DE8809093U1 - Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung - Google Patents

Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung

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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres

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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Dr.Bk/rß Theodor-Stern-Kai 1 UL 88/51
D-6000 Frankfurt 70
B esehre i bung
"Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung"
Die vorliegende Neuerung betrifft eine elektroo>ptische Meß- und Übertragungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtungen dienen zur Erfassung und Übertragung von Signalen mit Frequenzen bis 150 MHz. Eine derartige Vorrichtung wird in der EMC (electromagnetic compatibility)- und EMP (electromagnetic pulse)-Meßtechnik eingesetzt, wenn im Rahmen einer Beaufschlagung eines Gerätes mit einem elektromagnetischen Feld relevante elektromagnetische Feld- und Leitungsgrößen zu erfassen und zu übertragen sind. Bei den Feldgrößen handelt es sich dabei um
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- 4 - UL 88/51
- die elektriscne Feldstärke C
- die magnetische Feldstärke H, während bei den leitungsgeführten Größen
- Ströme
- Spannungen und
zu nennen sind.
Grundsätzlich sind elektrooptische Vorrichtungen dieser Art bekannt. Die existierenden Systeme verfugen jedoch über einen extrem großen Meßkopf (hohes Gewicht, große Abmessungen s. z.B. System der Fa. Thomson CSF), das bedeutet: schlechte Handhabbarkeit, große Rückwirkungen und Feldver-Zerrungen. Die schlechte Handhabbarkeit wird durch einen Batteriebetrieb des Meßkopfes noch vergrößert.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige miniaturisierte, isotrope elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung anzugeben, bei der unter Verwendung eines Meßkopfs mit kleinen äußeren Abmessungen elektromagnetische Feldverzerrungen möglichst gering gehalten werden und schwer zugängliche Meßpunkte in räumlich engen Geräten noch erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer optisch versorgten elektrooptischen Meß- und Übertragungsvorrichtung.
- 5 - UL 88/51
Bei der Realisierung einer MeB- und Übertragungsvorrichtung sind folgende Punkte von Bedeutung:
1) Der Meßkopf (s. Pig. I) muß extrem kleine äußere Abmessungen besitzen, um
a) die durch die Anwesenheit des Meßkopfes verursachten Feldverzerrungen möglichst klein zu halten,
b) im Innern von räumlich engen Geräten, schwer zugängliche Meßpunkte mit dem Meßkopf noch er reichen zu können.
2) Wartungsfreier Betrieb des Systems, d-.h. Versorgung des Meßkopfes über Batterien oder Akkus scheidet aus, außerdem wurden die Batterien ohnehin eine nicht ak zeptable Vergrößerung des MeßkopfVolumens bedeuten.
3) Ersatz metallischer Stromversorungsleitungen durch Lichtwellenleiter
r, 20 li) Ausreichender Frequenz- und Dynamikbereich.
5) Isotrope Strahlungscharakteristik im elektromagnetischen Feld.
6) Kombinierbarkeit des Meßkopfes mit konventionellen 50-il- Sensoren (z.B. 50-^i-HF-Stromsensoren).
Gemäß Fig. 1 wird das zu messende Signal über einen entsprechenden Sensor 1 und über einen Überspannungsschutz 2 dem Kernstück des Meßkopfes J dem im wesentlichen aus einer
Laserdiode bestehenden elektrooptischen Wandler 4 zugeführt.
til* · · »MM*
- 6 - UL 88/51
Über einen ersten Lichtwellenleiter 5 erreicht das optische Signal einen weiteren optoelektriachen Wandler 6 und wird in ein elektrisches· Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird anschließend in der Registriervorrichtung 7 weiterverarbeitet. Über einen zweite» Lichtwsllenleiter 8 erfolgt die Energieübertragung für die Versorgung des elektrooptischen Wandlers ^ auf optischem Wega. Die Spannungsversorgung 10 des elektrooptischen Wandlers k erfolgt, über Solarzellen, die über eine geeignete Lichtquelle 11, z.B. Laser, Glühlampe, Entladungslampe, die erforderliche Energie zur Gleichspannungserzeugung liefern. Einen wesentlichen Baustein 9 innerhalb des Meßkopfes stellen die Regelung sowie der Überlastschutz dar. Insbesondere ist der Überlastschutz von großer Bedeutung, da auf Grund der speziellen nichtlinearen Kennlinie von Solarzellen 10, Lichtblitze mit hoher Intensität, wie z.B. beim Durchbrennen der Lichtquelle, auf der Versorgungsseite auftreten können und eine unzulässig hohe Spannungsspitze an der Laserdiode verursachen können. Außerdem ist eine Regelung zur Arbeitspunktstabilisierung im Baustein 9 untergebracht.
Durch eine derartige aufgebaute Meß- und Übertragungsvorrichtung erreicht man
- geringe störe-nde Rückwirkungen mit der Meßgröße
extrem kleine äußere Abmessungen des Meßkopfes, die sine punktförmige, isotrope Strahlungscharakteristik ermöglicht
30
- 7 - UL 88/51
ein extrem niedriges Gewicht des Meßkopfes
einen speziellen Überlastschutz in der Wandlerversorgung 05 einen frequenzkompensierten Überspannungsschutz im Signalzweig
Kompatibilität mit Sensoren in 50-&Lgr;-Technik. 10
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Claims (6)

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Dr.Bk/rß Theodor-Stern-Kai 1 UL 88/51 D-6000 Frankfurt 70 Schutzanspriiche
1. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung, welche eingangsseitig mit einem auf die elektromagnetischen Größen ansprechenden Sensor und ausgangsseitig mit einer elektrisch von ihr entkoppelten Einrichtung zur Signalverar beitung verbunden ist und welche an eine Versorgungseinrich tung bestehend aus einem Solargenerator angeschlossen ist, dadadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) der elektrooptischen Meß- und Übertragungsvorrichtung nur über Lichtwellenleiter versorgt wird und im wesentlichen aus einem elektrooptischen Wandler (k), einem Überlastschutz (9) und einem Überspannungsschutz (2) besteht (Fig. 1).
2. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptische
Wandler (k) aus einer Laserdiode oder einer LED besteht.
ISl · ·
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- 2 - UL 88/51
3. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung, nach eiuem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) mit 50-A-Sensoren kombinierbar ist.
4. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (3) über einen ersten Lichtwellenleiter (5) mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung (6, 7) verbunden ist.
10
5. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung (10) des elektrooptischen Wandlers (4) zur Vermeidung metallischer Anschlußleitungen durch Solarzellen erfolgt, die über einen zweiten Lichtwellenleiter (8) an eine Lichtquelle (11) gekoppelt sind.
6. Elektrooptische Meß- und Übertragungsvorrichtung, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (11) mit geeignetem Spektrum verwendet wird, z.B. Laser, Glühlampe, Enladungslampe.
25
30
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