DE3428453A1

DE3428453A1 - Sensoreinrichtung

Info

Publication number: DE3428453A1
Application number: DE19843428453
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8000 München Stocker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-01
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-02-13

Description

Sensoreinrichtung
Im Rahmen von Meß-, Prüf- oder auch Überwachungsaufgaben kann es erforderlich sein, das Vorhandensein von optisch dünnen Medien, z.B. von Gasen wie etwa Luft, von optisch dichteren Medien, z.B. von Flüssigkeiten wie etwa Wasser, unterscheiden zu können.
Hierzu kann man elektronische Bauelemente wie lichtemittierende Sendedioden und optoelektronische Empfangsbauelemente einsetzen, zwischen denen sich das jeweilige Medium erstreckt, das dabei die Lichtübertragung vom Sender zum Empfänger entsprechend beeinflußt. Derart konzipierte Sensoren sind indessen, was sowohl die Sensoren selbst als auch die zugehörigen, durch Cu-Leitungen gebildeten Speise- und Signalleitungen anbelangt, für elektrische bzw. elektromgnetische Umwelteinflüsse (bis hin zum NEMP) anfällig.
Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, eine Sensoreinrichtung mit hoher Störsicherheit zu schaffen. Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Unterscheidung optisch dünner Medien von optisch dichteren Medien in einem Raum; diese Sensoreinrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Licht zuführender Lichtwellenleiter an die Lichteintrittsfläche und ein Licht weiterführender Lichtwellenleier an die Lichtaustrittsfläche eines in optisch dünnem Medium totalreflektierenden Prismas angeschlossen sind, das mit seiner (seinen) totalreflektierenden Begrenzungsfläche(n) in den Raum eingebracht ist. Dabei sind zweckmäßigerweise die Lichteintritts-/austrittsflächen des Prismas und die daran angeschlossenen Lichtwellenleiter zumindest in der Umgebung der Lichtwellenleiteranschlüsse gegen den das optisch dünne Medium bzw. das optisch dichtere Medium enthaltenden Raum abgedichtet.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, optisch dünnere bzw. optisch dichtere Medien auch in einer Umgebung, in der elektronische Sensoren und deren elektrische Leitungsverbindungen unzulässig starken elektrischen bzw. elektromagnetischen Störeinflüssen ausgesetzt wären, mit einem hohen Maß an Störsicherheit erfassen zu können. Dabei sind bei einem Sensor gemäß der Erfindung, bei dem keine defokussierenden Elemente, z.B. Linsen, vorgesehen sind, auch keine Einschränkungen hinsichtlich der benutzten Lichtwellenlänge gegeben.
Anhand der Zeichnung sei die Erfindung noch näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in FIG 1 und FIG 2 schematisch in einem zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Umfang ein Ausführungsbeispiel einer Sensoreinrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Sensoreinrichtung ist ein Licht zuführender Lichtwellenleiter LWLe an die Lichteintrittsfläche H eines in optisch dünnerem Medium, z.B. in Luft, totalreflektierendem Prismas P angeschlossen; an die Lichtaustrittsfläche, aus der das totalreflektierte Licht wieder austritt, im Beispiel alsc ebenfalls an die Begrenzungsfläche H des Prismas P, ist ein Licht weiterführender Lichtwellenleiter LWLa angeschlossen.
Mit seiner (seinen) totalreflektierenden Begrenzungsfläche(n), im Beispiel mit den Begrenzungsflächen K1 und K2, ist das Prisma P in den ein optisch dünneres Medium G, beispielsweise Luft, bzw. ein optisch dichteres Medium F, beispielsweise eine Flüssigkeit wie Wasser, Benzin oder Ö1, enthaltenden Raum eingebracht. In der Zeichnung FIG 1 und FIG 2 ist dazu angedeutet, daß die Lichteintritts- bzw.
-austrittsfläche H des Prismas P und die daran angeschlossenen Lichtwellenleiter LWLe, LWLa zumindest in der Umgebung der Lichtwellenleiter-Anschlüsse gegen den das optisch dünnere Medium (G) bzw. das optisch dichtere Medium (F) enthaltenden Raum abgedichtet sind. Eine solche Abdichtung kann formschlüssig sein; es ist aber auch möglich, die Lichtwellenleiter LWLe, LWLa an die Lichteintritts- bzw. -austrittsfläche H des Prismas P anzupressen oder auch anzukleben oder anzuschmelzen.
Tauchen, wie dies in FIG 1 angedeutet ist, die Begrenzungsflächen K1, K2 des Prismas P in das optisch dünnere Medium G ein, so wird, wie dies auch aus FIG 1 ersichtlich ist, über den Lichtwellenleiter LWLe eingespeistes, in FIG 1 als Signal 1 bezeichnetes Licht im Prisma P totalreflektiert, so daß es in den das Licht dann ebenfalls als Signal "1" weiterführenden Lichtwellenleiter LWLa eintritt.
Wenn dagegen, wie dies in FIG 2 angedeutet ist, die Begrenzungsflächen K1, K2 des Prismas P in ein optisch dichteres Medium F eintauchen, so wird, wie dies aus FIG 2 ersichtlich ist, im Prisma P die Totalreflektion des über den Lichtwellenleiter LWLe eingespeisten, in FIG 2 wiederum als Signal "1" be- zeichneten Lichts gestört, so daß das Licht nicht in den weiterführenden Lichtwellenleiter LWLa eintritt.
Der Lichtwellenleiter LWLa führt damit im Unterschied zu dem zuvor betrachteten Fall kein (Licht-)Signal 'tal", sondern bleibt praktisch dunkel und führt damit, wie dies auch in FIG 2 angedeutet ist, ein Signal "O".
2 FIGUREN 5 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Sensoreinrichtung zur Unterscheidung optisch dünnerer Medien (G) von optisch dichteren Medien (F) in einem Raum, dadurch gekennzeichnet, daß ein Licht zuführender Lichtwellenleiter (LWLe) an die Lichteintrittsfläche (H) und ein Licht weiterführender Lichtwellenleiter (LWLa) an die Lichtaustrittsfläche (H) eines in optisch dünnem Medium (G) totalreflektierenden Prismas (P) angeschlossen sind, das mit seiner (seinen) totalreflektierenden Begrenzungsfläche(n) (Kl, K2) in den Raum eingebracht ist.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, d adurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichteintritts- und Lichtaustrittsfläche(n) (H) des Prismas P und die daran angeschlossenen Lichtwellenleiter (LWLe, LWLa) zumindest in der Umgebung der Lichtwellenleiter-Anschlüsse gegen den das optisch dünnere Medium (G) bzw das optisch dichtere Medium (F) enthaltenden Raum abgedichtet sind.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (LWLe, LWLa) an die Lichteintritts- bzw. -austrittsfläche (H) des Prismas angepreßt sind.
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (LWLe, LWLa) an die Lichteintritts- bzw. -austrittsfläche (H) des Prismas angeklebt sind.
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (LWLe, LWLa) an die Lichttritts- bzw. -austrittsfläche (H) des Prismas angeschmolzen sind.