DE69006705T2

DE69006705T2 - Handinstrument für Lichtleitersignale durch Biegung.

Info

Publication number: DE69006705T2
Application number: DE69006705T
Authority: DE
Inventors: Richard Grigsby; Ronald George Hawkins
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1990-12-20
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-12-21
Also published as: GB2239312A; ES2049435T3; AU627385B2; DE69006705D1; ATE101717T1; EP0436354B1; EP0436354A1; CA2031442A1; GB2239312B; US5067786A; GB9027603D0; GB8928825D0; HK144895A; AU6785990A

Description

Diese Erfindung betrifft die Überwachung von Lichtleitfasern und handelt insbesondere von einer Vorrichtung zum Nachweis, ob eine Lichtleitfaser ein Lichtsignal überträgt oder nicht.
In der Patentbeschreibung unserer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Nr. 8922079.2 (Serien-Nr. 2226128A, GB-A- 2226128, Veröffentlichungsdatum 20.6.90 oder EP-A2-372689, Veröffentlichungsdatum 13.6.90) wird eine verbesserte Vorrichtung zum Nachweis, ob eine Lichtleitfaser ein Lichtsignal überträgt oder nicht, beschrieben und beansprucht, wobei die verbesserte Vorrichtung verwendet werden kann, ohne eine unzulässige Unterbrechung des Signals, wenn eines vorliegt, hervorzurufen. Diese verbesserte Vorrichtung umfaßt eine Biegeeinrichtung, um mindestens einen Abschnitt einer Lichtleitfaser einer immer größer werdenden Mikrobiegung zu unterwerfen; eine erste Nachweiseinrichtung, um aus der Faser austretendes Licht nachzuweisen; und eine mit der ersten Nachweiseinrichtung und der Biegeeinrichtung betriebsbereit verbundene Steuereinheit, die nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung eine Ausgabeanzeige, daß aus der Faser austretendes Licht nachgewiesen worden ist, ausgeben wird und die nach Empfang des Signals die Biegeeinrichtung an weiterem Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des Faserabschnitts hindern wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der verbesserten Vorrichtung unserer vorstehend erwähnten gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung umfaßt eine erste Biegeeinrichtung, um mindestens einen Abschnitt einer Lichtleitfaser einer immer größer werdenden Mikrobiegung zu unterwerfen; eine zweite Biegeeinrichtung, um zu bewirken, daß ein zweiter Abschnitt der Lichtleitfaser der Makrobiegung auf einen bestimmten festen Grad unterworfen wird, wobei der Grad der Makrobiegung selbst nicht ausreicht, zu bewirken, daß eine beträchtliche Lichtmenge aus der Lichtleitfaser austritt; eine erste Nachweiseinrichtung, um aus der Faser austretendes Licht nachzuweisen, wobei die erste Nachweiseinrichtung an der Stelle der zweiten Biegeeinrichtung angeordnet ist; und eine mit der ersten Nachweiseinrichtung und der ersten Biegeeinrichtung betriebsbereit verbundene Steuereinheit, die nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung eine Ausgabeanzeige, daß aus der Faser austretendes Licht nachgewiesen worden ist, ausgeben wird, und die nach Empfang des Signals die erste Biegeeinrichtung an weiterem Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des Faserabschnitts hindern wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abwandlung der bevorzugten Ausführungsform der verbesserten Vorrichtung unserer vorstehend erwähnten gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung in Form eines Handgeräts zum Nachweis, ob eine Lichtleitfaser ein Lichtsignal überträgt oder nicht, bereitzustellen, wobei das Handgerät leicht in großen Mengen hergestellt werden kann und leicht vor Ort verwendet werden kann, ohne unzulässige Unterbrechung eines Signals, wenn eines vorliegt, in einer Lichtleitfaser hervorzurufen.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Handgerät:
(i) ein Gehäuse solcher Form und Größe, daß es in der Hand gehalten werden kann;
(ii) eine erste Biegeeinrichtung, um einen ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser einer immer größer werdenden Mikrobiegung zu unterwerfen, wobei die erste Biegeeinrichtung eine in dem Gehäuse starr befestigte Meßplatte, ein Druckelement, das so in dem Gehäuse befestigt ist, daß das Druckelement gezwungen wird, sich zu einer Fläche der Meßplatte hin oder weg von ihr in geradliniger Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Fläche zu bewegen, wobei die Fläche der Meßplatte und/oder die druckausübende Fläche des Druckelements eine oder mehrere Wellungen umfaßt, und eine in dem Gehäuse befestigte motorgetriebene Betätigungseinrichtung aufweist, um zu bewirken, daß sich das Druckelement zu der Meßplatte hin oder weg von ihr bewegt, so daß, wenn der erste Abschnitt einer Lichtleitfaser zwischen dem Druckelement und der Meßplatte angeordnet ist und das Druckelement veranlaßt ist, sich zu der Meßplatte hin zu bewegen, der erste Abschnitt der Lichtleitfaser zwischen der Meßplatte und dem Druckelement eingespannt werden wird und einer immer größer werdenden Mikrobiegung unterworfen werden wird;
(iii) eine zweite Biegeeinrichtung, die starr in dem Gehäuse angrenzend an die Meßplatte befestigt ist, und die bewirken wird, daß ein zweiter Abschnitt der Lichtleitfaser der Makrobiegung auf einen bestimmten festen Grad unterworfen wird;
(iv) eine erste Nachweiseinrichtung, um aus der Faser austretendes Licht nachzuweisen, wobei die erste Nachweiseinrichtung in dem Gehäuse in der Nähe der zweiten Biegeeinrichtung befestigt ist;
(v) eine in dem Gehäuse befestigte zweite Nachweiseinrichtung, um nachzuweisen, wann der erste Faserabschnitt einem bestimmten Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist; und
(vi) eine Steuereinheit, die mit der ersten und zweiten Nachweiseinrichtung und mit dem die Betätigungseinrichtung der ersten Biegeeinrichtung antreibenden Motor (14) betriebsbereit verbunden ist, und die nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung eine erste Ausgabeanzeige ausgeben wird;
wobei die Anordnung so ist, daß nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung die Steuereinheit den Motor, der die Bewegung des Druckelements zu der Meßplatte hin veranlaßt, anhalten wird, um weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts zu verhindern, und daß, wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß der erste Faserabschnitt seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung empfangen worden ist, ein Signal an die Steuereinheit gesendet wird, die den Motor, der die Bewegung des Druckelements zu der Meßplatte hin veranlaßt, anhalten wird, um weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts zu verhindern, und die eine zweite Ausgabeanzeige ausgeben wird.
Die motorgetriebene Betätigungseinrichtung des Handgeräts umfaßt vorzugsweise einen mit Schraubengewinde versehenen Schaft, der so in dem Gehäuse getragen wird, daß er sich in eine Richtung erstreckt, die im wesentlichen parallel zu der Richtung der Bewegung des Druckelements ist, und der durch den Motor um seine Achse in irgendeine Drehrichtung gedreht werden kann; zwei Stoppvorrichtungen in Schraubeneingriff mit dem Schaft und der Länge nach auf ihm beabstandet in einem bestimmten festen Abstand voneinander entfernt; ein im wesentlichen starres, längliches Element, das an dem Druckelement befestigt ist und sich von ihm in eine im wesentlichen parallel zu dem Schaft liegende Richtung erstreckt und das so an der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung befestigt ist, daß, wenn der Schaft um seine Achse gedreht wird, das längliche Element an der Drehbewegung gehindert wird und das längliche Element und die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen gezwungen werden, sich bezüglich des Schafts in die Richtung zu bewegen, wobei das längliche Element eine Stirnwand besitzt, die sich quer zu dem zwischen den Stoppvorrichtungen liegenden Schaft erstreckt; und eine Schraubenfeder, die den Schaft umgibt und sich zwischen der sich quer erstreckenden Stirnwand und der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung erstreckt und an ihren Enden an ihnen befestigt ist. Die Anordnung ist so, daß, wenn der Schaft durch den Motor in eine Drehrichtung gedreht wird, anfangs das längliche Element und die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen gezwungen werden, sich bezüglich des Schafts in solch eine Richtung zu bewegen, daß das Druckelement veranlaßt wird, sich zu der Meßplatte hin zu bewegen, bis es den ersten Abschnitt einer zwischen der Meßplatte und dem Druckelement angeordneten Lichtleitfaser berührt, und danach, wenn die Drehung des Schafts weitergeht, die Schraubenfeder, die sich zwischen der sich quer erstreckenden Stirnwand und der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung erstreckt, allmählich zusammengedrückt wird, wobei der erste Abschnitt der Lichtleitfaser einem allmählich zunehmenden Druck und damit einer immer größer werdenden Mikrobiegung unterworfen wird. Nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung wird die Steuereinheit des Handgeräts den Motor, der den Schaft dreht, anhalten, um weiteres Zusammendrücken der Schraubenfeder und damit weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Abschnitts der Lichtleitfaser zu verhindern, und nachfolgend wird die Steuereinheit bewirken, daß der Motor anfangs den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung dreht, um die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen dazu zu bringen, sich bezüglich des gedrehten Schafts in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, bis der Druck, dem der erste Abschnitt der Lichtleitfaser unterworfen ist, im wesentlichen Null wird, und danach werden sich die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen und das längliche Element weiterhin in die entgegengesetzte Richtung bewegen, so daß sich das Druckelement von der Meßplatte weg bewegt, um zu ermöglichen, daß die Lichtleitfaser entfernt und durch eine andere Lichtleitfaser ersetzt wird. Wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß die Faser einem bestimmten maximalen Druck und damit einem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist, und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung empfangen worden ist, dann wird ein Signal zu der Steuereinheit gesendet, die den Motor, der den Schaft dreht, anhalten wird, und damit weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts verhindern und eine zweite Ausgabeanzeige ausgeben wird. Nachfolgend wird, wie vorstehend beschrieben, die Steuereinheit veranlassen, daß der Motor den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung antreibt, um zu bewirken, daß sich das Druckelement von der Meßplatte weg bewegt, und ermöglichen, daß die Lichtleitfaser entfernt und durch eine andere Lichtleitfaser ersetzt wird.
Vorzugsweise, wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß die Faser einem bestimmten maximalen Druck und damit ihrem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist, und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung empfangen worden ist, wird der Motor angehalten und der erste Abschnitt der Lichtleitfaser wird dem maximalen Druck und damit eine bestimmte Zeitdauer, zum Beispiel 3 Sekunden, seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen, bevor der Motor veranlaßt wird, den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung anzutreiben, um den Druck von dem ersten Abschnitt der Lichtleitfaser zu nehmen.
Ebenfalls vorzugsweise, wenn die Schraubenfeder allmählich und auf eine Stellung zusammengedrückt worden ist, bei der der Druck auf den ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser und damit der Mikrobiegungsgrad für ein durch die erste Nachweiseinrichtung nachzuweisendes Signal nicht ausreicht, wird die Bewegung der der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen vorübergehend eine bestimmte Zeitdauer, zum Beispiel etwa 1 Sekunde, angehalten, was ausreichend ist, zu ermöglichen, daß die Elektronik des Handgeräts automatisch kalibriert wird, um dabei irgendeine Drift, die von Temperaturänderungen oder anderen Gründen herrühren kann, zu kompensieren.
Es wird erkannt, daß der Druck, dem ein erster Abschnitt einer Lichtleitfaser unterworfen werden wird, von dem Material und den Abmessungen der Schraubenfeder abhängen wird. Wir haben herausgefunden, daß für eine Lichtleitfaser der Art, die zur Zeit bei Lichtübertragungskabeln verwendet wird, eine Schraubenfeder angewendet wird, die einen bestimmten maximalen Druck von etwa 900 Gramm auf einen ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser ausüben wird, wenn sie zwischen die Meßplatte und das Druckelement eingespannt wird. In diesem Fall wird das automatische Kalibrieren der Elektronik des Handgeräts vorzugsweise ausgeführt, wenn der Druck auf den ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser etwa 200 Gramm beträgt.
Jede der Stoppvorrichtungen ist vorzugsweise ablösbar auf dem Schaft verriegelt, so daß der feste Abstand zwischen ihnen, wie benötigt, eingestellt werden kann, um einen bestimmten maximalen Druck und damit einen bestimmten maximalen Mikrobiegungsgrad festzusetzen, dem eine Lichtleitfaser unter Verwendung einer Schraubenfeder eines bestimmten Materials und bestimmter Abmessungen unterworfen werden soll.
Vorzugsweise, um sicherzustellen, daß ein Lichtsignal in einer zwischen die Meßplatte und das Druckelement der ersten Biegeeinrichtung eingespannten Lichtleitfaser ungeachtet der Bewegungsrichtung des Signals entlang der Faser nachgewiesen werden kann, umfaßt das Handgerät zwei zweite Biegeeinrichtungen, die starr in dem Gehäuse angrenzend an quer gegenüberliegende Seiten der Meßplatte befestigt sind, wobei jede der zweiten Biegeeinrichtungen veranlassen wird, daß einer der zweiten Abschnitte der Lichtleitfaser der Makrobiegung auf einen bestimmten festen Grad unterworfen wird, eine erste Nachweiseinrichtung, die in dem Gehäuse in der Nähe jeder zweiten Biegeeinrichtung befestigt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Meßplatte und die beiden zweiten Biegeeinrichtungen Teile einer einzigen Platte aus Glas mit einer Kante mit einer leicht gekrümmten, gebogenen Form, wobei ein Mittelteil der gekrümmten Kante die Meßplatte bildet und die angrenzenden Teile der Kante auf gegenüberliegenden Seiten der Meßplatte die beiden zweiten Biegeeinrichtungen bilden.
Das Druckelement ist vorzugsweise in einem Schlitten befestigt, der bezüglich des Druckelements einzeln ausgebildet ist, und der so in dem Gehäuse befestigt ist, daß der Schlitten und damit das darin befestigte Druckelement gezwungen ist, sich zu der Fläche der Meßplatte hin oder weg von ihr in geradlinige Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Fläche zu bewegen. Ebenfalls vorzugsweise trägt der Schlitten auch auf quer gegenüberliegenden Seiten des Druckelements Körper aus Gummi oder gummiartigem Material, die, wenn das Druckelement auf den ersten Abschnitt einer zwischen der Meßplatte und dem Druckelement eingespannten Lichtleitfaser Druck ausübt, die zweiten Abschnitte der Faser gegen die beiden zweiten Biegeeinrichtungen drücken werden. Das Druckelement ist in dem Schlitten vorzugsweise einstellbar auf eine solche Weise befestigt, daß die Stellung des Druckelements bezüglich des Schlittens auf irgendeine begrenzte Anzahl von Stellungen, die entlang einer Linie im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Schlittens liegen, eingestellt oder in ihr verriegelt werden kann.
Die Erfindung wird ferner durch eine Beschreibung anhand von Beispielen eines bevorzugten Handgeräts zum Nachweis, ob eine Lichtleitfaser ein Lichtsignal überträgt oder nicht, mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht; es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht des bevorzugten Handgeräts bei entferntem Deckel und mit dem gegen die Meßplatte drückenden Druckelement;
Figur 2 ein schematisches Schnittschaubild des in Figur 1 gezeigten bevorzugten Handgeräts mit einer zwischen dem Druckelement und der Meßplatte angeordneten Lichtleitfaser; und
Figur 3 eine Vorderansicht der Meßplatte des in Figur 2 gezeigten bevorzugten Handgeräts.
Gemäß den Zeichnungen umfaßt das bevorzugte Handgerät ein Gehäuse 1, das einen Kasten 2 und einen abnehmbaren Deckel (nicht gezeigt) aufweist, wobei das Gehäuse von einer solch verlängerten Form und Größe ist, daß es in der Hand gehalten werden kann. Nahe an einem Ende des Kastens 2 ist eine Meßplatte 4 mit einer Fläche 5 starr befestigt, zu der hin oder von der weg ein Schlitten 7 gezwungen wird, sich in eine geradlinige Richtung senkrecht zu der Fläche 5 zu bewegen. Ein Druckelement 9, das bezüglich des Schlittens 7 einzeln ausgebildet ist, ist einstellbar in dem Schlitten befestigt und besitzt eine druckausübende Fläche 10, die mehrere Wellungen umfaßt. Die Kombination der Meßplatte 4 und des beweglichen Druckelements 9 bildet die erste Biegeeinrichtung, um einen ersten Abschnitt einer zwischen der Meßplatte und dem Druckelement angeordneten Lichtleitfaser F einer immer größer werdenden Mikrobiegung zu unterwerfen. Das Druckelement 9 ist so einstellbar in dem Schlitten 7 befestigt, daß die Stellung des Druckelements bezüglich des Schlittens auf irgendeine begrenzte Anzahl von Stellungen, die entlang einer Linie parallel zu der Bewegungsrichtung des Schlittens liegen, eingestellt und in ihr verriegelt werden kann.
Die Bewegung des Schlittens 7 und damit des Druckelements 9 zu der Meßplatte 4 hin oder weg von ihr kann durch eine motorgetriebene Betätigungseinrichtung ausgeführt werden, die einen mit Schraubengewinde versehenen Schaft 12 aufweist, der so von dem Kasten 2 getragen wird, daß er sich in eine Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung des Schlittens 7 erstreckt und der durch einen Motor 14, der mit Batterien 15 versorgt wird, um seine Achse in irgendeine Drehrichtung gedreht werden kann. Zwei Stoppvorrichtungen 17 und 18 sind in Schraubeneingriff mit dem Schaft 12 und der Länge nach auf ihm beabstandet und können einstellbar in einem bestimmten festen Abstand voneinander entfernt verriegelt werden, und ein starrer Arm 19 ist an dem Schlitten 7 befestigt und erstreckt sich von ihm in eine Richtung parallel zu dem Schaft und ist so an der Stoppvorrichtung 17 befestigt, daß, wenn der Schaft um seine Achse gedreht wird, der Arm an der Drehbewegung gehindert wird und der Arm und die Stoppvorrichtungen gezwungen werden, sich bezüglich des Schafts zu bewegen. Der starre Arm 19 besitzt entfernt von dem Druckelement 9 eine Stirnwand 20, durch die der Schaft 12 hindurchgeht, und eine Schraubenfeder 21 umgibt den Schaft und erstreckt sich zwischen der Stirnwand 20 und der Stoppvorrichtung 17 und ist an ihren Enden an ihnen befestigt.
Die Meßplatte 4 ist durch einen Mittelteil einer Kante einer Platte 3 aus Glas aufgebaut (Figuren 2 und 3), wobei die angrenzenden Teile 6 der Kante an gegenüberliegenden Seiten der Meßplatte leicht gekrümmte, gebogene Form besitzen und zwei zweite Biegeeinrichtungen bilden, um zweite Abschnitte der Lichtleitfaser F der Makrobiegung eines bestimmten festen Grads zu unterwerfen. Jede der zweiten Biegeeinrichtungen 6 ist über einen Photodetektor 8 mit einer Steuereinheit 23 (Figur 2) betriebsbereit verbunden, der auf der Glasplatte 3 in der Nähe der zweiten Biegeeinrichtungen befestigt ist. Die Steuereinheit 23 umfaßt drei Mikroschalter (nicht gezeigt), die der Reihe nach durch eine der Stoppvorrichtungen 17, 18 auf dem motorgetriebenen Schaft 12 indirekt betrieben werden, wobei, wenn das Druckelement 9 genügend von der Meßplatte 4 beabstandet ist, um das Einführen einer Lichtleitfaser zu ermöglichen, der erste der Mikroschalter betätigt wird, um zu bewirken, daß die Elektronik des Geräts den Motor 14 umkehrt und so den Schaft in eine solche Drehrichtung antreibt, daß die Bewegung des Druckkopfes zu der Meßplatte hin veranlaßt wird. Wenn das Druckelement 9 anfangs mit dem ersten Abschnitt der Lichtleitfaser F in Kontakt kommt, wird der zweite Mikroschalter betätigt, um zu veranlassen, daß die Elektronik des Geräts vorübergehend die Bewegung des Druckelements anhält, um zu ermöglichen, daß die Elektronik des Geräts automatisch kalibriert wird. Der dritte Mikroschalter der Steuereinheit bildet die zweite Nachweiseinrichtung und wird betätigt, um zu veranlassen, daß die Elektronik des Geräts den Motor 14, der den Schaft 12 dreht, anhält, wenn die Lichtleitfaser F einem bestimmten maximalen Druck und damit einem bestiuten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist, und kein Signal von einem Photodetektor 8 empfangen worden ist.
Mit Ausnahme der Kante 5, 6 der Glasplatte 3 und den unter den Photodetektoren 8 liegenden Teilen der Glasplatte sind alle Oberflächen der Platte versilbert, um die Glasplatte gegen das Eindringen von Umgebungslicht abzudichten. Ein von einem der zweiten Abschnitte der Lichtleitfaser F austretendes und durch die zweiten Biegeeinrichtungen 6 in die Platte laufendes Lichtsignal wird durch eine der zwei schrägen Flächen 13 der Platte zu dem angrenzenden Photodetektor 8 reflektiert. Die Elektronik der Steuereinheit 23 ist ebenfalls mit einer Anzeige 24 betriebsbereit verbunden. Die Anzeige 24 kann aus mehreren Lampen bestehen, die in dem Gehäuse 1 befestigt und durch den Deckel sichtbar sind, wobei jede Lampe mit einem durch das Handgerät nachgewiesenen Zustand verknüpft ist, z.B. Signal liegt auf der Faser vor, kein Signal liegt auf der Faser vor, moduliertes Signal ist nachgewiesen, Selbsttest versagt und Batterie ist schwach, und jede Lampe besitzt eine Farbe, die von jeder der anderen Lampen verschieden ist und leicht von ihnen zu unterscheiden ist.
Der Schlitten 7 trägt auf quer gegenüberliegenden Seiten des Druckelements 9 Körper 11 aus Gummi oder gummiartigem Material, die, wenn das Druckelement veranlaßt wird, Druck auf den ersten Abschnitt der zwischen der Meßplatte 4 und dem Druckelement angeordneten Lichtleitfaser F auszuüben, die zweiten Faserabschnitte gegen die beiden zweiten Biegeeinrichtungen 6 drücken werden. Jeder Gummikörper 11 besitzt eine Fläche mit einem Krümmungsradius, der etwas geringer als der der verknüpften zweiten Biegeeinrichtung 6 ist, so daß, wenn das Druckelement 9 veranlaßt wird, sich zu der Meßplatte hin zu bewegen, jeder zweite Abschnitt der Lichtleitfaser F definitiv und schrittweise gegen die zweite Biegeeinrichtung gedrückt wird.
Die Makrobiegungen, denen die zweiten Abschnitte der Lichtleitfaser F durch die zweiten Biegeeinrichtungen 6 unterworfen werden, haben einen genügend großen Radius, damit ohne die von dem Druckelement 9 und der Meßplatte 4 bewirkte Mikrobiegung kein Lichtsignal in der Faser unterbrochen werden würde. Die Bereitstellung zweier zweiter Biegeeinrichtungen 6 zur Erzeugung von Makrobiegungen in der Lichtleitfaser F und zweier Photodetektoren 8 hat den Vorteil, daß ein Lichtsignal, wenn es vorliegt, ungeachtet seiner Bewegungsrichtung entlang der Faser nachgewiesen werden kann.
In der Praxis wird eine Lichtleitfaser F zwischen der Meßplatte 4 und der wellenförmigen Fläche 10 des beweglichen Druckelements 9 angeordnet, und der mit Schraubengewinde versehene Schaft 12 wird durch den Motor 14 in eine geeignete Drehrichtung angetrieben, um zu bewirken, daß sich der starre Arm 19 und die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen 17 und 18 bezüglich des Schafts 12 in solch eine Richtung bewegen, daß der Schlitten 7 und damit das Druckelement 9 veranlaßt wird, sich zu der Meßplatte 4 hin zu bewegen, bis die wellenförmige Fläche 10 des Druckelements den ersten Abschnitt der zwischen der Meßplatte und dem Druckelement angeordneten Lichtleitfaser F berührt. Danach wird, wenn die Drehung des Schafts 12 weitergeht, die Schraubenfeder 21, die sich zwischen der sich quer erstreckenden Stirnwand 20 und der Stoppvorrichtung 17 erstreckt, allmählich zusammengedrückt, was dabei den ersten Abschnitt der Lichtleitfaser F einem allmählich zunehmenden Druck und damit einer immer größer werdenden Mikrobiegung unterwirft. Wenn ein Lichtsignal auf der Lichtleitfaser F vorliegt, wird der von dem Druckelement 9 ausgeübte, allmählich zunehmende Druck erst einmal die Übertragungseigenschaften der Faser zerstören, und bewirken, daß Licht aufgrund der Mikrobiegung aus der Faser in seine Umhüllung entweicht. Dieses Licht wird im Bereich einer der zweiten Biegeeinrichtungen 6 aus der Umhüllung der Faser F austreten (abhängig von der Bewegungsrichtung des Lichtsignals in der Faser) und austretendes Licht wird durch den zugeordneten Photodetektor 8 nachgewiesen werden, der ein Signal an die Steuereinheit 23 senden wird. Nach Empfang eines Signals von dem Photodetektor 8 wird die Steuereinheit 23 den Motor 14, der den Schaft 12 antreibt, anhalten, um weiteres Zusammendrücken der Schraubenfeder 21 und damit weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Abschnitts der Lichtleitfaser F zu verhindern, und nachfolgend wird die Steuereinheit veranlassen, daß der Motor den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung antreibt, um anfangs zu bewirken, daß sich die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen 17 und 18 bezüglich des gedrehten Schafts 12 in die entgegengesetzte Richtung bewegen, bis der Druck, dem der erste Abschnitt der Lichtleitfaser unterworfen ist, im wesentlichen Null wird, und danach werden die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen und der starre Arm sich weiterhin in diese entgegengesetzte Richtung bewegen, so daß sich der Schlitten 7 und damit das Druckelement 9 weg von der Meßplatte 4 bewegen, um zu ermöglichen, daß die Lichtleitfaser F entfernt und durch eine andere Lichtleitfaser ersetzt wird.
Wenn die Schraubenfeder 21 allmählich und auf eine Stellung zusammengedrückt ist, bei der das Druckelement 9 anfangs mit dem ersten Abschnitt der Lichtleitfaser F in Kontakt kommt und damit der Mikrobiegungsgrad für ein durch einen Photodetektor 8 nachzuweisendes Signal nicht ausreicht, wird vorübergehend die Bewegung des Druckkopfes für eine bestimmte Zeitdauer von etwa einer Sekunde angehalten, um zu ermöglichen, daß die Elektronik des Handgeräts automatisch kalibriert wird, um dabei irgendeine Drift, die sonst von Temperaturänderungen oder anderen Gründen herrühren kann, zu kompensieren.
Wenn die Lichtleitfaser F einem bestimmten maximalen Druck und damit einem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist, und kein Signal von einem Photodetektor 8 empfangen worden ist, wird der dritte Mikroschalter der Steuereinheit, der die zweite Nachweiseinrichtung bildet, betätigt, um den Motor 14, der den Schaft 12 dreht, anzuhalten, und so weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts zu verhindern; ein geeignetes Signal wird ebenfalls zu der Anzeige 24 gesendet. Wenn der Motor angehalten hat, wird der erste Abschnitt der Lichtleitfaser F diesem maximalen Druck und damit seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag für eine bestimmte Zeitdauer von etwa drei Sekunden unterworfen, bevor der Motor veranlaßt wird, den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung anzutreiben, um den Druck von dem ersten Abschnitt der Lichtleitfaser zu nehmen, wie vorher beschrieben worden ist.

Claims

1. Handgerät zum Nachweis, ob eine Lichtleitfaser ein Lichtsignal überträgt oder nicht, wobei das Handgerät umfaßt:

(i) ein Gehäuse (1) solcher Form und Größe, daß es in der Hand gehalten werden kann;

(ii) eine erste Biegeeinrichtung (4,9,12,14), um einen ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser (F) einer immer größer werdenden Mikrobiegung zu unterwerfen, wobei die erste Biegeeinrichtung eine in dem Gehäuse starr befestigte Meßplatte (4), ein derart in dem Gehäuse befestigtes Druckelement (9), daß das Druckelement gezwungen wird, sich zu einer Fläche (5) der Meßplatte hin oder von ihr weg in geradliniger Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Fläche zu bewegen, wobei die Fläche der Meßplatte und/oder die druckausübende Fläche des Druckelements eine oder mehrere Wellungen umfaßt, und eine in dem Gehäuse befestigte motorgetriebene Betätigungseinrichtung (12, 14) aufweist, um zu bewirken, daß sich das Druckelement zu der Meßplatte hin oder weg von ihr bewegt, so daß, wenn der erste Abschnitt einer Lichtleitfaser zwischen dem Druckelement und der Meßplatte angeordnet ist und das Druckelement veranlaßt wird, sich zu der Meßplatte hin zu bewegen, der erste Abschnitt der Lichtleitfaser zwischen die Meßplatte und das Druckelement eingespannt werden wird und einer immer größer werdenden Mikrobiegung unterworfen werden wird;

(iii) eine zweite Biegeeinrichtung (6), die starr in dem Gehäuse angrenzend an die Meßplatte befestigt ist, und die bewirken wird, daß ein zweiter Abschnitt der Lichtleitfaser der Makrobiegung auf einen bestimmten festen Grad unterworfen wird;

(iv) eine erste Nachweiseinrichtung (8), um aus der Faser austretendes Licht nachzuweisen, wobei die erste Nachweiseinrichtung in dem Gehäuse in der Nähe der zweiten Biegeeinrichtung befestigt ist;

(v) eine in dem Gehäuse befestigte zweite Nachweiseinrichtung, um nachzuweisen, wann der erste Faserabschnitt einem bestimmten Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist; und

(vi) eine Steuereinheit (23), die mit der ersten und zweiten Nachweiseinrichtung und mit dem die Betätigungseinrichtung der ersten Biegeeinrichtung antreibenden Motor (14) betriebsbereit verbunden ist, und die nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung eine erste Ausgabeanzeige ausgeben wird;

wobei die Anordnung so ist, daß nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung die Steuereinheit den Motor, der die Bewegung des Druckelements zu der Meßplatte hin veranlaßt, anhalten wird, um weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts zu verhindern, und daß, wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß der erste Faserabschnitt seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung empfangen worden ist, ein Signal an die Steuereinheit gesendet wird, die den Motor, der die Bewegung des Druckelements in Richtung der Meßplatte veranlaßt, anhalten wird, um weiteres Erhöhen des Mikrobiegungsgrads des ersten Faserabschnitts zu verhindern, und die eine zweite Ausgabeanzeige ausgeben wird.

2. Handgerät nach Anspruch 1, wobei die motorgetriebene Betätigungseinrichtung (12, 14) aufweist: einen mit Schraubengewinde versehenen Schaft (12), der so in dem Gehäuse (1) getragen wird, daß er sich in eine im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Druckelements (9) liegende Richtung erstreckt und der durch den Motor (14) um seine Achse in irgendeine Drehrichtung gedreht werden kann; zwei Stoppvorrichtungen (17, 18) in Schraubeneingriff mit dem Schaft und der Länge nach auf ihm beabstandet in einem bestimmten festen Abstand voneinander entfernt; ein im wesentlichen starres, langgestrecktes Element (19), das an dem Druckelement befestigt ist und sich von ihm in eine im wesentlichen parallel zu dem Schaft liegende Richtung erstreckt und das an der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung (17) so befestigt ist, daß, wenn der Schaft um seine Achse gedreht wird, das langgestreckte Element an der Drehbewegung gehindert wird, und das langgestreckte Element und die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen gezwungen werden, sich bezüglich des Schafts in die Richtung zu bewegen, wobei das langgestreckte Element eine Stirnwand (20) besitzt, die sich quer zu dem zwischen den Stoppvorrichtungen liegenden Schaft erstreckt; und eine Schraubenfeder (21), die den Schaft umgibt und sich zwischen der sich quer erstreckenden Stirnwand und der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung erstreckt und an ihren Enden an ihnen befestigt ist, wobei die Anordnung so ist, daß, wenn der Schaft durch den Motor in eine Drehrichtung gedreht wird, das langgestreckte Element und die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen gezwungen werden, sich bezüglich des Schafts in solch eine Richtung zu bewegen, daß das Druckelement veranlaßt wird, sich anfangs zu der Meßplatte hin zu bewegen, bis es den ersten Abschnitt einer zwischen der Meßplatte und dem Druckelement angeordneten Lichtleitfaser berührt, und danach, wenn die sich zwischen der sich quer erstreckenden Stirnwand und der dem Druckelement näher liegenden Stoppvorrichtung erstreckende Schraubenfeder allmählich zusammengedrückt wird, was dabei den ersten Abschnitt der Lichtleitfaser einem allmählich zunehmenden Druck und damit einer immer größer werdenden Mikrobiegung unterwirft, wird die Steuereinheit nach Empfang eines Signals von der ersten Nachweiseinrichtung den Motor, der den Schaft dreht, anhalten, um weiteres Zusammendrücken der Schraubenfeder zu verhindern, wird den Motor veranlassen, den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung zu treiben, um zu bewirken, daß sich die der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen bezüglich des gedrehten Schafts in die entgegengesetzte Richtung bewegen, anfangs, bis der Druck, dem der erste Abschnitt der Lichtleitfaser unterworfen ist, im wesentlichen Null wird und danach, bis das Druckelement sich von der Meßplatte genügend weit weg entfernt hat, um zu ermöglichen, daß die Lichtleitfaser entfernt wird; und daß, wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß der erste Faserabschnitt seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist, und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung empfangen worden ist, ein Signal zu der Steuereinheit gesendet wird, die den Motor, der den Schaft dreht, anhalten wird, und veranlassen wird, daß der Motor den Schaft in die entgegengesetzte Drehrichtung antreibt, was bewirkt, daß sich das Druckelement genügend weit von der Meßplatte weg bewegt, um zu ermöglichen, daß die Lichtleitfaser entfernt wird.

3. Handgerät nach Anspruch 2, wobei, wenn die zweite Nachweiseinrichtung nachweist, daß die Faser einem bestimmten maximalen Druck und damit ihrem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag unterworfen worden ist und kein Signal von der ersten Nachweiseinrichtung (8) empfangen worden ist, die Steuereinheit (23) bewirken wird, daß der Motor (14) eine bestimmte Zeitdauer anhält, so daß der erste Abschnitt der Lichtleitfaser dem maximalen Druck und damit seinem bestimmten maximalen Mikrobiegungsbetrag diese bestimmte Zeitdauer unterworfen werden wird, bevor die Steuereinheit veranlassen wird, daß der Motor den Schaft (12) in die entgegengesetzte Drehrichtung antreibt, um den Druck von dem ersten Abschnitt der Lichtleitfaser zu nehmen.

4. Handgerät nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn die Schraubenfeder (21) auf eine Stellung allmählich zusammengedrückt worden ist, bei der der Druck auf den ersten Abschnitt einer Lichtleitfaser und damit der Mikrobiegungsgrad für ein von der ersten Nachweiseinrichtung (8) nachzuweisendes Signal nicht ausreicht, die Steuereinheit (23) veranlassen wird, daß die Bewegung der der Länge nach beabstandeten Stoppvorrichtungen (17, 18) vorübergehend für eine bestimmte Zeitdauer angehalten wird, was ausreichend ist, zu ermöglichen, daß die Elektronik des Geräts automatisch kalibriert wird, um dabei irgendeine Drift, die von Temperaturänderungen oder anderen Gründen hätte herrühren können, zu kompensieren.

5. Handgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei jede der Stoppvorrichtungen (17, 18) auf dem Schaft (12) ablösbar verriegelt ist, so daß der feste Abstand zwischen ihnen, wie benötigt, eingestellt werden kann, um einen bestimmten maximalen Druck und damit einen bestimmten maximalen Mikrobiegungsgrad, dem eine Lichtleitfaser unterworfen werden soll, festzusetzen.

6. Handgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Handgerät zwei zweite Biegeeinrichtungen (6) umfaßt, die in dem Gehäuse (1) angrenzend an quer gegenüberliegende Seiten der Meßplatte (4) starr befestigt sind, wobei jede der zweiten Biegeeinrichtungen bewirken wird, daß einer der beiden zweiten Abschnitte der Lichtleitfaser der Makrobiegung auf einen bestimmten festen Grad unterworfen wird, wobei eine erste Nachweiseinrichtung (8) in dem Gehäuse in der Nähe jeder zweiten Biegeeinrichtung befestigt ist.

7. Handgerät nach Anspruch 6, wobei die Meßplatte (4) und die beiden zweiten Biegeeinrichtungen (6) Teile einer einzigen Platte (3) aus Glas mit einer Kante mit einer leicht gekrümmten, gebogenen Form sind, wobei ein Mittelteil der gekrümmten Kante die Meßplatte bildet und angrenzende Teile der Kante auf gegenüberliegenden Seiten der Meßplatte die beiden zweiten Biegeeinrichtungen bilden.

8. Handgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Druckelement (9) in einem Schlitten (7) befestigt ist, der bezüglich des Druckelements einzeln ausgebildet ist und der so in dem Gehäuse (1) befestigt ist, daß der Schlitten und damit das darin befestigte Druckelement gezwungen werden, sich zu der Fläche (5) der Meßplatte (4) hin oder von ihr weg in der geradlinigen Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Fläche zu bewegen.

9. Handgerät nach Anspruch 8, wobei der Schlitten (7) ebenfalls auf quer gegenüberliegenden Seiten des Druckelements Körper (11) aus Gummi oder gummiartigem Material trägt, die, wenn das Druckelement (9) auf den ersten Abschnitt einer zwischen die Meßplatte (4) und das Druckelement eingespannten Lichtleitfaser Druck ausübt, die zweiten Faserabschnitte gegen die beiden zweiten Biegeeinrichtungen drücken werden.

10. Handgerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Druckelement (9) einstellbar in dem Schlitten (7) in einer derartigen Weise befestigt ist, daß die Stellung des Druckelements bezüglich des Schlittens auf irgendeine begrenzte Anzahl von Stellungen, die entlang einer Linie im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Schlittens liegen, eingestellt und in ihr verriegelt werden kann.