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Kurzfassung

Das neuartige und rein optische Dehnungsmessverfahren ist hochgenau und preisgünstig. Die Dehnung wird mittels einer lichtleiterbasierten rein optischen Methode ermittelt und ermöglicht so auch den Einsatz in harschen Anwendungsfeldern, wie z.B. explosionsgeschützten Bereichen oder dort wo störende pulsierende Magnetfelder herkömmliche Dehnungsmesssensoren stören.

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Hintergrund

Wie stark werden Bauteile statisch und dynamisch belastet? Wie sehr schwingen sie im hochfrequenten Bereich? Dies wird üblicherweise über elektrisch betriebene Dehnungsmesssensoren erfasst.

In kritischen Arbeitsumfeldern – z. B. in Bereichen mit hoher Explosionsgefahr oder mit großen pulsierenden Magnetfeldern – sind optische Dehnungssensoren allerdings besser geeignet. Ein faseroptischer Dehnungssensor aus der Ruhr-Universität in Bochum verbessert nun diesen Ansatz: Das Sensorelement besteht aus einer speziellen Halbleiterlaserdiode (VCSEL – vertical-cavity surface-emitting laser). Mechanische Spannungen induzieren in dieser eine Modenaufspaltung: Die relative Wellenlängenverschiebung zweier unterschiedlich polarisierter Moden liefert das dehnungsabhängige Messsignal.

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Bilder & Videos

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Lösung

Auf diese Weise lässt sich ein voll optischer, kompakter und kostengünstiger Sensor mit hoher Auflösung realisieren. Die eigentliche Messeinheit kann dabei ohne elektrische Zuleitungen betrieben werden. Sie wird durch einen einzigen Lichtleiter an die kompakte Einheit aus Pumplaserquelle und Auswerteelektronik angebunden. Durch die Verwendung eines neuartigen Spin-VCSEL kann die Messgenauigkeit zusätzlich deutlich gesteigert werden.

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Vorteile

• Kostengünstiges Sensorprinzip
• Kleine und kompakte Bauform
• Unempfindlich gegen elektro-magnetische Störeinflüsse
• Geeignet zur Messung von Längen, Druck, Temperatur, Schall, Beschleunigungen

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Anwendungsbereiche

Dehnungssensoren sind in einer Vielzahl von Anwendungen zu finden. Neben der mechanischen Spannung können bei Kenntnis weiterer Material-parameter zahlreiche Größen gemessen werden, beispielsweise Länge, Druck, Temperatur, Schall oder Beschleunigungen. Sie sind damit sowohl für die industrielle Messtechnik interessant als auch für Produkte von Consumer Elektronik. Über den neuartigen Sensor lassen sich neue kommerzielle Produkte in einem breiten Anwendungsspektrum realisieren, die sowohl eine hohe Messwertgenauigkeit aufweisen als auch günstig herstellbar sind.

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Service

Ein erster Laborprototyp, der die Funktionstauglichkeit demonstriert, liegt vor. Eine Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt ist erfolgt. Weitere Nationalisierungen sind im Prioritätsjahr bzw. einer späteren PCT-Anmeldung möglich. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung sowie die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern an der Ruhr-Universität in Bochum an.