lichtquelle, mit einem dem Austrittsende der Sendelichtleiteinrichtung
zugeordneten Geber, der ein unter der Einwirkung
der physikalischen Größe gegenüber dem vorgenannten Austrittsende
relativ bewegbares Organ aufweist und so beschaffen
ist, daß er zumindest zwei Ausgangslichtbündel unterschiedlicher
Spektralverteilung erzeugt, die mittels einer
faseroptischen Empfangslichtleiteinrichtung zu spektral-selektiven
fotoelektrischen Wandlern, die zu einer elektronischen
Einheit gehören, lenkbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das gegenüber dem Austrittsende
(31) der Sendelichtleiteinrichtung (6) relativ bewegbare Organ
(32-34) entweder selbst mindestens ein lumineszierendes
Material enthält oder mit einem ebenfalls gegenüber dem Austrittsende
(31) der Sendelichtleiteinrichtung (6) angeordneten
weiteren Organ (36, 42) zusammenwirkt, welches ein lumineszierendes
Material enthält.
2. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in der elektronischen Einheit
(E) zur Kompensation von Störfaktoren mindestens zwei
den Ausgangslichtbündeln unterschiedlicher Spektralverteilung
entsprechende Teilsignale vorhanden sind, und daß entweder
beide dieser Teilsignale einem Quotientenbilder (11)
zugeführt sind oder daß das eine Teilsignal einem Regler für
die Lichtquelle oder den fotoelektrischen Wandlern zugeordneten
Verstärkern zugeführt ist.
3. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die spektral-selektiven
Wandler mindestens zwei Fotodioden (9, 10, 14, 15), die entweder
unterschiedliche spektrale Ansprechkurven haben und/oder
von denen mindestens eine mit einem Filter (12, 13) zur Unterdrückung
mindestens eines Teilsignals innerhalb eines bestimmten
Wellenlängenintervalls versehen ist, aufweisen.
4. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die spektral-selektiven fotoelektrischen
Wandler zur Aufspaltung der Ausgangslichtbündel
unterschiedlicher Spektralverteilung mindestens zwei Fotodioden
(20, 22; 24, 25) enthalten, denen strahlengangmäßig
ein lichtdurchlässiger Spiegel (19) und ein einer der Fotodioden
(22) zugeordnetes Filter (21) oder ein Gitter (23)
oder mehrere Endabschnitte (28, 29) der Empfangslichtleiteinrichtung
und ein zu einer der Fotodioden gehörendes Filter
(30) vorgeordnet sind.
5. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Austrittsende
der Empfangslichtleiteinrichtung und den Fotodioden (14, 15)
eine Licht auf diese Fotodioden fokussierende Linse (17) angeordnet
ist.
6. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektronische Einheit
einen Detektor in Form eines demultiplexenden Elementes mit
pn-Übergängen enthält.
7. Faseroptisches Meßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Geber
ein Halbleitermaterial enthält, wie AlP, AlAs, GaP, GaAs,
InP, InAs, In1-x Al x P, In1-x Ga x P, Ga1-x Al x P, In1-x AlxAs,
In1-x Ga x As, Ga1-x Al x As, InAs1-y P y , GaAs1-y P y mit x beziehungsweise
y zwischen 0 und 1, oder ZnTe, ZnSe, ZnS, ZnO,
CdTe, CdSe oder CdS.
8. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß GaP mit Zn und O oder Cd
und O dotiert ist oder daß ZnSe mit Cu oder Mn dotiert ist.
9. Faseroptisches Meßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen
am Austrittsende (31) der Sendelichtleiteinrichtung (6)
mit einem lumineszierenden Material belegt ist, das Licht
mit einem gewissen Spektrum emittiert und teilweise den
Durchtritt des Anregungslichtes zu dem dahinterliegenden Organ
(32) erlaubt, welches Licht in das Austrittsende der
Sendelichtleiteinrichtung, das zugleich auch das Eintrittsende
der Empfangslichtleiteinrichtung bildet, mit einem vom
Spektrum des Anregungslichtes abweichenden Spektrum emittiert.
10. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet
durch eine oder mehrere Linsen zur Fokussierung
des von dem bewegbaren Organ (32) lumineszierten
Lichtes auf das Eintrittsende der Empfangslichtleiteinrichtung.
11. Faseroptisches Meßgerät nach den Ansprüchen 9 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare
Organ (32) aus zwei oder mehreren in Bewegungsrichtung
hintereinanderliegenden lumineszierenden Körpern (34) mit
unterschiedlichen Emissionsspektren besteht.
12. Faseroptisches Meßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Endfläche am Austrittsende der Sendelichtleiteinrichtung,
die zugleich das Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung
darstellt, mit einem lumineszierenden Material (37) belegt
ist, welches Licht mit einem bestimmten Spektrum emittiert
und teilweise den Durchtritt von Anregungslicht zu dem gegenüber
dem Austrittsende (31) liegenden lumineszierenden
Material enthaltenden Organ (36) erlaubt, welches Licht mit
einem vom Spektrum des Anregungslichtes abweichenden
Spektrum zum Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung
emittiert, und daß zwischen dem genannten Organ (36) und dem
Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung ein optisches
Filter (38) angeordnet ist, welches ein über seine
Oberfläche veränderliches Transmissionsvermögen hat, in
einer oder mehreren Richtungen in Abhängigkeit der Meßgröße
relativ zum Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung
beweglich ist und die Intensität des von dem dahinter
liegenden Organ (36) emittierten Lichtes beeinflußt.
13. Faseroptisches Meßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Austrittsende der Sendelichtleiteinrichtung, die zugleich
das Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung darstellt,
mit einem lumineszierenden Material belegt ist, welches
Licht mit einem bestimmten Spektrum in das Eintrittsende der
Empfangslichteinrichtung emittiert und teilweise den Durchtritt
von Anregungslicht zu einem dahinterliegenden Organ
mit einer lumineszierenden Schicht paralleler Bänder
(42) erlaubt, welches Organ Licht mit einem anderen Spektrum
als das des Anregungslichtes in das Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung
emittiert, und daß zwischen diesem Organ
und der Faser ein bewegliches Raster (41) angeordnet
ist, welches sich mit der Meßgröße relativ zu dem Organ mit
den parallelen Bändern (42) bewegt.
14. Faseroptisches Meßgerät nach einem der Ansprüche 2 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Austrittsende der Sendelichtleiteinrichtung (45), die
zugleich das Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung darstellt,
zwischen zwei Endlagen bewegbar ist, in denen Organe
(46, 47) angeordnet sind, von denen jedes Licht mit einem anderen
Spektrum in das Eintrittsende der Empfangslichteinrichtung
emittiert, und daß das die in der Elektronikeinheit
empfangene Signal zur Bestimmung der Endlagen des Faserendes
(43) analysiert wird.
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