DE3208512A1 - Faseroptische sensorvorrichtung zum messen eines physikalischen parameters - Google Patents

Faseroptische sensorvorrichtung zum messen eines physikalischen parameters

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DE3208512A1 DE19823208512 DE3208512A DE3208512A1 DE 3208512 A1 DE3208512 A1 DE 3208512A1 DE 19823208512 DE19823208512 DE 19823208512 DE 3208512 A DE3208512 A DE 3208512A DE 3208512 A1 DE3208512 A1 DE 3208512A1
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Description

Faseroptische Sensorvorrichtung zum Messen eines physikalischen Parameters
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Sensorvorrichtung zum Messen eines physikalischen Parameters.
Während der letzten Jahre ist die faseroptische Signalübertragung in elektronischen Systemen zu einer wichtigen technologischen Neuerung geworden.
Unter den Gründen für den Vorzug faseroptischer Signalübertragungen vor der früheren elektrischen Signalübertragungen ist die Verfügbarkeit zusätzlicher Bandbreite kombiniert mit der Elimination elektromagnetischer Störungen oder Interferenzen. Ein anderer Grund liegt in der bequemen Trennung elektrischer Potentiale verschiedener Systemkomponenten.
Die faseroptische Übertragung ist bei der Kommunikation über mittlere und weite Distanzen verwendet worden und zur digitalen Datenübertragung in gewissen industriellen Anwendungen, wo elektromagnetische Störungen oder die elektrische Trennung von besonderer Wichtigkeit sind. Faseroptische Übertragungsleitungen sind auch in Verbindung mit der Schaltung von Hochspannungen, der Kraftwerkssteuerung und der Frozeßsteuerung elektrischer Öfen verwendet worden. Die Anwendung in Flugzeugen und in Kraftfahrzeugen wird diskutiert.
In Steuersystemen wird die Signalkommunikation in digitaler Form nicht nur zwischen Datenverarbeitxingseinheiten, sondern auch zwischen Datenverbeitungsein-Ed 1 Sti/1.3.32
O τ Γι π γ ι
ο I υ ο b I
-£- VPA 81 P 8210 DE
heiten und Eingangs-und/oder Ausgangseinrichtungen verwendet.
Eine besondere Signalempfindlichkeit besteht zwischen Sensoren und Datenverarbeitungseinrichtungen. Die faseroptische Kommunikation auf digitaler Basis ist deshalb für die Signalübertragung zwischen Sensoren und dem Steuer- und/oder Verarbeitungssystem verwendet worden (Control Engineering, Febr. 1979, S. 30 - 33). Die Sensorvorrichtungen dienen zur Gewinnung von Eingangsinformation relativ zu physikalischen Parametern, die für das Steuer- und/oder Verarbeitungssystem von Wichtigkeit sind, wie beispielsweise die Temperatur, der Druck, die Position, der Fluß, die Geschwindigkeit, das Flüssigkeitsniveau, usw..
Eine Sensorvorrichtung zum Messen eines physikalischen Parameters sollte in Kombination eine hohe Genauigkeit und einen Schutz gegen elektromagnetische Störungen sowie einen einfachen Aufbau aufweisen. Eine derartige Sensorvorrichtung sollte fest und stabil und für eine Massenproduktion geeignet sein. Zur Niedrighaltung der Kosten sollte die Sensorvorrichtung Gebrauch wohlbekannter und leicht erhältlicher Komponenten machen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine faseroptische Sensorvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welcher derphys!kausche Parameter an einer ersten Stelle meßbar ist, die von einer zweiten Stelle, wo das Meßresultat benötigt wird, entfernt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil ■7ir) den Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.
-5- VPA 81 P 8210 DE
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 12 hervor.
Vorteile der Erfindung sind unter anderem folgende:
Es ist eine faseroptische Sensorvorrichtung geschaffen, die einen physikalischen Parameter abtastet, ohne von einer elektrischen Einrichtung Gebrauch zu machen, und die eine abgetastete Quantität mittels faseroptischer Übertragungsleitungen überträgt. Es ist auch eine faseroptische Sensorvorrichtung geschaffen, bei welcher immer dann eine Ablesung erhalten wird, wenn eine oder mehrere vorbestimmte Schwellen erreicht werden. Speziell sind ein Temperatur- und Positionswandler geschaffen.
In Zusammenfassung enthält gemäß einem Aspekt der Erfindung eine faseroptische Sensorvorrichtung zum Messen der Temperatur als ein physikalischer Parameter eine Lichtquelle, die Licht in Richtung einer ersten oder anfänglichen lichtübertragenden Faser oder eines entsprechenden faseroptischen Kabels aussendet. Das Licht wird von dem Lichteintrittsende der Faser aufgenommen und zu dessen Lichtaustrittaende übertragen. Eine bimetallische Temperaturabtasteinrichtung ist der ersten lichtübertragenden Faser zugeordnet oder dort angeordnet. Diese Temperaturabtasteinrichtung verschiebt das Lichtaustrittsende der lichtübertragenden Faser, wenn eine Temperaturänderung stattfindet. Die faseroptische Sensorvorrichtung enthält des weiteren mehrere, vorzugsweise eine sehr große Anzahl zweiter lichtübertragender Fasern. Jede dieser zweiten lichtübertragenden Fasern v/eist ein Lichteintrittsende auf, welches Licht aus der ersten lichtübertragenden Faser empfangen kann und ein Lichtaustrittsende zum Abstrahlen des empfangenen Lichts. Die Lichtaustrittsenden sind dicht nebeneinander angeordnet, so daß aufeinanderfolgend <-■ ilie:;rr
οzUö ο \ 9
-*- VPA 81 P 8210 DE
Enden Licht aus der ersten lichtubertragenden Faser erhalten, wenn eine Temperaturänderung stattfindet und wenn die bimetallische Temperaturabtasteinrichtung die relative Position des Austrittsendes der ersten lichtübertragenden Faser ändert. Die Sensorvorrichtung enthält auch mehrere, vorzugsweise eine große Anzahl von Lichtdetektoren. Jeder dieser Lichtdetektoren ist je einem Austrittsende der zweiten lichtübertragenden Fasern zugeordnet oder dort angeordnet, so daß Licht aus den zweiten lichtübertragenden Fasern empfangen wird. In Abhängigkeit von der Position der ersten lichtübertragenden Faser empfängt die eine oder andere zweite lichtübertragende Faser Licht von der ersten Faser und überträgt es zu dem ihr zugeordneten Detektor.
Gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung enthält eine faseroptische Sensorvorrichtung zur Messung eines physikalischen Parameters eine Lichtquelle, die Licht in Richtung einer ersten lichtübertragenden Faser oder eines ersten faseroptischen Kabels aussendet. Das Licht wird von dem Lichteintrittsende der Faser empfangen und zu seinem Lichtaustrittsende übertragen. Eine Linsenvorrichtung, beispielsweise eine Bikonvexlinse oder ein Linsensystem, mit einer positiven Brennweite ist im Strahlengang des von dem Austrittsende der ersten lichtübertragenden Faser abgestrahlten Lichts angeordnet und wird von diesem Licht durchstrahlt. Das Sensorsystem enthält auch mehrere, vorzugsweise eine große Anzahl zweiter lichtübertragender Faser. Jede dieser zweiten lichtubertragenden Fasern weist ein Lichteintrittsende zum Empfang von Licht aus der Linsenvorrichtung auf und jede weist auch ein Lichtaustrittsende zum
Vj Abstrahlen des empfangenen Lichts auf. Die Lichteintrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern sind ebenfalls dicht nebeneinander angeordnet. Die Sensor-
"3 ;·:·Τγ: 5 1
-6- VPA 81 P 8210 DE
vorrichtung enthält des weiteren einen Verschiebeapparat zum Verschieben der Linsenvorrichtung in Bezug auf das Lichtaustrittsende der ersten Faser. Die Verschiebung spricht auf den zu messenden physikalischen Parameter an oder erfolgt in Abhängigkeit von diesem Parameter. Wenn eine Änderung des physikalischen Parameters stattfindet, projiziert die Linsenvorrichtung das empfangene Licht auf aufeinanderfolgende Lichteintrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern. Die Sensorvorrichtung enthält auch mehrere, vorzugsweise eine große Anzahl von Lichtdetektoren. Jeder dieser Detektoren ist je einem der Austrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern zugeordnet oder dort angeordnet. In Abhängigkeit von der Position der Linsenvorrichtung empfängt der eine oder andere Detektor Licht aus der zweiten lichtübertragenden· Faser.
Diese Erfindung basiert auf den folgenden Prinzipien: Zuerst wird der zu messende physikalische Parameter in eine Bewegung oder Verschiebung umgewandelt, die beispielsweise geradlinig oder auf einem Kreis erfolgt. Die Bewegung oder Verschiebung der ersten übertragenden Faser wird zur Manipulation der Eigenschäften des Lichts benutzt, im vorliegenden Fall zur Manipulation der Richtung des Lichts. Die Richtung wird mittels einer der zweiten lichtübertragenden Fasern und dem ihr zugeordneten Lichtdetektor abgetastet.
30
Die vorstehenden und andere Vorteile und Eigenschaften oder Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, näher ins einzelne gehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die ■5 in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Von den dargestellten Figuren zeigen:
VPA 81 P 8210 DE Figur 1 eine Ausführungsform einer faseroptischen
Sensorvorrichtung zur Messung der Temperatur, welche Vorrichtung einen temperaturempfindlichen Bimetallstreifen aufweist; 5
Figur 2 einen vergrößerten Querschnitt durch eine
erste lichtübertragende Faser, die mit zwei metallischen Streifen bedeckt ist, welche ein bimetallisches Temperaturelement bilden; und 10
Figur 3 eine andere Ausführungsform einer faseroptischen Sensorvorrichtung, die eine bewegliche Linse zum wahlweisen Fokussieren von Licht auf verschiedene einzelne lichtübertragende Fasern aufweist.
In allen Figuren 1 bis 3 sind für äquivalente Komponenten und Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
-ψ- VPA 81 P 8210 m
In der Figur 1 ist eine faseroptische Sensorvorriohtung zum Messen der Temperatur schematisch dargestellt. Die Temperatur T kann "beispielsweise die Temperatur eines Gasstromes oder die Umgebungstemperatur sein.
Eine Lichtquelle 2 sendet einen Lichtstrahl durch ein fokusslerendes System 4, das durch eine Linse dargestellt ist, zu dem Austrittsende einer Eingangsfaserleitung oder ersten oder anfänglichen lichtübertragenden Faser 6. Die erste Faser 6 ist aus lichtleitendem Material gefertigt und ist wenigstens an ihrem austrittsseitigen Endabschnitt flexibel. Die erste Faser 6 kann eine einzelne optische Faser sein.
Vorzugsweise ist sie jedoch ein faseroptisches Kabel, das mehrere Glasfasern enthält.
Bei dem austrittsseitigen Endabschnitt oder Austrittsendabschnitt der erst en lichtübertragenden Faser 6 ist eine Halterung oder ein Lager 8 vorgesehen. Das Austrittsende der lichtübertragenden Faser 6 kann entlang einer Kreisbahn 10 um das Lager 8 bewegt werden. In anderen Worten, das Lichtaustrittsende kann längs der Bahn 10 verschoben werden. Die Ver-Schiebung entspricht der Temperatur T.
Die von der Temperatur T bewirkte Verschiebung wird durch eine bimetallische Temperaturabtast- und -betätigungsvorrichtung 12 erzielt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei metallischen Streifen 14 und 16, die fest aneinander befestigt sind. Die Streifen 14 und haben Temperaturausdehnungskoeffizienten, die voneinander verschieden sind. Die erste optische Faser 6 ist auf dieser Streifenkombination oder diesem bimetallisehen Streifen befestigt, beispielsweise durch ein Haftmittel oder einen Klebstoff.
32Ω85 1 2 f:
Al
-ST- VPA 81 P 8210 DE
Bimetallische Temperaturabtast- und -betätigungsvorrichtungen 12 werden in Temperaturabtast- und/oder Temperatursteuervorrichtungen allgemein benutzt und sind an sich bekannt.
Die Lichtquelle 2 kann ein relativ breites Lichtspektrum aussenden. Sie kann beispielsweise weißes Licht aussenden, das alle sichtbaren Spektralkomponenten enthält. Die Lichtquelle 2 kann eine Glühlampe sein oder aus einer vorzugsweise großen Anzahl von lichtemittierenden Dioden(LED) bestehen, die in dem gleichen Spektrum strahlen. Die Lichtquelle 2 kann einen Infrarotstrahl, sichtbares oder ultraviolettes Licht ausstrahlen.
Nahe bei dem Lichtaustrittsende der ersten lichtübertragenden Faser 6 sind die Lichteintrittsenden eines Bündels von Empfangsfasern oder zweiten lichtübertragenden Fasern 20a,... ,2Od, ,2Ok, ,2Oz
angeordnet. Deren Lichteintrittsenden sind eng benachbart auf einer Kreisbahn 22 um das Lager 8 in" einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die zweiten licht-Ubertragenden Fasern 20a bis 20z sind zur Übertragung von Licht von der Temperaturmeßstelle zu einer entfernten Stelle vorgesehen, bei der eine Signalverarbeitung stattfinden soll. Die zweiten lichtübertragenden Fasern 20a bis 20z können gekrümmt sein.
Dem Lichtaustrittsende einer jeden zweiten lichtübertragenden Faser 20a bis 20z ist je ein optischer
Empfänger oder Lichtdetektor 24a bis 24z zugeordnet. Diese Lichtdetektoren 24a bis 24z sind für das Licht aus der Quelle 2 empfindlich. Mit den Ausgängen der Lichtdetektoren 24a bis 24z ist eine Signalverarbei-Vj tungsvorrichtung oder -einrichtung 26 verbunden.
Diese Vorrichtung 26 kann beispielsweise eine Digitalanzeige enthalten.
-9- VPA 81 P 8210 DE
Es können beispielsweise mehr als zehn zweite lichtübertragende Fasern 20a bis 20z vorgesehen sein. Ihre Anzahl hängt von der Genauigkeit ab, mit welcher die Messung des Parameters, wie beispielsweise die Temperaturmessung,ausgeführt werden soll.
Bei einem Betrieb der dargestellten faseroptischen Sensorvorrichtung wird ein Endabschnitt des Bimetallstreifens 12 mehr oder weniger gekrümmt, und zwar entsprechend der zu messenden Temperatur T. Das Austrittsende der ersten Faser 6 (die auf dem bimetallischen Streifen 12 befestigt ist) zeigt in Abhängigkeit von der Krümmung des Bimetallstreifens 12 in eine spezifische Richtung. Deshalb wird das von dem Austrittsende der ersten lichtübertragenden Faser 6 abgestrahlte Licht von einer speziellen Faser der zweiten lichtübertragenden Fasern 20a bis 20z, beispielsweise von der zweiten Faser 2Od, empfangen. Das Licht wird zu dem dieser Faser 2Od zugeordneten Lichtdetektor 24d übertragen. Dieser Detektor 2 d liefert ein starkes Ausgangssignal an die Signalverarbeitungsvorri chtung 26.
Wenn eine Temperaturänderung stattfindet, ändert sich auch die Biegung oder Krümmung des Bimetallstreifens
12. Dies 'hat eine Änderung der Orientierung des Lichtaustrittsendes der ersten lichtübertragenden Faser zur Folge. Dadurch wird das Licht aus der ersten Faser 6 von einer anderen Empfangsfaser, beispielsweise von der Empfangsfaser 20k empfangen. Diese Empfangsfaser 20k leitet das Licht dem Lichtdetektor 24k zu, der dieser Empfängerfaser 20k zugeordnet ist. Jetzt liefert der Lichtdetektor 24k ein starkes Ausgangssignal an die Verarbeitungsvorrichtung D.h., daß die Verarbeitungsvorrichtung oder der Prozessor 26 von den Lichtdetektoren 24d bis 24k nacheinander signifikante Ausgangssignale erhält,
-W- vpA 81 P 8210 DE
wenn ein Temperaturwechsel stattfindet. Jedes dieser Ausgangssignale zeigt an, daß eine gewisse Parameteroder Temperaturschwelle erreicht worden ist.
Die Ausgangssignale aus den Detektoren 2Aa bis 24z können von dem Prozessor 26 in ein entsprechendes digitales Ausgangssignal a umgeformt werden.
Anhand der Figur 2 wird eine Modifikation der Sensorvorrichtung gemäß Figur 1 erklärt. Im Vergleich mit der Figur 1 ist der rechte Endabschnitte der ersten Faser 6 geändert worden. Figur 2 zeigt den Querschnitt des modifizierten Endabschnitts der ersten Faser 6 in vergrößertem Maßstab.
Aus der Figur 2 geht hervor, daß die erste lichtübertragende Faser 6 in herkömmlicher Weise einen Glasfaserkern 28 enthält, der von einem Mantel 30 umgeben ist. Die Brechungsindizes des Kerns 28 und des Mantels 30 sind voneinander verschieden. Die Faser 28, 30 ist mit einer modifizierten bimetallischen Temperaturabtastvorrichtung 12 versehen.
Die bimetallische Temperaturabtastvorrichtung 12 enthält einen ersten metallischen Überzug 32, der sich längs der oberen Hälfte der Oberfläche der ersten lichtübertragenden Faser 28, 30 erstreckt. Sie enthält auch einen zweiten metallischen Überzug 34, der sich entlang der unteren Hälfte der ersten lichtübertragenden Faser 28, 30 erstreckt. Der erste und zweite metallische Überzug 32 und 34 weisen Temperaturausdehnungskoeffizienten auf, die verschieden voneinander sind. Es sei darauf hingewiesen, daß beide Überzüge 32 und 34 etwa die gleiche Größe aufweisen. Die metallischen Überzüge oder Abdeckungen 32 und 34 können auf die Außenfläche des Mantels 30 in irgendeiner bekannten Art und Weise
3 2 Ü 8 b 12 :
-YT- VPA 81 P 8210 DS aufgebracht werden. ζ
Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten verbiegen die Überzüge 32 und 34 die erste lichtübertragende Faser 28, 30 entsprechend der abgetasteten Temperatur T. Ähnlich wie in der Ausführungsform nach Figur 1 hat eine Änderung der Temperatur zur Folge, daß die Beleuchtung von einer zweiten lichtübertragenden Faser 20a bis 20z durch das Lichtaustrittsende der ersten Faser 28, 30 von einer zweiten lichtübertragenden Faser auf eine andere übergeht. Der zugeordnete Detektor 24a bis 24z liefert ein entsprechendes Ausgangssignal.
In der Figur 3 ist eine andere Ausführungsform einer faseroptischen Sensorvorrichtung zum Messen eines physikalischen Parameters ρ dargestellt. Eine Lichtquelle 2 sendet einen Lichtstrahl durch ein fokussierendes System 4 zu einem Lichteintrittsende einer Übertragungsfaser oder ersten lichtübertragenden Faser aus. Die erste oder anfängliche Faser 6 kann weggelassen werden, wenn eine punktförmige Lichtquelle benutzt wird.
Das Licht aus dem Austrittsende der ersten lichtübertragenden Faser wird von einer Linsenvorrichtung oder -einrichtung 40 empfangen. Diese Linsenvorrichtung kann, wie dargestellt, eine einfache Bikonvexlinse sein. Sie wird von einem Rahmen 42 gehalten. An den Rahmen 42 ist ein Stab 44 angebracht, der dazu dient, die Linsenvorrichtung 40 unter dem Einfluß des physikalischen Parameters ρ linear zu bewegen. Der zu messende Parameter ρ kann beispielsweise der Druck oder die Temperatur sein. Die Linsenvorrichtung 40 lenkt das von der übertragenden Fas^r 6 empfnnp^no Licht in das Lichteintrittsende einer der verschiedenen empfangenden oder zweiten lichtübertragenden
-*£- VPA 81 P 8210 DE Fasern 20a bis 20z.
Die Eintrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern 20a bis 20z sind eng benachbart angeordnet.Nur der Deutlichkeit wegen ist in der Figur 2 zwischen den einzelnen zweiten Fasern 20a bis 20z ein Abstand vorgesehen. Tatsächlich sollten diese Fasern 20a bis 20z eng nebeneinander angeordnet sein. Die Eintrittsabschnitte sind parallel zueinander ausgerichtet. Ihre Lichteintrittsenden sind längs einer vertikalen Geraden 46 angeordnet.
Dem Lichtaustrittsende einer Jeden zweiten Faser 20a bis 20z ist ,je ein Lichtdetektor 24a bis 24z zugeordnet. Diese Detektoren können beispielsweise Fototransistoren od. dgl. sein.
Die Brennweite f der Linsenvorrichtung 40 ist positiv. Eine hohe Empfindlichkeit kann erhalten werden, wenn der Abstand zwischen dem Lichtaustrittsende der Faser 6 und der Hauptebene der Linsenvorrichtung 40 gleich dem Abstand zwischen dieser Hauptebene und dem Eintrittsende der zweiten Fasern 20a bis 20z gewählt wird und wenn beide Abstände gleich der doppelten Brennweite f entsprechen. Dadurch sind die Bedingungen für eine 1 : 1-Abbildung erfüllt.
Wenn die Linsenvorrichtung 40 linear unter dem Einfluß des physikalischen Parameters ρ bewegt wird, werden aufeinanderfolgende Eintrittsende der zweiten Faser 20a bis 20z durch die Linsenvorrichtung 40 beleuchtet. Folglich geben aufeinanderfolgende Lichtdetektoren 24a bis 24z ein Ausgangssignal an die Verarbeitungseinrichtung 26 ab. Der aktivierte Lichtdetektor ist eine Anzeige für die Position der Linsenvorrichtung 40 und deshalb für den Wert des physikalischen Parameters p. Die Signalübertragung erfolgt frei von elek-
VPA 81 P 8210· DE tromagnetischen Störungen.
12 Patentansprüche 3 Figuren
. Λ* ■
Leerseite

Claims (12)

  1. J Z υ u b ι
    -1*- VPA 81 P 8210 ΒΕ Patentansprüche
    /ΐΤ)Faseroptische Sensorvorrichtung zum Messen eines physikalischen Parameters, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    a) eine Lichtquelle (2);
    b) eine erste lichtübertragende Faser (6) mit einem Eintrittsende zum Empfang von Licht aus der Lichtquelle (2) und einem Austrittsende zur Abgabe des von dem Eintrittsende empfangenen Lichts;
    c) mehrere zweite lichtübertragende Fasern (20a bis 20z), von denen jede ein Eintrittsende zum Empfang von aus dem Austrittsende der ersten Faser (o) abgestrahlten Licht und ein Austrittsende zum Abstrahlen von durch die jeweilige zweite Faser geleiteten Licht aufweist;
    d) eine auf den physikalischen Parameter (T; p) ansprechende Einrichtung (12; 40, 42, 44) zum Ver-
    'schieben des Strahlengangs des Lichts aus der Quelle (2) durch die erste Faser (6) auf zugeordnete Eintrittsenden der zweiten Fasern (20a bis 20z); und
    e) mehrere Lichtdetektoren (24a bis 24z),von denen jeder je einem Austrittsende der zweiten lichtübertragenden Fasern (20a bis 20z) zum Empfang von Licht daraus zugeordnet ist und zum Anzeigen des physikalischen Parameters (T; ρ) dient.
  2. 2. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den physikalischen Parameter (T; p) ansprechende Einrichtung (14, 16; 32, 34) eine bimetallische Temperaturabtastvorrichtung aufweist, welche mit der ersten lichtübertragenden Faser (6) verbunden ist und zum Verschieben des Austrittsendeε dieser Faser als eine Funktion einer Änderung in der Temperatur dient.
    VPA 81 P 8210 DE
  3. 3. Sensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichteintrittsenden der zweiten Fasern (20a bis 2Oz) nebeneinander angeordnet sind, wodurch einzelne dieser Lichteintrittsenden Licht aus dem Lichtaustrittsende der ersten Faser (6) in Abhängigkeit von Temperatüränderungen empfangen.
  4. 4. Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bimetallische Temperaturabtasteinrichtung (12) einen temperaturempfindlichen Bimetallstreifen (14, 16) aufweist, der zur Verschiebung des Lichtaustrittsendes der ersten lichtübertragenden Faser (6) in Abhängigkeit von der Temperatur an dieser ersten Faser (6) befestigt ist.
  5. 5. Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die bimetallische Temperaturabtasteinrichtung (12) einen ersten metallisehen Überzug (32 oder 34) aufweist, der sich entlang eines ersten Teils der ersten lichtübertragenden Faser (6) erstreckt, und einen zweiten metallischen Überzug (34 bzw. 32) aufweist, der sich entlang eines zv/eiten Teils der ersten lichtübertragenden Faser (6) erstreckt, wobei der erste und zweite metallische Überzug (32, 34) voneinander verschiedene Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen.
  6. 6. Sensorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste metallische überzug (32 bzw. 34) auf einem ersten Teil der äußeren Oberfläche der ersten lichtübertragenden Faser (6) vorgesehen ist, und daß der zweite metallische Überzug auf einem zweiten Teil der äußeren Oberfläche der ersten lichtübertragenden Faser (6) vorgesehen ist.
    32ü.:'5
    -TG- VPA 81 P 8210 DE
  7. 7. Sensorvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, "dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Teile annähernd von der gleichen Größe sind.
    .
  8. 8. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste lichtübertragende Faser (6) mit einem Lager versehen ist, wodurch das Austrittsende dieser Faser (6) in Abhängigkeit von der Temperatur um dieses Lager verschwenkt wird.
  9. 9. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ eichnet, daß die auf den physikalischen Parameter
    (T; p) ansprechende Einrichtung (40, 42, 44) aufweist: f) eine Linseneinrichtung (40) zum Empfang des Lichts aus dem Austrittsende der ersten lichtübertragenden Faser (6), und
    g) eine Verschiebungsvorrichtung (44) zum Verschieben der Linseneinrichtung (40) in Bezug auf das Austrittsende der ersten lichtübertragenden Faser (6) in Abhängigkeit von dem- physikalischen Parameter (T; p), wobei die Linseneinrichtung (40) das Licht auf aufeinanderfolgende der Eintrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern (20a bis 20z) projiziert, wenn eine Änderung des physikalischen Parameters (T; p) stattfindet.
  10. 10. Sensorvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Linseneinrichtung (40) eine positive Brennweite aufweist und daß das Austrittsende der ersten Faser (6) und die Eintrittsenden der zweiten Fasern (20a bis 20z) jeweils in einem Abstand von der Linseneinrichtung (40) angeordnet sind, welcher der zweifachen Brennweite entspricht.
    -Vf- VPA 81 P 8210 DE
  11. 11. Sensorvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linaeneinrichtung (40) annähernd senkrecht oder parallel in Bezug auf die Fläche des Lichtaustrittsendes der ersten lichtübertragenden Faser (6) verschiebbar ist.
  12. 12. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Lichteintrittsenden der zweiten lichtübertragenden Fasern (20a bis 20z) parallel zueinander angeordnet sind.
DE19823208512 1981-03-09 1982-03-09 Faseroptische sensorvorrichtung zum messen eines physikalischen parameters Ceased DE3208512A1 (de)

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US06/241,632 US4427881A (en) 1981-03-09 1981-03-09 Sensor device for measuring a physical parameter

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