DE4423104A1 - Druckempfindliche Sensorvorrichtung mit Lichtwellenleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einen Lichtwellenleiter aufweisende druck­ empfindliche Sensorvorrichtung gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

In der optischen Signalverarbeitung ist bei Lichtwellenleitern grundsätzlich der Effekt der Mikrokrümmung bekannt. Bei diesem Effekt wird das Licht, welches an einem Ende des Lichtwellenleiters eingespeist wird, für den Fall, daß der Lichtwellenleiter gebogen oder druckbeansprucht wird, in dem beanspruchten Bereich am Rand des Lichtwellenleiters nicht reflek­ tiert und geht somit verloren, so daß am Ende des Lichtwellenleiters eine geringere als die eingespeiste Lichtintensität erfaßt wird. Dabei sind die Reflektionsverluste proportional zu der Druckbeanspruchung beziehungs­ weise Biegebeanspruchung.

Eine nach dem beschriebenen Prinzip arbeitende Sensorvorrichtung ist aus der WO 86/00988 bekannt. Hierbei sind zur Realisierung des Effektes der Mikrokrümmung zwei spiralförmig miteinander verdrehte Fäden längs des Lichtwellenleiters angeordnet, wobei diese Anordnung zusätzlich von einer Ummantelung umgeben ist.

Ergänzend dazu ist beispielsweise aus der DE-OS 32 11 828 A1 bezie­ hungsweise der EP-0 419 267 A1 ein ummantelter Lichtwellenleiter be­ kannt, an dessen einem Ende von einer Lichtquelle Licht eingespeist wird und an dessen anderen Ende eine Erfassungsvorrichtung (zum Beispiel eine Fotodiode) für das austretende Licht angeordnet ist. Hierbei ist es von Nachteil, daß die Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung räumlich voneinander getrennt sind, so daß entweder eine Kalibrierung von Licht­ quelle/Erfassungsvorrichtung (wie im Falle der EP-0 419 267) erforderlich ist, oder eine Differenzauswertung von zwei Lichtwellenleitern (wie im Falle der DE-OS 32 11 828) stattfinden muß. Außerdem bedingt das Vor­ handensein der räumlich voneinander getrennten Lichtquelle und der Er­ fassungsvorrichtung unterschiedliche Einbauorte und somit einen höheren Montageaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einen Lichtwellen­ leiter aufweisende druckempfindliche Sensorvorrichtung bereitzustellen, die konstruktiv einfach gebaut ist, zuverlässig arbeitet, unkompliziert ein­ zubauen ist und vor störenden Fremdeinflüssen weitestgehend geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den jeweiligen kennzeichnenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ange­ geben und im folgenden beschrieben und anhand von Zeichnungen erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines Lichtwellenleiters,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße druckempfindliche Sensorvorrich­ tung,

Fig. 3-5 weitere erfindungsgemäße Sensorvorrichtungen,

Fig. 6 eine hohlprofilartige Ausbildung eines Schutzmantels.

Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines Lichtwellenleiters 2, der den im folgenden beschriebenen Sensorvorrichtungen zugrundeliegt, auf des­ sen Aufbau die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, da auch andersartig aufgebaute Lichtwellenleiter verwendbar sind. Der in Fig. 1 gezeigte Lichtwellenleiter weist eine Seele 21 mit einem hohen Brechungskoeffizi­ enten auf, die von einer äußeren Schicht 22 umgeben ist, die einen nied­ rigen Brechungskoeffizienten aufweist. Darüber hinaus ist um die äußere Schicht 22 herum eine Schutzbeschichtung 23 (aus einem lichtundurch­ lässigen Material) angeordnet. Derart ausgestaltete Lichtwellenleiter gibt es inzwischen als Meterware, die beliebig abgelängt (abgeschnitten) wer­ den können.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße druck- und biegeempfindliche Sen­ sorvorrichtung. Eine solche erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung gemeinsam an einem Ende des Lichtwellenleiters angeordnet sind und an dem anderen Ende des Lichtwellenleiters eine das von der Lichtquelle eingespeiste Licht reflektierende Vorrichtung angeordnet ist, wobei zu­ mindest die Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung räumlich benach­ bart angeordnet sind. Dieser grundsätzliche Aufbau einer druckempfindli­ chen Sensorvorrichtung ist gemäß Fig. 1 dadurch realisiert, daß eine Lichtquelle 1 (zum Beispiel eine Infrarotdiode) Licht am Anfang A des Lichtwellenleiters 2 einspeist, das am Ende E des Lichtwellenleiters 2 austritt, wobei im Bereich des Anfanges A des Lichtwellenleiters 2 eine Erfassungsvorrichtung 3 angeordnet ist, die das von einer das Licht re­ flektierenden Vorrichtung 4 reflektierte Licht erfaßt. Zur praktischen Rea­ lisierung ist im Strahlengang des Lichtes zwischen der Lichtquelle 1 und dem Anfang A ein Polarisationsprisma 31 angeordnet, welches für das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht durchlässig ist. Zur Erzeugung einer der Längsachse des Lichtwellenleiters 2 parallelen Lichtstrahles ist vor dem Anfang A des Lichtwellenleiters 2 eine Sammellinseneinheit 32 angeordnet. Damit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß ein weitestgehend paralleler Lichtstrahl in den Lichtwellenleiter 2 eingespeist wird. Weiterhin ist gemäß Fig. 2 zwischen der Sammellinseneinheit 32 und dem Anfang A des Lichtwellenleiters 2 eine Lambda-Viertel-Platte angeordnet, die die Polarisationsebene des hin- und rücklaufenden Lichtstrahles jeweils um 45 Grad dreht (insgesamt also um 90 Grad), was eine Voraussetzung für die Ablenkung des reflektierten Lichtes im Polari­ sationsprisma 31 ist. Das am Ende E des Lichtwellenleiters 2 austretende Licht, das bei Druckbeanspruchung (symbolisiert mit dem Pfeil mit dem Bezugsbuchstaben P) aufgrund der Mikrokrümmung innerhalb des Licht­ wellenleiters 2 gekrümmt wird, wird durch die reflektierende Vorrichtung 4, insbesondere mittels eines Spiegels 41, in den Lichtwellenleiter 2 zu­ rückgeschickt, dort nochmals aufgrund der Mikrokrümmung durch die Druckbeanspruchung reflektiert und tritt zurücklaufend am Anfang A aus, wobei es danach die Lambda-Viertel-Platte 33 sowie die Sammellinsen­ einheit 32 durchläuft und von dem Polarisationsprisma 31 gemäß dem in Fig. 2 skizzierten Strahlengang zu der Erfassungsvorrichtung 3 gelangt. Diese Erfassungsvorrichtung 3 ist beispielsweise derart ausgestaltet, daß das reflektierte Licht eine weitere Sammellinse 34 durchläuft, gebündelt wird und auf einen Detektor 35 (beispielsweise eine Fotodiode, die auf das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht reagiert) trifft. Dabei ist es denkbar, den Detektor 35 einflächig oder mehrflächig auszubilden. Das Polarisationsprisma 31 (oder alternativ dazu ein halbdurchlässiger Spie­ gel) ist derart ausgebildet, daß es zwischen dem eingespeisten und dem reflektierten Licht unterscheiden kann. Eine derartig aufgebaute druck­ empfindliche Sensorvorrichtung hat den Vorteil, daß sie konstruktiv ein­ fach gebaut ist, aufgrund der Druckerkennung durch die Mikrokrümmung des Lichtwellenleiters zuverlässig arbeitet, vor störenden Fremdeinflüssen weitestgehend geschützt ist, da der Lichtwellenleiter nur indirekt druckbeansprucht wird und unkompliziert einzubauen ist, da die reflektie­ rende Vorrichtung 4 am Ende E des Lichtwellenleiters 2 kompakt ange­ baut oder sogar integriert werden kann, während auf der dem Ende E ab­ gewandten Seite des Lichtwellenleiters 2 zumindest die Lichtquelle 1, das Polarisationsprisma 31 und die Erfassungsvorrichtung 3 zu einer Bauein­ heit zusammengefaßt sind. Die Anordnung einer reflektierenden Vorrich­ tung 4 am Ende E des Lichtwellenleiters 2 hat den Vorteil, daß beispiels­ weise von 100% "Lichtmenge" (beispielsweise Intensität), die am Anfang A eingespeist wird, aufgrund der Mikrokrümmung durch Druckbeanspru­ chung am Ende E nur 80% ankommen, daß heißt, daß 20% der einge­ speisten Lichtmenge aufgrund der Mikrokrümmung nicht reflektiert wer­ den und somit verlorengehen, daß dann wiederum 80% von der reflektie­ renden Vorrichtung 4 am Ende E des Lichtwellenleiters 2 wieder zurück­ gespeist werden, wobei dann von den 80% wiederum 20% verlorengehen, so daß am Anfang A des Lichtwellenleiters nur noch 64% der ursprünglich eingespeisten "Lichtmenge" austritt, die dann zuverlässig von der Erfas­ sungsvorrichtung 3 (beziehungsweise dem Detektor 35) ausgewertet wer­ den kann. Zu diesem Zweck ist die Erfassungsvorrichtung 3 in erfin­ dungsgemäßer Weise zur Erkennung einer Änderung der Intensität, der Dauer und/oder der Frequenz des eingespeisten Lichtes ausgebildet, wo­ bei in der Erfassungsvorrichtung 3 (insbesondere von dem Detektor 35) diese Änderung in ein elektrisch auswertbares Signal umgesetzt wird, was einer angeschlossenen Auswerteeinheit (in Fig. 2 nicht dargestellt) zuge­ führt werden kann, die dann entsprechend einer Druckbeanspruchung beziehungsweise Biegung reagiert. Diese Reaktion kann beispielsweise in Form einer Anzeige eines Meßwertes, der proportional zumindest zu der Druckbeanspruchung ist, erfolgen oder aber weitere Aktionen auslö­ sen. So ist beispielsweise denkbar, daß sicherheitsrelevante Bereiche mittels des Lichtwellenleiters überwacht werden, wobei es dann bei Überschreitung einer unzulässigen Druckbeanspruchung zur Beeinflus­ sung einer Komponente (beispielsweise Abschalten eines Elektromoto­ res) kommt.

So ist es beispielsweise erfindungsgemäß denkbar, daß die Auswertung des reflektierten und erfaßten Lichtes kontinuierlich (beispielsweise in Form einer Anzeige eines Druckwertes) oder diskret (beispielweise mit­ tels eines Schwellwertschalters) erfolgt. So kann beispielsweise der druckempfindliche Bereich des Lichtwellenleiters in einem für eine Be­ dienperson quetschgefährdeten Bereich angeordnet sein (zum Beispiel Türen eines Fahrstuhles, elektrisch betätigbare Fensterscheiben bei ei­ nem Kraftfahrzeug), wobei dann, wenn eine Quetschgefahr vorliegt, die Druckbeanspruchung (daß heißt die Quetschung) erfaßt wird und bei Überschreiten eines zulässigen Bereiches der Schließvorgang der Türen abgebrochen wird. Bei der kontinuierlichen Auswertung ist es wiederum von Vorteil, daß die Lichtquelle, das Polarisationsprisma und die Erfas­ sungsvorrichtung einschließlich einer entsprechend ausgebildeten Aus­ werte- und Anzeigeeinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, so daß damit beispielsweise ein Druckmeßgerät zur Verfügung steht, das zuverlässig arbeitet, einfach gebaut ist und unkompliziert zu handhaben ist.

In Fig. 3 ist nochmals vereinfacht gezeigt, daß insbesondere die Kompo­ nenten Lichtquelle 1 und Erfassungsvorrichtung 3 (beziehungsweise Er­ fassungseinrichtung 81 gemäß Fig. 5) eine Baueinheit 5 bilden, die wenigstens einen elektrischen Anschluß 6 für die Stromversorgung und/oder die Signalauswertung aufweist. Hierbei ist es denkbar, daß der Anfang des Lichtwellenleiters 2 und/oder das Ende des Lichtwellenleiters 2 einschließlich der reflektierenden Vorrichtung 4 in der Baueinheit 5 mit integriert ist. Daß heißt, daß der Lichtwellenleiter 2 aus der Baueinheit 5 herausgeführt ist und den druckempfindlichen Bereich der Sensorvorrich­ tung darstellt, und schlaufenförmig, insbesondere U-förmig, verlegbar ist. Dabei kann im Biegebereich eine Schutzummantelung (zum Beispiel ein Rohrbogen) vorgesehen werden.

Es ist auch denkbar, mehr als einen einzigen Lichtwellenleiter 2 zu ver­ wenden, wobei eine besondere Ausgestaltung der Erfindung darin besteht (was auch erfindungswesentlich ist), daß drei einzelne Lichtwellenleiter verdrillt, insbesondere zopfartig miteinander verdrillt, werden, wobei über den Anfang beziehungsweise das Ende des zopfartigen Lichtwellenleiter- Trios eine Hülse (Aderendhülse) übergeschoben wird, wobei die über die Hülse hinausragenden Enden der einzelnen Lichtwellenleiter abgeschnit­ ten werden, gegebenenfalls die einzelnen Lichtwellenleiter angephast und angeschmolzen werden, so daß diese optisch geglättet werden und im Anfangs- beziehungsweise Endbereich wie ein einziger Lichtwellenleiter arbeiten, von dem aus das Licht von der Lichtquelle 1 dreifach aufgeteilt wird. Zu diesem Zweck kann die Aderendhülse konstruktiv derart ausge­ bildet sein, daß sie in ein entsprechend konstruktiv ausgearbeitetes Gegenstück, was in der Baueinheit 5 integriert ist, eingesteckt wird und somit optisch zumindest zu der Lichtquelle 1 und der Erfassungsvorrich­ tung 3 Verbindung findet. Als Material für den beziehungsweise die Licht­ wellenleiter kommt beispielsweise Acryl in Frage, da es gegenüber Glas als Werkstoff den Vorteil hat, daß es elastischer ist und sich somit besser für die Druck- beziehungsweise Biegebeanspruchungen eignet.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Lichtquelle an einem Ende eines ersten Lichtwellenleiters und die Er­ fassungsvorrichtung an einem Ende eines weiteren Lichtwellenleiters an­ geordnet ist und eine das eingespeiste Licht reflektierende Vorrichtung an dem der Lichtquelle beziehungsweise der Erfassungsvorrichtung abge­ wandten Enden der beiden Lichtwellenleiter angeordnet sind, wobei zu­ mindest die Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung räumlich benach­ bart angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemä­ ßen Gedankens ist beispielsweise in Fig. 4 gezeigt. Hierbei sind zwei mit der Bezugsziffer 2 bezeichnete Lichtwellenleiter vorhanden, wobei (bei Betrachtung der Fig. 4, was jedoch keine räumliche Beschränkung dar­ stellt) in den oberen Lichtwellenleiter 2 von der Lichtquelle 1 Licht einge­ speist wird, welches von der spiegelaufweisenden reflektierende Vorrich­ tung 4 in den unteren Lichtwellenleiter 2 zurückgeworfen wird und von der Erfassungsvorrichtung 3 erfaßt wird. Es ist auch denkbar, die Vorrichtung 4 aus einem gebogenen Stück Lichtwellenleiter (Umlenkstück) herzustel­ len. Dabei ist diese druckempfindliche Sensorvorrichtung derart ausge­ staltet, daß an dem einen Lichtwellenleiter an seinem Anfang A1 das Licht eingespeist wird und an seinem Ende E1 austritt, wobei das austretende Licht von der reflektierenden Vorrichtung 4 reflektiert (beziehungsweise umgelenkt) wird, an dem Ende E2 wieder in den unteren Lichtwellenleiter 2 eintritt und an dem Anfang A2 des unteren Lichtwellenleiters 2 austritt und in die Erfassungsvorrichtung 3 gelangt. Hierbei ist es denkbar, daß als Erfassungsvorrichtung 3 im einfachsten Falle eine einzige Fotodiode (gemäß dem Detektor 35) vorhanden ist, wodurch eine weitere Verein­ fachung des Aufbaues der Erfassungsvorrichtung 3 gegeben ist. Das er­ faßte Licht wird von der Erfassungsvorrichtung 3 wiederum in ein insbe­ sondere elektrisch auswertbares Signal umgesetzt und kann über die elektrischen Anschlüsse 6 weiter verarbeitet werden. Als wesentlicher Punkt sei an dieser Stelle wiederum darauf hingewiesen, daß insbeson­ dere die Lichtquelle 1 und die Erfassungsvorrichtung 3 die Baueinheit 5 bilden. Bei dieser Ausgestaltung der druckempfindlichen Sensorvorrich­ tung ist es denkbar, daß entweder ein einziger Lichtwellenleiter oder beide Lichtwellenleiter zusammen einer Druckbeanspruchung aussetzbar sind. Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn die Anfangsbereiche (A1, A2) in die Baueinheit 5 sowie die Endbereiche (E1, E2) in die reflektierende Vorrichtung 4 hineinragen beziehungsweise mit diesen oder in diesen in­ tegriert sind. So ist es beispielsweise denkbar, daß die beiden Lichtwel­ lenleiter gemäß Fig. 4 eine größere Länge aufweisen und derart bei­ spielsweise gebogen angeordnet sind, daß auch die Endbereiche ein­ schließlich der reflektierenden Vorrichtung 4 in der Baueinheit 5 integriert sind. Somit ergibt sich für den druckempfindlichen Bereich eine Art Schlaufe.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Licht­ quelle an dem einen Ende des Lichtwellenleiters und die Erfassungsvor­ richtung an dem anderen Ende des Lichtwellenleiters angeordnet, wobei eine von der Erfassungsvorrichtung abgebbare Größe über eine elektrisch signalübertragende Leitung zu einer elektrisch wirkenden Erfassungsein­ richtung übertragen wird, wobei zumindest die Lichtquelle und die Erfas­ sungseinrichtung räumlich benachbart angeordnet sind. Wie in Fig. 5 ge­ zeigt ist, wird wiederum Licht von der Lichtquelle 1 in den Lichtwellenleiter 2 eingespeist, wobei die entsprechend ausgestaltete Erfassungsvorrich­ tung 3 an dem anderen Ende des Lichtwellenleiters 2 angeordnet ist, wo­ bei das von der Erfassungsvorrichtung 3 erfaßte Licht in ein elektrisches Signal umgesetzt wird und über eine elektrisch signalübertragende Lei­ tung 8 zu der Baueinheit 5 übertragen wird, in der eine elektrisch wirkende Erfassungseinrichtung 81 angeordnet ist. Von dieser Erfassungseinrich­ tung 81 kann das schon elektrisch vorliegende Signal für die Druckbean­ spruchung direkt oder auch gegebenenfalls unter Zwischenschaltung ei­ nes Wandlers an die elektrischen Anschlüsse 6 zur weiteren Auswertung abgegeben werden.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß der aus der Bauein­ heit herausgeführte Bereich des Lichtwellenleiters wenigstens teilweise, vorzugsweise über den gesamten Bereich, einen Schutzmantel aufweist, wobei der insbesondere elastisch verformbare Schutzmantel hohlprofilar­ tig ausgebildet ist, in dem der Lichtwellenleiter eingelegt oder eingearbei­ tet ist. Eine derartige hohlprofilartige Ausbildung eines Schutzmantels ist beispielsweise in Fig. 6 gezeigt, wobei der erfindungsgemäße Gedanke nicht auf die gezeigte Form des Schutzmantels 7 beschränkt ist, so daß hier weitere geometrische Formen und Anordnung Verwendung finden können. Der Schutzmantel 7 weist einen Fuß 71 auf, mit dem der Schutz­ mantel 7 beispielsweise über eine längere Strecke verlegt und somit fest­ gesetzt werden kann. In dem Schutzmantel ist im Inneren ein Hohlraum 72 angeordnet, wobei an beliebiger Stelle des Schutzmantels 7 bei­ spielsweise ein Schlitz 73 vorhanden sein kann, in den der Lichtwellenlei­ ter 2 einlegbar ist. Ist der Schutzmantel 7 insbesondere elastisch verform­ bar, kann dieser Schlitz 73 beispielsweise eingeschnitten und der Licht­ wellenleiter 2 eingelegt werden. Denkbar ist auch, den Schlitz 73 in etwa einer Breite des Durchmessers des Lichtwellenleiters 2 auszuführen, wo­ bei dann nach Einlegen des Lichtwellenleiters 2 der verbleibende Teil des Schlitzes 73 geschlossen wird, so daß der Lichtwellenleiter 2 von dem übrigen elastisch verformbaren Material des Schutzmantels 7 umgeben und somit gegen Beschädigungen geschützt ist. Ebenso ist es denkbar, beim Herstellungsprozeß des Schutzmantels 7 den Lichtwellenleiter 2 direkt mit einzuarbeiten. Damit steht dann ein druckempfindlicher Körper zur Verfügung, an dessen Enden in geeigneter Weise die Lichtquelle 1 beziehungsweise die Erfassungsvorrichtung beziehungsweise die reflek­ tierende Vorrichtung 4 angebracht werden muß. Auch ist denkbar, in dem Schutzmantel einen Kanal (zum Beispiel Gleitrohr) vorzusehen, in wel­ chem der Lichtwellenleiter 2 eingezogen wird. Dies hat den Vorteil, daß der Lichtwellenleiter 2 in dem Kanal längsverschiebbar ist. Weiterhin ist vorgesehen, daß in dem Hohlraum 72 die Leitung 8 eingelegt werden kann oder schon beim Herstellungsprozeß eingelegt ist, wobei auch mehr als ein Lichtwellenleiter 2 und mehr als eine Leitung 8 in den Schutzman­ tel 7 einbringbar sind. So ist beispielsweise ergänzend denkbar, daß die signalübertragende Leitung 8 nicht nur innerhalb längs des Schutzmantels 7, sondern außerhalb längs des Schutzmantels 7 angeordnet ist. Auch ei­ ne gleichzeitige Einbringung von Lichtwellenleiter 2 und elektrischer Lei­ tung 8 in den Schlitz 73 sind denkbar. Weiterhin ist es denkbar, daß die Leitung 8 auch getrennt von dem Schutzmantel 7 verlegt wird.

Als eine besondere Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der oder die Lichtwellenleiter und gegebenenfalls die elektrische Leitung oder elektri­ schen Leitungen direkt von einem elastisch verformbaren Material umge­ ben sind, das den Schutzmantel bildet. Dadurch ist eine einfache Herstel­ lung möglich und es entfallen aufwendige Montagearbeiten, da der druck­ empfindliche Bereich in Form eines länglichen Stranges direkt zur Verfü­ gung steht.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Einstellen einer druck­ empfindlichen Sensorvorrichtung angegeben, wobei von einer Lichtquelle Licht vorgebbarer Intensität, Dauer und/oder Frequenz in den Lichtwellen­ leiter eingespeist wird und daß von einer am Ende des Lichtwellenleiters angeordneten das Licht reflektierenden Vorrichtung reflektierte und von einer Erfassungsvorrichtung erfaßte Licht als Maß für die Nichtbetätigung der Sensorvorrichtung herangezogen wird. Hierbei werden schon kon­ struktionsbedingte (statische) Lichtverluste berücksichtigt. Wird bei­ spielsweise Licht eingespeist, reflektiert und erfaßt, ohne das der Licht­ wellenleiter druckbeansprucht wird, steht damit ein Maß für die Nichtbetä­ tigung des druckempfindlichen Bereiches der Sensorvorrichtung zur Ver­ fügung. Andere, von diesem festgestellten Maß abweichende Werte, ent­ sprechen somit einer Betätigung der Sensorvorrichtung.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensorvorrichtung druckbeansprucht wird und das dann reflektierte und erfaßte Licht bei gleichbleibender Einspeisung als Maß für die Betätigung der Sensorvor­ richtung herangezogen wird. Hierbei werden also die zusätzlichen Licht­ verluste berücksichtigt. Erfolgt, wie schon beschrieben, die Auswertung diskret (beispielsweise mittels des Schwellwertschalters) reicht eine ein­ zige Druckbeanspruchung aus, um die Sensorvorrichtung einzustellen.

Dabei ist es denkbar, daß der Schwellwert des Schwellwertschalters in Abhängigkeit des Maßes sowohl für die Nichtbetätigung als auch für die Betätigung der Sensorvorrichtung angepaßt wird. Sollen mit der Sensor­ vorrichtung genaue Werte für den Druck gemessen und angezeigt wer­ den, empfiehlt es sich, die Betätigung mehrfach mit insbesondere definier­ ten Druckwerten durchzuführen, um somit die Sensorvorrichtung zu kali­ brieren beziehungsweise zu eichen (wobei unter "eichen" ein amtlicher Kalibrierungsvorgang zu verstehen ist).

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, daß ein Maß für die Betätigung der Sensorvorrichtung automatisch nach Feststel­ lung des Maßes für die Nichtbetätigung durch Verminderung dieses Ma­ ßes um eine vorgebbare Größe berechnet wird. Wird als Maß für die Nichtbetätigung beispielsweise 100% angenommen, daß heißt, daß das gesamte eingespeiste Licht auch reflektiert wird, ist es denkbar, daß, un­ ter Berücksichtigung einer Fehlergrenze oder Toleranzgrenze, alle unter 100% liegenden Werte (alle Werte beispielsweise kleiner als 90%) als Maß für die Betätigung herangezogen werden. So kann zum Beispiel das Maß für die Betätigung durch Division oder Subtraktion um eine vorgeb­ bare Größe aus dem Maß für die Nichtbetätigung berechnet werden. Auf­ grund dieser automatischen Einstellung ist es möglich, unabhängig von Fehlern und Toleranzen der einzelnen Komponenten die gesamte Sen­ sorvorrichtung automatisch einzustellen. In Ergänzung dazu ist es denk­ bar, daß für den Fall, wenn das von der Erfassungsvorrichtung erfaßte Licht unter einem vorgebbaren Wert liegt, der eine zuverlässige Auswer­ tung nicht gestattet, daß dann die Lichtleistung der Lichtquelle erhöht wird. Somit werden Alterungserscheinungen oder Fehler (zum Beispiel durch Trübung oder Teilbrüche) ausgeglichen beziehungsweise berück­ sichtigt.

Claims (16)

1. Sensorvorrichtung, die als druckempfindliche Sensorvorrichtung ausgebildet ist und zumindest einen ummantelten Lichtwellenleiter zur Erfassung einer Druckbeanspruchung aufweist, wobei von einer Licht­ quelle Licht an einem Ende in den Lichtwellenleiter eingespeist und das aus dem Lichtwellenleiter austretende Licht von einer Erfassungsvorrich­ tung erfaßt wird und das erfaßte Licht ein auswertbares Maß für die Druckbeanspruchung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle und die Erfassungsvorrich­ tung gemeinsam an einem Ende des Lichtwellenleiters angeordnet sind und an dem anderen Ende des Lichtwellenleiters eine das von der Licht­ quelle eingespeiste Licht reflektierende Vorrichtung angeordnet ist, wobei zumindest die Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung räumlich be­ nachbart angeordnet sind.

2. Sensorvorrichtung, die als druckempfindliche Sensorvorrichtung ausgebildet ist und zumindest einen ummantelten Lichtwellenleiter zur Erfassung einer Druckbeanspruchung aufweist, wobei von einer Licht­ quelle Licht an einem Ende in den Lichtwellenleiter eingespeist und das aus dem Lichtwellenleiter austretende Licht von einer Erfassungsvorrich­ tung erfaßt wird und das erfaßte Licht ein auswertbares Maß für die Druckbeanspruchung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle an einem Ende eines er­ sten Lichtwellenleiters und die Erfassungsvorrichtung an einem Ende ei­ nes weiteren Lichtwellenleiters angeordnet ist und eine das eingespeiste Licht reflektierende Vorrichtung an dem der Lichtquelle beziehungsweise der Erfassungsvorrichtung abgewandten Enden der beiden Lichtwellenlei­ ter angeordnet ist, wobei zumindest die Lichtquelle und die Erfassungs­ vorrichtung räumlich benachbart angeordnet sind.

3. Sensorvorrichtung, die als druckempfindliche Sensorvorrichtung ausgebildet ist und zumindest einen ummantelten Lichtwellenleiter zur Erfassung einer Druckbeanspruchung aufweist, wobei von einer Licht­ quelle Licht an einem Ende in den Lichtwellenleiter eingespeist und das aus dem Lichtwellenleiter austretende Licht von einer Erfassungsvorrich­ tung erfaßt wird und das erfaßte Licht ein auswertbares Maß für die Druckbeanspruchung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle an dem einen Ende des Lichtwellenleiters und die Erfassungsvorrichtung an dem anderen Ende des Lichtwellenleiters angeordnet ist, wobei eine von der Erfassungsvor­ richtung abgebbare Größe über eine elektrisch signalübertragende Lei­ tung zu einer elektrisch wirkenden Erfassungseinrichtung übertragen wird, wobei zumindest die Lichtquelle und die Erfassungseinrichtung räumlich benachbart angeordnet sind.

4. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Lichtquelle und Erfas­ sungsvorrichtung beziehungsweise Erfassungseinrichtung eine Baueinheit bilden, die wenigstens einen elektrischen Anschluß für die Stromversor­ gung und/oder die Signalauswertung aufweist.

5. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter zumindest teilweise aus der Baueinheit herausgeführt ist und den druckempfindlichen Bereich der Sensorvorrichtung darstellt.

6. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Baueinheit herausgeführte Bereich des Lichtwellenleiters wenigstens teilweise, vorzugsweise über den gesamten Bereich, der herausgeführt ist, einen Schutzmantel auf­ weist, wobei der insbesondere elastisch verformbare Schutzmantel hohl­ profilartig ausgebildet ist, in den zumindest der Lichtwellenleiter eingelegt oder eingearbeitet ist.

7. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die signalübertragende Leitung innerhalb oder außerhalb längs des Schutzmantel angeordnet ist.

8. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Vorrichtung ein Spiegel ist und in dem Strahlengang des Lichtes zwischen der Lichtquelle und dem Ende des Lichtwellenleiters, an dem das Licht eingespeist wird, eine zwischen eingespeistem und reflektiertem Licht unterscheidende Vorrich­ tung, insbesondere ein halbdurchlässiger Spiegel oder ein Polarisations­ prisma angeordnet ist.

9. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ende des Lichtwellenleiters, an dem das Licht eingespeist wird, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer der Längsachse des Lichtwellenleiters parallelen Lichtstrahles, insbesondere eine Sammellinseneinheit, angeordnet ist.

10. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Lichtwellenleiter und gegebenenfalls die elektrische Leitung oder die elektrischen Leitungen direkt von einem elastisch verformbaren Material umgeben sind, das den Schutzmantel bildet.

11. Verfahren zum Einstellen einer Sensorvorrichtung, die als druck­ empfindliche Sensorvorrichtung ausgebildet ist und zumindest einen um­ mantelten Lichtwellenleiter zur Erfassung einer Druckbeanspruchung auf­ weist, wobei von einer Lichtquelle Licht an einem Ende in den Licht­ wellenleiter eingespeist und das aus dem Lichtwellenleiter austretende Licht von einer Erfassungsvorrichtung erfaßt wird und das erfaßte Licht ein auswertbares Maß für die Druckbeanspruchung ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lichtquelle Licht vorgebbarer Intensität und/oder Dauer und/oder Frequenz in den Lichtwellenleiter ein­ gespeist wird und daß von einer am Ende des Lichtwellenleiters angeord­ neten, das Licht reflektierenden Vorrichtung reflektierte und und einer Er­ fassungsvorrichtung erfaßte Licht als Maß für die Nichtbetätigung der Sensorvorrichtung herangezogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung druckbeansprucht wird und das dann reflektierte und erfaßte Licht bei gleichbleibender Ein­ speisung als Maß für die Betätigung der Sensorvorrichtung herangezogen wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maß für die Betätigung der Sensor­ vorrichtung automatisch nach Festellung des Maßes für die Nichtbetäti­ gung durch Verminderung dieses Maßes um eine vorgebbare Größe be­ rechnet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des reflektierten und er­ faßten Lichtes kontinuierlich oder diskret (beispielsweise mittels eines Schwellwertschalters) erfolgt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung zur Erkennung einer Änderung der Intensität, der Dauer und/oder Frequenz des einge­ speisten Lichtes ausgebildet ist, diese Änderung in ein elektrisch aus­ wertbares Signal umsetzt und dieses abgibt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei einzelne Lichtwellenleiter verdrillt, insbesondere zopfartig miteinander verdrillt, werden, wobei über den An­ fang beziehungsweise das Ende des zopfartigen Lichtwellenleiter-Trios eine Hülse (Aderendhülse) übergeschoben wird, wobei die über die Hülse hinausragenden Enden der einzelnen Lichtwellenleiter abgeschnitten werden, gegebenenfalls die einzelnen Lichtwellenleiter angephast und angeschmolzen werden.