DE3137387A1 - Faseroptisches messgeraet zum messen physikalischer und chemischer groessen - Google Patents
Faseroptisches messgeraet zum messen physikalischer und chemischer groessenInfo
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Abstract
1 Die Erfindung betrifft ein faseroptisches Meßgerät zum Messen physikalischer und chemischer Größen. Im Strahlengang des ausgesandten Meßlichtes angeordnete Sensoren beeinflussen die spektrale Zusammensetzung des Lichtes in Abhängigkeit von der Meßgröße. Die Sensoren bestehen aus einem Material mit einer Absorptionskante und einem oder mehreren Interferenzfiltern. Das Meßgerät ist mit einer Kompensation für Reflexionen versehen, die in den Verbindungen und Verzweigungen der lichtleitenden Fasern (Faseroptik) auftreten. Beispielsweise alterungsbedingte Veränderungen dieser Reflexionen haben daher keinen Einfluß auf die Meßwerte.
Description
Die Erfindung betrifft ein faseroptisches Meßgerät zum Messen physikalischer und chemischer Größen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein großes Problem bei faseroptischen Meßsystemen mit nur einer lichtleitenden Faser zwischen Meßelektronik und Geber sind Reflexe (Reflektionen) in Verbindungen und Verzweigungen der lichtleitenden Pfade. Dieses reflektierte Licht wird zum Meßlicht addiert und geht in die Eichung des Meßgerätes ein, so daß eine Veränderung der Reflexe in beispielsweise einer Faserverbindung einen Meßfehler verursachen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein faseroptisches Meßgerät der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die oben angedeuteten und andere damit zusammenhängende Schwierigkeiten beseitigt sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein faseroptisches Meßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Gemäß der Erfindung ist das faseroptische Meßgerät also mit einer eingebauten Kompensation für Reflexe in dem gesamten Faseroptiksystem versehen.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 ein faseroptisches Meßgerät mit mehreren faseroptischen Gebern zur
gleichzeitigen Messung,
Fig. 2 bis 7 den Spektralzusammenhang in den Meßgeräten,
Fig. 8 zeigt eine Alternative zu der Fig. 3, mit einer Verschiebung des
Absorptionsmaximums,
Fig. 9 die Modulation des Geberlichtes durch die Verschiebung eines
Absorptionsmaximums,
Fig. 10 ein Meßgerät mit einem elektronisch gesteuerten Filter,
Fig. 11 das Geberspektrum für zwei verschiedene Meßgrößen x und y,
Fig. 12 einen Sensor, der ein Spektrum gemäß Fig. 11 gibt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Meßgerätes gemäß der Erfindung zum gleichzeitigen Messen mit mehreren faseroptischen Gebern zeigt Fig. 1. Da sich die Funktion des Meßgerätes auf Spektralanalyse gründet, wird der Spektralzusammenhang im Meßgerät ausführlich dargestellt. Er ist in den Figuren 2 bis 7 skizziert.
Figur 1 zeigt ein Meßgerät, an das mehrere Geber 5, 6, 7, 8 angeschlossen werden können. Die Leucht- oder Laserdioden 1, 2, 3, 4 sind über die lichtleitenden Fasern 9, 10, 11 bzw. 12 und 13, 14, 15 bzw. 16 und die kombinierten Verzweigungs- und Kontaktvorrichtungen 17, 18, 19 und 20 optisch an die Geber 5, 6, 7 bzw. 8 angeschlossen. Das vom Geber zurückkehrende Licht wird nach dem Passieren der Fasern 13, 14, 15 bzw. 16 und der Verzweigungs- und Kontaktvorrichtungen 17, 18, 19 und 20 zu der gemeinsamen Fotodiode 25 geleitet. Zwischen den Endflächen der Fasern 21 - 24 und der Fotodiode 25 ist ein optisches Filter angeordnet, das auf mechanischem Wege ausgetauscht werden kann. Entsprechend Figur 1 geschieht der Filteraustausch dadurch, daß der Motor 26 ein Rad 27 mit mehreren optischen Filtern F1 - F6 gemäß Figur 1c dreht. Um die von den einzelnen Gebern kommenden Signale unterscheiden zu können, werden die Lichtquellen 1 - 4 zeit- oder frequenzmultiplexiert. Bei der Zeitmultiplexierung können eine oder mehrere Abtastungen (scanning) der Lichtquellen pro Filtereinstellung am Detektor vorgenommen werden. Alternativ kann der betreffende Filteraustausch pro Lichtquelle durchgeführt werden. Die zweckmäßigste Methode wird von der schnellsten Multiplexierung bestimmt, und die Steuerung der Multiplexierung wird von der Steuereinheit 29 vorgenommen, bei der es sich um einen Mikroprozessor mit zu-
gehöriger Elektronik handeln kann. Diese Einheit besorgt auch die Signalverarbeitung und die Erzeugung von Meßwerten für das Instrument 31. Das Glied 30 in Figur 1 enthält Speiseglieder und Temperaturregler für die Lichtquellen 1 bis 4. Die kombinierten Verzweigungs- und Verbindungsvorrichtungen werden detailliert in Figur 1b gezeigt. Der Schirm 32 zwischen den Fasern 12 und 24 dient einerseits als Endanschlag für die kontaktierbare Faser 16 und andererseits als Lichtsperre zwischen den Fasern 12 und 24 zur Reflexminimierung.
Figur 2 zeigt ein Beispiel für die Spektralkurve des optischen Systems in Figur 1, wenn die Sensoren (Geber) nach dem Prinzip der Absorptionskantenverschiebung arbeiten. Wenn diese Verschiebung größer als die Breite des Emissionsspektrums der Lichtquelle ist, müssen mehrere Lichtquellen mit überlappenden Emissionsspektren gemäß Figur 2a verwendet werden. Wenn die Meßgröße den Wert x1 annimmt, ist das vom Geber ausgehende Licht von der Transmissionskurve T[tief]x1 entsprechend Figur 2b abhängig, wobei das Emissionsspektrum E1a und die Filter F1 und F2 im Filterrad 27 benutzt werden. Die Transmissionskurven für F1 und F2 sind in Figur 2c als T[tief]F1 und T[tief]F2 dargestellt. Auf entsprechende Weise steuert die Steuereinheit 29 die Lichtquellen und Filterräder so, daß beim Meßwert x2 das Emissionsspektrum E1b und das Filterspektrum T[tief]F3 und T[tief]F4 verwendet werden. Für x3 gelten entsprechend die Kurven E1c, T[tief]x3, T[tief]F5 und T[tief]F6. In sämtlichen Fällen wird auch ein Graufilter mit der Transmissionskurve T[tief]F7 benutzt. Dadurch, daß E1a - E1c mit zunehmender Wellenlängenfolge emittieren, kann die Leuchtdiode 1a für die
Leuchtdiode 1b transparent gemacht werden, die ihrerseits wiederum für die Leuchtdiode 1c transparent gemacht werden kann.
Die Spektralkurven in Figur 2 beschreiben die Meßbereichswahl losgelöst vom Kompensationsverfahren für Reflexe und Faserdämpfung. In den folgenden Figuren 3 bis 7 wird nur das Kompensationsverfahren für Reflexe und Faserdämpfung behandelt, und in Figur 3 wird dieses für einen der Meßbereiche in Figur 2 gezeigt.
In Figur 3 sind die folgenden Spektralkurven aufgetragen:
E(kleines Lambda) : das Emissionsspektrum der Lichtquelle.
G(kleines Lambda, x[tief]i) : das Reflexionsspektrum des Gebers,
einschließlich der Strahlungsverluste, beim
Meßwert x[tief]i
m : die gesamte Faserdämpfung.
H(kleines Lambda, x[tief]i) : das Licht vom Geber am Detektor, jedoch vor dem
Filter, wenn der Meßwert x[tief]i ist.
R(kleines Lambda) : das Licht von Reflexen am Detektor, jedoch vor
dem Filter.
F1(kleines Lambda) : das Transmissionsspektrum für das Filter 1.
F2(kleines Lambda) : das Transmissionsspektrum für das Filter 2.
I1 (kleines Lambda, x[tief]i) : das Licht vom Geber am Detektor nach dem
Passieren des Filters F1, wenn der Meßwert
x[tief]i ist.
I2(kleines Lambda, x[tief]i) : das Licht vom Geber am Detektor nach dem
Passieren des Filters F2, wenn der Meßwert
x[tief]i ist.
K1(kleines Lambda) : das Licht von Reflexen am Detektor nach dem
Passieren des Filters F1.
K2(kleines Lambda) : das Licht von Reflexen am Detektor nach dem
Passieren des Filters F2.
Die Aufgabe der Steuereinheit 29 ist es, einen Wert von x[tief]i zu berechnen, der von Reflexen R(kleines Lambda), Faserdämpfung usw. unabhängig ist. Hierfür hat die Elektronik die folgenden Detektorsignale zu ihrer Verfügung:
S1: Detektorsignal mit Filter F1
S2: Detektorsignal mit Filter F2
S7: Detektorsignal mit Graufilter F7, wobei F7(kleines Lambda) = g ist.
Wenn wir annehmen, daß das Empfindlichkeitsspektrum des Detektors D(kleines Lambda) ist, so erhalten wir:
Wird im Intervall kleines Lambda[tief]1 bis kleines Lambda[tief]2 D(kleines Lambda) = d gesetzt; so erhält man:
Ein für Reflexe und Faserdämpfung unempfindlicher Zusammenhang ist:
(Figur 3)
Dies wird durch folgende Gleichungen veranschaulicht:
kleines Alpha und kleines Beta werden wie folgt gewählt:
und
mit diesen Werten ergibt sich:
Dieser Ausdruck ist von R(kleines Lambda), K1(kleines Lambda) und K2(kleines Lambda) unabhängig.
Beim Einsetzen der Ausdrücke für I1, I2 und H erhält man:
wodurch die Faserdämpfung m eliminiert werden kann. Somit kann S(x[tief]i) wie folgt ausgedrückt werden:
Dies ist ein lösbarer Ausdruck unter der Voraussetzung, daß A(x[tief]i) für alle vorkommenden x[tief]i verschieden von C(x[tief]i) ist, was bei geeigneter Wahl von F1(kleines Lambda) der Fall ist.
Daß kleines Alpha und kleines Beta von einer Faserbiegung und der Größe der Reflexe unabhängig sind und daher nur einmal für ein Meßgerät eingestellt zu werden brauchen, geht aus folgendem hervor:
Da R[tief]o, welches das Reflexionsvermögen des optischen Systems beschreibt, eliminiert werden kann, sind kleines Alpha und kleines Beta nur von F1(kleines Lambda), F2(kleines Lambda) und E(kleines Lambda) abhängig. Hieraus sowie aus dem vorstehenden Ausdruck für S(x[tief]i) geht ferner hervor, daß die Spektren E(kleines Lambda)
bzw. G(kleines Lambda, x[tief]i) der Lichtquelle und des Gebers mit einer Konstante multipliziert werden können, ohne S(x[tief]i), kleines Alpha und kleines Beta zu beeinflussen. Das einzige, was am Meßgerät stabilisiert werden muß, ist somit die Temperatur der Lichtquelle sowie F1(kleines Lambda) und E(kleines Lambda). Die letztgenannten Größen können auch durch Temperaturregelung stabil gehalten werden.
Für die spektralen Zusammenhänge im optischen Teil des Meßgerätes sind mehrere Ausführungsformen möglich. Wenn das Emissionsspektrum der Lichtquelle, wie in Figur 4 gezeigt, aus zwei Emissionsspitzen E(kleines Lambda) und E´(kleines Lambda) besteht, dann ist das Kompensationsverfahren für die Reflexe leichter zu verstehen. Mit denselben Bezeichnungen, die für Figur 3 benutzt wurden, erhält man:
Wähle
(Figur 4)
Wenn F2(kleines Lambda) = 1 in dem Spektrum von E(kleines Lambda) ist und wenn F1(kleines Lambda) = 1 in dem Spektrum von E´(kleines Lambda) ist und wenn
und
erhält man
Die einzige Voraussetzung hierbei besteht darin, daß D(x[tief]i) nicht mit E(x[tief]i) identisch sein darf, was man durch geeignete Wahl von F3(kleines Lambda) erreichen kann.
Eine weitere Vereinfachung erhält man, wenn die Lichtquelle Licht mit drei Spitzen E(kleines Lambda), E´(kleines Lambda) und E´´(kleines Lambda) in der spektralen Verteilung gemäß Figur 5 emittiert. Man erhält dann:
Hierbei wurde vorausgesetzt, daß F1(kleines Lambda) = 1 in E´(kleines Lambda), F4(kleines Lambda) = 1 in E(kleines Lambda) und F3(kleines Lambda) = 1 in E´´(kleines Lambda) ist, und daß G(kleines Lambda, x[tief]i) = 0 in E´(kleines Lambda) und 1 in E´´(kleines Lambda) ist.
Als Meßsignal wird folgendes verwendet:
(Figur 5)
mit
ergibt sich:
Die Figuren 3 bis 5 zeigen Geberspektren, die auf der Wellenlängenachse in Abhängigkeit der Meßgröße x verschoben werden. Bei einer anderen Art von Gebern bleibt ein Teil ihrer Spektren von der Meßgröße unbeeinflußt, während die Absorption und der Reflektionsgrad in einem anderen Wellenlängenbereich geändert werden. Als Beispiel für einen solchen Geber kann der faseroptische Geber gemäß der
DE-OS 29 20 489 genannt werden. Figur 6 zeigt Spektralkurven für ein Meßgerät mit einem solchen Geber, und der Unterschied zwischen Figur 6 und Figur 3 besteht nur in G(kleines Lambda, x[tief]i). Mit derselben Definition der Größen wie für Figur 3 wird
(Figur 6)
gewählt.
Im Verhältnis zu einem Meßgerät mit einer Spektralanalyse nach Figur 3 hat S2 hier eine geringere Abhängigkeit von x, während die
Relativabhängigkeit der Größe S1 von x im Vergleich zu S7 größer ist. Hierdurch erhält man im allgemeinen günstigere Berechnungen. Der größte Vorteil bei einem System nach Figur 6 besteht jedoch darin, daß G(kleines Lambda, x[tief]i) wellenlängenmäßig nicht verschoben werden kann und damit mehr Lichtquellen und Filter nach Figur 2 zur Ausdehnung des Meßbereiches nicht erforderlich sind.
Figur 7 zeigt ein alternatives Geberspektrum zu dem gemäß Figur 6. Im Spektrum E(kleines Lambda) der Lichtquelle hat das Geberspektrum drei Niveaus, ein Nullniveau bei niedrigeren Werten für (kleines Lambda), ein
Zwischenniveau in der Mitte von E(kleines Lambda), das von der Meßgröße abhängig ist, und ein von der Meßgröße unabhängiges Niveau für größere Werte von (kleines Lambda). Aus Figur 6 erhält man:
Wenn G(kleines Lambda,x
) = g, so erhält man:
In Figur 3 wird das Licht vom Geber durch die Verschiebung einer Absorptionskante moduliert. Wenn diese Modulation statt dessen durch die Verschiebung eines Absorptionsmaximums geschieht, wie es in Figur 8 gezeigt ist, so kann man die doppelte Geberempfindlichkeit erreichen. Ein solches Spektrum kann man beispielsweise mit Hilfe eines Interferenzfilters oder eines dotierten Kristalls erhalten.
Mit denselben Definitionen wie für Figur 3 wird hier folgendes gewählt:
(Figur 8)
Dabei ist kleines Alpha mit dem früheren Ausdruck für kleines Alpha identisch, während für kleines Beta gilt:
Auf gleiche Weise kann das Geberlicht durch die Verschiebung eines Absorptionsminimums gemäß Figur 9 moduliert werden. Auch hier wird
gewählt.
Mit Ausnahme des Filters F4 sind die bisher verwendeten Filter Hoch- oder Niederpaßfilter. Das Filter F4 ist ein Bandpaßfilter, und es können natürlich auch die Filter F1-F3 Bandpaßfilter sein, wenn die Breite des Bandes unter Berücksichtigung des Emissionsspektrums der Lichtquelle gewählt wird.
Werden nur Bandpaßfilter verwendet, so besteht die Möglichkeit, elektrooptisch gesteuerte Filter vom Typ Fabry-Perot oder Doppelbrechungsfilter zu benutzen, wobei Motor und Filterrad durch ein elektronisch gesteuertes Filter entsprechend Figur 10 ersetzt werden. Das Licht von den Sensoren muß das elektronisch gesteuerte Filter 33 passieren, bevor es den Detektor 25 erreicht. Zur Steuerung des Filters 33 ist ein Spannungsgenerator 32a vorhanden, der in diesem Fall die Spannung an drei Schichten aus beispielsweise Lithiumniobat in einem Fabry-Perot-Resonator individuell steuert. Um die Lage des Bandpaßfilters mit großer Genauigkeit steuern zu können, ist eine optisch wellenlängenempfindliche Anordnung vorhanden, welche aus der Lichtquelle 34, der Faser 35, der Faser 36 und dem Fotodetektor 37 besteht. Die Lichtquelle wird vom Glied 38 gespeist, das Detektorsignal wird im Verstärker 39 verstärkt, und die Be-
rechnung der Zentrumswellenlänge des Filters 33 wird im Glied 40a durchgeführt.
Dadurch, daß man Zugang zu einem kontinuierlich steuerbaren Bandpaßfilter F(kleines Lambda, kleines Lambda[tief]o) hat, wobei kleines Lambda[tief]o die Zentrumswellenlänge ist, kann das Lichtspektrum für den Detektor in einer großen Anzahl von Wellenlängenintervallen analysiert werden. Dies kann beispielsweise dann von Wert sein, wenn man mehr als eine Meßgröße von ein und demselben Sensor übertragen will. Ein Geberspektrum für zwei verschiedene Meßgrößen x und y wird in Figur 11 gezeigt. FA, FB, FC und FD stellen das Transmissionsspektrum für das Filter 33 bei vier verschiedenen Zentrumswellenlängen kleines Lambda[tief]A, kleines Lambda[tief]B, kleines Lambda[tief]C, kleines Lambda[tief]D dar. Bei den verschiedenen Zentrumswellenlängen erhält man die folgenden Detektorsignale:
Es wird definiert:
l[tief]B, l[tief]C und l[tief]D sind von FA(kleines Lambda), FB(kleines Lambda), FC(kleines Lambda), FD(kleines Lambda) und E(kleines Lambda) abhängig, nicht aber von R[tief]o, d.h. l[tief]B, l[tief]C, l[tief]D können im voraus in die Berechnungselektronik einprogrammiert werden, die damit
S[tief]B[hoch]I, S[tief]C[hoch]I und S[tief]D[hoch]I gemäß folgenden Beziehungen berechnen kann:
Die Detektorempfindlichkeit (d), die Dämpfung in der Faser und die Emissionsstärke (m) der Lichtquelle erhält man aus folgenden Ausdrücken, wobei G[tief]o die Transmission des Gebers bei größeren Wellenlängen ist:
Die Meßwerte x[tief]i und y[tief]i erhält man aus S[tief]B[hoch]I und S[tief]C[hoch]I:
Die Meßwerte x[tief]i und y[tief]i erhält man aus I[tief]B bzw. I[tief]C:
(Figur 11)
Durch die Einführung mehrerer Wellenlängenintervalle, für welche das Geberspektrum meßgrößenabhängig ist, mit einer Meßgröße pro Wellenlängenintervall, können mehr als zwei Meßgrößen gleichzeitig gemessen werden. Die Anzahl der gleichzeitig meßbaren Meßgrößen wird einerseits durch die Breite des Emissionsspektrums bestimmt und andererseits davon, wie schmal das Transmissionsspektrum des Detektorfilters gemacht werden kann.
Ein Beispiel für einen Sensor, der ein Spektrum gemäß Figur 11 ergibt, zeigt Figur 12. 40, 41 und 42 sind Interferenzfilter mit Reflexionsspitzen mit den Zentrumswellenlängen kleines Lambda[tief]D, kleines Lambda[tief]B und kleines Lambda[tief]C gemäß Figur 11. Das Filter 40 erzeugt somit g[tief]o, das Filter 41 erzeugt G(kleines Lambda, x[tief]i) und das Filter 42 erzeugt G (kleines Lambda, y[tief]i). Sowohl die Filter 40 und 41 wie auch das Filter 42 transmittieren Licht mit der Wellenlänge kleines Lambda[tief]A, um welche Wellenlänge die Reflexe in der Optik gemessen werden. Die Elemente 43 und 44 ändern ihre Transmission um die Wellenlänge kleines Lambda[tief]B bzw. kleines Lambda[tief]C in Abhängigkeit von den Meßgrößen x bzw. y. Die Elemente 43 und 44 können beispielsweise Halbleiterkristalle mit temperatur- und druckabhängiger Absorption sein, wobei jedoch nur das Element 44 einem
Druck ausgesetzt wird und der Temperaturmeßwert benutzt wird, um den Druckwert für die Temperatur zu kompensieren.
Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.
Claims (10)
1. Faseroptisches Meßgerät zum Messen physikalischer und chemischer Größen mit einem oder mehreren Gebern, von denen jeder über mindestens eine lichtleitende Faser (13-16) mit einer Auswertungselektronik verbunden ist, die eine oder mehrere Lichtquellen (1-4), einen oder mehrere Fotodetektoren (25) und optische Kopplungsvorrichtungen zum Einleiten von Licht in die lichtleitenden Fasern und zum Herausleiten von Licht aus den lichtleitenden Fasern zu den Fotodetektoren enthält, und mit im Strahlengang der Geber angeordneten Sensoren, welche die spektrale Zusammensetzung E (kleines Lambda) des von den Lichtquellen kommenden Lichtes auf solche Weise beeinflussen, daß das von den Gebern in die lichtleitenden Fasern transmittierte oder reflektierte Licht von den Meßgrößen abhängige Lichtspektren H (kleines Lambda, x) hat, die mit Hilfe eines oder mehrerer optischer Filter (F1-F7, 33) im Strahlengang zwischen der/den lichtleitenden Faser(n) und dem/den Fotodetektor(en) analysiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor ein Reflexions-, Transmissions- und/oder Absorptionsspektrum G (kleines Lambda, x) hat, das/die in dem Emissionsspektrum E (kleines Lambda) der zum Sensor gekoppelten Lichtquellen ein von den Meßgrößen (x/x, y, z usw.) abhängiges, vom Sensor emanierendes Lichtspektrum H (kleines Lambda, x) auslösen, welches in mindestens einem Wellenlängenintervall des Spektrums E (kleines Lambda) eine Abhängigkeit von der/den Meßgröße(n) (x/x, y, z usw.) hat,
die nicht mit der entsprechenden Abhängigkeit in mindestens einem anderen, nicht identischen Wellenlängenintervall von E (kleines Lambda) identisch ist, daß das genannte optische Filter Reflexions-, Transmissions- und/oder Absorptionsspektren (F1 (kleines Lambda), F7(kleines Lambda), FA(kleines Lambda), FD(kleines Lambda)) hat, welche das vom Geber emanierende Spektrum H(kleines Lambda, x) in mindestens drei nicht identische Wellenlängenintervalle aufteilen, die sich überlappen können, daß der/die genannte(n) Fotodetektor(en) das Licht nach der Filterung mißt/messen und Detektorsignale (S1, S2, S3 S7, SA SD) in dem betreffenden Wellenlängenintervall erzeugt/erzeugen, daß die Auswertungselektronik eine Anordnung zur Multiplikation der Detektorsignale mit Konstanten (kleines Alpha, kleines Beta, l) einschließlich der Konstanten 1 und 0, zur Differenzbildung zwischen Detektorsignalen, die mit Konstanten multipliziert wurden, und zur Quotenbildung aus diesen Differenzsignalen enthält, daß der Sensor aus einem Material mit einer optischen Absorptionskante G(kleines Lambda, x, y) besteht, die in mindestens einem Wellenlängenintervall mit dem Spektrum E(kleines Lambda) zusammenfällt, und daß die Abhängigkeit des Sensorspektrums von der/den Meßgröße(n) aus der wellenlängenmäßigen Verschiebung und Formänderung der Absorptionskante besteht oder daß der Sensor aus einem oder mehreren Interferenzfiltern mit variierenden Transmissions- und Reflexionsspektren in dem Spektrum E(kleines Lambda) besteht.
2. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte aus dem Ausdruck
berechnet werden, wobei SI, SJ, SK und SL die Detektorsignale beim Filtern mit den vorgenannten Spektren FI(kleines Lambda), FJ(kleines Lambda), FK(kleines Lambda) bzw. FL(kleines Lambda) sind und wobei mindestens drei der Signale SI, SJ, SK
und SL nicht identisch sind.
3. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungselektronik Anordnungen zur Berechnung der Konstanten kleines Alpha und kleines Beta aus den Detektorsignalen enthält, daß bei dieser Berechnung die Sensoren durch in E(kleines Lambda) spektral neutrale Reflektoren oder Filter ersetzt sind und daß es sich bei dieser Berechnung um eine Quotientenbildung aus den Signalen SI und SJ für kleines Alpha und aus den Signalen SK und SL für kleines Beta handelt.
4. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus Interferenzfiltern (40, 41, 42) besteht, die mit zwischenliegenden Lichtmodulatoren (43, 44) aufeinandergestapelt sind, welche vor dem Faserende und im Weg des Strahlenganges angeordnet sind, und daß die Meßgrößen die optische Transmission in den einzelnen Lichtmodulatoren in verschiedenem Maße beeinflussen.
5. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den optischen Filtern um Interferenzfilter, Fabry-Perot-Filter, "enhanced transmissions"-Filter, Doppelbrechungsfilter und/oder Absorptionsfilter handelt, und daß die Detektorsignale (S1, S2 S7, SA SD) durch mechanische Positionierung der verschiedenen genannten Filter (F1, F2 F7, FA FD) und/oder durch mechanische Drehung eines Interferenzfilters und/oder durch elektrische Modulation von elektrooptischen Filtern und/oder durch Aufteilung des Lichtes auf mehrere Fotodetektoren, von denen
jeder mit einem der vorgenannten Filter versehen ist, gewonnen werden.
6. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Emissionsspektrum E(kleines Lambda) der Lichtquelle(n) eine oder mehrere Spitzen hat und daß die Filter (F1, F2 FD) so beschaffen sind, daß das gesamte von diesen Spitzen herrührende Licht oder Teile dieses Lichtes zur Detektierung abgeschieden werden kann/können.
7. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexions- und/oder Transmissionsspektren des Sensorfilters in mindestens einem Wellenlängenintervall von E(kleines Lambda) größere Variationen in dem vom Sensor ausgehenden Licht H(kleines Lambda, x) ergeben als in mindestens einem anderen nicht identischen Wellenlängenintervall von E (kleines Lambda).
8. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorspektren außerdem mindestens ein Wellenlängenintervall im Spektrum E (kleines Lambda) mit einem relativ zu den übrigen Wellenlängenintervallen niedrigen Wert von H(kleines Lambda, x) haben.
9. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorspektrum ein örtliches Minimum oder Maximum in dem Wellenlängenintervall für E(kleines Lambda) hat und daß die Meßgröße(n) die Lage und/oder die Tiefe bzw. die Höhe dieses Minimums/Maximums beeinflußt/beeinflussen.
10. Faseroptisches Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzfilter jeweils eine Reflexionsspitze haben und daß diese Spitzen wellenlängenmäßig nebeneinander und in dem Spektrum E(kleines Lambda) liegen.
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