Technische Optik in der Praxis

8.6 technische und sensorische Anwendungen von Glasfasern 241
ordnungen ist gemeinsam, daß zunächst ein Anstieg der detektierten Intensität
mit dem Abstand bis zu einem Maximum auftritt. Der Anstieg ist in
einem weiten Bereich linear und damit gut als Sensorkennlinie geeignet.
Dieser Sensor wird häufig für die Messung von vibrierenden Flächen eingesetzt;
durch das optische Meßkonzept hat er den Vorteil, daß er die Fläche
nicht mechanisch belastet und damit die Vibration nicht verfälscht.
8.6.3 Polarisationsmodulierte Sensoren
Eine Möglichkeit zur Messung von Strom ergibt sich aus der Tatsache, daß
die Orientierung linearer Polarisation sich in einer Monomodefaser dreht,
wenn längs der Faserachse eine magnetische Feldstärke auftritt. Damit kann
über den Verdrehungswinkel am Faserende auf die Stärke eines einwirkenden
Magnetfeldes oder, wenn dieses auf das Wirbelfeld um einen stromdurchflossenen
Leiter zurückgeht, auf die Stromstärke im Leiter geschlossen werden
(Abb. 8.34). Der zugrundeliegende Faraday-Effekt ist in Quarzglas zwar nur
sehr schwach ausgeprägt; trotzdem lassen sich große Drehwinkel erreichen, da
man eine große Längen Faserlänge der Wechselwirkung mit dem Magnetfeld
aussetzen kann; man braucht die Meßspule nur mit genügend vielen Windungen
auszuführen. Die besten Ergebnisse erreicht man, wenn man eine Spezialfaser
verwendet, die durch technologische Maßnahmen doppelbrechungsfrei
gemacht wurde (sog. ,,spun“ fibre); dadurch wird der eigentliche Meßeffekt
nicht durch Störungen überlagert.
Der beschriebene Sensor hat den Vorteil einer völligen galvanischen Trennung
von Meß- und Auswerteort und kann damit gut in Energieversorgungsanlagen
eingesetzt werden.
8.6.4 Interferometrische Sensoren
Die empfindlichsten faseroptischen Sensoren, z. B. für statischen Druck,
Schall, Beschleunigung und Drehgeschwindigkeit basieren auf interferometrischen
Anordnungen. Dabei wird ausgenutzt, daß die Phasenverzögerung
Polarisator doppelbrechungsfreie
Monomodefaser
Signal-Ausgang
Laser
E O
E O
elektronische
Meßsignalaufbereitung
Wollastonprisma
Meßspule
Stromleiter
Abb. 8.34. Faseroptischer Stromsensor unter Ausnutzung des Faraday-Effektes
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