FBG-Sensor-Interrogator mit Time-of-Flight- und Peak-Tracking-Algorithmen
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Markus Plattner
Zusammenfassung
Um die Struktur und den Temperaturhaushalt von Ariane-Trägerraketen zu überwachen, wird ein neuartiges Messgerät zum Auslesen faseroptischer Sensoren entwickelt. Dieses System basiert auf einem MG-Y-Diodenlaser, mit dem es möglich ist, jede verfügbare Ausgangswellenlänge innerhalb weniger Nanosekunden auszugeben. Dadurch wird ein sehr vielseitig verwendbares Messgerät realisiert, bei dem verschiedene faserbasierte Sensortypen in beliebiger Reihenfolge ausgelesen werden können. Eine Anpassung der Messrate an jeden einzelnen Sensor ist dadurch genauso einfach zu realisieren wie eine dynamische Auswahl der Sensoren, welche ausgelesen werden sollen. In diesem Artikel stellen wir die Zusammenhänge zwischen der zeitlichen Pulsfolge und der spektralen Abtastung der Sensorantworten dar. Mit einer Methode, welche “Time-of-Flight”- und “Peak-Tracking”-Algorithmen kombiniert, wird die gesamte Messdauer, im Vergleich zu herkömmlichen scannenden Verfahren deutlich reduziert.
Abstract
A novel fiber optic sensor interrogation system is developed for the structural and thermal monitoring of Ariane launchers. It is based on a monolithic modulated-grating laser diode that is capable of switching between any two output wavelengths within less than ten nanoseconds. This makes the system very versatile since different sensors in the connected measurement channels can be read out in arbitrary sequence. Therefore sampling rates of single sensors can be adapted independently according to their application. The relation between frequency (wavelength) and time domain during read out of sensors is derived. Performance optimization due to “Time-of-Flight” and “Peak-Tracking” procedures and the consequences for different sample sequences are described. Issues arising from switching between different output wavelengths during operation of the system are discussed in detail and solutions based on software algorithms are presented.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
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