DE3750292T2

DE3750292T2 - Optischer Verschiebungsaufnehmer.

Info

Publication number: DE3750292T2
Application number: DE19873750292
Authority: DE
Inventors: Katsuharu Iwamoto; Osamu Kawakami; Hideo Miyagawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-07
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2007-12-16
Also published as: EP0274091A3; DE3750292D1; EP0274091B1; EP0274091A2; JPS63169521A

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Wegsensor, der unempfindlich gegenüber durch hohe Ströme und hohe Spannungen erzeugte elektromagnetischer Induktion ist und insbesondere betrifft sie einen Flüssigkeitsniveausensor, der beispielsweise in elektrische Kraftanlagen, wie Trennschalter oder in elektrische Kraftmaschinen, wie Generatoren eingebaut ist

Beschreibung des Standes der Technik

In herkömmlichen Flüssigkeitsniveausensoren vom Schwimmer-Typ unterliegt das Ausgangssignal wegen der Verwendung von Drähten zur Signalübertragung dem Einfluß der elektromagnetischen Induktion, die durch starke Ströme und hohe Spannungen hervorgerufen wird, wie sie in der Stromversorgung in einem Industriebetrieb auftreten. Dadurch können leicht Fehler hervorgerufen werden.
Um die oben genannten Probleme zu überwinden, offenbart die ungeprüfte, veröffentlichte japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 53-68276 einen Flüssigkeitsniveausensor mit optischer Faser, der gegen äußere elektromagnetische Induktion unempfindlich ist. In diesem optischen Flüssigkeitsniveausensor ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Flüssigkeitsniveau-Meßstab 103 senkrecht in einem Tank 101 angeordnet. Eine erste Gruppe von Fasern 107A und eine zweite Gruppe von Fasern 107B sind über eine Leitung 105 derart in den Meßstab 103 eingeführt, daß entlang der Längsrichtung des zylindrischen Meßstabes 103 schrittweise zu jeder Höhe 109 ein Paar von zwei Fasern, jeweils einer aus den beiden Gruppen 107A und 107B, geführt und angeordnet ist. Daher kann ein Flüssigkeitsniveau gemessen werden, indem geprüft wird, ob durch die erste Gruppe von Fasern geleitetes und dann von einem Flüssigkeitsniveau reflektiertes Licht in Abhängigkeit von einer Änderung des Brechungsindexes von der zweiten Gruppe von Fasern aufgenommen werden kann.
Bei dem oben beschriebenen Flüssigkeitsniveausensor nach dem Stand der Technik gibt es jedoch das Problem, daß es unmöglich ist, das Flüssigkeitsniveau ständig und genau analog zu messen, weil das Flüssigkeitsniveau mittels im Abstand entlang des Meßstabes angeordneter Paare optischer Fasern gemessen wird.
EP-A-0189339 beschreibt eine Flüssigkeitsniveau- Höhenmeßvorrichtung mit einer Einrichtung zur Erzeugung abstandsmessender Lichtwellen, die optisch mit einer gegebenen Frequenz moduliert sind, einem optischen Objektiv, um die abstandsmessenden Lichtwellen auf das Flüssigkeitsniveau zu richten, dessen Abstand zu messen ist und das vom Flüssigkeitsniveau reflektierte Licht zu sammeln, einem Lichtempfänger zur Aufnahme der reflektierten und durch das Objektiv geleiteten abstandsmessenden Lichtwellen, eine abstandsmessende Hin- Lichtwellenübertragungsleitung zum Leiten der abstandsmessenden Lichtwellen vom Lichtwellenerzeuger zum Objektiv, einer abstandsmessenden Rück- Lichtwellenübertragungsleitung vom Objektiv zum Lichtempfänger sowie einer Referenzlichtwellenübertragungsleitung mit einer zumeist gleichen optischen Weglänge wie die gesamte optische Weglänge der Hin- und Rück-Lichtwellenübertragungsleitung.
Das Wirkungsprinzip beruht auf der Bestimmung des Abstandes zur Oberfläche einer Flüssigkeit durch Erzeugung eines Lichtstrahles, der moduliert ist und dem Phasenvergleich des durch die optischen Fasern zurückkehrenden modulierten Lichts mit dem Signal von einer Faser mit Referenzlänge.
JP-A-57-108605 beschreibt ein Verfahren zum Messen des Abstandes zu einer Flüssigkeitsoberfläche. Zwei optische Fasern sind in einem Winkel geneigt und Licht wird durch die eine gerichtet ausgesandt und von der anderen aufgenommen. Die Intensität des von der einen Faser aufgenommenen Lichts steht in Beziehung zum Abstand der Flüssigkeitsoberfläche.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen optischen Wegsensor zu schaffen, durch den ein Weg zwischen einer optischen Faser und der Oberfläche eines Gegenstandes genau und ständig analog gemessen werden kann.
Das oben genannte Ziel der Erfindung wird durch einen optischen Wegsensor zur Messung eines Abstandes einer zu messenden Oberfläche erreicht, welcher umfaßt
- eine Lichtquelle;
- eine optischen Lichtübertragungsfaser zur Übertragung von Licht von der Lichtquelle zur zu messenden Oberfläche;
- eine optischen Lichtempfangsfaser zur Aufnahme des von der zu messenden Oberfläche reflektierten Lichts;
- eine optischen Referenzlichtfaser zur Leitung von Licht von der Lichtquelle
und
- einen Reflexlichtsensor zur Umwandlung eines reflektierten, durch die Lichtempfangsfaser geleiteten Lichts in ein Reflexsignal;
und welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er weiterhin versehen ist mit:
(a) einem Referenzlichtsensor zur Umwandlung eines durch die optische Referenzlichtfaser geleiteten Lichts in ein Referenzsignal;
(b) einer Verarbeitungsschaltung zur Durchführung einer arithmetischen Berechnung sowohl mit dem Reflexsignal als auch mit dem Referenzsignal, um Lichtintensitätsschwankungen und Faserschwingungen des Sensors auszugleichen
und
(c) einer Abgleichschaltung zur Durchführung von Berechnungen, um auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Ausgangssignalpegel der Verarbeitungsschaltung und dem Abstand der zu messenden Oberfläche ein kennzeichnendes Abstandssignal zu erzeugen.
Um Lichtschwankungen auszuschließen, ist es vorteilhaft, die optische Referenzlichtfaser sowohl entlang der optischen Lichtübertragungsfaser als auch entlang der optischen Lichtempfangsfaser anzuordnen. In diesem Fall wird das von der Lichtquelle die optische Lichtübertragungsfaser entlang geleitete Referenzlicht von einem Hohlraum reflektiert, der in der Nähe der Enden der optischen Lichtübertragungsfaser und Lichtempfangsfaser angeordnet ist und dann entlang der optischen Lichtempfangsfaser dem Referenzlichtsensor zugeführt.
Die Verarbeitungsschaltung berechnet eine Division oder eine Subtraktion des Reflex- und des Referenzsignals, um Änderungen im Signalpegel infolge von Störungen auszugleichen. Die Abgleichschaltung erhält eine lineare Beziehung zwischen reflektiertem Signalpegel und dem Abstand der zu messenden Oberfläche in logarithmischer Teilung und erzeugt ein dem Reflexsignal entsprechendes Abstandssignal.
Mit dem optischen Wegsensor nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Weg ständig und genau analog zu messen ohne dem Einfluß von Störungen ausgesetzt zu sein, weil das Referenzlicht die optische Lichtübertragungs- und/oder die Lichtempfangsfaser entlang zum Referenzlichtsensor geleitet wird und weil ferner die Verarbeitungsschaltung das Reflexsignal auf der Grundlage des Referenzsignals berechnet, um Änderungen des reflektierten Signalpegels infolge Störungen (z. B. Lichtintensitätsschwankungen oder Faserschwingungen) auszugleichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile des optischen Wegsensors nach der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer verständlich werden. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen bei allen Figuren gleiche oder ähnliche Elemente, wobei jene zeigen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Merkmale eines Flüssigkeitsniveausensors nach dem Stand der Technik darstellt.
Fig, 2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des optischen Wegsensors nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des optischen Wegsensors nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3B ist eine vergrößerte Ansicht der Faseranordnung von der Linie IIIB-IIIB der Fig. 3A her betrachtet.
Fig. 4A ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des optischen Wegsensors nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4B ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, welche den Referenzlichthohlraum zeigt, der im Tankdeckel der dritten Ausführungsform ausgebildet ist
und
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die lineare Beziehung zwischen Abstand und Ausgabesignalpegel der in Fig. 4A gezeigten Ausführungsform in logarithmischer Teilung wiedergibt.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsformen des optischen Wegsensors nach der vorliegenden Beschreibung für den Fall eines Flüssigkeitsniveausensors beschrieben.
Der Flüssigkeitsniveausensor umfaßt eine Lichtquelle 1, eine optische Lichtübertragungsfaser 3, eine optische Referenzlichtfaser 5, eine optische Lichtempfangsfaser 7, einen Referenzlichtsensor (Photodiode) 9, einen Reflexlichtsensor (Reflexphotodiode) 11, eine Verarbeitungsschaltung 13 und eine Abgleichschaltung 15.
Die Lichtquelle 1 ist eine Leuchtdiode (LED) mit relativ langer Lebensdauer oder eine Halogenlampe mit relativ großer Lichtintensität.
Der Öltank OT ist Bestandteil eines beispielsweise für einen Trennschalter vorgesehenen Hydrauliksystems. Der Tank OT weist einen Deckel LID mit einer Kappe CAP auf. Wenn sich die Ölmenge im Tank OT ändert, dann ändert sich auch das Flüssigkeitsniveau LEV, das heißt auch der Abstand D zwischen dem Deckel LID und dem Niveau LEV ändert sich.
Die optische Lichtübertragungsfaser 3 ist zwischen der Lichtquelle 1 und der Kappe CAP angeschlossen, die im Deckel LID des Öltanks OT angeordnet ist. Die optische Referenzlichtfaser 5 ist über einen Lichtkoppler 17 von der optischen Lichtübertragungsfaser 3 abgezweigt und an die Referenzphotodiode angeschlossen. Die optische Lichtempfangsfaser 7 ist zwischen der Kappe CAP und Reflexphotodiode angeschlossen.
Ferner ist eine Kondensorlinse 19 in der optischen Faser 3 angeordnet, derart daß sie der Lichtquelle 1 zugewandt ist und eine andere Kondensorlinse 21 ist in der gleichen optischen Faser 21 derart angeordnet, daß sie dem Flüssigkeitsniveau LEV im Öltank OT zugewandt ist. Ferner ist eine weitere Kondensorlinse 23 in der optischen Faser 7 dem Flüssigkeitsniveau LEV zugewandt angeordnet.
Die optische Lichtübertragungsfaser 3 und die optische Lichtempfangsfaser 7 werden durch eine gemeinsame Leitung (nicht dargestellt) vom Lichtkoppler 17 zur Deckelkappe CAP geführt, so daß diese beiden Fasern 3 und 7 in gleicher Weise in Schwingung versetzt werden, wenn der Tank OT in Schwingung versetzt wird.
Ferner sind diese beiden optischen Fasern 3 und 7 in der Kappe CAP derart um einen Winkel R zur Senkrechten auf dem Flüssigkeitsniveau geneigt, daß das vom Ende der Faser 3 ausgesandte und vom Niveau LEV reflektierte Licht wirksamer vom Ende Lichtempfangsfaser 7 aufgenommen werden kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Fasern senkrecht, in einem Winkel von R = 0 an der Kappe CAP befestigt sind.
Weiterhin ist ein Teil der optischen Lichtempfangsfaser 7, wie in Fig. 2 dargestellt, parallel zur optischen Referenzlichtfaser 5 zur Reflexphotodiode 11 geführt. Diese beiden optischen Fasern 5 und 7 werden durch eine Leitung (nicht dargestellt) aus der Nähe des Lichtkopplers 17 zu den beiden Photodioden 9 und 11 geführt. Wenn der Sensor in senkrechte Schwingungen versetzt wird, ist es demzufolge möglich, den Einfluß von Schwingungen auszuschalten, wie später beschrieben wird.
Die Referenzphotodiode (lichtempfindliches Element) 9 und die Reflexphotodiode 11 sind beide vom gleichen Typ. Jede von ihnen wandelt ein Lichtsignal in ein elektrisches Signal um. Im einzelnen empfängt die Referenzphotodiode 9 von der Lichtquelle 1 ausgesandtes und durch die Referenzfaser 5 geleitetes Licht und wandelt das Referenzlicht in ein entsprechendes Referenzsignal um. Die
Reflexphotodiode 11 empfängt von der Lichtquelle 1 ausgesandtes, vom Niveau LEV reflektiertes und durch die optische Lichtempfangsfaser geleitetes Licht und wandelt das reflektierte Licht in ein entsprechendes Reflexsignal um.
Die Verarbeitungsschaltung 13 führt die notwendigen Berechnungen auf der Grundlage des Referenzsignals und des Reflexsignals durch, um Schwankungen der Lichtintensität infolge Störungen auszuschließen. Die genannten Berechnungen sind Divisionen des Reflexsignals durch das Referenzsignal oder Subtraktionen, Multiplikationen oder auch Kombinationen dieser Berechnungen.
Die Abgleichschaltung 15 führt Berechnungen durch, um eine lineare Beziehung zwischen dem Abstand D (mm) zum Flüssigkeitsniveau LEV und der Ausgabesignalspannung (V) (verarbeitetes Signal) des Verarbeitungsschaltungs-Rechners 13 zu erhalten, wie in Fig. 5 angedeutet, wo beide Werte in logarithmischer Teilung dargestellt sind. Ein Abstandssignal, das dem verarbeiteten Signal entspricht, wird von dieser Abgleichschaltung 15 auf der Grundlage der linearen Beziehung zwischen den beiden ausgegeben. Im allgemeinen ist die Intensität des vom Flüssigkeitsniveau LEV reflektierten Lichts umgekehrt proportional dem Quadrat D² des Abstandes D oder der Höhe der Gasphase. Das heißt, je länger die Gasphase D ist, umso geringer wird das reflektierte Licht sein und umgekehrt.
Ferner ist die Intensität des vom Flüssigkeitsniveau LEV reflektierten Lichts eine Funktion eines Durchmessers d&sub1; der Lichtübertragungsfaser 3, eines Durchmessers d&sub2; der Lichtempfangsfaser 7, eines Abstandes L zwischen den Enden der beiden Fasern 3 und 7, eines Winkels R der Fasern 3 und 7 zur Senkrechten auf dem Flüssigkeitsniveau LEV usw . . Daher ist es möglich, ständig die Gashöhe auf der Grundlage des Reflexlichtsignals in Beziehung zum Referenzlichtsignal unter notwendiger Betrachtung der oben genannten Faktoren d&sub1;, d&sub2;, L, R usw. zu erhalten.
Die Wirkungsweise soll nachfolgend beschrieben werden.
Das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht wird über die optische Lichtübertragungsfaser 3 dem Flüssigkeitsniveau LEV zugeführt. Das vom Flüssigkeitsniveau LEV reflektierte Licht wird über die optische Lichtempfangsfaser 7 der Reflexphotodiode 11 zugeführt und von derselben in ein Reflexsignal umgewandelt.
Andererseits durchläuft von der Lichtquelle 1 ausgehendes Licht die optische Lichtübertragungsfaser 3, wird durch den Lichtkoppler 17 abgezweigt und über die optische Referenzlichtfaser 5 der Referenzphotodiode 9 zugeführt und durch dieselbe in ein Referenzsignal umgewandelt.
Die auf diese Weise von den beiden Photodioden 9 und 11 erhaltenen Signale werden zur Divisionsberechnung in die Verarbeitungsschaltung 13 eingegeben, beispielsweise um Änderungen des Signalpegels infolge Störungen auszuschalten. Das bearbeitete Signal wird in die Abgleichschaltung 15 eingegeben, um entsprechend der linearen Beziehung zwischen dem bearbeiteten Signalpegel und dem Abstand zur Oberfläche ausgedrückt in logarithmischer Teilung ein für den Abstand kennzeichnendes Abstandssignal zu erhalten.
Da der Abstand des Flüssigkeitsniveaus LEV, wie oben beschrieben, ständig analog gemessen werden kann, ist es möglich, den Abstand verglichen der herkömmlichen digitalen Messung feiner zu messen.
Wenn hier die von der Lichtquelle 1 ausgesandte Lichtmenge zu- oder abnimmt, das heißt, wenn eine Störung eintritt, ändern sich beide Ausgabewerte der Referenz- und der Reflexphotodiode 9 und 11 entsprechend der Änderung im Betrag des ausgesandten Lichts. Da jedoch diese beiden Ausgabewerte bei der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage der Divisionsberechnung verarbeitet werden, ist es möglich, Änderungen in der Lichtmenge infolge einer Störung und damit Fehler infolge einer Störung auszugleichen, was insgesamt eine genauere Messung ermöglicht.
Da ferner die optische Lichtübertragungs- und die Lichtempfangsfaser 3 und 7 infolge Einwirkung äußerer Kräfte gemeinsam vibrieren, ist es möglich mittels der oben genannten Divisionsberechnung Änderungen in der Lichtmenge infolge Schwingungen auszugleichen.
Fig. 3A zeigt eine zweite Ausführungsform des Wegsensors nach der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Paar zusätzlicher optischer Lichtempfangsfasern 7A und 7B symmetrisch in bezug auf die Verbindungslinie zwischen den optischen Lichtübertragungs- und Lichtempfangsfasern 3 und 7 auf der Kappe CAP angeordnet sind. Ferner sind eine Kondensorlinse 23A an das untere Ende der Lichtempfangsfaser 7A und eine Kondensorlinse 23B an das untere Ende der Lichtempfangsfaser 7B angesetzt, um die optischen Achsen der Fasern zu stabilisieren.
Da bei dieser zweiten Ausführungsform das von der Oberfläche des Flüssigkeitsniveaus LEV reflektierte Licht von drei optischen Lichtempfangsfasern 7, 7A und 7B aufgenommen werden kann, die in 90 Grad Winkelabstand untereinander angebracht sind, kann die Intensität des von der Oberfläche des Flüssigkeitsniveaus reflektierten und von den Lichtempfangsfasern aufgenommenen Lichts erhöht werden, was einen noch genaueren Meßvorgang sichert.
Bei den oben erwähnten Ausführungsformen können verschiedene Abänderungen in Betracht gezogen werden, ohne auf die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Sensoren beschränkt zu sein. Beispielsweise kann das Referenzlicht direkt von der Lichtquelle 1 der Referenzphotodiode 9 zugeführt werden, ohne es von der optischen Lichtübertragungsfaser 3 abzuzweigen. Ferner ist es natürlich möglich, anstelle des Lichtkopplers 17 einen halbdurchlässigen Spiegel anzuordnen.
Ferner sind die oben erwähnten Kondensorlinsen 21, 23, 23A und 23B nicht unbedingt erforderlich und der Winkel R am Ende der Fasern (in Fig. 2 dargestellt) kann gleich Null gewählt werden. Obwohl in diesem Falle die Intensität des reflektierten Lichtes geringer sein kann, kann dieser Nachteil durch Anordnung eines Reflektors auf dem Flüssigkeitsniveau oder durch Erhöhung der Empfindlichkeit der Photodioden 9 und 11 überwunden werden.
Schließlich ist es empfehlenswert, anstelle jeder einzelnen optischen Faser 3, 7, 5, 7A und 7B optische Faserbündel zu verwenden. In diesem Falle wird den Photodioden 9 oder 11 ein Durchschnittswert der Vielzahl optischer Fasern zugeführt.
Bei den oben genannten Ausführungsformen ist es in analoger Weise möglich, einen Weg durch Berechnung eines Verhältnisses der Intensität des reflektierten Lichts zur Intensität des Referenzlichts zu bestimmen. Da ferner das Referenzlicht von der gleichen Lichtquelle dem Referenzlichtsensor zugeführt werden kann, kann sogar der Einfluß von Änderungen der Lichtintensität vom am Flüssigkeitsniveau LEV reflektierten Licht ausgeglichen werden. Da ferner die optische Referenzfaser 5 im Bereich zwischen dem Lichtkoppler 17 und der Referenzphotodiode 9 zu einem Teil parallel zur optischen Lichtempfangsfaser 7 angeordnet ist, ist es möglich, den Einfluß von Lichtintensitätsänderungen auf das vom Flüssigkeitsniveau LEV reflektierte Licht infolge von Schwingungen der optischen Fasern auszugleichen, wenn die untereinander parallel angeordneten optischen Fasern 5 und 7 in genau gleicher Weise in Schwingungen versetzt werden.
Da bei der ersten und zweiten Ausführungsform die optische Referenzfaser 5 und die optische Lichtempfangsfaser 7 beide nur in waagerechter Richtung parallel angeordnet sind, ist möglich, wenn der Sensor senkrecht in Schwingungen versetzt wird, den Einfluß senkrechter Faserschwingungen wirkungsvoll auszuschließen. Wenn jedoch der Sensor waagerecht in Schwingungen versetzt wird, ist es unmöglich, den Einfluß waagerechter Faserschwingungen wirkungsvoll auszuschließen, weil die optische Referenzfaser 5 in senkrechter Richtung nicht parallel zur Lichtempfangsfaser 7 angeordnet ist.
Die Fig. 4A zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die den Einfluß von Faserschwingungen in allen Richtungen ausschließen kann.
In der Zeichnung ist die optische Referenzfaser 5 in zwei Fasern 5A und 5B unterteilt. Die erste optische Referenzfaser 5A erstreckt sich von der Lichtquelle 1 zum Hohlraum CA, der in der Metallkappe CAP ausgebildet ist, während sich die zweite optische Referenzfaser 5B vom Hohlraum CA sowohl parallel zur Lichtübertragungs- als auch zur Lichtempfangsfaser 3 bzw. 7 erstreckt. Ferner muß angemerkt werden, daß das Referenzlicht von der Lichtquelle 1 dem Hohlraum CA zugeführt und dann reflektiert von den Wänden des Hohlraums weiter der Referenzphotodiode 9 zugeführt wird.
Bei dieser in Fig. 4A dargestellten Ausführungsform ist es möglich, den schädlichen Einfluß von Störungen auf den Wegsensor noch weiter zurückzudrängen, weil die optischen Referenzfasern 5A und 5B vollkommen parallel zu den Lichtübertragungs- und Lichtempfangsfasern 3 und 7 angeordnet sind. Dies erhöht die Genauigkeit der Wegmessung.
Der Wegsensor der vorliegenden Erfindung ist für den Fall eines Flüssigkeitsniveausensors beschrieben worden. Jedoch ist es ohne Beschränkung darauf natürlich möglich, den optischen Wegsensor nach der vorliegenden Erfindung auf ein Wegmeßgerät für Festkörper zur Messung des Abstandes eines Festkörpers von einer vorgegebenen Lage anzuwenden.

Claims

1. Optischer Wegsensor zur Messung eines Abstandes zu einer zu messenden Oberfläche mit:

- eine Lichtquelle (1);

- eine optischen Lichtleitfaser (3) zur Übertragung von Licht von der Lichtquelle (1) zur zu messenden Oberfläche;

- eine optischen Lichtempfangsfaser (7) zur Aufnahme des von der zu messenden Oberfläche reflektierten Lichts;

- eine optischen Referenzlichtfaser (5) zur Leitung von Licht von der Lichtquelle (1)

und

- einen Reflexlichtsensor (11) zur Umwandlung eines reflektierten, durch die Lichtempfangsfaser (7) geleiteten Lichts in ein Reflexsignal;

dadurch gekennzeichnet, daß der optische Wegsensor weiterhin versehen ist mit:

(a) einem Referenzlichtsensor (9) zur Umwandlung eines durch die optische Referenzlichtfaser (5) geleiteten Lichts in ein Referenzsignal;

(b) einer Verarbeitungsschaltung (13) zur Durchführung einer arithmetischen Berechnung sowohl mit dem Reflexsignal als auch mit dem Referenzsignal, um Lichtintensitätsschwankungen und Faserschwingungen des Sensors auszugleichen

und

(c) einer Abgleichschaltung (15) zur Durchführung von Berechnungen, um auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Ausgangssignalpegel der Verarbeitungsschaltung (13) und dem Abstand der zu messenden Oberfläche ein Abstandssignal zu erzeugen, das für den Abstand der zu messenden Oberfläche kennzeichnend ist.

2. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die optische Lichtübertragungsfaser (3) und die optische Lichtempfangsfaser (7) im wesentlichen miteinander integriert sind.

3. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl optischer Lichtempfangsfasern (7, 7A, 7B) angeordnet ist, um die Intensität des von der zu messenden Oberfläche reflektierten Lichts zu vergrößern.

4. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die optische Referenzlichtfaser (5) von der optischen Lichtübertragungsfaser (3) abgezweigt ist.

5. Optischer Wegsensor nach Anspruch 4, bei dem die optische Referenzlichtfaser (5) entlang der optischen Lichtübertragungsfaser (3) angeordnet ist.

6. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die optische Referenzlichtfaser (5A) das Referenzlicht von der Lichtquelle (1) zu einem Hohlraum (CA), der nahe den Enden sowohl der optischen Lichtübertragungsfaser als auch der optischen Lichtempfangsfaser (3, 7) ausgebildet ist und weiter das in dem Hohlraum reflektierte Referenzlicht zum Referenzlichtsensor (9) leitet.

7. Optischer Wegsensor nach Anspruch 6, bei dem jeweils die optische Referenzlichtfaser (5) zum Leiten des Referenzlichts von der Lichtquelle (1) zum Hohlraum (CA) entlang der optischen Lichtübertragungsfaser und die optische Referenzlichtfaser zum Leiten des Referenzlichts vom Hohlraum (CA) zum Referenzlichtsensor entlang der optischen Lichtempfangsfaser angeordnet ist.

8. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die Verarbeitungsschaltung (13) eine Division des Reflexsignals durch das Referenzsignal auf dem Signalpegel durchführt.

9. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die Verarbeitungsschaltung (13) eine Subtraktion des Referenzsignals vom Reflexsignal auf dem Signalpegel durchführt.

10. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die Abgleichschaltung (15) eine lineare Beziehung zwischen dem Signalpegel des bearbeiteten Signals und dem Abstand der zu messenden Oberfläche in logarithmischer Teilung erhält, um ein Abstandssignal entsprechend dem verarbeiteten Signal zu erzeugen.

11. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem jede optische Faser (3) an jedem ihrer Enden mit einer Kondensorlinse (19, 21) versehen ist, um die jeweilige optische Achse der Faser (3) zu stabilisieren.

12. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem Enden der optischen Lichtübertragungs- und Lichtempfangsfaser (3, 7) in einem Winkel zur zu messenden Oberfläche gebogen sind, um so in wirksamer Weise Licht zur zu messenden Oberfläche zu übertragen beziehungsweise von dort zu empfangen.

13. Optischer Wegsensor nach Anspruch 1, bei dem die optische Lichtübertragungsfaser (3), die optische Lichtempfangsfaser (7) und die optische Referenzlichtfaser (5) jeweils aus einer Vielzahl optischer Fasern zusammengesetzte optische Faserbündel sind.