DE3432989C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen und Messen von Drücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Druckempfindliche Einrichtungen bzw. Druckwandler sind Vorrichtungen, die verwendet werden, um Druckänderungen zu überwachen. Ein Druckwandler ist ein aus einem Stück bestehendes Teil eines Druckmeß-Systems und ist an einer interessierenden Druckmeß-Stelle angeordnet. Der Druckwandler wird mit einem elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder optischen Signal überwacht oder abgefragt. Das Signal teilt die Druckänderungen an der Stelle des Wandlers mit. Aufgrund der ungeheuer zunehmenden Verwendung von optischen Wellenleitern sind bereits optische Sensoren aller Arten vorgeschlagen worden. In der US-PS 42 95 738 ist beispielsweise ein mehradriger, druckempfindlicher, optischer Wellenleiter aus Fasermaterial offenbart. Die auf den optischen Wellenleiter einwirkenden Spannungsänderungen werden dadurch bestimmt, daß die relative Intensität des Lichtes gemessen wird, das aus den Adern austritt.
In einem Artikel mit dem Titel "Photoelastic and Electro-Optic Sensors" von Clifford G. Walker, veröffentlicht in Vol. 412, Fiber Optic and Laser Sensors, Proceedings of SPIE (1983), ist ein passiver Laser-Beschleunigungsmesser beschrieben. In diesem Artikel ist ein Ringresonator in einem Laser-Beschleunigungsmesser mit einer Laser-Quelle offenbart, die eine sehr schmale Zeilenbreite aufweist und deren Ausgangsstrahl in zwei getrennte Strahlen aufgespalten wird, die durch getrennte Bragg-Zeilen hindurchgeführt werden. Ein Polarisator dreht einen Strahl um 90°, worauf die Strahlen einem Ringresonator zugeführt werden.
Die auf den Ringresonator einwirkende Belastung kann dadurch gemessen werden, daß die Differenz der Frequenz verfolgt wird. Es ist jedoch zu bemerken, daß der im Artikel von G. Walker vorgeschlagene, optische Sensor eine nicht kohärente Breitbandquelle einer optischen Energie zum Messen der Änderung der druckabhängigen Doppelbrechung nicht aufweist, die mit der unter Druck erfolgten Verformung einer Membran verbunden ist, die aus einem optischen Material mit hoher Qualität besteht.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der DE-OS 31 42 164 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Membran durch den zu messenden Druck relativ zu einem sie tragenden Gehäuse verschiebbar, wodurch ein optischer Resonator gebildet ist. Die Membran weist einen reflektierenden Oberflächenbereich auf, dem eine Meßeinrichtung mit einer teilreflektierenden Oberfläche die gehäusefest ist, gegenüberliegt. Mittels eines Lichtleiters wird weißes Licht durch die teilreflektierende Oberfläche der Meßeinrichtung zum reflektierenden Bereich der Membran geleitet, um eine auf diese Weise gebildete Interferometeranordnung zu beleuchten und eine Interferenz zwischen dem durch die Membran und dem durch die teilreflektierende Oberfläche mehrfach reflektierten Licht zu erzeugen. Diese bekannte Vorrichtung ist nicht nur kompliziert und aufwendig, wobei sie quer zur Membran zu einer verhältnismäßig großen Bauweise führt, sondern sie ist auch sehr empfindlich, weil ungewollte Formveränderungen die Interferenz verändern können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die von einfachem Aufbau sowie unempfindlich ist und zuverlässig funktioniert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ruft die Verformung der Membran durch einen auf eine ihrer Stirnflächen wirkenden Druck eine druckabhängige Doppelbrechung in der Wellenleiter-Schleife hervor, was zu einer entsprechenden Änderung der Resonanzfrequenz führt, die durch die optische Energie aus einer Lichtquelle mit einer verhältnismäßig großen Zeilenbreite, wie beispielsweise einer Superstrahldiode, zugeführt worden ist. Dabei ruft die druckabhängige Doppelbrechung eine relative Phasendifferenz der Komponenten der Lichtenergie hervor, die sich in der geschlossenen Schleife fortpflanzt. Ein Ausgangssignal, das dieser Phasendifferenz proportional ist, läßt sich dadurch bilden, daß ein kleiner Teil der in Resonanz schwingenden, optischen Energie an einen Ausgangs-Wellenleiter und an einen optischen Detektor abgegeben wird, der den spektralen Anteil der optischen Energie analysiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist unempfindlich gegen Temperaturschwankungen, und sie eignet sich für große Temperaturbereiche. Sie läßt sich deshalb vorteilhaft in einer rauhen Umgebung, wie beispielsweise in korrosiven Gasen und Flüssigkeiten, verwenden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Membran zentral an einem Rahmen gehalten sein, an dem sie mit ihrem Außenumfang einstückig angeformt und gehalten ist.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht mit der Darstellung der Hauptteile einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der mit einem ausgeschnittenen Segment gezeigte Druckwandler auf einer Stirnseite eine Wellenleiter-Schleife sowie Eingangs- und Ausgangs-Wellenleiter aufweist,
Fig. 2 einen Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten Druckwandlers mit einer Darstellung, bei welcher die Membrane etwas übertrieben durch einen wirksamen Druck verformt ist,
Fig. 3 ein Diagramm, welches die Versetzung der Frequenzdifferenz der optischen Energie zeigt, die in der Wellenleiter-Schleife in Resonanz schwingt, die an der Stirnseite des Druckwandlers angeordnet ist, und
Fig. 4 ein Diagramm, welches die Unterschiede zwischen den normalisierten Versetzungen der Resonanzfrequenzen über dem Radius der Schleife auf der Membrane des Druckwandlers zeigt.
Nach Fig. 1 ist eine druckempfindliche Einrichtung bzw. ein Druckwandler 10 an einer Stelle angeordnet, an welcher die Änderungen des Druckes eines Strömungsmediums gemessen werden sollen. Im Mittelbereich des Wandlers 10 ist eine Membrane 12 vorgesehen, die mit einem Rand 14 aus einem Stück besteht. Der Rand 14 erstreckt sich rund um den Außenumfang des Druckwandlers 10. Eine Stirnseite 16 (die Oberseite bei der Darstellung in Fig. 1) weist eine Wellenleiter-Schleife 18 auf, die an einer Stirnseite der Membrane 12 ausgebildet ist. Ein Eingangs-Wellenleiter 20 ist ebenfalls auf der Stirnseite 16 des Druckwandlers 10 ausgebildet und erstreckt sich bei der bevorzugten Ausführungsform von einem Punkt 22 am Außenumfang des Randes 14 längs einer Sehne durch einen die Energie übertragenden Punkt 24 zu einem Punkt 25 am gegenüberliegenden Außenumfang des Druckwandlers. Der Punkt 24, an welchem die Energieübertragung erfolgt, liegt tangential an der Wellenleiter-Schleife 18. Die Stirnseite 16 weist ferner einen Ausgangs-Wellenleiter 26 auf, der sich von einem Punkt 27 am Außenumfang des Randes 14 längs einer Sehne durch einen die Energie übertragenden Punkt 28 zu einem Punkt 30 am gegenüberliegenden Außenumfang des Randes 14 erstreckt. Der Punkt 28, an welchem die Energieübertragung erfolgt, liegt tangential an der Wellenleiter-Schleife 18.
Die Vorrichtung weist auch eine Lichtquelle bzw. optische Quelle 32 auf, die beispielsweise eine Superstrahldiode oder eine Quelle sein kann, deren Spektrum eine Halbwertsbreite festlegt, wie es bei sogenannten optischen Halbbreitband-Quellen der Fall ist, die im Vergleich mit sogenannten optischen Breitband-Quellen mit extrem großem Frequenzspektrum ein kleineres Frequenzspektrum aufweisen. Diese Quelle führt die optische Energie dem Ende 22 des Eingangs-Wellenleiters 20 zu. Eine Frequenz-Detektor 34 ist ebenfalls vorgesehen, um die Lichtenergie zu überwachen, die aus dem Ende 30 des Ausgangs-Wellenleiters 28 austritt. Wie im nachstehenden näher erläutert ist, stellt der Frequenz-Detektor 34 eine Vorrichtung dar, welche den spektralen Anteil der Lichtenergie analysiert, die in der Wellenleiter-Schleife 18 in Resonanz schwingt. Die optische Quelle 32 und der Frequenz-Detektor 34 können an einer entfernt liegenden Stelle angeordnet sein. Die optische Energie kann in diesem Fall durch nicht dargestellte optische Wellenleiter zum und vom Druckwandler 10 geführt werden. Dies ist besonders dann wünschenswert, wenn die Druckänderungen in einer rauhen Umgebung gemessen werden sollen, wie dies beispielsweise bei hohen Temperaturen oder korrosiven Strömungsmedien der Fall ist.
In Fig. 2 ist der Druckwandler 10 im Querschnitt dargestellt, wobei die Verformung bzw. die Ausbauchung der Membrane 12 aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt ist. Der Druckwandler 10 besteht aus einem optisch durchsichtigen Material, das zur Herstellung von verlustarmen, optischen Wellenleitern geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform hat der Rand 14 eine viel größere Dicke als die Membrane 12, so daß die Außenkante der Membrane längs ihres Umfanges starr befestigt ist. Während der Rand 14 und die Membrane 12 aus getrennten Teilen bestehen können, ist das Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Konstruktion weniger kostspielig und mit weniger Arbeitsschritten verbunden.
Es ist hervorzuheben, daß ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung die Wellenleiter-Schleife 18 ist, die wie ein optischer Resonator wirkt, und daß in Resonanz schwingenden Frequenzen in diesem optischen Resonator sich in Abhängigkeit vom Druck ändern, der auf den Druckwandler 10 wirkt. An dieser Stelle mag es hilfreich sein, die Theorie und Arbeitsweise der Vorrichtung zu erläutern. Es wird in diesem Zusammenhang auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die Wellenleiter-Schleife 18 ist, wie bereits erwähnt, ein verlustarmer, für eine Schwingungsart ausgelegter, rechteckiger Wellenleiter. Die Wellenleiter-Schleife wird durch eines der bekannten Verfahren, beispielsweise durch Ionenimplantation hergestellt. Jede in Resonanz schwingende Frequenz, die sich in der Wellenleiter-Schleife 18 fortpflanzt, wird in zwei eng benachbarte Frequenzen aufgespalten, die den Schwingungsarten der niedrigsten Ordnung entsprechen, die im rechten Winkel und parallel zur breiten Abmessung des Wellenleiters polarisiert sind. Die Trennung bzw. der Frequenzunterschied zwischen diesen Frequenzen ändert sich mit dem Druck aufgrund der belastungsabhängigen Doppelbrechung. Der Durchschnittsfachmann erkennt, daß die Resonanzschleife in einer Weise wirkt, die ähnlich einem optischen Filter mit einem kammförmigen Frequenzspektrum mit einer Folge von Durchlaßbereichen bzw. Durchlaßbändern ist, die auf die Resonanzfrequenzen zentriert sind, wie dies aus folgender Beziehung hervorgeht:
fa,b = N c/ (na,bL) N = 1, 2 . . . (1)
wobei na und nb die Brechungsindizes der Phasen für die rechtwinklige bzw. parallele Schwingungsart sind, L der Umfang des Ringes und N die Resonanzordnung ist. Eine symmetrische, gleichförmig verteilte Last, welche auf die Membrane einwirkt, belastet die Schleife und verschiebt hierdurch die Durchlaßbereiche bzw. die Durchlaßbänder. Die Änderung der Resonanzfrequenzen δfa und δfb wird sowoh durch die radiale Spannung εr als auch durch die tangentiale Spannung εR bestimmt. Es gibt zwei Ursachen für die Änderung der Länge des optischen Weges. Die eine Ursache liegt in der Änderung des Umfanges des Ringes und die andere Ursache beruht auf der lastabhängigen Doppelbrechung:
δfa/f = - (εR + δna/n) (2)
δfb/f = - (εR + δnb/n) (3)
wobei
f = fa ≃ fb
n = na ≃ nb
Die Änderung des Brechungsindex ist auf die rechtwinkligen pa und parallelen pb spannungsoptischen Konstanten der Wellenleiter-Schleife bezogen. Es gilt folgende Beziehung:
δna/n = (-n²/2) · pa(εr + εR) (4)
δnb/n = (-n²/2) · (pbεr + paεR) (5)
Die einfache Plattentheorie zeigt, daß die Oberflächenspannung in der Membran 12 durch folgende Gleichung wiedergegeben werden kann:
wobei
t = Dicke der Membran
E = Elastizitätsmodul
ν = Poissonsche Zahl (Querdehnungsziffer).
Die spannungsoptischen Konstanten für geschmolzenes Siliziumdioxyd in der Wellenleiter-Schleife 18 betragen:
pb = 0.126
pa = 0.27
Wenn diese Werte verwendet und die Gleichungen (6) und (7) für die Spannungen in die Gleichungen (2) und (3) eingesetzt werden, kann man einen Näherungswert für die Frequenzversetzung bzw. den -unterschied einer jeden Schwingungsart und der sich hieraus ergebenden Frequenzdifferenz erzielen.
δfa/f = -C˙[0.426 + 0.148(r/a)²] (8)
δfb/f′ = -C˙[0.579 - 0.311(r/a)²] (9)
Δ/f = C˙[0.153 - 0.459(r/a)²] (10)
wobei
Die normalisierte Frequenzversetzung Δ/(fC) ist als eine Funktion von (r/a) im Diagramm der Fig. 4 abgetragen. Die Lage der Wellenleiter-Schleife 18 und das Dickenverhältnis (r/a) sollten so gewählt werden, daß die Versetzung Δ der Frequenzdifferenz die Hälfte des freien spektralen Bereiches Δfr zwischen den Schwingungsart-Ordnungen des Filters mit dem kammförmigen Frequenzspektrum nicht überschreitet, jedoch ausreichend groß ist, um ein ausreichendes Verhältnis von Signal zu Rauschen zu erzielen. Wenn beispielsweise
E = 10.4 × 10⁶ psi, ν = 0.17, a/t = 4
dann
C = 5.6 × 10-7 P
und
Δfr = c/ (n2πr) = 3.3 × 10⁹ (r/1 cm)-1 Hz (12)
f ≃ c/λ ≃ 3 × 10¹⁴ Hz (13)
dann
Δ/Δfr = 7.8 × 10-3(a/1 cm) (r/a) (P/1 psi) [1-3(r/a)²] (14)
Wenn a=0.5 cm und P=100 psi (7,03 kp/cm²) ist, kann die Bedingung |Δ|cΔfr/2 dadurch erfüllt werden, daß die Wellenleiter-Schleife 18 bei r/a<0.9 örtlich festgelegt wird. Für das größte Verhältnis von Signal zu Rauschen sollte der Wert r/a in der Nähe der maximal zulässigen Grenze festgelegt werden. Für a=1/2 cm und r/a=0.85 beträgt der freie spektrale Bereich 8.19 GHz, während die maximale Versetzung der Frequenzdifferenz bei einem Druck von 100 psi (7,03 kp/cm²) - 3.0 GHz beträgt.
Die Breite einer einzigen Zeile δf′ wird durch die "Feinheit" des Resonators bestimmt, die sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:
F = Δfr/δf′ (15)
Wenn K der Wirkungsgrad des Energieanschlusses an der Eingangs- und Ausgangsseite des Druckwandlers ist, l der Anschlußverlust und γ die Dämpfung des Wellenleiters (in Dezibel pro Längeneinheit) ist, dann ergibt sich
Die höchste Durchlässigkeit in der Mitte eines Durchgangsbereiches bzw. eines Durchgangsbandes beträgt
Wenn die Dämpfung im Ringresonator 18 bei 0.01 dB/cm liegt und der Wirkungsgrad des Energieanschlusses sowie der Anschlußverlust am Eingang und Ausgang des Wandlers 1% betragen, während r=0.4 cm, K=1%, l=1% ist, dann ergibt sich für F=136 und für T=0.19. Die Breite eines jeden Durchlaßbereiches bzw. Durchlaßbandes beträgt bei diesen Parametern etwa 60 MHz. Die Nulldruck-Trennung zwischen den Zeilen ist eine Funktion der Abmessungen und der numerischen Öffnung des eingebetteten Wellenleiters. Die Nulldruck-Trennung kann mindestens eine Größenordnung größer als die Zeilenbreite gemacht werden. Wenn beispielsweise die numerische Apertur 0.1 beträgt und der Wellenleiter ein Längen/Seiten-Verhältnis von 2 : 1 hat, dann ergibt sich fa-fb≃500 MHz. Die optische Quelle 32 und der Frequenz-Detektor 34 sollen eine ausreichende Bandbreite haben, um mindestens die maximal erwartete gesamte Trennung zwischen den Bändern zu umfassen. Dies bedeutet eine Bandbreite, welche die Nulldruck-Trennung plus die druckabhängige Komponente umfaßt.
Die Wellenleiter-Schleife 18 wählt die vorstehend beschriebenen Resonanzzeilen aus dem Breitbandeingang aus und führt sie dem Detektor 34 zu. Viele Paare derartiger Zeilen können aus einer Quelle mit einer großen Bandbreite entstehen, wobei jedes Zeilenpaar im wesentlichen die oben angegebene Frequenztrennung aufweist. Der Detektor 34 kann eine Photodiode sein, welche die einfallenden optischen Zeilen mischt und ein elektrisches Ausgangssignal liefert, welches diese Trennfrequenz enthält. Je nach Wunsch kann ein elektronischer Spektralanalysator oder ein Frequenzmesser 35 vorgesehen sein, der entsprechend befiltert ist, um die Frequenzen außerhalb des interessierenden Bereiches zu entfernen. Der Frequenzmesser 35 kann dann direkt die Frequenzdifferenz messen, die proportional dem Druck ist, wie dies im vorstehenden beschrieben wurde.
Ein besonders wichtiger Vorteil liegt darin, daß die Druckmessungen mit Hilfe des Druckwandlers 10 im wesentlichen von Temperaturschwankungen unabhängig sind. Obgleich die Wärmedehnung den Umfang der Wellenleiter-Schleife 18 beträchtlich ändern kann, wirkt diese Änderung in gleicher Weise auf die beiden Polarisationen, so daß beide in Resonanz schwingende Frequenzen, die sich in der Wellenleiter-Schleife 18 fortpflanzen, im wesentlichen um den gleichen Betrag versetzt werden. Dies bedeutet, daß jede Versetzung der Frequenzdifferenz von der Änderung der Temperatur unabhängig ist und immer noch in erster Linie der Änderung des angelegten Druckes proportional ist. Es wird eingeräumt, daß der Elastizitätsmodul des Materials für den Druckwandler bekanntermaßen in einer geringen Abhängigkeit von der Temperatur steht. So lange jedoch der Temperaturbereich während des Einsatzes des Druckwandlers 10 nicht unmäßig groß ist, kann immer noch eine annehmbare Genauigkeit aufrecht erhalten bleiben.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung der Membran 12 bekannt. Wie im vorstehenden erwähnt worden ist, kann der Träger aus einem verlustarmen Glas aus Alkalisilikat, wie beispielsweise Natriumsilikat, hergestellt werden. Der Resonatorring 18 sowie der Eingangs-Wellenleiter 20 und der Ausgangs-Wellenleiter 26 können durch Techniken mit Ionenaustausch hergestellt werden, indem eine lichtbeständige Abdeckung der Austauschseite der Membran 12 mit Ausnahme des Austauschfensters verwendet wird. Das Abdeckmaterial soll undurchlässig für den Austausch von Kationen sein und dem Temperaturaustausch widerstehen. Typische Abdeckmaterialien sind Aluminium und Nickel. Die mit einer Abdeckung versehene Membran 12 wird in einen geschmolzenen Elektrolyten eingetaucht, welcher die gewünschten Kationen enthält. Der Ionenaustausch wird dadurch herbeigeführt, daß ein geeignetes Potential an zwei Elektroden angelegt wird, die in den geschmolzenen Elektrolyten mit der Membran eingetaucht sind. Nach dem Ionenaustausch kann die maskenartige Abdeckung in einer Säure gelöst werden.
Die Wellenleiter-Schleife 18 auf der Stirnseite des Druckwandlers 10 ist nach der Darstellung in der Zeichnung koaxial auf der Membran 12 angeordnet. Die Wellenleiter-Schleife 18 kann jedoch in jeder beliebigen Lage auf der Stirnfläche angeordnet sein, solange eine ausreichende, lastabhängige Doppelbrechung in der Wellenleiter-Schleife 18 erfolgt, um eine meßbare Versetzung der in Resonanz schwingenden Frequenzen zu erzielen.
Der Querschnitt der Wellenleiter-Schleife 18 braucht nicht rechteckig zu sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Querschnitt der Wellenleiter-Schleife kann jede beliebige Form haben, solange eine unterschiedliche Resonanzfrequenz für jede unabhängige Polarisation der optischen Energie in der Wellenleiter-Schleife vorhanden ist. Die Wellenleiter-Schleife kann auch aus einer polarisierenden, druckempfindlichen, optischen Faser hergestellt sein, die an der Oberfläche der Membran befestigt ist. Der Eingang und der Ausgang der optischen Energie braucht nicht über sehnenartige Eingangs- und Ausgangs-Wellenleiter 20 und 26 auf der Stirnseite 16 des Druckwandlers 10 zu erfolgen. Die optische Energie kann zur und von der Wellenleiter-Schleife 18 auch durch andere Einrichtungen, wie beispielsweise Prismen, geführt werden, die in unmittelbarer Nähe der Oberseite der Wellenleiter-Schleife angeordnet sind.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Überwachen und Messen von Drücken, die eine druckempfindliche Einrichtung mit einer unter Druck verformbaren Membran (12) und einen Wellenleiter mit einer eingangsseitig an eine Lichtquelle (32) angeschlossenen optischen Eingangseinrichtung (20) und einer optischen Ausgangseinrichtung (26), die ausgangsseitig an eine Auswerteeinrichtung (34, 35) angeschlossen ist, aufweist, wobei der Auswerteeinrichtung über die Ausgangseinrichtung (26) zugeführte Signale durch einen druckabhängigen, optischen Resonator geprägt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (12) auf einer Stirnseite (16) den den optischen Resonator bildenden Wellenleiter in Form einer Wellenleiter-Schleife (18) aufweist, um bei Verformung der Membran (12) durch den jeweils wirkenden Druck eine druckabhängige, zwei benachbarte Frequenzen festlegende Doppelbrechung in der Wellenleiter-Schleife (18) hervorzurufen;
daß die optische Eingangseinrichtung (20) in unmittelbarer Nähe der Wellenleiter-Schleife (18) angeordnet ist und ausgangsseitig die Lichtenergie der Lichtquelle (32) der Wellenleiter-Schleife (18) zuführt;
daß die optische Ausgangseinrichtung (26) eingangsseitig in unmittelbarer Nähe der Wellenleiter-Schleife (18) angeordnet ist, und daß mit Hilfe der Auswerteeinrichtung die Differenz der beiden benachbarten Frequenzen sowie die druckabhängige Veränderung dieser Differenz erfaßbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Einrichtung einen Eingangs-Wellenleiter (20) aufweist, der auf einer Stirnseite der druckempfindlichen Einrichtung ausgebildet ist, und daß der Eingangs-Wellenleiter (20) einen Punkt (24) hat, der tangential zur Wellenleiter-Schleife (18) angeordnet ist und durch den die optische Energie der Wellenleiter-Schleife (18) zugeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Superstrahldiode (32) als Lichtquelle, die eine nicht kohärente Breitbandquelle darstellt und mit der Eingangs-Einrichtung (20) zusammenarbeitet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Einrichtung einen Ausgangs-Wellenleiter (26) aufweist, welcher auf der einen Stirnseite der Membran (12) ausgebildet ist und einen Punkt (28) aufweist, der tangential an der Wellenleiter-Schleife (18) angeordnet ist und durch den ein Teil der optischen Energie von der Wellenleiter-Schleife (18) abgeführt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Frequenz-Detektor (34) als Auswerteeinrichtung welcher die aus der Wellenleiter-Schleife (18) abgeführte Lichtenenergie empfängt und die spektrale Verteilung der empfangenen optischen Energie analysiert, um die Differenz der beiden Frequenzen und deren Veränderungen zu erfassen.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Einrichtung einen starren Randabschnitt (14) aufweist, welcher den Umfang der Membran (12) starr hält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (14) und die Membran (12) einteilig hergestellt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (14) und die Membran (12) aus einem verlustarmen Glas hergestellt sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter-Schleife (18) durch Ionenimplantation oder Ionenaustausch hergestellt ist.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12) eine runde Form aufweist.
11. Vorrichtung nach wenigtens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter-Schleife (18) koaxial auf der Membran (12) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (18) eine rechteckförmige Querschnittsform aufweist.
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