DE4018379A1 - Verfahren und anordnung zur ermittlung der tatsaechlichen optischen weglaenge von licht in einem lichtleiter - Google Patents
Verfahren und anordnung zur ermittlung der tatsaechlichen optischen weglaenge von licht in einem lichtleiterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier
lichen Ermittlung der tatsächlichen optischen Weglänge
von Licht in einem Lichtleiter vorbestimmter Länge sowie
eine Anordnung zur Ausführung dieses Verfahrens.
In vielen Bereichen der technisch- industriellen Ferti
gung werden kräftemäßig hochbelastete Strukturen in
zunehmendem Maße anstatt aus bisher verwendetem Metall
oder Metallegierungen aus Verbundwerkstoffen einge
stellt, die als Vorteil gegenüber der bisherigen Werk
stoffwahl einer erhebliche Gewichtsverminderung bei
wenigstens gleicher, wenn nicht gar größerer Festigkeit
aufweisen. Verbundwerkstoffe dieser Art werden bei
spielsweise in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt,
beispielsweise bei Tragflächen-, sowie Höhen- und
Seitenleitwerken von Flugzeugen. Bei extremer Belastung
dieser Verbundwerkstoffe in den voran beschriebenen
Anwendungsgebieten kann es durch systembedingte Überlast
aber auch durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch
das Auftreffen von Gegenständen wie Steinen und dgl. auf
die aus Verbundwerkstoff hergestellte Struktur dazu
kommen, daß der Verbundwerkstoff bis zum Bruch beschä
digt wird, ohne daß die Bruchstellen von außen sichtbar
sind und ohne daß herkömmliche radiografische Methoden
bei diesen Verbundwerkstoffen den Bruch erkennen.
Es sind zur Erkennung dieses Mangels in derartigen aus
Verbundwerkstoff bestehenden Strukturen Lichtleiterfa
sern integriert worden, wobei mittels aufwendiger
digital-elektronischer Methoden die Laufzeit von digi
talen optischen Signalen im Lichtleiter ermittelt und
aus der Laufzeit die effektive Länge des Lichtleiters,
die sich bei einem Lichtleiterbruch entsprechend einer
Beschädigung des Verbundwerkstoffs verkürzt, berechnet
wurde. Diese bekannte Methode erwies sich jedoch aber
selbst bei Laboruntersuchungen als apparativ zu aufwen
dig, ungenau im Ergebnis und nicht übertragbar auf den
unmittelbaren Einsatz im Flugzeug, beispielsweise zur
kontinuierlichen Überwachung des Verbundwerkstoffes
schlechthin.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Anordnung zu schaffen, mit denen auf hochge
naue, kontinuierliche Weise der tatsächliche optische
Weg von Licht in einem Lichtleiter vorbestimmter Länge
ermittelt werden kann, wobei das Verfahren und die
Anordnung leicht durchführbar bzw. einfach realisierbar
sein sollen, so daß sie sich unmittelbar zum Einsatz am
Ort des Verbundwerkstoffes eignen.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren durch folgende Verfahrensschritte:
- a) monochromatisches Licht wird entsprechend einem sinusförmigen Modulationssignal Um amplituden moduliert und mit vorbestimmter mittlerer Amplitude in den Lichtleiter eingekoppelt,
- b) das im Lichtleiter reflektierte Licht entspre chend einem Photodiodensignal Ud mittlerer Amplitude wird mit dem sinusförmigen Modulati onssignal Um gemischt,
- c) das sich daraus ergebende Meßsignal U (Phi) ist eine Funktion der Phasendifferenz Phi zwischen dem Modulationssignal Um und dem Photodioden signal Ud,
- d) wobei die Phasendifferenz Phi annähernd pro portional zur optischen Weglänge im Lichtleiter ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt im
wesentlichen darin, daß die Verfahrensführung lediglich
durch geeignete Ermittlung der Phasenbeziehungen zwi
schen dem in den Lichtleiter eingekoppelten und am Ende
des Lichtleiters, der eine Bruchstelle darstellen kann,
reflektierten Licht und der Phase des Modulationssi
gnals, mit dem die Lichtquelle amplitudenmoduliert
wird, bestimmbar ist. Die verhältnismäßig einfache
Verfahrensführung läßt es zudem zu, daß der dazu erfor
derliche apparative Aufwand verhältnismäßig gering ist,
so daß beispielsweise Strukturen in Flugzeugen, Raum
fähren und dgl., bei denen dieses Verfahren angewendet
wird, kontinuierlich überwacht werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens
wird das sinusförmige Modulationssignal Um um einen
Phasenwinkel phi vor der Mischung mit dem Photodioden
signal verschoben, da das verfahrensgemäß gewonnene
Meßsignal um die mittels der Phasenverschiebung ein
stellbare 0-Phase herum näherungsweise proportional zur
Phasendifferenz Phi und damit proportional zur optischen
Weglänge des Lichtleiters ist.
Um unkontrollierte Phasenverschiebungen zu vermeiden,
wie sie in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz in
der Lichtquelle auftreten können, kann ein Anteil des
amplitudenmodulierten Lichts vor Einkopplung in den
Lichtleiter in ein zweites Photodiodensignal U′d ent
sprechend dem Modulationssignal umgewandelt und mit dem
ersten Photodiodensignal Ud gemischt werden, d. h. in
diesem Fall ist das zweite Photodiodensignal U′d das
Referenzsignal entsprechend Um.
Wegen der Abhängigkeit des Ausgangssignals U (Phi) von
der mittleren Intensität des Lichtfeldes kann vorteil
hafterweise Ausgangssignal U (Phi) durch das mittlere
Photodiodensignal d durch analoge Division dividiert
werden, so daß diese Abhängigkeit auf für das endgültige
Ausgangssignal nicht mehr relevante Weise unterdrückt
wird.
Der zeitabhängige Teil des Ausgangs- bzw. Meßsignals
wird vor der Division, wie sie vorangehend aufgeführt
wurde, vorteilhafterweise durch Filterung unterdrückt,
so daß sich eine einfache Phasenbeziehung zwischen dem
sinusförmigen Modulationssignal Um und dem Photodioden
signal Ud ergibt.
Die erfindungsgemäße Anordnung, mit der das erfindungs
gemäße Verfahren ausgeführt werden kann, umfaßt eine
Lichtquelle sowie eine optische Einrichtung zum Einkop
peln des von der Lichtquelle erzeugten monochromatischen
Lichts in den Lichtleiter.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist ein Oszillator mit der
Lichtquelle verbunden, der auf diese ein sinusförmiges
Modulationssignal Um liefert, das amplitudenmoduliertes
Licht nach seiner Reflexion am Lichtleiterende über die
als Strahlteiler ausgebildete optische Einrichtung auf
eine Photodiode und von dort als Photodiodensignal Ud
auf eine Mischeinrichtung zusammen mit dem Modulations
signal Um geleitet wird, wobei das am Ausgang liegende
Ausgangssignal U (Phi) der Mischeinrichtung proportional
zur optischen Weglänge im Lichtleiter ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt sich
in einem verhältnismäßig einfachen und damit kostengün
stig realisierbaren Aufbau, wobei für die einzelnen
Teile wie Oszillator, Lichtquelle, Lichtleiter, Mischer
und dgl. elektro-optische Standardbauteile verwendet
werden können, die kostengünstig bereitstellbar sind. Da
alle diese Teile auch verhältnismäßig leicht sind, ist
es ohne weiteres möglich, eine Vielzahl derartiger
Anordnungen jeweils zur Überwachung eines Lichtleiters
in dem zu überwachenden Verbundwerkstoff bzw. der daraus
hergestellten Struktur unterzubringen. Es ist darüber
hinaus auch möglich, alle vorgenannten Einzelteile oder
Teile davon monolitisch nach Art eines dafür konzi
pierten integrierten Bausteins herzustellen. Gerade
wegen der in vielen Anwendungsbereichen extremen Tempe
raturstabilitätsforderung mit voller Funktion in einem
Temperaturbereich von -50° bis +100°C eignet sich die
Herstellung der Anordnung in Form eines monolitischen
Bausteins besonders.
Um sicherzustellen, daß das Ausgangssignal bzw. Meßsi
gnal in einem Phasenbereich von ± π/4 um die 0-Phase
herum näherungsweise proportional zur Phasendifferenz
Phi und damit proportional zur optischen Weglänge der
Lichtleiterfaser ist, wird das Modulationssignal Um vor
Eintritt in die Mischeinrichtung über eine Phasenschie
bereinrichtung geleitet und geeignet eingestellt. Ein
Anteil des amplitudenmodulierten Lichts wird vorteil
hafterweise über den Strahlteiler ausgekoppelt und über
eine zweite Photodiode geführt, wobei dieses als Refe
renzsignal U′d der Mischeinrichtung zugeführt wird.
Um zu einer einfacher auswertbaren Beziehung des die
Mischeinrichtung verlassenden Ausgangs bzw. Meßsignals U
(Phi) zu kommen, wird das Ausgangssignal der Mischein
richtung über ein Tiefpaßfilter geführt und anschließend
vorteilhafterweise durch das von der Photodiode kommende
Photodiodensignal Ud in einer analogen Divisionsein
richtung dividiert, d. h. der zeitabhängige Teil des die
Mischeinrichtung verlassenden Ausgangs bzw. Meßsignals
kann durch die Verwendung des Tiefpaßfilters unterdrückt
werden, während die Abhängigkeit des verbleibenden
Signals von der mittleren Intensität des Lichtes durch
anschließende analoge Division durch das Photodiodensi
gnal Ud unterdrückt werden kann.
Grundsätzlich kann eine beliebige geeignete Mischein
richtung vorgesehen werden, es hat sich jedoch als
vorteilhaft herausgestellt, die Mischeinrichtung durch
einen Ringmischer zu bilden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der
Anordnung wird das Ausgangssignal U (Phi) und das
Modulationssignal Um vorbestimmter Frequenz auf eine
Rechnereinrichtung gegeben, wobei der Oszillator als
spannungsgesteuerter Oszillator ausgebildet ist und die
Modulationsfrequenz, ausgehend von einem vorbestimmten
Minimalwert, von Meßschritt zu Meßschritt erhöht wird.
Bei rechnergesteuerter Verstimmung der Modulationsfre
quenz zu höheren Frequenzen hin ergibt sich eine hohe
Auflösung der effektiv ermittelten Lichtleiterlänge
entsprechend der Frequenz, bei der die Phasendifferenz
zwischen dem Modulationssignal Um und dem Photodioden
signal Ud zu Null geht.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach
folgenden schematischen Zeichnungen anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele eingehend beschrieben. Darin
zeigen:
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsge
mäßen Anordnung zur Ausführung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine gegenüber der Darstellung von Fig. 1
geringfügig modifizierte Anordnung,
Fig. 3 eine Ausführungsform der Anordnung, bei der der
Oszillator als spannungsgesteuerter Oszillator
von einem Rechner gesteuert wird, und
Fig. 4 eine aufgetragene Beziehung der Phasendifferenz
zwischen dem Modulationssignal Um und dem
Photodiodensignal Ud gegen die Modulationsfre
quenz des Oszillators bei einer beispielhaften
Lichtleiterlänge von 10 und 11 m.
Die Anordnung 10 besteht im wesentlichen aus einem
Lichtleiter 11, der hier entgegen seiner ursprünglichen
Gesamtlänge durch die Unterbrechung symbolisch als
gebrochener Lichtleiter 11 dargestellt wird. Demzufolge
stellt das Ende des einen Abschnitt des Lichtleiters 11
das Lichtleiterende 16 dar, das als Lichtreflexionsende
wirkt. Die Anordnung 10 umfaßt darüber hinaus eine
Lichtquelle 12, die monochromatisches Licht, beispiels
weise monochromatisches Laserlicht, auf einen optischen
Isolator 13 und von dort auf eine als Strahlteiler 17
ausgebildete optische Einrichtung gibt, über die das
monochromatische Licht 14 in den Lichtleiter gegeben
wird.
Ein Oszillator 15, der mit der Lichtquelle 12 verbunden
ist, erzeugt ein sinusförmiges Modulationssignal Um, mit
dem das in der Lichtquelle 12 erzeugte monochromatische
Licht amplitudenmoduliert wird. Bei der in Fig. 1
dargestellten Ausgestaltung der Anordnung 10 wird das
sinusförmige Modulationssignal Um auf eine Phasenschie
bereinrichtung 23 gegeben und von dort auf den Mischer
eingang 20 einer als Ringmischer ausgebildeten Misch
einrichtung 19. Das am das Bruchende symbolisierenden
Lichtleiterende 16 reflektierte Licht gelangt wiederum
auf den Strahlteiler 17, von dem es auf eine erste
Photodiode 18 gegeben wird und dort als entsprechendes
elektrisches Photodiodensignal Ud auf den zweiten
Mischereingang 21. Der Mischerausgang 22, an dem das
Meß- bzw. Ausgangssignal zur Herleitung der tatsäch
lichen optischen Weglänge des Lichts 14 im Lichtleiter
11 austritt, wird über ein Tiefpaßfilter 25 geführt und
von dort auf eine Divisionseinrichtung 24, in der das
das Tiefpaßfilter 25 verlassende Signal durch das von
der ersten Photodiode 18 kommende Photodiodensignal Ud
dividiert wird. Am Ausgang der Divisionseinrichtung 26
liegt dann das endgültige aufbereitete Meßsignal U
(Phi), wobei Phi die Phasendifferenz zwischen dem ersten
Photodiodensignal Ud und dem Modulationssignal Um ist.
Die vorangehend beschriebene Anordnung 10 entspricht der
in Fig. 1 dargestellten.
Die Anordnung 10 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der
gemäß Fig. 1 dadurch, daß das Modulationssignal Um nicht
unmittelbar dem Oszillator 15 direkt entnommen wird.
Vielmehr wird ein Anteil des amplitudenmodulierten
Lichts 14 über den Strahlteiler 17 ausgekoppelt und über
eine zweite Photodiode 19 als Referenz- bzw. Modulati
onssignal U′d der Mischereinrichtung 19 zugeführt.
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung 10 entspricht dem
Grundaufbau der in Fig. 2 dargestellten Anordnung 10,
jedoch mit dem Unterschied bzw. der Erweiterung, daß der
Oszillator 15, anders als bei der Anordnung gemäß Fig. 1
und 2, ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO =
Voltage Controlled Oszillator) ist. Das vom spannungsge
steuerten Oszillator 15 erzeugte Modulationssignal Um
wird nicht nur zur Lichtquelle 12 sondern ebenfalls auf
eine Rechnereinrichtung 27 gegeben. Die Rechnereinrich
tung 27 selbst liefert eine Spannung, mit der der
spannungsgesteuerte Oszillator 15 beaufschlagt wird. In
Abhängigkeit der Variation der Spannung, gesteuert von
der Rechnereinrichtung 27, wird die Frequenz des Modu
lationssignal Um variiert. Der Ausgang der Divisions
einrichtung 26, an dem das endgültige Meß- bzw. Aus
gangssignal U (Phi) der Anordnung 10 liegt, wird eben
falls auf die Rechnereinrichtung 27 geführt.
Der typische Verfahrensablauf bei den vorangehend
beschriebenen Anordnungen 10 wird nachfolgend be
schrieben. In der Lichtquelle 12 wird monochromatisches
Licht erzeugt, dessen Kohärenzlänge klein gegenüber der
Länge des auszumessenden Lichtleiters 11 sein muß, um
optische Interferenzen zu vermeiden. Die Lichtquelle 12
wird beispielsweise durch eine Breitband-Laserdiode
gebildet. Das von der Lichtquelle 12 erzeugte Licht wird
in bezug auf seine Intensität mittels des Modulations
signals Um des Oszillators 15 mit einer Modulationsfre
quenz Ωm moduliert.
Das in bezug auf seine Intensität somit amplitudenmodu
lierte Licht 14 wird über den optischen Isolator 13 und
über den Strahlteiler 17 in den Lichtleiter 11 einge
koppelt. Das am Lichtleiterende 16 reflektierte Licht
wird über den Strahlteiler 17 auf die erste Photodiode
18 gegeben, wobei das Photodiodensignal Ud im Ring
mischer 19 mit dem sinusförmigen Modulationssignal Um,
nachdem es zuvor über einen Phasenschieber 23 geleitet
wurde, gemischt. Das Photodiodensignal Ud kann evtl. vor
Eintritt in den Ringmischer 19 verstärkt werden. Für das
Ausgangssignal des Ringmischers 19 ergibt sich dann
folgender physikalischer Zusammenhang:
Das Ausgangssignal des Ringmischers 19, das prinzipiell
schon das eigentliche Meßsignal darstellt, wird durch
die Nachschaltung des Tiefpaßfilters 25 und die Divisi
onseinrichtung 26 derart aufbereitet, daß der zeitab
hängige Teil der voranstehenden Gleichung und die
Abhängigkeit des verbleibenden Signals von der mittleren
Intensität des Lichts unterdrückt wird, so daß für das
eigentliche Meßsignal U (Phi) ergibt:
Phi stellt die Phasendifferenz des Modulationssignals Um
und des Diodensignals Ud dar. Phi ist die durch die
Phasenschiebereinrichtung eingestellte Modulationsphase,
x die vom Licht 14 im Lichtleiter 11 zurückgelegte
Wegstrecke, lambda entspricht der Modulationswellenlän
ge. Bei dieser Betrachtung wurde der Einfachheit wegen
die in der Einkoppeloptik und Nachweisoptik zurückge
legte Wegstrecke nicht berücksichtigt.
Das so gewonnene Meßsignal ist in einem Phasenbereich ±
π/4 um die mit der Phasenschiebereinrichtung 23 ein
stellbare 0-Phase herum näherungsweise proportional zur
Phasendifferenz Phi und damit proportional zur optischen
Weglänge des Lichtleiters 11.
Soll beispielsweise ein Lichtleiter 11 mit einer Länge
von 20 m vermessen werden, so ergibt sich eine optische
Weglänge von x=40 m und damit eine benötigte maximale
Modulationsfrequenz von (λ < 2×)fm=3.7 MHz (mit c=
3.108 m/s). Bei einer Phasenwinkelauflösung von 1°
ergibt sich somit eine Wegstreckenauflösung von 20 cm.
Soll bei gleicher Länge des Lichtleiters 11 und gleicher
Phasenauflösung die räumliche Auflösung vergrößert
werden, so muß ein zweiter Meßvorgang mit der halben
Modulationswellenlänge und damit der doppelten
Modulationsfrequenz durchgeführt werden. Um unkontrol
lierte Phasenverschiebungen zu vermeiden, wie sie in
Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz in der Licht
quelle 12 auftreten können, kann in diesem Fall das als
Referenzsignal benötigte Modulationssignal Um durch die
zweite Photodiode 24, wie sie in Fig. 2 ersichtlich ist,
als Referenzsignal U′d gewonnen werden.
Der vorangehend beschriebene Verfahrensablauf entspricht
bis zu diesem Punkt auch dem gemäß der Anordnung 10 von
Fig. 3. Das am Ausgang der Divisionseinrichtung 26
liegende Meß- bzw. Phasendifferenzsignal
wird in die Rechnereinrichtung 27 gegeben. Die Aus
gangssignale des Oszillators 15 wird ebenfalls in die
Recheneinrichtung 27 geleitet. Die momentane Oszilla
torfrequenz des Oszillators 15 wird durch einen hier
nicht gesondert dargestellten Frequenzzähler hoher
Genauigkeit (Genauigkeit 1×108) bestimmt und ebenfalls
auf die Rechnereinrichtung 27 gegeben.
Für einen Längenmeßvorgang wird die Modulationsfrequenz
Ωm auf einen Minimalwert gesetzt und dann schrittweise
erhöht. Beim Verstimmen der Modulationsfrequenz zu
höheren Frequenzen hin erhält man das in Fig. 4 darge
stellte Signal. Dort ist die Phasendifferenz zwischen
dem Modulationssignal Um und dem ersten Photodiodensi
gnal Ud gegen die Modulationsfrequenz Ωm bei einer Länge
des Lichtleiters 11 von 10 m und 11 m aufgetragen. Die
Länge des Lichtleiters 11 entsprechend x ergibt sich aus
der Frequenz f, bei der die Phasendifferenz verschwin
det, d. h. Phi=0, zu
n entspricht der Ordnung der Phasendurchgänge, die
ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Aufnahme der
Meßwerte sowie die Berechnung der optischen Weglänge des
Lichts 14 im Lichtleiter 11 erfolgt in der Rechenein
richtung 27 und kann nach jedem Meßzyklus auf geeignete
Weise zur Anzeige gebracht werden.
Bezugszeichenliste
10 Anordnung
11 Lichtleiter
12 Lichtquelle
13 optischer Isolator
14 Licht
15 Oszillator
16 Lichtleiterende
17 Strahlteiler
18 erste Photodiode
19 Mischeinrichtung
20 Mischereingang
21 Mischereingang
22 Mischerausgang
23 Phasenschiebereinrichtung
24 zweite Photodiode
25 Tiefpaßfilter
26 Divisionseinrichtung
27 Rechnereinrichtung
11 Lichtleiter
12 Lichtquelle
13 optischer Isolator
14 Licht
15 Oszillator
16 Lichtleiterende
17 Strahlteiler
18 erste Photodiode
19 Mischeinrichtung
20 Mischereingang
21 Mischereingang
22 Mischerausgang
23 Phasenschiebereinrichtung
24 zweite Photodiode
25 Tiefpaßfilter
26 Divisionseinrichtung
27 Rechnereinrichtung
Claims (12)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Ermittlung der tat
sächlichen Weglänge von Licht in einem Lichtleiter
vorbestimmter Länge, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- a) monochromatisches Licht wird entsprechend einem sinusförmigen Modulationssignal Um amplituden moduliert und mit vorbestimmter mittlerer Amplitude in den Lichtleiter angekoppelt,
- b) das im Lichtleiter reflektierte Licht ent sprechend einem Photodiodensignal mittlerer Amplitude d wird mit dem sinusförmigen Modula tionssignal Um gemischt,
- c) das sich daraus ergebende Meßsignal U (Phi) ist eine Funktion der Phasendifferenz Phi zwischen dem Modulationssignal Um und dem Photodioden signal Ud,
- d) wobei die Phasendifferenz Phi annähernd pro portional zur optischen Weglänge im Lichtleiter ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das sinusförmige Modulationssignal Um um einen
Phasenwinkel phi vor der Mischung mit dem Photodioden
signal verschoben wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil des
amplitudenmodulierten Lichts vor Einkopplung in den
Lichtleiter in ein zweites Photodiodensignal U′d ent
sprechend dem Modulationssignal Um umgewandelt und mit
dem ersten Photodiodensignal Ud gemischt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal U
(Phi) durch das mittlere Photodiodensignal d durch
analoge Division dividiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der zeitabhängige Teil des Meßsignals U (phi) vor
der Division durch Filterung unterdrückt wird.
6. Anordnung zur kontinuierlichen Ermittlung der tat
sächlichen optischen Weglänge von Licht in einem Licht
leiter vorbestimmter Länge, umfassend eine Lichtquelle
sowie eine optische Einrichtung zum Einkoppeln des von
der Lichtquelle erzeugten Lichts in den Lichtleiter,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillator (15), der mit
der Lichtquelle (12) verbunden ist, auf diese ein
sinusförmigen Modulationssignal Um liefert, daß das
amplitudenmodulierte Licht (14) nach seiner Reflexion am
Lichtleiterende (16) über die als Strahlteiler (17)
ausgebildete optische Einrichtung auf eine Photodiode
(18) und von dort als Photodiodensignal Ud auf eine
Mischeinrichtung (19) zusammen mit dem Modulationssignal
Um geleitet wird, wobei das am Ausgang (22) liegende
Ausgangssignal U (Phi) der Mischeinrichtung (19) pro
portional zur optischen Weglänge im Lichtleiter (11)
ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Modulationssignal Um vor Eintritt in die Misch
einrichtung (20) über eine Phasenschiebereinrichtung
(23) geleitet wird.
8. Anordnung nach einem oder beiden der Ansprüche 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil des amplitu
denmodulierten Lichts (14) über den Strahlteiler (17)
ausgekoppelt und über eine zweite Photodiode (24)
geführt als Modulationssignal U′d der Mischeinrichtung
(19) zugeführt wird.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal U
(Phi) der Mischeinrichtung (19) über einen Tiefpaßfilter
(25) geführt wird.
10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal U
(Phi) der Mischeinrichtung (19) durch das von der
Photodiode (18) kommende Photodiodensignal Ud in einer
analogen Divisionseinrichtung (26) dividiert wird.
11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung
(19) durch einen Ringmischer gebildet wird.
12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal
U (Phi) und das Modulationssignal Um vorbestimmter
Frequenz auf eine Rechnereinrichtung (27) gegeben
werden, wobei der Oszillator (15) als spannungsge
steuerter Oszillator ausgebildet ist und die Modulati
onsfrequenz, ausgehend von einem vorbestimmten Minimal
wert, von Meßschritt zu Meßschritt erhöht wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9006490U DE9006490U1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | |
DE4018379A DE4018379A1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Verfahren und anordnung zur ermittlung der tatsaechlichen optischen weglaenge von licht in einem lichtleiter |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE9006490U DE9006490U1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4018379A1 true DE4018379A1 (de) | 1991-12-12 |
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ID=25893969
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9006490U Expired - Lifetime DE9006490U1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | |
DE4018379A Withdrawn DE4018379A1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Verfahren und anordnung zur ermittlung der tatsaechlichen optischen weglaenge von licht in einem lichtleiter |
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DE9006490U Expired - Lifetime DE9006490U1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 |
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DE (2) | DE9006490U1 (de) |
Cited By (8)
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