Faseroptisches Messsystem für räumlich verteilte Dehnungs- und Temperaturmessungen (Fiber Optic Measurement System for Spatially Distributed Strain and Temperature Measurements)

Thomas Zeh, Andreas Meixner, Alexander W. Koch and Christian Neumann

Abstract

Die Verfügbarkeit dämpfungsarmer, dotierter optischer Fasern leitete im vergangenen Jahrzehnt nicht nur eine neue Epoche auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik ein, sie eröffnete auch völlig neue Sensorkonzepte und Messsysteme. Großes Potenzial wird dabei einem Fasersensor zugesprochen, der auf in dotierte Quarzglas-Lichtwellenleiter eingeschriebenen, intrinsischen Brechzahlgittern (faseroptisches Bragg-Gitter) beruht. Diese Gitter erfassen als wellenlängenselektive Sensorelemente ortsaufgelöst u. a. Temperatur und mechanische Dehnung. Es wird ein Messsystem vorgestellt, mit welchem wellenlängenmultiplexiert eine Vielzahl von Bragg-Gittern eines Faserstrangs ausgewertet werden. Die optischen Sensorsignale werden mithilfe eines Spektrometers mit Zeilen-Detektor aufgenommen. Da am Markt schnelle Zeilen-Detektoren (Photodiodenarrays, CCD-Detektoren) verfügbar sind, begrenzt u. a. die Geschwindigkeit der digitalen Signalverarbeitung die Bandbreite eines Sensorsystems. Orientiert an den Echtzeitanforderungen entstand eine parallelisierte Signalverarbeitungsplattform mit digitalen Signalprozessoren (DSPs) und einer Gesamtverarbeitungsleistung von 2,7 GFLOPs (Giga-Floating-Point Operations Per Second) bei einer Taktrate von 150 MHz pro DSP. Diese Verarbeitungsleistung ermöglicht die Ausführung von Subpixel-Approximationsalgorithmen und die Analyse komplexer, dynamischer Dehnungsschwingungen bis zu 1 kHz an 36 Messstellen.

Purchase article
Get instant unlimited access to the article.
$42.00
Log in
Already have access? Please log in.


or
Log in with your institution

Journal + Issues

TM – Technical Measurement is a professional journal for application-based industrial measurement technology, a key component of systems for automation, process monitoring, quality control, and security. It's the official organ of the AMA (Association for Sensor Technology) and the NAMUR (Process-Industry Interest Group for Automation Technology). It also includes notifications from the GMA (VDI/VDE-Society for Measurement and Automatic Control).

Search