DE4218170C1

DE4218170C1 -

Info

Publication number: DE4218170C1
Application number: DE4218170A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Phys. Dr. 8500 Nuernberg De Niewisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2012-06-03
Also published as: JPH0651152A; US5324932A

Description

Die Erfindung betrifft eine faseroptische Meßanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anord nung ist beispielsweise aus DE-A-38 33 131 bekannt.

Faseroptische Meßanordnungen sind im Gegensatz zu elek trischen Meßanordnungen unempfindlich gegenüber elektroma gnetischer Einstrahlung und ermöglichen zudem eine poten tialfreie und verlustwärmefreie Messung. Deshalb eignen sie sich insbesondere zur Anwendung auf medizintechnischem Gebiet, wie beispielsweise zum Messen von Puls und Atmung eines Patienten im Hochfrequenzfeld eines Kernspintomo graphen.

Es ist ein photoelektrischer Pulsabnehmer bekannt mit einem faseroptischen Fühlerelement, das mit einem Sender und einem Empfänger über ein in einem Lichtleiterkabel angeordnetes Faserbündel optisch verbunden ist. Das Faser bündel ist an einem seiner Enden in das Fühlerelement ein gegossen und dabei so geführt, daß dieses Ende in seinem Querschnitt mit der Applikationsfläche des Fühlerelements abschließt und seine Längsachse dort senkrecht zur Appli kationsfläche gerichtet ist. An seinem anderen Ende ist das Lichtleiterkabel mit dem darin angeordneten Faserbün del fest mit einem Stecker verbunden, in dem auch der Sender und der Empfänger angeordnet sind. In dem Stecker ist das Faserbündel in ein Sendebündel und ein Empfangs bündel aufgespleißt, die zu dem Sender bzw. dem Empfänger führen. Der Stecker wird elektrisch an ein Betriebsgerät angeschlossen (DE-A-38 33 131). Bei dieser bekannten optischen Meßanordnung ist der Fühler mit dem Sender und dem Empfänger unlösbar verbunden. In vielen Anwendungen ist jedoch eine lösbare Verbindung des Fühlers mit dem Sender und mit dem Empfänger wünschenswert. Beispielsweise ist es beim Messen des Pulses eines Patienten im Kernspin tomographen günstig, eine lösbare Steckverbindung zwischen den in der Liege eingebauten Lichtleiter-Faserbündeln, nämlich dem Sendefaserbündel und dem Empfangsfaserbündel, einerseits und dem zum Fühler am Patienten führenden Füh lerfaserbündel andererseits zu haben. Das an der Unter brechung reflektierte Licht des Senders darf dabei jedoch nicht in das Empfangsfaserbündel gelangen, da sonst ein störender Offset am optischen Empfänger entsteht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine opti sche Meßanordnung mit einer lösbaren optischen Steckver bindung zwischen Fühler einerseits und Sender und Empfän ger andererseits anzugeben, bei der insbesondere das aus dem Sendefaserbündel kommende Licht nicht in das Empfangs faserbündel reflektiert wird. Außerdem soll die Steckver bindung einfach herstellbar und handhabbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Sendefaserbündel und das Empfangsfaserbündel sind in einer Faserbündeleinheit zusammengefaßt, deren Ende in einer lösbaren Steckver bindung an ein Ende des Fühlerfaserbündels optisch an gekoppelt ist. Zur Vermeidung von Reflexionen des aus dem Sendefaserbündel kommenden Lichtes in das Empfangs faserbündel sind in der Faserbündeleinheit die Einzel fasern des Sendefaserbündels von den jeweils benachbarten Einzelfasern des Empfangsfaserbündels in einem Abstand d angeordnet, der wenigstens so groß ist wie der Durchmesser einer Einzelfaser.

Dazu ist in einer vorteilhaften Ausführungsform in der Faserbündeleinheit ein Steg vorgesehen, der das Sende faserbündel von dem Empfangsfaserbündel trennt und wenig stens so breit ist wie der Durchmesser einer Einzelfaser.

In einer anderen Ausführungsform sind das Sendefaserbündel und das Empfangsfaserbündel wenigstens annähernd koaxial in der Faserbündeleinheit angeordnet und durch einen inne ren Mantel voneinander getrennt, der das innere der bei den Bündel umschließt und wenigstens so breit ist wie der Durchmesser einer Einzelfaser.

In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Faserbün deleinheit und das an sie optisch angekoppelte Ende des Fühlerfaserbündels jeweils einen kreisförmigen Querschnitt und vorzugsweise sind beide Querschnitte gleich groß.

Hierzu sind die entsprechenden Enden der Faserbündelein heit und des Fühlerfaserbündels vorzugsweise jeweils in einem rotationssymmetrischen Stecker befestigt. Diese beiden Stecker werden in die beiden Öffnungen eines hohl zylindrischen Mittelstücks bis zu einem Anschlag einge steckt. Stecker und Mittelstück sind als reine Drehteile einfach herzustellen. Die Stirnflächen der Stecker schlie ßen vorzugsweise bündig mit den entsprechenden Faserbün deln ab und sind daher insbesondere einfach zu reinigen. Zur festen Verbindung der Stecker mit dem Mittelstück können zusätzlich Schraubgewinde oder ein einfacher Schnappverschluß vorgesehen sein.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeich nung Bezug genommen, in deren

Fig. 1 eine optische Meßanordnung mit einer Steckverbin dung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 und 3 jeweils ein Querschnitt der Faserbündelein heit und

Fig. 4 ein Querschnitt des Fühlerfaserbündels dieser Meß anordnung schematisch dargestellt sind.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind ein optischer Sender 14, ein optischer Empfänger 16 und ein optischer Fühler 18 vorgesehen. An den Sender 14 ist ein Sendefaser bündel 4, an den Empfänger 16 ein Empfangsfaserbündel 6 und an den Fühler 18 ein Fühlerfaserbündel 8 angeschlos sen. Das Sendefaserbündel 4 und das Empfangsfaserbündel 6 sind auf ihrer von dem Sender 14 bzw. dem Empfänger 16 abgewandten Seite in einem gemeinsamen Lichtkabel zu einer Faserbündeleinheit 10 zusammengefaßt, die an ihrem Ende 11 in einem rotationssymmetrischen Stecker 30 angeordnet ist und somit einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Zur Ver meidung von Reflexionen des vom Sender 14 kommenden Lich tes in das Empfangsfaserbündel 6 sind das Sendefaserbündel 4 und das Empfangsfaserbündel 6 wenigstens im Bereich des Endes 11 durch einen Steg 12, der mit dem Mantel des Lichtkabels oder mit den Steckerinnenflächen abschließt, voneinander getrennt.

Das Fühlerfaserbündel 8 ist an seinem von dem Fühler 18 abgewandten Ende 9 in einem rotationssymmetrisch ausgebil deten Stecker 40 angeordnet und weist damit dort einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Stecker 30 und 40 können in ein hohlzylindrisches Mittelstück 50 gesteckt werden, dessen Innendurchmesser etwa so groß ist wie bei jeweiligen Außendurchmesser der Stecker 30 und 40. Das Mittelstück 50 und die beiden Stecker 30 und 40 bilden somit eine lösbare optische Steckverbindung 2, in der die Querschnittsfläche des Endes 11 der Faserbündeleinheit 10 parallel zur Querschnittsfläche des Endes 9 des Fühler faserbündels 8 angeordnet und die beiden Enden 9 und 11 optisch aneinander angekoppelt sind.

Zwei Möglichkeiten zur Trennung der beiden Faserbündel in der Faserbündeleinheit 10 sind in den Fig. 2 und 3 dar gestellt.

In Fig. 2 ist das in dem Stecker 30 eingefaßte Ende 11 der Faserbündeleinheit 10 im Querschnitt dargestellt. Das Sendefaserbündel 4 und das Empfangsfaserbündel 6 sind durch einen Steg 12 voneinander getrennt. Der Steg 12 ist wenigstens so breit wie der Durchmesser einer Einzelfaser 7 in den Faserbündeln, um Reflexionen von Licht aus den Fasern des Sendefaserbündels 4 an dem gegenüberliegenden Fühlerfaserbündel 8 in benachbarte Fasern des Empfangs faserbündels 6 zu vermeiden. Vorzugsweise sind die Durch messer aller Einzelfasern 7 gleich groß. Bei unterschied lich dicken Einzelfasern 7 ist der Steg 12 mindestens so breit zu wählen wie der größte Durchmesser dieser Fasern. Die Breite des Stegs 12 bestimmt den minimalen Abstand d einer Faser des Sende-Faserbündels 4 zu einer benachbarten Faser des Empfangsfaserbündels 6.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind das Sendefaser bündel 4 und das Empfangsfaserbündel koaxial zueinander angeordnet und durch einen hohlzylindrischen inneren Mantel 22 voneinander getrennt. Dabei können entweder das Sendefaserbündel 4 oder das Empfangsfaserbündel 6 inner halb des inneren Mantels 22 angeordnet sein.

Das von dem Stecker 40 eingefaßte rotationssymmetrische Ende 9 des Fühlerfaserbündels 8 ist in Fig. 4 im Quer schnitt dargestellt. Vorzugsweise haben das Ende 9 des Fühlerfaserbündels 8 und das Ende 11 der Faserbündelein heit 10 den gleichen Durchmesser.

Da für den Transport des Lichtes zum Fühler 18 hin und zurück ein einziges Faserbündel 8 vorgesehen ist und es somit für die Funktion des Fühlers 18 unwesentlich ist, welche Einzelfasern des Fühlerfaserbündels 8 das Licht zum Fühler 18 hinübertragen und welche zurück, können der Stecker 30 und der Stecker 40 in der Steckverbindung 2 beliebig gedreht werden. Deshalb muß auch beim Einstecken der Stecker 30 und 40 nicht auf eine bestimmte Drehposi tion geachtet werden, so daß diese Steckverbindung 2 be sonders einfach handhabbar ist.

Claims

1. Faseroptische Meßanordnung mit

a) einem Sendefaserbündel (4), durch das Licht eines Senders (14) übertragen wird,
b) einem Empfangsfaserbündel (6), durch das Licht zu einem Empfänger (16) überbragen wird,
c) einem Fühlerfaserbündel (8), durch das
- c1) Licht zu einem optischen Fühler (18) übertragen wird und
- c2) das durch eine Meßgröße in dem optischen Fühler (18) modulierte Licht zurückübertragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) zur optischen Verbindung des Fühlers (18) mit dem Sender (14) und mit dem Empfänger (16) eine lösbare optische Steckverbindung (2) vorgesehen ist, in der
- d1) das Sendefaserbündel (4) und das Empfangsfaserbündel (6) zu einer Faserbündeleinheit (10) zusammengefaßt sind;
- d2) wenigstens im Bereich des Endes (11) der Faserbündeleinheit (10) die Einzelfasern (7) des Sendefaserbündels (4) in einem Abstand d von den jeweils benachbarten Einzelfasern (7) des Empfangsfaserbündels (6) angeordnet sind, der wenigstens so groß ist wie der Durchmesser einer Einzelfaser (7);
- d3) das Ende (11) der Faserbündeleinheit (10) und das Ende (9) des Fühlerfaserbündels (8) optisch aneinander angekoppelt sind.

2. Faseroptische Meßanordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Sendefaserbündel (4) und das Empfangsfaserbündel (6) in der Faserbündeleinheit (10) durch einen Steg (12) von einander getrennt sind.

3. Faseroptische Meßanordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Sendefaserbündel (4) und das Empfangsfaserbündel (6) in der Faserbündeleinheit (10) wenigstens annähernd koaxial zueinander angeordnet sind und durch einen inne ren Mantel (22) voneinander getrennt sind.

4. Faseroptische Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerfaserbündel (8) wenigstens im Bereich seines der Faserbündeleinheit (10) zugewandten Endes (9) im Quer schnitt kreisrund ausgebildet ist.

5. Faseroptische Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbündeleinheit (10) wenigstens im Bereich ihres Endes (11) im Querschnitt kreisrund ausgebildet ist.