Faseroptische Sensoren (WLPI)
Für präzise Messungen in anspruchsvollen Anwendungen mit höchster Flexibilität im Sensordesign.
Faseroptik: Präzise Messungen mit höchster Flexibilität
Mit Hilfe der faseroptischen Messlösungen (WLPI: Weißlicht-Polarisations-Interferometrie) von ALTHEN messen Sie Dehnung, Druck, Weg und Temperatur. Störende Effekte wie Hochspannung oder EMV schränken die Funktionsfähigkeit herkömmlicher elektronischer Sensoren häufig ein. Hier kommen unsere Systeme zum Einsatz: Sie schaffen gerade in diesen Umgebungen sie neue Möglichkeiten für zuverlässige Messungen.
Eigenschaften und Vorteile unserer faseroptischen Sensoren
- Hohe Unempfindlichkeit: Keine Auswirkungen von Hochspannungen und elektromagnetischen Störungen.
- Langzeitstabilität: Keine optischen Verluste bei Bewegung oder Biegung der Faser oder im Stecker.
- Große Widerstandsfähigkeit: Die Sensoren sind robust und für die anspruchsvollsten Anwendungen geeignet.
- Einfache Installation: Einfache Längenanpassung der Lichtwellenleiter, Montage per Punktschweißung, Klebung oder vollständige Integration in einem Bauteil möglich.
- Leichte und kleine Bauweise: Die Sensoren können in sehr kleinen Abmessungen gebaut werden.
- Vielseitig: Mit der gleichen Signalauswerteeinheit können alle angebotenen Messgrößen erfasst werden.
- Wartungsfrei: Keine Wartung oder Kalibrierung notwendig.
- Eigensicher: Die Sensoren eignen sich für Hochspannungsumgebungen, Ex-Schutzbereichen sowie chemisch aggressiven Umgebungen.
WLPI: Mögliche Anwendungsgebiete für Faseroptik
- Industrie
- Luft- und Raumfahrt
- Verteidigung
- Geotechnik
- Bauwesen
- Bauwerksüberwachung
- Energie / Erneuerbare Energien
- Chemiebranche
- Lebensmittelindustrie
Vorteile von WLPI im Vergleich zu anderen Technologien...
Mehr zu den Anwendungsgebieten faseroptischer Technologien...
Jede Anwendung ist anders und hat ihre ganz speziellen, eigenen Anforderungen. Ob Sensorgröße oder -design: Unsere Experten passen alle faseroptischen Sensoren speziell an Ihre Bedürfnisse an und übernehmen auch komplexe Messaufgaben für Sie. Kommt Faseroptik für Ihre Anwendung in Frage? Lassen Sie sich kostenfrei von uns beraten!
Faseroptische Sensoren für jede Anwendung: Unser Produktportfolio
Bei uns finden Sie eine breite Palette an WLPI faseroptischen Messlösungen für die Messgrößen Dehnung, Druck, Weg und Temperatur, inklusive passender Signalauswerteeinheiten und OEM Boards. Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl.
Faseroptik mit Glasfasertechnologie – perfekt für anspruchsvollste Anwendungen
Die faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie (WPLI) ist eine patentierte Glasfasertechnologie, die es ermöglicht, präzise Messungen in den anspruchsvollsten Anwendungen durchzuführen. Sie bietet maximale Flexibilität im Sensordesign, so dass Sie sogar bei widrigsten Bedingungen zuverlässige Messungen durchführen können.
Hierzu zählen beispielsweise:
- die einfach Anpassung des Lichtwellenleiters
- die simple Montage sowie
- die Möglichkeit zur vollen Integration eines Sensors in einem Bauteil – ab der Größe einer Kreditkarte. Inklusive aller benötigten Komponenten zur Signalauswertung.
Dabei erfassen Sie mit der gleichen Signalauswerteeinheit alle angebotenen Messgrößen.
Faseroptische Sensoren: Unsere Produktpalette
Faseroptische Dehnungssensoren dienen der genauen Messung von Verformungen. Diese Sensoren eignen sich z.B. für
- Überwachung von Bauwerken
- Detektion von Mikrorissen und lokalen Materialfehlern
- Messung der Blattlast auf Windkraftanlagen
- Fertigungsoptimierung im Leichtbau
- Schwingungsanalysen
Mit Faseroptischen Drucksensoren können hochgenaue Druckmessungen - selbst in anspruchsvollsten Umgebungen - vorgenommen werden. Aufgrund der geringen Abmessungen sowie Unempfindlichkeit und Zuverlässigkeit sind eignen sich diese Sensoren u.a. für
- Forschung
- Industrielle Anwendungen
Faseroptische Wegsensoren verfügen über eine lange Lebensdauer und eignen sich für die anspruchsvollsten Applikationen, in denen hohe Zuverlässigkeit Pflicht ist. Sie sind ideal für alle industriellen Anwendungen beispielsweise für
- Echtzeit-Überwachung von Bauwerken
- Überwachung von Betonstrukturen
- Strukturüberwachung von Flugzeugen
Faseroptische Temperatursensoren dienen der Erstellung von Temperaturprofilen. Ein typischer faseroptischer Temperatursensor ist der Einpunkt-Sensor, der sich an der Spitze der Faser befindet. Glasfasern sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Strahlung. Daher können sie auch bei hohen Spannungspotenzialen, in explosionsgefärdeten Bereichen oder auch in chemisch aggressiver Umgebung problemlos eingesetzt werden. Sie kommen häufig zum Einsatz für
- Überwachung bei der Magnetresonanz- und Kernspiontomographie
- Prozesskontrolle in Rohrreaktoren
- Analyse von Kernbohrungen und Lecksuche
Unsere faseroptischen Sensoren im Einsatz
Spannende Einblicke in die Projekte unserer Kunden – lernen Sie unsere Produkte in der Praxis kennen:
Vorteile faseroptischer Technologien
Profitieren Sie von präzisen Messungen in den anspruchsvollsten Anwendungen.
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Anwendungsgebiete WLPI
In diesen Branchen bietet die faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie Vorteile.
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Funktionsweise der faseroptischen WLPI-Technologie
Die faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie ist eine patentierte Technologie. Sie ermöglicht präzise Messungen in den anspruchsvollsten Anwendungen. WLPI ist höchstflexibel im Sensordesign. So erzeugt sie auch in den widrigsten Umgebungen verlässliche Messwerte.
Faseroptische Messsysteme bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem faseroptischen Sensor und der Signalauswerteeinheit. Der faseroptische Sensor besteht aus einem abgedichteten Gehäuse, in dem sich das optische Sensorelement befindet. Hinzu kommt noch ein Lichtwellenleiter (LWL), der je nach eingesetzter Technologie unterschiedliche Zwecke erfüllt.
Es existieren unterschiedliche faseroptische Messverfahren, die auf einer oder mehrerer Eigenschaften des Lichtes (Intensität, Phase, Polarisation und Spektrum) beruhen. Prinzipiell verändert die zu erfassende Messgröße – je nach Verfahren – eine oder mehrere der speziellen Eigenschaften, sodass ein verändertes Lichtsignal zurückgeworfen wird.
Extrinsische und intrinsische Sensoren
Faseroptische Sensoren lassen sich grundsätzlich in zwei Klassen einordnen: extrinsische und intrinsische Sensoren. Sie unterscheiden sich sowohl im Aufbau als auch in ihrer Funktionsweise. Daraus ergeben sich spezielle Eigenschaften, die für unterschiedliche Anwendungsbereiche vorteilhaft oder nachteilig sind.
Bei intrinsischen Sensoren ist der Lichtwellenleiter ein essentieller Bestandteil des Messmechanismus. Die optische Faser ist der Sensor. Populäre Vertreter dieser Klasse sind Sensoren, die auf der Faser Bragg Technologie beruhen.
Die extrinsischen Sensoren hingegen zeichnen sich dadurch aus, dass der empfindliche Teil von der optischen Faser entkoppelt ist. Die optische Faser (LWL) dient lediglich der Übertragung des Lichtsignals zwischen Sensoreinheit und Signalauswerteelektronik. Temperatursensoren auf Basis von Galliumarsenid-Kristallen (GaAs) und auch die im Weiteren vorgestellten faseroptischen Sensoren, die auf der WLPI-Technologie beruhen, sind Vertreter der extrinsischen Sensorklasse.
Präzises optisches Messverfahren
Die Signalauswerteeinheit speistdas Lichtsignal in die Faser ein, empfängt das reflektierte, veränderte Lichtsignal sowie verarbeitet und wandelt die Ergebnisse in physikalische Einheiten der Messgröße um. Die verwendete Lichtquelle unterscheidet sich je nach Messverfahren und Technologie.
Die optische Interferometrie, bei der die Phasenmodulation des Lichtes gemessen wird, gilt als das empfindlichste Verfahren zur faseroptischen Messung. Das Interferometer ist ein sehr präzises optisches Messgerät, in dem mindestens zwei Lichtbündel durch halbdurchlässige Spiegel auf unterschiedliche optische Bahnen geführt, am Wegende durch zusätzliche Spiegel reflektiert und anschließend wieder zusammengeführt werden. Das Ergebnis ist ein Interferenzmuster, das durch die Differenz der optischen Wege, die die einzelnen Strahlen bis zur Vereinigung / Überlagerung zurückgelegt haben, bestimmt wird.
Mittels der Interferometrie können Sie eine physikalische Messgröße erfassen, sofern Änderungen dieser Messgröße Änderungen der Weglänge im Interferometer verursachen.
Laser versus Weißlicht
Die ursprüngliche Verwendung eines Lasers, einer Lichtquelle mit schmaler Bandbreite, führte zum Problem der Phasenmehrdeutigkeit. Das lag daran, dass die Kohärenzlänge der Lichtquelle generell größer war als der Weglängenunterschied im Interferometer. Dies begrenzte die Einsatzmöglichkeiten der faseroptischen Sensoren, die auf Interferometrie beruhten. Die Lösung für dieses Problem ist die Verwendung einer Lichtquelle mit einer kurzen Kohärenzlänge und einem breitbandigen Spektrum.
Diese Art der Interferometrie wird als Weißlichtinterferometrie oder Kohärenztomographie bezeichnet. Die Gründer von Opsens sind Vorreiter bei der Einführung der Weißlichtinterferometrie bei faseroptischen Messungen. Im Bereich der Industriesensoren haben sie diese Technik zur Marktreife entwickelt.