DE3924185C1 - Fibre=optic pressure sensor - has three=way coupler splitting incoming light for distribution to reference and sensor fibres for pressure diaphragm - Google Patents

Abstract

The fibre-optic pressure sensor measures the movement of a pressure diaphragm (25). It uses a transmission fibre (9) which branches into reference (12) and sensor (13) fibres in a three way coupler (11). The lengths of the fibres (12,13) differ from each other. The intensity of the light fed into the transmission fibre is distributed in the coupler to the fibres (12,13). A sensor branch lens (39), imaging a parallel sensor light beam (42) on the diaphragm (25), is arranged normal to the optical axis of the sensor fibre (13). A reference branch lens (19) produces a parallel reference beam (34) on the centre of the diaphragm. USE/ADVANTAGE - Pressure measurements over wide dynamic range. Short and long term stability.

Description

Die Erfindung betrifft einen faseroptischen Drucksensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a fiber optic pressure sensor with the features of the preamble of claim 1.

Ein derartiger Drucksensor ist aus der Conference Proceedings der 2nd International Conference on Optical Fiber Sensors, Stuttgart 1984, VDE-Verlag, S. 387-390 bekannt. In die Übertragungsfaser ist das Licht einer Lumineszenzdiode einspeisbar, das in dem 3-Wege- Koppler auf den Sensorast und auf den Referenzast aufgeteilt wird. Das aus dem offenen Ende der Referenz­ faser austretende Licht wird durch eine Linse kolli­ miert und beaufschlagt die reflektierende Druckmembran in einem parallelen Lichtbündel. Die Druckmembran bewegt sich bei einer Druckänderung parallel zur optischen Achse des Referenzlichtbündels.Such a pressure sensor is from the conference Proceedings of the 2nd International Conference on Optical Fiber Sensors, Stuttgart 1984, VDE-Verlag, pp. 387-390  known. The light in the transmission fiber is one Luminescent diode can be fed in, which in the 3-way Coupler on the sensor branch and on the reference branch is divided. That from the open end of the reference fiber emerging light is collided by a lens lubricates and acts on the reflective pressure membrane in a parallel beam of light. The pressure membrane moves parallel to the pressure change optical axis of the reference light beam.

Die Sensorfaser ist erheblich länger als die Refe­ renzfaser. Das durch die Sensorfaser hindurchgeleitete Licht wird von einer weiteren Linse auf die Druck­ membran abgebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei der abbildenden Linse für das Sensorlichtbündel sowie der kollimierenden Linse für das Referenzlichtbündel um eine einzige Linse, von der die Referenzfaser und die Sensorfaser in unterschiedlichem Abstand voneinander angeordnet sind.The sensor fiber is considerably longer than the Refe reference fiber. That passed through the sensor fiber Light is applied by another lens to the print membrane shown. It is preferably the imaging lens for the sensor light bundle as well the collimating lens for the reference light beam a single lens, of which the reference fiber and the Sensor fiber at different distances from each other are arranged.

Die Lumineszenzdiode ist an eine gepulst arbeitende Stromversorgungsschaltung angeschlossen und sendet Licht in Pulsfolgen aus. Das in die Übertragungsfaser zurückgestreute Licht wird in einem weiteren, in räumlicher Nähe der Lumineszenzdiode angeordneten 3-Wege-Koppler in eine Detektorfaser geleitet. Das in der Detektorfaser geleitete Licht beaufschlagt einen Lichtdetektor. Da die Sensorfaser wesentlich länger als die Referenzfaser ist, beaufschlagt das zurückgestreute Licht der Referenzfaser den Lichtdetektor zeitlich vor dem zurückgestreuten Licht der Sensorfaser, so daß das zum Lichtdetektor zurückgestreute Licht eindeutig dem Referenzast bzw. dem Sensorast zuzuordnen ist.The luminescent diode is working on a pulsed Power supply circuit connected and sending Light in pulse trains. That in the transmission fiber backscattered light is in another, in arranged close to the luminescent diode 3-way coupler routed into a detector fiber. This in the light guided by the detector fiber acts on one Light detector. Because the sensor fiber lasts much longer than is the reference fiber, the backscattered Light of the reference fiber precedes the light detector the backscattered light from the sensor fiber, so that the  light scattered back to the light detector clearly the reference branch or is assigned to the sensor branch.

Mit Hilfe des Verhältnisses der Lichtstärken der beiden von dem Lichtdetektor zeitlich nacheinander erfaßten Lichtsignale wird auf die axiale Verschiebung der Druckmembran geschlossen; denn bei einer axialen Verschiebung der Druckmembran verändert sich die Größe des die Austrittsfläche der Sensorfaser abbildenden Lichtfleckes, so daß die Linse einen anderen Anteil des Sensorlichtbündels in die Sensorfaser zurückkoppelt.Using the ratio of the light intensities of the two sequentially detected by the light detector Light signals are based on the axial displacement of the Pressure membrane closed; because with an axial Shifting the pressure membrane changes the size of the exit surface of the sensor fiber Light spot so that the lens has a different portion of the Coupled sensor light bundle back into the sensor fiber.

Dadurch, daß ein Referenzsignal an den Detektor zurückgeleitet wird, ist der Sensor von Signalän­ derungen auf der Übertragungsleitung unbeeinflußbar. Die Übertragung ist streckenneutral. Da ein Referenz­ lichtbündel die Druckmembran beaufschlagt, kann eine z. B. aus Alterungsgründen auftretende, sich verändernde Reflektivität der Druckmembran oder eine veränderliche Dämpfung in der offenen Meßstrecke erfaßt werden.The fact that a reference signal to the detector is returned, the sensor is from Signalän Changes on the transmission line cannot be influenced. The transmission is route neutral. Because a reference A beam of light can be applied to the pressure membrane e.g. B. occurring due to aging, changing Reflectivity of the pressure membrane or a variable Attenuation can be detected in the open measuring section.

Der vorbekannte Sensor weist allerdings den Nachteil auf, daß er einen sehr eingeschränkten Dynamikbereich aufweist und nur Druckmembranverschiebungen im Bereich von wenigen Mikrometern erfassen kann. Der divergente Meßstrahl gestattet nur kleine, schwierig zu justie­ rende Abstände zwischen dem Lichtwellenleiter und der spiegelnden Druckmembran. Die bei der Erzeugung des reflektierenden Sensorlichtbündels ausgetastete Fläche der Druckmembran weist etwa den halben Durchmesser des Lichtwellenleiterkerns auf, der üblicherweise 50 Mi­ krometer groß ist. Die sehr kleine ausgeleuchtete Fläche von einem halben Tausendstel Millimeterquadrat stellt hohe Anforderungen an die Oberflächenhomogenität des Reflektors, die im industriellen Einsatz der Sensoren nicht realisierbar ist.However, the previously known sensor has the disadvantage on that he has a very limited dynamic range has and only pressure membrane displacements in the area of a few micrometers. The divergent Measuring beam allows only small, difficult to adjust distances between the optical fiber and the reflective pressure membrane. The in the generation of the reflective sensor light blanked area the pressure membrane has about half the diameter of the Optical fiber core, which is usually 50 Mi is large. The very small illuminated one  Area of half a thousandth of a millimeter square places high demands on surface homogeneity of the reflector used in industrial applications Sensors is not feasible.

Aus der EP 02 90 646 A1 ist ein faseroptischer Druckaufnehmer bekannt, bei dem die aus einem Referenz­ astwellenleiter austretende, divergierende Strahlung von einem seitlich auf der Druckmembran montierten Spiegel zurückgeworfen wird, während die aus einem Sensorastwellenleiter austretende, divergierende Strah­ lung von einem randfern auf der Druckmembran angeordne­ ten Spiegel reflektiert wird.EP 02 90 646 A1 describes a fiber optic Pressure transducer known from a reference Branch waveguide emerging, diverging radiation from a side mounted on the pressure membrane Mirror is thrown back while out of a Diverging beam emerging from sensor waveguide arrangement from a distant edge on the pressure membrane th mirror is reflected.

Die DE 38 02 412 A1 lehrt einen Drucksensor, bei dem ein mit einem Blendengitter versehenes Lichtleiterbün­ del in unmittelbarer Nähe zu einer beweglichen, reflek­ tierenden Membran angeordnet ist. Die Verwendung eines Lichtleiterbündels gestattet keine fokussierende oder kollimierende Abbildung, so daß der Drucksensor nur für kleinste Wegänderungen der Membran einsetzbar ist.DE 38 02 412 A1 teaches a pressure sensor in which a light guide well provided with a grille del in close proximity to a movable, reflec ting membrane is arranged. The use of a Optical fiber bundle does not allow focusing or collimating image, so the pressure sensor only for smallest path changes of the membrane can be used.

In der EP 01 02 677 B1 sind faseroptische Sensoren beschrieben, bei denen in einem der beiden Meßäste Verlängerungsschleifen vorgesehen sind, die zur Zeitverzögerung des in dem jeweiligen Lichtwellenlei­ terast geleiteten Lichtstrahles dienen.In EP 01 02 677 B1 there are fiber optic sensors described in which in one of the two measuring branches Extension loops are provided for Time delay of the in the respective Lichtwellenlei serve guided light beam.

Die US 46 20 093 beschreibt einen faseroptischen Drucksensor, bei dem das aus einer kollimierenden Linse tretende Licht auf die als Gitter ausgestaltete Druckmembran trifft und der gebeugte Ausgangsstrahl über einen Zeilendetektor erfaßt wird.US 46 20 093 describes a fiber optic Pressure sensor, which is a collimating lens stepping light onto the grid  Pressure membrane hits and the diffracted output beam is detected via a line detector.

Aus H. Naumann/G. Schröder: Bauelemente der Optik, Carl Hanser Verlag, München/Wien, S. 545-547 (1983) ist die Verwendung gradientenindizierter Fasern zur optischen Abbildung eines in dieser Gradientenindexstruktur geführten Lichtstrahles bekannt.From H. Naumann / G. Schröder: Components of Optics, Carl Hanser Verlag, Munich / Vienna, pp. 545-547 (1983) is the Use gradient-indexed fibers for optical Mapping one in this gradient index structure guided light beam known.

In der US-PS 41 58 310 ist ein faseroptischer Drucksensor beschrieben, der eine Vielzahl von Sende- und Empfangsfasern aufweist, deren Licht­ austritts- bzw. eintrittsenden eine Sende- bzw. Empfangs­ fläche definieren, die einer reflektierenden Membran gegenüberliegt. Die Faserenden sind innerhalb der Sende- bzw. Empfangsfläche statistisch verteilt; besondere abbildende Mittel sind ihnen nicht zugeordnet. Bei Druckänderungen ändert sich die Wölbung der Membran und damit auch der entsprechende Reflexionswinkel für das entsprechende, auf die Membran einfallende Lichtbündel. Auf den Membranrand­ bereich auftreffende Lichtbündel können - je nach Membran­ wölbung - daher so reflektiert werden, daß sie nicht mehr die Empfangsfläche erreichen. In US-PS 41 58 310 is a fiber optic Pressure sensor described a variety of Has transmitting and receiving fibers, their light exit or entry ends of a transmission or reception Define the area opposite a reflecting membrane. The fiber ends are within the transmission or reception area statistically distributed; they are not special imaging means assigned. With changes in pressure, the curvature of the Membrane and thus the corresponding reflection angle for that corresponding, on the light beam entering the membrane. On the edge of the membrane depending on the membrane bulge - therefore be reflected so that they no longer reach the reception area.  

Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen faseroptischen Drucksensor zu schaffen, der es gestattet, bei Druck­ messungen einen großen Dynamikbereich bei gleich­ zeitiger Kurzzeit- und Langzeitstabilität des Sensors zu schaffen.Based on the prior art mentioned at the outset Invention, the object of a fiber optic To create a pressure sensor that allows pressure measurements have a large dynamic range at the same time early short-term and long-term stability of the sensor to accomplish.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drucksensor gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.According to the invention, this object is achieved by a pressure sensor, having the features of claim 1.

Dadurch, daß im Sensorast ein paralleles Sensorlicht­ bündel erzeugt wird, dessen optische Achse in einem Winkel von höchstens wenigen Grad zu der Normalen auf der von dem Sensorlichtbündel beleuchteten Fläche der Druckmembran steht, ist die von der Druckmembran zurückgestreute Intensität groß. Von dem Sensorlicht­ bündel ist ein seitlicher Druckmembranbereich beauf­ schlagt, dessen Winkelstellung sich bei verschiedenen Drücken bezüglich der obengenannten optischen Achse verändert, so daß die zurückgestreute Intensität des reflektierten Sensorlichtbündels eine Funktion des Druckes ist. Die Winkelabhängigkeit der Messung gestattet im Zusammenhang mit dem Durchmesser des parallelen Lichtbündels und dem Abstand Linse-Druck­ membran eine Erfassung sehr feiner Druckunterschiede bei großem axialen Hub der Druckmembran.Because a parallel sensor light in the sensor branch bundle is generated, the optical axis in one Angles of at most a few degrees to the normal the area of the surface illuminated by the sensor light beam Pressure membrane stands, is that of the pressure membrane backscattered intensity large. From the sensor light bundle is a side pressure membrane area strikes, whose angular position is different Press with respect to the above optical axis changed so that the backscattered intensity of the reflected sensor light bundle a function of Pressure is. The angle dependency of the measurement allowed in connection with the diameter of the  parallel light beam and the lens-pressure distance membrane a detection of very fine pressure differences with large axial stroke of the pressure membrane.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Linsen Gradientenindexlinsen, die eine einfache Erzeugung von parallelen Lichtbündeln von aus Licht­ wellenleitern austretendem Licht gestatten.In an advantageous embodiment, the Gradient index lenses that are a simple Generation of parallel light beams from light allow waveguides emerging light.

Der Winkel zwischen den optischen Achsen des Referenz­ astes bzw. des Sensorastes beträgt bei zwei verschie­ denen Ausführungsformen null Grad oder wenige Grad, wodurch der Meßbereich des Druckes vorbestimmbar ist. Insbesondere kann der Winkel zwischen der optischen Achse des Sensorastes und dem von dem Sensorlichtbün­ del beaufschlagten seitlichen Druckmembranbereich für einen vorbestimmten Druck 90 Grad betragen, so daß bei diesem Druck das Ausgangssignal maximal ist.The angle between the optical axes of the reference branch or sensor branch is two different which embodiments are zero degrees or a few degrees, whereby the measuring range of the pressure can be predetermined. In particular, the angle between the optical Axis of the sensor branch and that of the sensor light beam del applied side pressure membrane area for one predetermined pressure is 90 degrees, so that at this pressure the output signal is maximum.

Vorteilhafterweise wird die Referenzfaser wesentlich länger als die Sensorfaser ausgebildet, so daß nur das üblicherweise stärkere Referenzsignal eine erhöhte Wegdämpfung erfährt.The reference fiber advantageously becomes essential longer than the sensor fiber, so that only that usually stronger reference signal an increased Damping experienced.

Dadurch, daß in der Referenzfaser, in der Sensorfaser und der Übertragungsfaser enge Verlängerungsschleifen vorgesehen sind, kann in einfacher Weise eine für die Überkopplung von Signalen notwendige Modenmischung durchgeführt werden. Because in the reference fiber, in the sensor fiber and the transmission fiber tight extension loops are provided, can easily be one for the Coupling of signals necessary mode mixing be performed.  

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments are in the Subclaims marked.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtBelow are two embodiments of the Invention explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen faseroptischen Drucksensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows a schematic cross section through a fiber-optic pressure sensor according to a first embodiment,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen faseroptischen Drucksensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 2 shows a schematic cross section through a fiber optic pressure sensor according to a second embodiment and

Fig. 3 einen Signalverlauf eines Differenzsignals der zurückgestreuten Lichtsignale aus einem Sensorast und einem Referenzast des Sensors bei sich veränderndem Druck für den Sensor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows a waveform of a difference signal of the backscattered light signals from a Sensorast and a Referenzast of the sensor with changing pressure for the sensor according to the first embodiment.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Querschnitts­ ansicht einen faseroptischen Drucksensor 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der faseroptische Druck­ sensor 1 ist in einem zweigeteilten Gehäuse 2 an­ geordnet. An einem stirnseitigen Ende 3 des Gehäuses 2 ist eine Bohrung vorgesehen, in die eine Lichtwellen­ leiter-Steckverbindung 5 eingebracht ist. An die Steckverbindung 5 ist ein Übertragungslichtwellen­ leiter 6 angeschlossen. Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a fiber optic pressure sensor 1 according to a first embodiment. The fiber optic pressure sensor 1 is arranged in a two-part housing 2 . At a front end 3 of the housing 2 , a hole is provided, in which a fiber optic connector 5 is introduced. At the connector 5 , a transmission light wave conductor 6 is connected.

Der Übertragungslichtwellenleiter 6 und alle weiteren untengenannten Lichtwellenleiter sind vorteilhafter­ weise Multimode-Lichtwellenleiter mit einem Kerndurch­ messer im 50-Mikrometerbereich und einer Umhüllung mit 125 Mikrometer Durchmesser.The transmission light waveguide 6 and all other optical waveguides mentioned below are advantageously multimode optical waveguides with a core diameter in the 50-micron range and an envelope with a diameter of 125 microns.

Der Übertragungslichtwellenleiter 6 geht an seinem in der Fig. 1 nicht gezeichneten drucksensorfernen Ende in einen Verzweiger über, der das von dem faserop­ tischen Drucksensor stammende Licht in eine Detektor­ faser überleitet, die an einen Lichtdetektor ange­ schlossen ist. Der dritte Ast des Verzweigers ist an eine Lichtquelle angeschlossen, vorzugsweise an eine Lumineszenzdiode, die von einer gepulst arbeitenden Stromversorgungsschaltung angesteuert wird und die das zur Messung erforderliche Licht erzeugt.The transmission light waveguide 6 merges at its end, not shown in FIG. 1, into a branch which transfers the light coming from the fiber-optic pressure sensor into a detector fiber, which is connected to a light detector. The third branch of the branch is connected to a light source, preferably to a luminescence diode, which is controlled by a pulsed power supply circuit and which generates the light required for the measurement.

Die von der Lumineszenzdiode ausgesandten Lichtimpulse werden im Übertragungslichtwellenleiter 6 zu dem faseroptischen Drucksensor 1 hingeführt und treten durch die Lichtwellenleiter-Steckverbindung 5 in einen im ersten Abschnitt 7 des zweigeteilten Gehäuses 2 vorgesehenen Verbindungslichtwellenleiter 9 ein. Die Lichtwellenleiter-Steckverbindung 5 ist z. B. eine Verbindung auf Stoß zwischen dem Übertragungslicht­ wellenleiter 6 und dem Verbindungslichtwellenleiter 9. Diese Verbindung ist leicht herstellbar und wieder zu lösen.The light pulses emitted by the luminescence diode are guided in the transmission light waveguide 6 to the fiber-optic pressure sensor 1 and enter through the light waveguide plug connection 5 into a connecting light waveguide 9 provided in the first section 7 of the two-part housing 2 . The optical fiber connector 5 is z. B. a connection between the transmission light waveguide 6 and the connecting light waveguide 9 This connection is easy to establish and to release.

Die durch den Übergang von Strahlung von dem Übertra­ gungslichtwellenleiter 6 in den Verbindungslicht­ wellenleiter 9 in der Steckverbindung 5 hervorgerufene Polarisierung des Lichtes und die einseitige Anregung verschiedener Moden in dem Verbindungslichtwellen­ leiter 9 wird durch einige enge Radien 10 des Verbin­ dungslichtwellenleiter 9, die eine Modenmischung bewirken, aufgehoben. Die Modenmischung verbessert das Verzweigungsverhältnis in einem anschließenden 3-Wege- Koppler 11. Der Verbindungslichtwellenleiter 9 wird in dem 3-Wege-Koppler 11 in eine Referenzfaser 12 eines Referenzastes 14 und eine Sensorfaser 13 eines Sen­ sorastes 16 aufgeteilt.The polarization of the light caused by the transition of radiation from the transmission light waveguide 6 into the connection light waveguide 9 in the plug connection 5 and the one-sided excitation of different modes in the connection light waveguide 9 is caused by some narrow radii 10 of the connection light waveguide 9 , which bring about a mixture of modes , canceled. The mode mixing improves the branching ratio in a subsequent 3-way coupler 11 . The connecting light waveguide 9 is divided in the 3-way coupler 11 into a reference fiber 12 of a reference branch 14 and a sensor fiber 13 of a sensor branch 16 .

Die Referenzfaser 12 weist Verängerungsschleifen 15 zum Modenmischen auf und ihr 3-Wege-Koppler-fernes Ende ist in einer Stirnfläche eines hohlzylindrischen Lichtwellenleiter-Halters 17 verklebt oder verlötet. Der Lichtwellenleiter-Halter 17 ist in eine den entsprechenden Durchmesser aufweisende hohlzylin­ drische Fassung 18 eingeschoben, in der eine zylin­ drische Gradientenindexlinse 19 befestigt ist. Die Gradientenindexlinse 19 weist eine Länge von ¹/₄-pitch auf, d. h., daß das in dem Lichtwellenleiter geführte Licht bei der Verbindung des Lichtwellenleiters auf Stoß mit einer Stirnseite der Gradientenindexlinse an der anderen Stirnseite der Gradientenindexlinse in einem parallelen Lichtbündel austritt.The reference fiber 12 has extension loops 15 for mode mixing and its 3-way coupler end is glued or soldered in an end face of a hollow cylindrical optical waveguide holder 17 . The optical waveguide holder 17 is inserted into a corresponding hollow cylindrical holder 18 , in which a cylindrical gradient index lens 19 is attached. The gradient index lens 19 has a length of _^1/4 -Pitch on, that is, guided in the optical waveguide light at the connection of the optical waveguide in abutment with an end face of the gradient index lens at the other end face of the gradient index lens emerges into a parallel light bundle.

Der Lichtwellenleiter-Halter 17 ist auf Stoß gegen die Gradientenindexlinse 19 vorgeschoben und durch Kleben in der Fassung 18 in dieser Stellung fixiert. Für eine Klebung oder Lötung sind in der Fassung 18 seitliche Löcher 20 vorgesehen, in die eine Klebstoffmasse einführbar ist. Dadurch wird die Linsen- und die Lichtwellenleiterstirnfläche vor Benetzen durch den Klebstoff geschützt. Die Fassung 18 mit dem in sie eingeführten Lichtwellenleiter-Halter 17 und der Gradientenindexlinse 19 ragt durch eine Trennwand 22 des zweigeteilten Gehäuses 2 in ein Ausgleichsvo­ lumen 24 hinein. Die Fassung 18 ist in der Trenn­ wand 22 eingeschraubt, eingelötet oder eingeklebt. In einer anderen Ausgestaltung des Sensors 1 sind Ein­ stellmittel vorgesehen, um den Winkel zwischen der Trennwand 22 und der Achse der Fassung 18 einzustellen oder zu verändern.The optical waveguide holder 17 is pushed against the gradient index lens 19 and fixed in this position by gluing in the holder 18 . For gluing or soldering 18 lateral holes 20 are provided in the socket, can be inserted into the an adhesive composition. This protects the lens and optical fiber end faces from being wetted by the adhesive. The socket 18 with the optical fiber holder 17 inserted into it and the gradient index lens 19 protrudes through a partition 22 of the two-part housing 2 into a compensation volume 24 . The socket 18 is screwed, soldered or glued into the partition 22 . In another embodiment of the sensor 1 , an adjusting means are provided to adjust or change the angle between the partition wall 22 and the axis of the socket 18 .

Um nachteilige Reflexe beim Übergang von der Referenz­ faser 12 in die Gradientenindexlinse 19 des Sensors 1 zu unterdrücken, sind die Stirnflächen der Referenz­ faser 12 und der Gradientenindexlinse 19 mit einer reflexmindernden Beschichtung versehen.In order to suppress adverse reflections during the transition from the reference fiber 12 into the gradient index lens 19 of the sensor 1 , the end faces of the reference fiber 12 and the gradient index lens 19 are provided with an anti-reflective coating.

Eine Druckmembran 25 ist im wesentlichen parallel zu der Trennwand 22 in dem Ausgleichsvolumen 24 ein­ gespannt und begrenzt dieses. In der schematischen Zeichnung der Fig. 1 ist die Druckmembran 25 in einer umlaufenden Nut 26 im Gehäuse 2 befestigt. Durch die Druckmembran 25 wird das Ausgleichsvolumen 24 von einem Druckraumvolumen 28 getrennt, das über einen Flansch 29 mit einem äußeren Druckraumvolumen in Verbindung steht, dessen Druck von dem Sensor 1 erfaßt wird. Das Ausgleichsvolumen 24 verfügt über einen Auslaß 31 zur Druckkompensation, der mit einem Fil­ ter 32 abgedichtet ist, damit z. B. keine Staubteilchen in das Ausgleichsvolumen eindringen können. Dadurch ist die Oberfläche der Druckmembran 25 bei der Rela­ tivdruckmessung wirkungsvoll vor Verschmutzung ge­ schützt.A pressure membrane 25 is substantially parallel to the partition 22 in the equalizing volume 24 and limits this. In the schematic drawing of FIG. 1, the pressure membrane 25 is fastened in a circumferential groove 26 in the housing 2 . The equalizing volume 24 is separated by the pressure membrane 25 from a pressure chamber volume 28 , which is connected via a flange 29 to an external pressure chamber volume, the pressure of which is detected by the sensor 1 . The compensation volume 24 has an outlet 31 for pressure compensation, which is sealed with a filter 32 , so that, for. B. no dust particles can penetrate into the compensation volume. As a result, the surface of the pressure membrane 25 is effectively protected against contamination in the rela tive pressure measurement.

Bei einer anderen Ausführungsform zur Messung eines Absolutdrucks ist der Auslaß 31 fest verschlossen und das Ausgleichsvolumen 24 mit einer vorbestimmten, festen Menge an Gas, vorzugsweise einem Inertgas, gefüllt.In another embodiment for measuring an absolute pressure, the outlet 31 is tightly closed and the compensation volume 24 is filled with a predetermined, fixed amount of gas, preferably an inert gas.

Die Fassung 18 ist im wesentlichen mittig von der Trennwand 22 des Gehäuses 2 angeordnet, so daß die Achse 33 der Referenzast-Gradientenindexlinse 19 rechtwinklig zu der Oberfläche der Mitte der Druck­ membran 25 steht. Das von der externen Lumineszenz­ diode gelieferte Licht, welches in der Referenz­ faser 12 geführt wird, beaufschlagt die Druckmem­ bran 25 in der Membranmitte 35 in einem parallelen Referenzlichtbündel 34, dessen optische Achse 33 rechtwinklig auf der Membranmitte 35 steht, so daß das reflektierte Referenzlichtbündel 36 zu einem Großteil unabhängig von dem Abstand der Austrittsfläche der Gradientenindexlinse 19 von der Oberfläche der Druck­ membran 25 in die Referenzfaser 12 zurückgespeist wird.The socket 18 is arranged substantially in the center of the partition 22 of the housing 2 , so that the axis 33 of the reference branch gradient index lens 19 is perpendicular to the surface of the center of the pressure membrane 25 . The light supplied by the external luminescence diode, which is guided in the reference fiber 12 , acts on the pressure membrane 25 in the membrane center 35 in a parallel reference light beam 34 , the optical axis 33 of which is perpendicular to the membrane center 35 , so that the reflected reference light beam 36 for the most part regardless of the distance between the exit surface of the gradient index lens 19 and the surface of the pressure membrane 25 is fed back into the reference fiber 12 .

Die Sensorfaser 13 verfügt über Verlängerungsschlei­ fen 45 und endet in einem weiteren hohlzylindrischen Lichtwellenleiter-Halter 37, der in einer hohlzylin­ drischen Fassung 38 fixiert ist. Die Fassung 38, in der eine Sensorast-Gradientenindexlinse 39 der Länge von ¹/₄-pitch auf Stoß mit der Sensorfaser 13 angeordnet ist, ist im wesentlichen parallel zu der Referenzast- Fassung 18 in der Trennwand 22 fixiert. Die Verlänge­ rungsschleifen 15 und 45 haben eine wesentlich unter­ schiedliche Länge, vorzugsweise ist die Verlängerungs­ schleife 15 der Referenzfaser 12 bedeutend länger. Der Längenunterschied zwischen den Verlängerungsschlei­ fen 15 und 45 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 50 Metern, z. B. also 20 Meter.The sensor fiber 13 has extension loops 45 and ends in a further hollow cylindrical optical waveguide holder 37 , which is fixed in a hollow cylindrical holder 38 . The version of the length of _^1/4 -Pitch arranged on collision with the sensor fiber 13 38 in which a Sensorast-gradient index lens 39 is fixed substantially parallel to the socket 18 in the partition wall Referenzast- 22nd The extension loops 15 and 45 have a substantially different length, preferably the extension loop 15 of the reference fiber 12 is significantly longer. The length difference between the extension loops fen 15 and 45 is preferably between 10 and 50 meters, for. B. 20 meters.

Das Sensorlichtbündel 42 tritt parallel aus der Gradientenindexlinse 39 heraus und trifft auf die unter dem von dem Druckraumvolumen 28 aus auf sie einwirkenden Druck leicht gewölbte Druckmembran 25 in einem seitlichen Druckmembranbereich 43 unter einem kleinen Winkel 46, so daß das reflektierte Sensor­ lichtbündel 44 mit dem doppelten Winkel 46 ausgelenkt wird und zu einem geringeren Anteil in die Stirnfläche der Gradientenindexlinse 39 eintritt, die das re­ flektierte Sensorlichtbündel 44 durch Fokussieren auf den Faserkern in die Sensorfaser 13 zurückspeist. In der Fig. 1 ist zur Verdeutlichung die seitliche Auslenkung des reflektierten Sensorlichtbündels 44 übertrieben gezeichnet. Unter üblichen Betriebsbe­ dingungen wird ein größerer Anteil des reflektierten Sensorlichtbündels 44 in die Gradientenindexlinse 39 zurückgespeist. Der kleine Winkel 46 beträgt z. B. ein Grad.The sensor light bundle 42 emerges in parallel from the gradient index lens 39 and strikes the pressure diaphragm 25, which is slightly curved under the pressure acting on it from the pressure chamber volume 28, in a lateral pressure diaphragm region 43 at a small angle 46 , so that the reflected sensor light bundle 44 is doubled Angle 46 is deflected and occurs to a lesser extent in the end face of the gradient index lens 39 , which feeds back the reflected sensor light bundle 44 by focusing on the fiber core in the sensor fiber 13 . For clarification, the lateral deflection of the reflected sensor light bundle 44 is exaggerated in FIG. 1. Under normal operating conditions, a larger proportion of the reflected sensor light bundle 44 is fed back into the gradient index lens 39 . The small angle 46 is z. B. a degree.

Die Intensität des durch die Sensor-Gradientenindex­ linse 39 aufgefangenen reflektierten Sensorlicht­ bündels 44 ist dem Überdeckungsverhältnis des Sensor­ lichtbündels 44 mit der Öffnung der Gradientenindex­ linse 39 proportional. Das in die Sensorfaser 13 eingespeiste Licht wird weiter über die Übertragungs­ faser 6 zum Lichtdetektor geführt. Die Verlängerungs­ schleife 45 bewirkt dabei wie die Verlängerungsschlei­ fe 15 eine Depolarisierung und Modenmischung der durch den Übergang Gradientenindexlinse-Faser polarisierten zurückgestreuten Strahlung 36 bzw. 44.The intensity of the gradient index lens 39, the sensor-collected reflected light beam sensor 44 is the overlap ratio of the beam of light sensor 44 with the lens opening of the graded 39 proportional. The light fed into the sensor fiber 13 is guided further via the transmission fiber 6 to the light detector. The extension loop 45 , like the extension loop 15, causes a depolarization and mode mixing of the backscattered radiation 36 or 44 polarized by the transition from gradient index lens to fiber.

An dem Detektor trifft das Licht des reflektierten Sensorlichtbündels 44 durch die unterschiedlichen Längen der Verlängerungsschleifen 15 und 45 zeitlich versetzt zu dem Licht des reflektierten Referenzlicht­ bündels 34 der Referenzfaser 12 ein. Aus dem Verhält­ nis der beiden zeitlich nacheinander eintreffenden Lichtintensitäten ist die Auslenkung der Druckmem­ bran 25 und damit der in dem Druckraumvolumen 28 herrschende Druck bestimmbar. Alterungseffekte der Druckmembran 25, die zu einer geänderten Reflektivität derselben führen bzw. Änderungen der Reflektivität aufgrund von erhöhten Temperaturen betreffen die Reflexion im Referenzast 12 und im Sensorast 13 gleicher Weise, so daß das erfaßte Lichtsignal weg­ unabhängig ist. Dämpfungen auf der Übertragungsfaser 6 sind ebenfalls ohne Einfluß auf das Meßergebnis.At the detector, the light of the reflected sensor light bundle 44 arrives at different times from the light of the reflected reference light bundle 34 of the reference fiber 12 due to the different lengths of the extension loops 15 and 45 . From the ratio of the two light intensities arriving one after the other, the deflection of the pressure membrane 25 and thus the pressure prevailing in the pressure chamber volume 28 can be determined. Aging effects of the pressure membrane 25 , which lead to a changed reflectivity thereof or changes in the reflectivity due to increased temperatures affect the reflection in the reference branch 12 and in the sensor branch 13 in the same way, so that the detected light signal is independent. Attenuations on the transmission fiber 6 also have no influence on the measurement result.

Die Fig. 2 zeigt in einer schematischen Querschnitts­ ansicht einen faseroptischen Drucksensor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der faseroptische Drucksensor 1 ist in dem zweigeteilten Gehäuse 2 an­ geordnet, wobei auf die Darstellung der oberen ab­ deckenden Wände verzichtet wurde. Der Drucksensor 1 kann in einer weiteren Ausführungsform gemäß dem in der Fig. 2 einteiligen Gehäuse 2 ausgeführt sein, wenn unter Verschluß des Auslasses 31 der umgebende Absolutdruck gemessen werden soll. Dann schließen die in der Trennwand 22 eingebrachten Fassungen 18 und 38 das Ausgleichsvolumen 24 hermetisch ab. Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of a fiber optic pressure sensor 1 according to a second embodiment. The fiber optic pressure sensor 1 is arranged in the two-part housing 2 , with the illustration of the upper covering walls being dispensed with. In a further embodiment, the pressure sensor 1 can be designed in accordance with the one-piece housing 2 in FIG. 2 if the surrounding absolute pressure is to be measured with the outlet 31 closed . Then the sockets 18 and 38 introduced in the partition 22 hermetically seal off the compensation volume 24 .

Der Übertragungslichtwellenleiter 6, der an seinem drucksensorfernen Ende in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Verzweiger analog zur Fig. 1 übergeht, ist an eine Spliceverbindung 49 angeschlossen. Die von der wie in der Fig. 1 angeordneten Lumineszenzdiode ausgesandten Lichtimpulse werden im Übertragungslicht­ wellenleiter 6 zu dem faseroptischen Drucksensor 1 hingeführt und treten durch die Spliceverbindung 49 in den Verbindungslichtwellenleiter 9 ein. Der Verbin­ dungslichtwellenleiter 9 wird in dem 3-Wege-Koppler 11 in die Referenzfaser 12 und die Sensorfaser 13 aufge­ teilt.The transmission light waveguide 6 , which at its end remote from the pressure sensor merges into a branching device (not shown in the drawing) analogous to FIG. 1, is connected to a splice connection 49 . The light pulses emitted by the luminescence diode arranged in FIG. 1 are guided in the transmission light waveguide 6 to the fiber-optic pressure sensor 1 and enter the connection light waveguide 9 through the splice connection 49 . The connec tion light waveguide 9 is divided into the 3-way coupler 11 in the reference fiber 12 and the sensor fiber 13 .

Die Referenzfaser 12 ist in der Fassung 18 fixiert. Die Fassung 18 mit dem in sie eingeführten Licht­ wellenleiter-Halter 17 und der Gradientenindexlinse 19 ragt durch die Trennwand 22 des zweigeteilten Ge­ häuses 2 in das Ausgleichsvolumen 24 hinein. Die Druckmembran 25 ist im wesentlichen parallel zu der Trennwand 22 in dem Ausgleichsvolumen 24 eingespannt und begrenzt dieses.The reference fiber 12 is fixed in the socket 18 . The socket 18 with the light waveguide holder 17 inserted into it and the gradient index lens 19 protrudes through the partition wall 22 of the two-part housing 2 into the equalizing volume 24 . The pressure membrane 25 is clamped essentially parallel to the partition wall 22 in the compensation volume 24 and limits this.

In der schematischen Zeichnung der Fig. 2 ist das von der Druckmembran 25 begrenzte Druckraumvolumen 28 zur Vereinfachung der Zeichnung ohne weitere begrenzende Seitenwände dargestellt. In the schematic drawing of FIG. 2, the pressure chamber volume 28 delimited by the pressure membrane 25 is shown without further limiting side walls to simplify the drawing.

Die Fassung 18 ist im wesentlichen mittig von der Trennwand 22 des Gehäuses 2 so angeordnet, daß die Achse 33 der Gradientenindexlinse 19 im Referenzast 14 rechtwinklig zu der Oberfläche der Druckmembran­ mitte 35 steht. Das von der externen Lumineszenzdiode gelieferte Licht, welches in der Referenzfaser 12 geführt ist, beaufschlagt die Druckmembran 25 in der Membranmitte 35 in dem parallelen Referenzlichtbün­ del 34.The mount 18 is arranged essentially centrally of the partition 22 of the housing 2 so that the axis 33 of the gradient index lens 19 in the reference branch 14 is at right angles to the center 35 of the surface of the pressure membrane. The light supplied by the external luminescence diode, which is guided in the reference fiber 12 , acts on the pressure membrane 25 in the membrane center 35 in the parallel reference light beam 34 .

Die Sensorfaser 13 ist in der Fassung 38 fixiert, in der eine weitere Gradientenindexlinse 39 des Sensor­ astes 16 auf Stoß mit der Sensorfaser 13 angeordnet ist. Die Fassung 38 des Sensorastes 16 ist in einem Winkel 50 zu der Fassung 18 des Referenzastes 14 in der Trennwand 22 so fixiert, daß die Achse 48 der Sensorast-Gradientenindexlinse 39 rechtwinklig zu der Oberfläche des seitlichen Bereichs 43 der Druckmem­ bran 25 steht. Dabei ist der Abstand der Auftreff­ punkte der Lichtbündel 34 und 42 auf der Druckmem­ bran 25 zueinander kleiner als der Abstand der Stirn­ flächen der Gradientenindexlinsen 19 und 39. Der Wert des kleinen Winkels 50 liegt im gleichen Bereich wie der Winkel 46, nämlich vorzugsweise zwischen 0,2 und 10 Grad.The sensor fiber 13 is fixed in the holder 38 , in which a further gradient index lens 39 of the sensor branch 16 is arranged in abutment with the sensor fiber 13 . The socket 38 of the sensor branch 16 is fixed at an angle 50 to the socket 18 of the reference branch 14 in the partition wall 22 such that the axis 48 of the sensor branch gradient index lens 39 is perpendicular to the surface of the lateral region 43 of the pressure membrane 25 . The distance between the points of incidence of the light bundles 34 and 42 on the pressure membrane 25 to one another is smaller than the distance between the end faces of the gradient index lenses 19 and 39 . The value of the small angle 50 is in the same range as the angle 46 , namely preferably between 0.2 and 10 degrees.

Das Sensorlichtbündel 42 tritt parallel aus der Gradientenindexlinse 39 heraus und trifft auf die unter dem von dem Druckraumvolumen 28 aus auf sie einwirkenden Druck leicht gewölbte Druckmembran 25 unter einem rechten Winkel, so daß das reflektierte Sensorlichtbündel 44 bei dem der Auslenkung der Druckmembran 25 entsprechenden vorbestimmten vor­ herrschenden Druck in der Fig. 2 in sich selbst reflektiert wird und zu einem maximalen in die Sensor­ faser 13 eingespeisten Signal führt. Bei einem höheren wie auch bei einem tieferen Druck nimmt die Signal­ stärke des reflektierten Sensorlichtbündels 44 ab.The sensor light bundle 42 emerges in parallel from the gradient index lens 39 and strikes the pressure membrane 25 , which is slightly curved under the pressure acting on it from the pressure chamber volume 28 , at a right angle, so that the reflected sensor light bundle 44 occurs at the predetermined predetermined one corresponding to the deflection of the pressure membrane 25 prevailing pressure in Fig. 2 is reflected in itself and leads to a maximum fed into the sensor fiber 13 signal. At a higher as well as at a lower pressure, the signal strength of the reflected sensor light bundle 44 decreases.

Die Fig. 3 zeigt einen Signalverlauf eines Differenz­ signals aus den von einem Lichtdetektor erfaßten Intensitäten der reflektierten Sensorlichtbündel 44 und reflektierten Referenzlichtbündel 34 für einen Sensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Differenzsignal 60 ist logarithmisch auf einer Si­ gnalachse 62 gegen eine Druckdifferenz 64 aufgetragen. FIG. 3 shows a signal curve of a difference signal from the intensities of the reflected sensor light bundles 44 and reflected reference light bundles 34 for a sensor 1 according to the first exemplary embodiment, which are detected by a light detector. The difference signal 60 is logarithmically plotted on a signal axis 62 against a pressure difference 64 .

Der Abstand zwischen der vorderen Gradientenindex­ linse 19 und der Druckmembranmitte beträgt ungefähr 18 Millimeter. Der Durchmesser der Druckmembran 25 beträgt ungefähr 20 Millimeter, wobei die Referenzast- Gradientenindexlinse 19 zentral angeordnet ist, während die Sensor-Gradientenindexlinse 39 ungefähr einen seitlichen Abstand von 5 Millimetern bezüglich der Referenzast-Gradientenindexlinse 19 aufweist. Die parallelen Lichtstrahlen 34, 36, 42 und 44 weisen ungefähr einen Durchmesser von einem Millimeter auf. Die Dicke der Druckmembran 25 beläuft sich auf 200 Mikrometer.The distance between the front gradient index lens 19 and the pressure membrane center is approximately 18 millimeters. The diameter of the pressure membrane 25 is approximately 20 millimeters, the reference branch gradient index lens 19 being arranged centrally, while the sensor gradient index lens 39 is approximately a lateral distance of 5 millimeters with respect to the reference branch gradient index lens 19 . The parallel light beams 34, 36, 42 and 44 have a diameter of approximately one millimeter. The thickness of the pressure membrane 25 is 200 micrometers.

Bei einer Druckdifferenz zwischen dem Ausgleichs­ volumen 24 und dem Druckraumvolumen 28 von 0 bar tritt idealerweise eine Signaldämpfung von ebenfalls 0 db auf. Bei einer steigenden Druckdifferenz zwischen den beiden Volumina 24 und 28 steigt die Dämpfung an und die Differenzsignalkurve 60 verläuft in einem liegen­ den "S", so daß sich in einem Mittelbereich 65 der Differenzsignalkurve 60 die größte Steigung und damit die höchste Empfindlichkeit des Sensors 1 ergibt. Bei dem genannten Ausführungsbeispiel liegt im Mittel­ bereich 65 der Differenzsignalkurve 60 eine Dämpfung von 8 db bei einer erfaßten Druckdifferenz von 0,45 bar auf. Die Auslenkung im seitlichen Druck­ membranbereich 43 betrug dabei ungefähr 150 Mikrome­ ter.With a pressure difference between the compensation volume 24 and the pressure chamber volume 28 of 0 bar, ideally a signal attenuation of also 0 db occurs. With an increasing pressure difference between the two volumes 24 and 28 , the damping increases and the difference signal curve 60 runs in a lying "S", so that in a central region 65 of the difference signal curve 60 there is the greatest slope and thus the highest sensitivity of the sensor 1 . In the exemplary embodiment mentioned, there is an attenuation of 8 db at a detected pressure difference of 0.45 bar in the middle region 65 of the differential signal curve 60 . The deflection in the lateral pressure membrane area 43 was approximately 150 micrometers.

Durch eine Änderung des Winkels 46 zwischen dem Sensorlichtbündel 42 und der Druckmembran 25 in ihrem Ruhezustand bei einem vorbestimmten Druck, kann die Differenzkurve 60 entlang der Druckachse 64 verschoben werden. Damit sind insbesondere Unterdrücke meßbar oder der Bereich der größten Steilheit 65 in jeden beliebigen Druckbereich in einfacher Weise einstell­ bar. Die Justage von zwei parallelen Strahlen 34 und 42 gestattet daher einen größeren Abstand der Lin­ sen 19 und 9 von der Druckmembran 25, so daß eine größere Meßempfindlichkeit erreicht wird.By changing the angle 46 between the sensor light bundle 42 and the pressure membrane 25 in its rest state at a predetermined pressure, the difference curve 60 can be shifted along the pressure axis 64 . This means that in particular negative pressures can be measured or the range of greatest steepness 65 can be set in any pressure range in a simple manner. The adjustment of two parallel beams 34 and 42 therefore allows a greater distance between the lin sen 19 and 9 of the pressure membrane 25 , so that a greater sensitivity is achieved.

Die Druckmembran 25 ist auf ihrer von den Lichtbün­ deln 34 und 42 beaufschlagten Seite poliert und vorzugsweise mit einer hochreflektierenden me­ tallischen Schicht bedampft. Dabei wird vorteilhafter­ weise auch auf eine gleichmäßige Reflektivität der Druckmembranoberfläche geachtet. The pressure membrane 25 is polished on its side acted upon by the light bundles 34 and 42 and is preferably vapor-coated with a highly reflective metallic layer. Attention is also paid to a uniform reflectivity of the pressure membrane surface.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Strahl­ querschnitt des Referenzlichtbündels 34 durch eine in der Nähe der Gradientenindexlinse 19 angeordnete Blende gegenüber dem Strahlquerschnitt des Sensor­ lichtbündels 42 verkleinert. In einer anderen Ausge­ staltung ist eine Referenzfaser 12 mit einer kleineren numerischen Apertur bzw. eine Gradientenindexlinse 19 mit einer kleineren numerischen Apertur vorgesehen, so daß der Strahlquerschnitt des aus der Gradientenindex­ linse 19 austretenden Sensorlichtbündels 42 kleiner ist.In a further embodiment, the beam cross section of the reference light bundle 34 is reduced compared to the beam cross section of the sensor light bundle 42 by a diaphragm arranged in the vicinity of the gradient index lens 19 . Staltung In another Substituted a reference fiber 12 with a smaller numerical aperture, or a gradient index lens 19 is provided with a smaller numerical aperture, so that the beam cross-section is graded from the lens 19 emerging light beam sensor 42 is less of.

Anstelle der Gradientenindexlinsen 19 und 39 können in einem großvolumigen Sensor übliche Glaslinsen vorgesehen sein.Instead of the gradient index lenses 19 and 39 , conventional glass lenses can be provided in a large-volume sensor.

Claims (9)

1. Faseroptischer Drucksensor mit einer in ihrer Bewegung meßbaren, reflektierenden Druckmembran (25), mit einer Übertragungsfaser (6, 9), die in einem 3-Wege- Koppler (11) in eine Referenzfaser (12) eines Referenz­ astes (14) und in eine Sensorfaser (13) eines Sensor­ astes (16) verzweigt ist, wobei die Länge der Sensorfa­ ser (13) wesentlich von der Länge der Referenzfaser (12) abweicht und die Intensität von in die Übertra­ gungsfaser (9) einspeisbarem Licht in dem 3-Wege-Kopp­ ler (11) auf die Referenzfaser (12) und auf die Sensorfaser (13) aufteilbar ist, mit einer mit ihrer optischen Achse mit der optischen Achse (48) der Sensorfaser (13) ausgerichteten Sensorastlinse (39) zur Abbildung eines Sensor­ lichtbündels (42) auf einen seitlichen Bereich der reflektierenden Druckmembran (25) und mit einer mit ihrer optischen Achse mit der optischen Achse (33) der Referenzfaser (12) ausgerichteten Referenzastlinse (19) zur Erzeugung eines parallelen Referenzlichtbün­ dels (34) auf der reflektierenden Druckmembran (25), wobei die optische Achse der Referenzastlinse (19) normal zu der von dem Referenzlichtbündel (34) be­ leuchteten Fläche der Druckmembran (25) angeordnet, die Druckmembran (25) von ihrer von den Lichtbündeln (34, 42) nicht beaufschlagten Seite mit einem zu erfassenden Druck beaufschlagbar und die Druckmembranbewegung durch Differenzsignalbildung der Intensitäten des über die Sensorastlinse (39) in die Sensorfaser (13) und des über die Referenzastlinse (19) in die Referenzfaser (12) reflektier­ ten Lichtbündels (36, 44) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sensorastlin­ se (39) ein paralleles Sensorlichtbündel (42) erzeugbar ist, dessen optische Achse (48) in einem Winkel (46) von höchstens wenigen Grad zu der Normalen auf der von dem Sensorlichtbündel (42) beleuchteten Fläche des seitlichen Bereichs (43) der Druckmembran (25) steht, daß das Referenzlichtbün­ del (34) die sich bei Druckänderung nur axial zu demselben bewegende Druckmembranmitte (35) beaufschlagt, und daß die Druckmembran so ausgelegt ist, daß sich bei einer Druckänderung auch der Winkel (46) aufgrund einer Verbiegung der Druckmembran (25) im seitlichen Bereich (43) ändert.1. Fiber optic pressure sensor with a measurable in its movement, reflective pressure membrane ( 25 ), with a transmission fiber ( 6, 9 ) in a 3-way coupler ( 11 ) in a reference fiber ( 12 ) of a reference branch ( 14 ) and is branched into a sensor fiber ( 13 ) of a sensor branch ( 16 ), the length of the sensor fiber ( 13 ) deviating substantially from the length of the reference fiber ( 12 ) and the intensity of light that can be fed into the transmission fiber ( 9 ) in the third -Way coupler ( 11 ) on the reference fiber ( 12 ) and on the sensor fiber ( 13 ) can be split, with an optical axis with the optical axis ( 48 ) of the sensor fiber ( 13 ) aligned sensor lens ( 39 ) for imaging a Sensor light bundle ( 42 ) on a lateral region of the reflective pressure membrane ( 25 ) and with a reference branch lens ( 19 ) aligned with its optical axis with the optical axis ( 33 ) of the reference fiber ( 12 ) to produce a parallel len reference light bundle ( 34 ) on the reflective pressure membrane ( 25 ), wherein the optical axis of the reference branch lens ( 19 ) normal to the illuminated by the reference light bundle ( 34 ) be arranged area of the pressure membrane ( 25 ), the pressure membrane ( 25 ) from its the light bundles ( 34, 42 ) not exposed to a pressure to be detected and the pressure membrane movement by forming the difference signal of the intensities of the sensor fiber ( 13 ) via the sensor lens ( 39 ) and the reference fiber lens ( 19 ) into the reference fiber ( 12 ) Reflected light beam ( 36, 44 ) can be determined, characterized in that with the Sensorastlin se ( 39 ) a parallel sensor light beam ( 42 ) can be generated, the optical axis ( 48 ) at an angle ( 46 ) of at most a few degrees to the normal on the surface of the lateral area ( 43 ) of the pressure membrane ( 25 ) illuminated by the sensor light bundle ( 42 ), it stands that the reference line chtbün del ( 34 ) which acts upon the pressure change only axially moving to the same pressure diaphragm center ( 35 ), and that the pressure diaphragm is designed so that when the pressure changes, the angle ( 46 ) due to a bending of the pressure diaphragm ( 25 ) in the lateral area ( 43 ) changes. 2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorastlinse (39) und die Referenzastlinse (19) Gradientenindexlinsen sind.2. Sensor according to claim 1, characterized in that the sensor branch lens ( 39 ) and the reference branch lens ( 19 ) are gradient index lenses. 3. Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) zwischen den optischen Achsen (33 und 48) des Referenzastes (14) und des Sensorastes (16) null Grad beträgt.3. Sensor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the angle ( 50 ) between the optical axes ( 33 and 48 ) of the reference branch ( 14 ) and the sensor branch ( 16 ) is zero degrees. 4. Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) zwischen den optischen Achsen (33 und 48) des Referenzastes (14) und des Sensorastes (16) wenige Grad beträgt.4. Sensor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the angle ( 50 ) between the optical axes ( 33 and 48 ) of the reference branch ( 14 ) and the sensor branch ( 16 ) is a few degrees. 5. Sensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (46) zwischen der optischen Achse (48) des Sensorastes (16) und dem von dem Sensorlichtbündel (42) beaufschlagten seit­ lichen Bereich (43) der Druckmembran (25) für einen vorbestimmten Druck auf 90 Grad einstellbar ist.5. Sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle ( 46 ) between the optical axis ( 48 ) of the sensor branch ( 16 ) and the area ( 43 ) of the pressure membrane ( 25 ) acted upon by the sensor light bundle ( 42 ). is adjustable to 90 degrees for a predetermined pressure. 6. Sensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzfaser (12) wesentlich länger als die Sensorfaser (13) ist. 6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the reference fiber ( 12 ) is substantially longer than the sensor fiber ( 13 ). 7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzfaser (12) um 10 bis 50 Meter länger als die Sensorfaser (13) ist.7. Sensor according to claim 6, characterized in that the reference fiber ( 12 ) is 10 to 50 meters longer than the sensor fiber ( 13 ). 8. Sensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Referenzfaser (12), in der Sensorfaser (13) und der Übertragungsfaser (6, 9) enge Verlängerungsschleifen (10, 15, 45) zum Moden­ mischen vorgesehen sind.8. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in the reference fiber ( 12 ), in the sensor fiber ( 13 ) and the transmission fiber ( 6, 9 ) narrow extension loops ( 10, 15, 45 ) are provided for mixing modes. 9. Sensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (46) zwischen der Normalen auf der von dem Sensorlichtbündel (42) beleuchteten Fläche des seitlichen Bereichs (43) der Druckmembran (25) und dem einfallenden parallelen Sensorlichtbündel (42) zwischen 0,2 und 10 Grad beträgt.9. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the angle ( 46 ) between the normal to the surface of the lateral region ( 43 ) of the pressure membrane ( 25 ) and the incident parallel sensor light bundle ( 42 ) illuminated by the sensor light bundle ( 42 ) is between 0.2 and 10 degrees.