DE3307966C2

DE3307966C2 -

Info

Publication number: DE3307966C2
Application number: DE19833307966
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. 2000 Hamburg De Martens
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1992-04-09
Also published as: DE3307966A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor mit einem Spiegel, der das von einem Sendelichtleiter abge strahlte Licht in zwei Empfangslichtleiter einkoppelt.The invention relates to a temperature sensor a mirror that detects that from a transmission fiber emitted light coupled into two receiving light guides.

Aus der DE-OS 28 49 186 ist ein optisches Meßgerät mit einem Temperatursensor bekannt, der eine vor den Stirn flächen zweier Empfangslichtleiter angeordnete Blende aufweist. Bei einer Temperaturänderung verändert sich die Position der Blende gegenüber den Stirnflächen der Empfangslichtleiter und das von einem Sendelichtleiter abgestrahlte Licht wird in Abhängigkeit von der zu erfassenden Temperatur auf die beiden Empfangslichtleiter verteilt. Um die Menge des in die Empfangslichtleiter eingekoppelten Lichtes in Abhängigkeit von der zu erfassenden Temperatur verändern zu können, muß die Blende in geringem Abstand vor den Stirnflächen der Empfangs lichtleiter in einer präzisen Führung bewegbar angeordnet sein. Da die Stirnflächen von Lichtleitern sehr klein sind, muß die Blende präzise hergestellt sein und darf nur geringe Maßtoleranzen aufweisen.From DE-OS 28 49 186 is an optical measuring device with known a temperature sensor, one in front of the forehead surfaces of two receiving light guides arranged aperture having. If the temperature changes, the temperature changes Position of the panel in relation to the end faces of the Receiving light guide and that of a transmission light guide emitted light is dependent on the to detecting temperature on the two receiving light guides distributed. To the amount of light in the receiving fiber coupled light depending on the to The aperture must be able to change the temperature a short distance from the front faces of the reception light guide movably arranged in a precise guide be. Because the end faces of light guides are very small are, the aperture must be made precisely and may only have small dimensional tolerances.

Aus der DE-OS 23 42 335 ist eine Einrichtung zum berührungslosen Messen der Temperatur an einem erhöhter Wärmeentwicklung ausgesetzten Bauteil, insbesondere an flexiblen Verbindungsleitern innerhalb einer gekapselten Generatorleitung bekannt, bei welcher mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine gute Temperaturmessung möglich ist, in dem ein mit dem Bauteil in thermischer Verbindung stehendes Bimetall vorgesehen ist, mit welchem der Licht strahl einer Lichtstrahlsende- und eine Empfangs einrichtung meßbar beeinflußbar ist. Bei dieser Einrichtung, bei der auch mehrere Empfangs einrichtungen nacheinander getrennt mit Licht beaufschlagt werden können und keine präzise Temperaturmessung möglich und erforderlich ist, können nur Temperaturschwellenwerte signalisiert werden.From DE-OS 23 42 335 a device for non-contact measuring the temperature at an elevated Component exposed to heat, in particular flexible connecting conductors within an encapsulated Generator line known, in which with relatively simple means a good temperature measurement is possible in which one with the component in thermal connection standing bimetal is provided with which the light beam of a light beam transmission and a reception device is measurably influenced. At this facility, which also has multiple reception devices are exposed to light separately one after the other and precise temperature measurement is not possible and is required, only temperature thresholds be signaled.

Aus der DE-OS 29 50 209 geht ein elektrooptischer Oszillator und ein Verfahren zum Betreiben desselben hervor. Insbesondere wird dort eine aufwendige Faser- Bimetall-Faser-Kopplung zur Ermittlung von Temperatu ränderungen behandelt, bei der die durch die temperatur bedingte Verbiegung eines Bimetalls ausgelöste geradlinige Verschiebung einer polierten Reflexionsfläche hervorgerufene unterschiedliche Laufzeit von Lichtpulsen ausgenutzt und in eine Phasenverschiebung der Amplituden modulation des Lichts über einen elektrischen Zwischen schritt umgesetzt wird.From DE-OS 29 50 209 an electro-optical goes Oscillator and a method for operating the same forth. In particular, an expensive fiber Bimetal-fiber coupling for the determination of temperature Changes treated by temperature Conditional bending of a bimetal triggered straight line Shift of a polished reflection surface caused different duration of light pulses exploited and in a phase shift of the amplitudes modulation of light via an electrical intermediate step is implemented.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Temperatursensor mit einem Spiegel, der das von einem Sendelichtleiter abgestrahlte Licht in zwei Empfangslicht leiter einkoppelt, zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und eine hohe Temperaturempfindlichkeit hat.The object of the present invention is a Temperature sensor with a mirror, that of one Transmission light emitted light in two reception light couples in the conductor to create that is simply constructed and has a high temperature sensitivity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spiegel an einer Halterung befestigt ist, welche proportional zu einer Temperaturänderung den Spiegel geringfügig kippt und gleichzeitig den Spiegel bezüglich der Leiterenden geradlinig bewegt, und daß als Maß für die zu erfassende Temperatur die Differenz der in die Empfangslichtleiter eingekoppelten Lichtmenge bereitsteht. This object is achieved in that the Mirror is attached to a bracket, which proportional to a change in temperature the mirror tilts slightly and at the same time the mirror with respect the conductor ends moved in a straight line, and that as a measure of the temperature to be recorded the difference in the Receiving light guide coupled quantity of light is available.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Halterung als Bimetallstreifen ausgebildet. Ein Bimetall streifen verändert die Lage des Spiegels schon bei kleinen Temperaturänderungen, so daß eine hohe Empfindlichkeit des Temperatursensors erreicht wird.In an advantageous embodiment of the invention Bracket designed as a bimetal strip. A bimetal stripes changes the position of the mirror even with small ones Temperature changes, so that a high sensitivity of the Temperature sensor is reached.

Vorteilhaft ist es, den Spiegel als Hohlspiegel auszubilden, da der Hohlspiegel das Licht bündelt und dadurch die in die Empfangslichtleiter einkoppelbare Lichtmenge vergrößert.It is advantageous to design the mirror as a concave mirror, because the concave mirror bundles the light and thereby the in the Receiving light guide couplable amount of light increased.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß der Hohlspiegel als eine auf der den Lichtleitern abge wandten konvexen Seite verspiegelte Linse ausgebildet ist. Als Hohlspiegel ausgebildete Linsen lassen sich auf beson ders einfache Weise festigen.An embodiment of the invention results from the fact that the concave mirror as one on which the light guides turned convex side mirrored lens is formed. Lenses designed as concave mirrors can in particular consolidate it in a simple way.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich da durch, daß zwischen dem Spiegel und den Stirnflächen der Sende- bzw. Empfangslichtleiter ein mit dem Spiegel mecha nisch verbundenes, fokussierendes Linsensystem mit min destens einer Linse angeordnet ist. Ein z. B. aus einer Linse und einem Spiegel bestehendes optisches System ist mit großer Präzision herstellbar.A further embodiment of the invention results there through that between the mirror and the end faces of the Transmitting or receiving light guide with the mirror mecha nically connected, focusing lens system with min least one lens is arranged. A z. B. from a lens and a mirror existing optical system is with producible with great precision.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen den anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigenSome embodiments of the invention will follow described using the drawings. Show it

Fig. 1 einen Temperatursensor mit einem Hohlspiegel, Fig. 1 a temperature sensor with a concave mirror,

Fig. 2 einen Temperatursensor mit einem als Linse ausgebil deten Hohlspiegel, Fig. 2 is a temperature sensor using a lens as ausgebil Deten concave mirror,

Fig. 3 einen Temperatursensor mit einem mit einer Linse versehenen Spiegel. Fig. 3 shows a temperature sensor with a mirror provided with a lens.

In der Fig. 1 ist ein in einen Grundkörper 1 eingearbeiteter Hohlspiegel 2 über Bimetallstreifen 3 an der Innenwandung eines Gehäuses 4 befestigt. In das Gehäuse 4 sind ein Sende lichtleiter 5 und zwei Empfangslichtleiter 6 und 7 derart eingeführt, daß die Stirnflächen 8 des Sendelichtleiters 5 und die Stirnflächen 9 und 10 der Empfangslichtleiter 6 und 7 dem Hohlspiegel 2 gegenüberliegen.In FIG. 1, a incorporated in a base body 1 a concave mirror 2 is mounted on bimetal strips 3 on the inner wall of a housing 4. In the housing 4 , a transmitting light guide 5 and two receiving light guides 6 and 7 are inserted such that the end faces 8 of the transmitting light guide 5 and the end faces 9 and 10 of the receiving light guides 6 and 7 face the concave mirror 2 .

Das von der Stirnfläche 8 des Sendelichtleiters 5 abge strahlte Licht wird vom Hohlspiegel 2 fokussiert und über die Stirnflächen 9 und 10 in die Empfangslichtleiter 6 und 7 eingekoppelt.The abge from the end face 8 of the transmission light guide 5 light is focused by the concave mirror 2 and coupled via the end faces 9 and 10 into the receiving light guides 6 and 7 .

Bei der in Fig. 1 dargestellten Position des Hohlspiegels 2 wird in beide Empfangslichtleiter 6 und 7 die gleiche Licht menge eingekoppelt. Bei einer Temperaturänderung verbiegt sich der Bimetallstreifen 3 und verändert die Stellung des Hohlspiegels 2 derart, daß beispielsweise in den Empfangs lichtleiter 6 eine zunehmende und in den Empfangslichtleiter 7 eine abnehmende Lichtmenge eingekoppelt wird. Der Unter schied der in die Empfangslichtleiter 6 und 7 eingekoppelten Lichtmenge ist ein Maß für die zu erfassende Temperatur.In the position of the concave mirror 2 shown in Fig. 1, the same amount of light is coupled into both receiving light guides 6 and 7 . When the temperature changes, the bimetallic strip 3 bends and changes the position of the concave mirror 2 such that, for example, an increasing amount of light is coupled into the receiving light guide 6 and a decreasing amount of light into the receiving light guide 7 . The difference in the amount of light coupled into the receiving light guides 6 and 7 is a measure of the temperature to be detected.

In der Fig. 2 ist der Hohlspiegel als eine auf der den Lichtleitern 5, 6 und 7 abgewandten konvexen Seite 11 ver spiegelte Linse 12 ausgebildet. Die Linse 12 ist über eine Fassung 13 mit dem freien Ende des Bimetallstreifens 3 mechanisch verbunden.In Fig. 2 the concave mirror is formed as a ver on the light guides 5 , 6 and 7 facing away from the convex side 11 ver mirror 12 . The lens 12 is mechanically connected to the free end of the bimetallic strip 3 via a mount 13 .

In der Fig. 3 ist eine halbkugelförmige Linse 14 auf einer ebenen, verspiegelten Fläche 15 eines weiteren Grundkörpers 16 angebracht. Das aus Spiegel und Linse bestehende optische System kann auch als eine auf der planen Seite verspiegelte Plankonvexlinse ausgebildet sein.In Fig. 3, a hemispherical lens 14 is attached to a flat, mirrored surface 15 of another base body 16 . The optical system consisting of mirror and lens can also be designed as a plano-convex lens mirrored on the flat side.

Claims

1. Temperature sensor with a mirror, which couples the light emitted by a transmission light guide into two reception light guides, characterized in that the mirror ( 2 , 11 , 15 ) is attached to a holder ( 3 ), which is proportional to a temperature change the mirror ( 2 , 11 , 15 ) tilts slightly and at the same time moves the mirror ( 2 , 11 , 15 ) in a straight line with respect to the conductor ends ( 8 , 9 , 10 ), and that, as a measure of the temperature to be recorded, the difference between the light guides ( 6 , 7 ) a coupled amount of light is available.

2. Temperature sensor according to claim 1, characterized in that the holder ( 3 ) is designed as a bimetal strip.

3. Temperature sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror ( 2 , 11 ) is designed as a concave mirror.

4. Temperature sensor according to claim 3, characterized in that the concave mirror is formed as a lens ( 12 ) on the convex side ( 11 ) facing away from the optical fibers.

5. Temperature sensor according to claim 1 or 2, characterized in that between the mirror ( 15 ) and the end faces of the transmitting ( 5 ) or receiving light guide ( 6 , 7 ) with the mirror ( 15 ) mechanically connected, focusing lens system with at least a lens ( 14 ) is arranged.