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WLPI Faseroptische Sensoren

Für präzise Messungen in anspruchsvollen Anwendungen mit einem Höchstmaß an Flexibilität im Sensordesign.

WLPI Faseroptische Messlösungen

Die WLPI faseroptischen Messlösungen sind für die Messgrößen Dehnung, Druck, Weg und Temperatur verfügbar. Herkömmliche elektronische Sensoren stoßen häufig an die Grenzen der Technik, da störende Effekte wie Hochspannung oder EMV die Funktionsfähigkeit der Systeme einschränken. Gerade in diesen Umgebungen können unsere faseroptischen Sensoren neue Möglichkeiten für zuverlässige Messungen schaffen.

Die faseroptische Weißlicht-Polarisationsinterferometrie (WPLI) ist eine patentierte Glasfasertechnologie, die es ermöglicht, präzise Messungen in den anspruchsvollsten Anwendungen durchzuführen. Es bietet maximale Flexibilität im Sensordesign, so dass auch in sehr anspruchsvollen Umgebungen zuverlässige Messungen durchgeführt werden können. Passende Signalauswerteeinheiten und OEM Boards runden das Angebot der WLPI Messtechnik ab.

Vorteile von WLPI faseroptischen Messlösungen:

1. Unempfindlich gegenüber Hochspannungen und elektromagnetischen Störungen
2. Langzeitstabilität
3. Eigensicher
4. Widerstandsfähig und robust
5. Kein Drift
6. Wartungsfrei nach Installation “Plug & forget”

Vorteile faseroptischer Technologien

Die faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie (WLPI) ist eine patentierte Technologie, die präzise Messungen in anspruchsvollsten Anwendungen ermöglicht. Mehr Informationen...

Anwendungsgebiete WLPI

Der Einsatz von faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie (WLPI) bietet in vielen Branchen wertvolle Vorteile. Mehr Informationen...

Informationen über die faseroptische WLPI-Technologie

Die faseroptische Weißlicht-Polarisations-Interferometrie (WLPI) ist eine patentierte faseroptische Technologie, die präzise Messungen in den anspruchsvollsten Anwendungen ermöglicht. Sie bietet ein Höchstmaß an Flexibilität im Sensordesign, um auch in den widrigsten Umgebungen verlässliche Messwerte zu erzeugen.

Faseroptische Messsysteme bestehen aus zwei Hauptkomponenten, dem faseroptischen Sensor und der Signalauswerteeinheit. Hinzu kommt noch ein Lichtwellenleiter (LWL, Faser), der je nach eingesetzter Technologie unterschiedliche Zwecke erfüllt.

Ein faseroptischer Sensor besteht aus einem abgedichteten Gehäuse, in dem sich das optische Sensorelement befindet. Dieses Sensorelement ist bezüglich der zu erfassenden, physikalischen Messgröße empfindlich. Es existieren unterschiedliche faseroptische Messverfahren, die auf einer oder mehrerer der spezifischen 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 zurück geworfen 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 woraus sich spezielle Eigenschaften ergeben, die sich je nach Anwendung vorteilhaft oder nachteilig auswirken können.

Bei intrinsischen Sensoren ist der Lichtwellenleiter ein essentieller Bestandteil des Messmechanismus. Die optische Faser ist der Sensor. Faseroptische Sensoren, die auf der Faser Bragg Technologie beruhen, sind populäre Vertreter dieser Sensorklasse.

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 dient zum Einspeisen des Lichtsignals in die Faser, zum Empfang des reflektierten, veränderten Lichtsignals sowie zu dessen Verarbeitung und Umwandlung der Ergebnisse in physikalische Einheiten der Messgröße. 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 kann eine physikalische Messgröße erfasst werden, sofern Änderungen dieser Messgröße Änderungen der Weglänge im Interferometer verursachen.

Laser versus Weißlicht

Die ursprüngliche Verwendung eines Lasers, einer Lichtquelle mit schmaler Bandbreite, führte zu dem Problem der Phasenmehrdeutigkeit, da 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 demzufolge mit 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 und freuen sich, nun ihre neueste Weiterentwicklung in Form ihrer verbesserten faseroptischen Messtechnik vorzustellen: die Weißlicht-Polarisations-Interferometrie.