DE3628083C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung mit einem Lichtwellenleiter (LWL) als Drucksensor, welcher im Boden einer zu überwachenden Zone angeordnet ist und am Ende Anschlüsse für ein Überwachungsgerät aufweist.

Eine dementsprechende Überwachungsvorrichtung ist in der DE-OS 29 06 841 beschrieben. Dort ist die Lichtleitfaser (der LWL) von einer Hülle umgeben, deren der Faser zugewandte Innenfläche un­ eben ausgebildet ist, so daß die Faserkompression nur über die vorspringenden Bereiche dieser Innenfläche erfolgt. Solche LWL werden bei den zu überwachenden Objekten (Eisenbahnstrecke oder Straße) in deren Boden (innerhalb des Schotterbettes bzw. im Straßenunterbau) verlegt. Die Lichtleitfaser reagiert auf eine örtliche radiale Kompression durch Veränderung ihres Übertra­ gungsverhaltens, und dies wird mittels einer Lichtimpulsquelle und eines Lichtempfängers ermittelt, die gemeinsam an ein Faser­ ende angekoppelt sind. Bei dieser Einrichtung ist die Lichtleit­ faser entlang einer zu überwachenden Grenze oder Strecke ausge­ legt, womit die Überwachung einen im wesentlichen linienförmigen Objektbereich erfaßt.

Weiter ist in der DE-OS 33 22 046 ein Lichtleiter-Druck- und Ein­ dringsensor mit einem im oder am Boden verlegten umhüllten Licht­ leiterkabel beschrieben, der zu Überwachung von Geländeabschnit­ ten eingesetzt wird. Um die Empfindlichkeit dieser Überwachungs­ einrichtung zu erhöhen, ist das Lichtleiterkabel so ausgebildet, daß um die Lichtleitfaser eine harte Störstruktur periodisch ge­ wunden ist, und darüber ein elastisch deformierbarer, selbstzen­ trierender Umhüllungsschlauch gepreßt ist, der seinerseits von einer Schutzhülle mit einer Tragfädenumspinnung ummantelt ist. Als Beispiel ist angegeben, daß um die Lichtleitfaser die Wendel einer Kevlarfaser gelegt ist, und darüber ein elastischer Kunst­ stoffschlauch gepreßt ist, der seinerseits von einer mit Kevlar­ fäden verstärkten Schutzhülle ummantelt ist. Auf diese Kabelkon­ struktion ist die Meßeinrichtung dergestalt abgestimmt, daß dem Lichtsender und dem Lichtempfänger je eine auf die periodische Struktur der Glasfaserumhüllung abgestimmte Modenblende für Moden niedriger bzw. hoher Ordnung zugeordnet sind. Über die Verlegung des Lichtleiterkabels ist nichts Näheres angegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs be­ schriebene Überwachungseinrichtung mit einem LWL als Drucksensor, der im Boden einer zu überwachenden Zone angeordnet ist, so um- und auszubilden, daß sie zum einen eine flächenhafte Überwachung ermöglicht und zum anderen in Gebäuden oder im Freien einfach verlegbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Die Lösung besteht im wesentlichen darin, daß der LWL-Sensor in mehreren balkenförmigen Bauteilen eingebracht ist, die zur Bildung von Bodenplatten parallel nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind, und jeder Balken eine Deckschicht aus einem flexiblen Material hat, in welche der LWL- Sensor längslaufend eingebettet und mit den Enden herausgeführt ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die zur Überwachung dienende Bodenplatte vielseitig gestaltet und einsetzbar ist, womit eine erhebliche Erweiterung des Objekt­ schutzes erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schräg-Draufsicht auf eine Bodenplatte aus 4 Balken mit LWL-Sensoren und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen einzelnen Balken in Höhe eines LWL-Sensors.

Bezeichnet sind mit

1 Balken
2 LWL-Sensor
2 a LWL, optische Faser mit Primärbeschichtung
2 b Wendel aus Metalldraht um den LWL
3 LWL-Verbinder
4 und 5 LWL-Anschlüsse für die Leitung zum Dämpfungsmeßgerät
6 Schutzkanal
7 Unterer Teil (Hauptteil) des Balkens, aus mechanisch festem Material
8 Deckschicht aus flexiblem Material (Elastomer)
9 LWL-Stecker

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Bodenplatte aus vier balken­ förmigen Rechteckprofilen (Balken) 1 besteht, die parallel neben­ einander angeordnet sind. Der LWL-Sensor 2 ist in der Deckschicht des Balkens U-förmig hin und rücklaufend angeordnet, und die ein­ ander benachbarten Sensoren sind mittels der LWL-Verbinder 3 hin­ tereinandergeschaltet. Die Verbinder 3 und die Anschlüsse (An­ schlußleitung) 4 und 5 für das Dämpfungsmeßgerät liegen in einem parallel zur Kopfseite der Balken verlaufenden Schutzkanal 6, der geöffnet gezeichnet ist.

Je nach den Erfordernissen können bei den Bodenplatten mehrere Balken 1 mit LWL-Sensoren nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sein. Entsprechend lassen sich die LWL-Sensoren 2 mit den LWL-Verbindern 3 hintereinanderschalten und über die An­ schlüsse 4 und 5 mit einer einzigen Meßeinrichtung überwachen. Es ist auch die Bildung einzelner Gruppen möglich, die dann über getrennte Geräte kontrolliert werden.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß jeder Balken im unteren, dem über­ wiegenden Teil 7 aus einem festen Material wie Beton oder GFK- (Glasfaserverstärkter Kunststoff-) Verbundstoff besteht, und dar­ über eine Deckschicht 8 aus einem flexiblen Material wie einem Elastomer angeordnet ist. In der Deckschicht ist der LWL-Sensor 2, der aus einem LWL 2 a und einer eng darumgelegten Wendel 2 b eines Metalldrahtes oder Glas- bzw. Kunststoffadens besteht, längslaufend eingebettet, und der LWL ist mit an seinen Enden angebrachten LWL-Steckern 9 aus der Deckschicht herausgeführt. - In diesem Ausführungsbeispiel ist ein LWL-Drucksensor des Typs "Mit Drahtwendel umwickelter Multimode-LWL" gezeigt, der mit einem Dämpfungsmeßgerät zu verbinden ist. Es ist ohne weiteres möglich, auch andere LWL-Sensortypen einzusetzen, so den Typ "Doppelbrechender, polarisationserhaltender Monomode-LWL", der mit einer Phasendifferenz-Meßeinrichtung zu verbinden ist.

Wirkt auf einen solchen Balken beim überschreiten oder Überfahren eine Kraft (Druck), dann kommt es im LWL-Sensor zu Mikrokrümmun­ gen, die eine Erhöhung der Lichtdämpfung zur Folge haben, was zur Signalgabe benutzt werden kann. - Es ist aber auch der umgekehrte Fall möglich, sofern Lagergut auf einer Fläche abgestellt ist, deren Boden mit den vorstehend beschriebenen Balken oder Platten belegt wurde. Sobald das Lagergut von der überwachten Fläche entfernt wird, kommt es zu einer Dämpfungsabnahme der LWL. Diese kann ebenfalls zur Signalgabe benutzt werden.

Claims (2)

1. Überwachungsanordnung mit einem Lichtwellenleiter (LWL) als Drucksensor, welcher im Boden einer zu überwachenden Zone ange­ ordnet ist und am Ende Anschlüsse für ein Überwachungsgerät auf­ weist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der LWL-Sensor (2) in im Boden zu verlegenden balkenförmi­ gen, ein Rechteckprofil aufweisenden Bauteilen (Balken 1) einge­ bracht ist, die zur Bildung von Bodenplatten parallel nebenein­ ander und/oder hintereinander angeordnet sind,
• - jedes Bauteil im unteren, dem überwiegenden Teil (7) aus einem festen Material wie Beton oder GFK-Verbundstoff besteht, und dar­ über eine Deckschicht (8) aus einem flexiblen Material wie einem Elastomer angeordnet ist,
• - in der Deckschicht der LWL-Sensor (2), bestehend aus einem LWL (2 a) und einer darumgelegten Wendel (2 b) eines Metalldrahtes oder Glas- bzw. Kunststoffadens, längslaufend eingebettet ist, der LWL mit seinen Enden oder mit dort angebrachten LWL-Steckern (9) aus der Deckschicht herausgeführt ist, und die LWL mehrerer Bauteile fortlaufend miteinander verbunden sind.

2. Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LWL-Sensor (2) in der Deckschicht (8) des Balkens (1) U-förmig hin- und rücklaufend angeordnet ist, die einander benachbarten Sensoren mit LWL-Verbindern (3) hintereinandergeschaltet sind, und die Verbinder sowie die Anschlüsse (4, 5) für das Dämpfungs­ meßgerät in einem parallel zur Kopfseite der Balken verlaufenden Schutzkanal (6) angeordnet sind.