WO2019129695A1 - Vorrichtung zur faseroptischen messung, verfahren zur kalibrierung und verfahren zur faseroptischen messung - Google Patents

Vorrichtung zur faseroptischen messung, verfahren zur kalibrierung und verfahren zur faseroptischen messung Download PDF

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WO2019129695A1 PCT/EP2018/086531 EP2018086531W WO2019129695A1 WO 2019129695 A1 WO2019129695 A1 WO 2019129695A1 EP 2018086531 W EP2018086531 W EP 2018086531W WO 2019129695 A1 WO2019129695 A1 WO 2019129695A1
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calibration
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optical
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Maximilian Raith
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    • G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005—Calibration

Definitions

  • Embodiments of the present invention generally relate to a fiber optic measurement apparatus, a method of calibrating the apparatus, and a method of fiber optic measurement.
  • Fiber optic sensors can be used in a variety of meters who the, u.a. for example, in temperature measurement. Corresponding fiber optic sensor elements such as e.g. However, temperature sensors often require individual calibration in order to achieve adequate measurement accuracy. If different sensors are used, a complex set of parameters results depending on the sensor type, which must be assigned to each sensor individually. Furthermore, depending on the calibration method, there is an increased uncertainty in determining the size and its ability to be transferred from calibrator to measuring instrument in field use.
  • a serial number was adhered to the fiber optic sensor element and the Ka librierparameter separately recorded, for example, in an external database or in a data sheet.
  • the measured variable is then determined from the measuring signal in a separate computing unit from the measuring device on the basis of the parameter set.
  • the determination of the measurement signals and their transmission is done via an external standard evaluation unit. Due to parameter fluctuations, this can lead to a strong dependence of the measurement uncertainty on the evaluation unit used.
  • document WO 2017 / 190063A2 describes a photonic sensor system which includes a pickup coupled to a sensor fiber.
  • the consumer may further include a light source, photonic components, and integrated circuit components.
  • a calibration grid ensures that a wavelength calibration takes place directly on the chip.
  • a device for fiber optic measurement includes a sensor having at least one fiber optic sensor element, an evaluation unit, wherein the sensor of the evaluation unit is permanently assigned, wherein the device is configured to selectively output a raw signal of the sensor or an adjusted signal of the sensor, and wherein the adjusted signal of the sensor is obtained by applying at least one calibration quantity to a signal detected by the sensor.
  • a method of calibrating the device includes setting at least one calibration parameter, detecting at least one calibration variable associated with the at least one calibration parameter, digitizing the at least one detected calibration variable, and storing the at least one calibration parameter.
  • a method of fiber optic measurement using the apparatus includes detecting at least one signal with the sensor, wherein there is at least one corresponding calibration quantity to the detected signal, digitizing the at least one detected signal, and optionally an application that of the at least one corresponding calibration variable to the at least one detected signal.
  • Fig. 1 shows schematically a device for fiber optic measurement according to embodiments described herein;
  • Fig. 2 shows schematically a light guide having a fiber Bragg grating for use in sensors according to embodiments described herein;
  • Fig. 3 shows schematically a measurement setup for a fiber optic sensor according to embodiments described herein;
  • Fig. 4 shows schematically a measurement setup for a fiber optic sensor according to embodiments described herein;
  • Fig. 5 shows schematically a method for calibration according to embodiments described herein;
  • Fig. 6 schematically shows a method of fiber optic measurement according to embodiments described herein;
  • FIG. 1 shows schematically a device 100 for fiber optic measurement according to embodiments described herein.
  • the apparatus 100 includes a sensor 120 that includes at least one fiber optic sensor element 124.
  • the Vorrich device includes an evaluation unit 110, wherein the sensor 120 of the evaluation unit is permanently assigned. Further, the device is configured to output a raw signal of the sensor 120. In addition, the device is configured to output a cleared signal.
  • a component of the device 100 typically the evaluation unit 110, is configured to apply at least one calibration variable to a signal detected by the sensor 120 in order to obtain the adjusted signal. In this case, the device is configured to output the adjusted signal. The device may be configured to selectively output either the raw signal of the sensor 120 or the adjusted signal.
  • a selection for a corresponding output is typically done externally, for example, by a configuration element such as, for. B. a switching device that is adjustable by an operator. Typically, if the selection is made such that the raw signal of the sensor 120 is output, then the evaluation unit 110 is configured not to perform the cleanup operation during that time.
  • the raw signal of the sensor as used herein includes, for example, an optical signal, typically an optical measurement signal of the fiber optic sensor element 124, which is output at a corresponding optical interface.
  • the device is configured to digitize the signal detected by the sensor 120 and selectively output the detected signal in digitized form or the cleaned signal in digitized form or the raw signal of the sensor 120.
  • the device is configured to additionally output the calibration amount, typically separately from the sensed raw signal of the sensor.
  • the calibration can be used independently of a raw signal and / or measured value obtained therefrom via an external or stationary evaluation unit.
  • a fiber optic sensor 120 of an evaluation unit 110 is permanently assigned.
  • the choice of a suitable evaluation unit may depend on the type of sensor used and vice versa.
  • the sensor may be connected to the evaluation unit 110 via a light conductor 122 and / or a transmission fiber 116. This compound can e.g. the fixed assignment of sensor 120 and evaluation unit 110 depicting len.
  • the evaluation unit 110 may e.g. consist of an OE chip 112 (an optoelectronic chip) and an integrated circuit 114. It is to be understood that the evaluation unit may further include other elements.
  • a fixed assignment includes a fixed physical coupling between the evaluation unit 110 and the sensor 120, so that the evaluation unit 110 at least when used as intended, such. B. in running the operation without disproportionate effort with another sensor 120 verbun the can.
  • a fixed allocation can also include a logically and / or signal-wise guaranteed fixed coupling between the evaluation unit 110 and the sensor 120, so that, for example, the evaluation unit 110 recognizes whether a sensor 120 other than its permanently assigned sensor is connected, and if necessary . outputs an error signal.
  • a fixed allocation does not exclude that a pair of dedicated sensor 120 and evaluation unit 110 is resolved and a new pair of dedicated sensor 120 and evaluation unit 110 is formed, for example, in a reconfiguration, which is different from an intended use or a running operation.
  • the evaluation unit may include a non-volatile memory. Furthermore, the evaluation unit may include an analog-to-digital converter 444 and / or optical components 117 selected from the group of optical transmitters, optical receivers, optical filters, beam members 118, fiber couplers, optical fibers 122 and / or detectors.
  • the optical components 117 can serve, for example, primarily for the processing and / or detection and / or modification of optical signals. Here are both the Transmission of light as well as its detection in the foreground. The optical components 117 are described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the senor 120 is a fiber optic sensor, e.g. a temperature and / or strain sensor.
  • a fiber optic sensor e.g. a temperature and / or strain sensor.
  • an optical signal is transmitted to the evaluation unit 110 by means of a light guide 122, for example an optical fiber.
  • the sensor element 124 itself may be provided outside of an optical fiber.
  • the actual sensor element 124 may be provided within an optical fiber, for example in the form of a fiber Bragg grating 206. This will be described in detail with reference to FIG.
  • the evaluation unit 110 is configured to apply at least one calibration amount to a signal detected by the sensor 120 to obtain a cleared signal.
  • a cleaned signal can be a signal measured by the sensor, which is typically offset with a previously determined, for example previously measured, calibration variable. Furthermore, there may be the possibility that the measured values obtained from the sensor signal are offset with the calibration large.
  • values may be referred to that are detected by the calibration of the sensor. These values thus describe the deviation of a detected sensor signal from a reference signal.
  • the se values can describe the deviation of a measured measured value from a measuring standard.
  • a compensation value which can purify a measured signal or a measured value.
  • the compensation value can be offset with a signal or a measured value in order to obtain an actual signal or an actual measured value.
  • the calibration variable is in each case assigned to a corresponding calibration parameter.
  • the calibration size can therefore be specific to the respectively measured calibration parameter his.
  • Several calibration parameters can be specified. This determination may vary depending on the sensor used and / or the evaluation unit used. Typical calibration parameters may be, for example: temperature sensitivity, strain sensitivity and / or acceleration sensitivity of the sensor element.
  • the calibration variables can be stored for an evaluation function of the evaluation unit.
  • calibration variables are stored on a non-volatile memory, which can be connected to the evaluation unit.
  • the evaluation function may, for example, imply a clearing of the signals detected by the sensor and / or the measured values obtained therefrom.
  • the sensor and the evaluation unit can be integrated.
  • the nonvolatile memory and the evaluation unit are integrated. Integrally formed as used herein also includes a formation in a common housing and / or a one-piece formation.
  • the non-volatile memory is an integral part of the evaluation, which is formed, for example, together with the evaluation on a common chip.
  • the evaluation unit 110 may be configured to clean up a signal of the sensor 120. This means that a calibration quantity can be applied to a sensor-detected signal. The device can then output the adjusted or with a calibration size calculated signal.
  • the device may be configured to output a raw signal of the sensor 120. If only one raw signal of the sensor 120 is output, the evaluation unit 110 can be put into a standby mode.
  • standby mode can mean that the evaluation unit has no influence on the raw signal.
  • the senor can be calibrated together with the evaluation unit.
  • a common, coordinated calibration is possible due to the fixed assignment of evaluation unit and sensor. This makes it possible that the evaluation unit and the sensor are matched to each other and allow high measurement accuracy and / or accurate processing of the measured signals and measurements.
  • the sensor-specific calibration variables can be assigned to the corresponding sensor beyond doubt.
  • an automatic sensor identification is guaranteed.
  • a quick and efficient output of the measurement signals and / or the measured values, which are detected by means of the sensor is possible.
  • calibration variables associated with the respective sensor can be carried along with the sensor. This allows, for example, the connection of the device 100 to various statio nary evaluation. Furthermore, the absolute measurement accuracy relative to the fiber Bragg grating wavelength can be improved in this way.
  • the at least one calibration variable may be stored on a nonvolatile memory 446 (see FIG. 4).
  • the non-volatile memory may be a semiconductor memory. This has the advantage that the non-volatile memory can be matched to the device 100 in terms of size and capacity.
  • the non-volatile memory is selected from the group of flash memory, Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) and / or Non-Volatile Random Access Memory (NVRAM).
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • NVRAM Non-Volatile Random Access Memory
  • the nonvolatile memory may be included in an integrated circuit 114.
  • an integrated circuit 114 may be provided in the evaluation unit 110.
  • the integrated circuit 114 may be used to process the signal detected by the sensor 120. It is possible, for example, that the signal is amplified. Furthermore, a signal conversion can take place. For example, the signal may be processed from an analog to a digital signal. In addition, may be present in the integrated circuit 114, a galvanic isolation between optical and electrical components.
  • the device 100 may include a digital connection element 128 in accordance with embodiments. Via the digital connection element 128, a stationary evaluation unit can be connected. As a stationary evaluation unit can serve for example a computer or other data processing device. The stationary evaluation unit can also serve to control the device 100.
  • the digital connection element 128 can be designed, for example, as a plug connection.
  • the term data describes the set of measurement signals or signals detected by the sensor and / or measurement values or measurements obtained from the measurement signals or signals. The signals or measurement signals and / or the measured values or measured variables can be adjusted and / or present as raw data.
  • the output of cleaned-up data and / or of raw data can take place.
  • Cleaned data are adjusted measurement signals and / or measured values that are generated by the sensor.
  • Raw data is understood to be the pure detected signal (the pure measured signals and / or measured values) without application of the calibration variables. This has u. a. the advantage that the device can be used for different applications adapted to the user.
  • the device 100 further includes an optical connector 126.
  • an optical transmitter can be provided.
  • a light source may be located outside of the apparatus 100 and connectable or connectable to inject light into the at least one optical sensor element.
  • the optical connecting element 126 may be formed, for example, as a plug connection.
  • the optical transmitter e.g. a primary light is disposed in the housing 130.
  • the optical transmitter can also be included in the evaluation unit 110. This has the advantage that all usable components can be provided compressed. It is also possible for all the components of non-volatile memory, optical transmitter and evaluation unit to be arranged together in the housing 130.
  • Fig. 2 shows schematically a light guide with a fiber Bragg grating for use in Ver sensors according to embodiments described herein
  • FIG. 2 shows a sensor integrated in an optical waveguide or a fiber optic sensor element 124, which has a fiber Bragg grating 206.
  • a fiber Bragg grating 206 is shown in FIG. 2, it is to be understood that the present invention is is not limited to a data acquisition from a single laser Bragg grating 206 be, but that along a light guide 122, a transmission fiber, a sensor fiber or an optical laser, a plurality of laser Bragg gratings 206 may be arranged.
  • Lig. 2 thus shows only a portion of an optical waveguide, which is designed as a sensor fiber, optical laser or light guide 122, wherein this sensor fiber is sensitive to a laser strain (see arrow 208).
  • optical or “light” is intended to indicate a wavelength range in the electromagnetic spectrum, which may extend from the ultraviolet spectral range over the visible spectral range to the infrared spectral range.
  • the name of the optical transmitter as used herein is, for example, a light source, which may also be called a primary light.
  • nk is the effective refractive index of the fundamental mode of the core of the optical fiber and L is the spatial grating period (modulation period) of the fiber Bragg grating 206.
  • a spectral width, which is gege ben by a half-width of the reflection response depends on the extent of the fiber Bragg grating 206 along the sensor fiber.
  • the propagation of light within the sensor fiber or light guide 122 is thus, for example, dependent on forces, moments and mechanical stresses as well as temperatures at which the sensor fiber, i. E., By the effect of the laser Bragg grating 206. the optical lasers and in particular the laser Bragg grating 206 are applied within the sensor fiber.
  • the optical laser or the light guide 122 enters electromagnetic radiation 14 or primary light from the left into the optical laser or the light guide 122, wherein a part of the electromagnetic radiation 14 as a transmitted light 16 with a changed in comparison to the electromagnetic radiation 14 Wavelengths course exit. It is possible for learners to receive reflected light 15 at the input end of the lasers (ie at the end at which the electromagnetic radiation 14 is also irradiated), the reflected light 15 also being has a modified wavelength distribution.
  • the optical signal used for detection and evaluation can, according to the embodiments described herein, be provided by the reflected light, by the transmitted light, as well as a combination of these.
  • the electromagnetic radiation 14 or the primary light is irradiated in a wide spectral range, results in the transmitted light 16 at the location of the Bragg wavelength, a transmission minimum. In the reflected light arises at this point a reflection maximum.
  • a detection and evaluation of the intensities of the transmission minimum or of the reflection maximum, or of Intensitä th in corresponding wavelength ranges generates a signal that can be evaluated in terms of the change in length of the optical fiber or the light guide 122 and thus provides information on forces or accelerations ,
  • Fig. 3 shows schematically a measurement setup for a fiber optic sensor according to embodiments described herein.
  • the measurement setup includes one or more sensors 120.
  • the measurement setup includes a source 332 for electromagnetic radiation, for example, a primary light source.
  • the source serves to provide optical radiation with which at least one optical fiber sensor element of a sensor can be irradiated.
  • an optical transmission fiber or a light guide 333 is provided between the optical transmitter or the primary light source 332 and a first fiber coupler 334.
  • the fiber coupler couples the primary light into the optical fiber or light guide 122.
  • the source 332 may include, for example, a broadband light source, a laser, a light emitting diode (LED), an SLD (Super Luminescent Diode), an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source.
  • Light source or an SOA (Semiconductor Optical Amplifier). It is also possible to use multiple sources of the same or different types (see above) for embodiments described herein.
  • the fiber optic sensor element such as a fiber Bragg grating (FBG) or an optical resonator, is integrated into a sensor fiber or optically coupled to the sensor fiber.
  • the light reflected back from the fiber optic sensor elements is redirected via the fiber coupler 334 which transmits the light via the transmission fiber 335 via a beam splitter 336 passes.
  • the beam splitter 336 divides the reflected light for detection by means of optical receivers such as a first detector 337 and a second detector 338 De.
  • the detected signal on the second detector 338 signal is first filtered with an optical edge filter 339.
  • a shift of the Bragg wavelength at the FBG or a wavelength change can be detected by the optical resonator.
  • a measuring system as shown in Fig. 3 may be provided without the beam splitter 336 and the detector 337, respectively.
  • the detector 337 allows normalization of the sensor's measurement signal with respect to other intensity fluctuations, such as variations in the intensity of the source 332, variations in reflections at interfaces between individual fiber optics, or other intensity fluctuations. This standardization improves and reduces measurement accuracy Dependence of measuring systems on the catches of the fiber ladder provided between the evaluation unit and the fiber-optic sensor.
  • Optical filter means 339 and additional optical filter means may comprise an optical filter selected from the group consisting of a thin film filter, a fiber Bragg grating, an FPG , an arrayed waveguide grating (AWG), an echelle grating, a grating array, a prism, an interferometer, and any combination thereof.
  • Fig. 4 shows schematically a measurement setup for a fiber optic sensor according to embodiments described herein.
  • FIG. 4 shows a housing 130 in which the evaluation unit and an optical transmitter as well as further optical components 117 are arranged.
  • a signal of a fiber Bragg grating 206 is passed through a spruce conductor 122 to the evaluation unit.
  • the optical transmitter is shown as Fichtán 332, which can be optionally ge in the housing available.
  • the spruce source 332 can also be provided independently or outside of the housing 130 Ge available.
  • the nonvolatile memory and the evaluation unit can be arranged together in a housing without the optical transmitter or the light source.
  • the optical transmitter and the evaluation unit can be arranged together men in a housing.
  • the optical signal of the fiber-optic sensor 120 is converted by a detector into an electrical signal.
  • the conversion from an optical signal to an electrical signal is represented by the symbol 442 in FIG.
  • the electrical signal is filtered with an analog anti-aliasing filter 440.
  • the signal is digitized by an analog-to-digital converter 444.
  • the anti-aliasing filter may have a cut-off frequency of 1 kHz or smaller, in particular 500 Hz or smaller, more particularly 100 Hz or smaller. According to embodiments described herein, such filtering takes place prior to digitization. Furthermore, no spectral splitting of the signals takes place for the embodiments described here, an optical digitization already being carried out with a spectrometer and a multi-channel detector.
  • analog low-pass filtering occurs prior to digitizing a signal of a fiber optic sensor.
  • the low-pass filter may also be referred to as an analog anti-aliasing filter.
  • the Nyquist frequency is taken into account in the context of a sampling theorem, and a low-pass filtering with signal components smaller than the Nyquist frequency by means of the analog low-pass filter or analog anti-aliasing filter is made available.
  • Fig. 4 also shows the non-volatile memory 446. This may also be the case of game with a CPU and / or other elements 448 for digital data processing a related party.
  • the evaluation unit 110 may include a converter 442 for converting the optical signal into an electrical signal.
  • a converter 442 for converting the optical signal into an electrical signal.
  • the evaluation unit may further hold an anti-aliasing filter 440, which is connected, for example, to the output of the converter or the optoelectronic detector.
  • the evaluation content may further include an analog-to-digital converter 444 connected to the output of the anti-aliasing filter 440.
  • the evaluation unit 110 may additionally include an integrated circuit 114, which is set up for further evaluation of the digitized signals.
  • Fig. 5 shows schematically a method for calibration according to embodiments described herein.
  • a step 550 at least one calibration parameter is determined according to embodiments.
  • the calibration parameter may e.g. be selected from the list of calibration parameters mentioned in relation to FIG.
  • the calibration parameters may be sensor specific.
  • the sensor can be calibrated as described with reference to FIG. 1 together with the evaluation unit. This is made possible by the fixed coupling of evaluation unit and sensor or sensor element. Depending on the sensor type, the calibration parameters may differ.
  • a step 560 at least one calibration variable associated with the at least one calibration parameter is detected.
  • the calibration size can be compared with a reference value or standard.
  • the resulting deviation can be used to clean up measurement signals and / or measured values.
  • a step 570 at least one digitized calibration quantity is digitized.
  • the optical signal detected by the sensor can be detected.
  • the optical signal can be converted into an electrical signal.
  • the electrical signal can then be converted from an analog to a digital signal. Digitizing may also mean that the signal is available for storage on a nonvolatile memory.
  • the at least one calibration variable is stored.
  • the calibration variables can be stored in conjunction with their corresponding calibration parameter.
  • a calibration parameter as used herein also includes a plurality of values, for example, in the form of a characteristic or a characteristic function.
  • the min- At least one calibration parameter and the at least one calibration variable can be stored on a non-volatile memory. This means that on the memory to order between calibration and calibration parameters can be possible. Typically, access to the stored calibration data is possible via an integrated circuit.
  • multiple calibration parameters may be provided for a sensor. Accordingly, at least one calibration variable may exist for each calibration parameter. It is further understood that the described method of calibrating the device 100 described with reference to FIGS. 1-4 may be applied.
  • Fig. 6 shows schematically a method for fiber optic measurement according to embodiments described herein.
  • a step 650 at least one signal is detected, for example measured, with at least one corresponding calibration variable being present for the detected signal.
  • the signal is detected by a sensor.
  • the signal can be detected, for example, via a sensor element and, as described with reference to FIG. 3 and FIG. 4, processed. This is possible, for example, using the optical components 117.
  • the at least one detected signal is digitized.
  • the digitizing of the at least one detected signal may take place, for example, subsequent to an optical processing of the signal. Further, as described with respect to FIG. 4, digitizing may be done using an analog-to-digital converter. By digitizing, for example, the comparison of a plurality of detected signals and / or measured values is simplified.
  • the at least one corresponding calibration variable is applied to the at least one detected signal.
  • the detected signal can be adjusted by means of the at least one corresponding calibration variable.
  • the application of the at least one corresponding calibration variable to the at least one detected signal can also be effected by means of the evaluation unit.
  • the evaluation unit can optionally output a directly adjusted measurement result or an adjusted measurement signal.
  • the use of a device for fiber optic measurement is described.
  • the device 100 can be used for example for temperature measurement. A change in temperature can make noticeable by the change in the reflection xionswellenmother the fiber Bragg grating 206. It should be understood, however, that the use of the device 100 is not limited to the temperature measurement.
  • the difference in wavelength can be detected by means of the evaluation unit, as described with reference to FIGS. 1 to 4. Furthermore, the received measurement signals and / or measured values can be adjusted. This can be done by means of corresponding calibration variables, as described with reference to FIG. 1, for example.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur faseroptischen Messung bereit. Die Vorrichtung beinhaltet einen Sensor mit mindestens einem faseroptischen Sensorelement, eine Auswerteeinheit, wobei der Sensor der Auswerteeinheit fest zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, wahlweise ein Rohsignal des Sensors oder ein bereinigtes Signal des Sensors auszugeben, und wobei das bereinigte Signal des Sensors erhalten wird, indem mindestens eine Kalibriergröße auf ein von dem Sensor erfasstes Signal angewendet wird. Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Kalibrierung der Vorrichtung und ein Verfahren zur faseroptischen Messung mithilfe der Vorrichtung bereit.

Description

VORRICHTUNG ZUR FASEROPTISCHEN MESSUNG, VERFAHREN ZUR KALIBRIERUNG UND VERFAHREN ZUR FASEROPTISCHEN MESSUNG
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen eine Vorrichtung zur faseroptischen Messung, ein Verfahren zur Kalibrierung der Vorrichtung und ein Verfahren zur faseroptischen Messung.
STAND DER TECHNIK
[0002] Faseroptische Sensoren können in einer Vielzahl von Messgeräten eingesetzt wer den, u.a. zum Beispiel bei der Temperaturmessung. Entsprechende faseroptische Sensorele mente wie z.B. Temperatursensoren benötigen jedoch in vielen Fällen eine individuelle Kalib rierung, um eine hinreichende Messgenauigkeit zu erzielen. Werden verschiedene Sensoren eingesetzt, ergibt sich je nach Sensortyp ein komplexer Satz an Parametern, der jedem Sensor einzeln zugeordnet werden muss. Des Weiteren ergeben sich je nach Kalibrierverfahren eine erhöhte Unsicherheit bei der Größenbestimmung und deren Übertragbarkeit von Kalibrier- zu Messgerät im Feldeinsatz.
[0003] Um eine Identifikation der Sensoren in ausreichendem Maße zu gewährleisten, wurde bisher eine Seriennummer an das faseroptische Sensorelement angeklebt und die Ka librierparameter getrennt davon, z.B. in einer externen Datenbank oder in einem Datenblatt, festgehalten. Die Messgröße wird anschließend aus dem Messsignal in einer vom Messgerät getrennten Recheneinheit auf Basis des Parametersatzes bestimmt. Die Ermittlung der Mess signals und dessen Weitergabe geschieht über eine externe Standard-Auswerteinheit. Auf grund von Parameterschwankungen kann dies zu einer starken Abhängigkeit der Messunsi cherheit von der verwendeten Auswerteeinheit führen. [0004] Zum Beispiel wird im Dokument WO 2017/190063A2 ein photonisches Sensor system beschrieben, das einen an eine Sensorfaser gekoppelten Abnehmer beinhaltet. Der Abnehmer kann ferner eine Lichtquelle, photonische Komponenten und Komponenten eines integrierten Schaltkreises beinhalten. Ein Kalibriergitter stellt sicher, dass eine Wellenlän genkalibrierung direkt auf dem Chip stattfindet.
[0005] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur faseropti schen Messung bereitzustellen, die eine Aus werteeinheit beinhaltet, um beispielsweise die Identifikation einzelner Sensoren zu verbessern. Ferner kann eine verbesserte und vereinfach te Auswertung, die auf die Vorrichtung angepasst ist, bereitgestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0006] Gemäß Ausführungsformen ist eine Vorrichtung zur faseroptischen Messung be reitgestellt. Die Vorrichtung beinhaltet einen Sensor mit mindestens einem faseroptischen Sensorelement, eine Auswerteeinheit, wobei der Sensor der Auswerteeinheit fest zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, wahlweise ein Rohsignal des Sensors oder ein bereinigte Signal des Sensors auszugeben, und wobei das bereinigte Signal des Sensor erhalten wird, indem mindestens eine Kalibriergröße auf ein von dem Sensor erfasstes Signal angewendet wird.
[0007] Gemäß weiterer Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Kalibrierung der Vor richtung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen zu Verfügung gestellt. Das Verfah ren beinhaltet das Festlegen von mindestens einem Kalibrierparameter, das Erfassen von min destens einer, zum mindestens einen Kalibrierparameter zugehöriger, Kalibriergröße, das Di gitalisieren der mindestens einer erfassten Kalibriergröße, und das Speichern der mindestens einen Kalibrier große.
[0008] Gemäß weiterer Ausführungsformen ist ein Verfahren zur faseroptischen Messung unter Verwendung der Vorrichtung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen zu Ver fügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Erfassen von mindestens einem Signal mit dem Sensor, wobei mindestens eine korrespondierende Kalibriergröße zu dem erfassten Signal vorliegt, das Digitalisieren des mindestens einen erfassten Signals, und optional ein Anwen- den der mindestens einen korrespondierenden Kalibriergröße auf das mindestens eine erfasste Signal.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0009] Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgen den Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
[0010] Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur faseroptischen Messung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0011] Fig. 2 zeigt schematisch einen Lichtleiter mit einem Faser-Bragg-Gitter zur Ver wendung in Sensoren gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0012] Fig. 3 zeigt schematisch einen Messaufbau für einen faseroptischen Sensor gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0013] Fig. 4 zeigt schematisch einen Messaufbau für einen faseroptischen Sensor gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0014] Fig. 5 zeigt schematisch ein Verfahren zur Kalibrierung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0015] Fig. 6 zeigt schematisch ein Verfahren zur faseroptischen Messung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen;
[0016] In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsglei che Komponenten oder Schritte.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0017] Im Folgenden wird detaillierter Bezug genommen auf verschiedene Ausführungs formen der Erfindung, wobei ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind. [0018] Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zur faseroptischen Messung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
[0019] Gemäß Ausführungsformen, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungs formen kombiniert werden können, beinhaltet die Vorrichtung 100 einen Sensor 120, der mindestens ein faseroptisches Sensorelement 124 beinhaltet. Ferner beinhaltet die Vorrich tung eine Auswerteeinheit 110, wobei der Sensor 120 der Auswerteeinheit fest zugeordnet ist. Ferner ist die Vorrichtung dazu konfiguriert, ein Rohsignal des Sensors 120 auszugeben. Zu sätzlich ist die Vorrichtung dazu konfiguriert ein bereinigtes Signal auszugeben. Ein Bestand teil der Vorrichtung 100, typischerweise die Auswerteeinheit 110, ist dazu konfiguriert, min destens eine Kalibriergröße auf ein vom Sensor 120 erfasstes Signal anzuwenden, um das bereinigte Signal zu erhalten. In diesem Fall ist die Vorrichtung konfiguriert, das bereinigte Signal auszugeben. Die Vorrichtung kann so konfiguriert sein, dass wahlweise entweder das Rohsignal des Sensors 120 oder das bereinigte Signal ausgegeben wird. Eine Auswahl für eine entsprechende Ausgabe erfolgt typischerweise von extern, beispielsweise durch ein Kon figurationselement wie z. B. eine Schalteinrichtung, die von einer Bedienperson einstellbar ist. Typischerweise ist dann, wenn die Auswahl derart erfolgt, dass das Rohsignal des Sensors 120 ausgegeben wird, die Auswerteeinheit 110 so konfiguriert, dass sie den Bereinigungsvor gang während dieser Zeit nicht durchführt.
[0020] Das Rohsignal des Sensors, wie hierin verwendet, umfasst beispielsweise ein opti sches Signal, typischerweise ein optisches Messsignal des faseroptischen Sensorelements 124, das an einer entsprechenden optischen Schnittstelle ausgegeben wird.
[0021] Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung dazu konfiguriert, das vom Sensor 120 erfasste Signal zu digitalisieren und wahlweise das erfasste Signal in digitalisierter Form oder das bereinigte Signal in digitalisierter Form oder das Rohsignal des Sensors 120 auszu geben.
[0022] Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung dazu konfiguriert, zusätzlich die Kalibriergröße, typischerweise getrennt von dem erfassten Rohsignal des Sensors, auszuge ben. Dies beinhaltet den Vorteil, dass das erfasste Rohsignal und/oder ein daraus gewonnener Messwert über eine externe oder stationäre Auswerteeinheit ausgewertet werden können, z.B. unabhängig von einer Kalibrier große. Ferner beinhaltet dies den Vorteil, dass die Kalibrier- große unabhängig von einem Rohsignal und/oder daraus gewonnenen Messwerts über eine externe oder stationäre Aus werteeinheit verwendet werden kann.
[0023] Gemäß Ausführungsformen ist ein faseroptischer Sensor 120 einer Auswerteein heit 110 fest zugeordnet. Die Wahl einer geeigneten Aus werteeinheit kann sich nach dem verwendeten Sensortyp richten und umgekehrt. Der Sensor kann über einen Lichtleiter 122 und/oder eine Übertragungsfaser 116 mit der Auswerteeinheit 110 verbunden sein. Diese Verbindung kann z.B. die feste Zuordnung von Sensor 120 und Auswerteeinheit 110 darstel len. Die Auswerteeinheit 110 kann z.B. aus einem OE-Chip 112 (einem optoelektronischen Chip) und einem integrierten Schaltkreis 114 bestehen. Es ist zu verstehen, dass die Auswer teeinheit ferner weitere Elemente beinhalten kann.
[0024] Eine feste Zuordnung, wie hierin verwendet, umfasst beispielsweise eine feste physische Kopplung zwischen der Auswerteeinheit 110 und dem Sensor 120, so dass die Auswerteeinheit 110 zumindest bei bestimmungsgemäßer Verwendung wie z. B. im laufen den Betrieb nicht ohne unverhältnismäßigen Aufwand mit einem anderen Sensor 120 verbun den werden kann. Eine feste Zuordnung kann auch eine logisch und/oder signaltechnisch ge währleistete feste Kopplung zwischen der Auswerteeinheit 110 und dem Sensor 120 umfas sen, so dass beispielsweise die Auswerteeinheit 110 erkennt, ob ein anderer Sensor 120 als der ihr fest zugeordnete Sensor angeschlossen ist, und ggf. ein Fehlersignal ausgibt.
[0025] Eine feste Zuordnung, wie hierin verwendet, schließt nicht aus, dass ein Paar aus fest zugeordnetem Sensor 120 und Auswerteeinheit 110 aufgelöst wird und ein neues Paar aus fest zugeordnetem Sensor 120 und Aus werteeinheit 110 gebildet wird, beispielsweise bei ei ner Umkonfiguration, die von einer bestimmungsgemäßen Verwendung bzw. einem laufen den Betrieb verschieden ist.
[0026] Die Auswerteeinheit kann einen nichtflüchtigen Speicher beinhalten. Ferner kann die Auswerteeinheit einen Analog-Digital- Wandler 444 und/oder optische Komponenten 117 ausgewählt aus der Gruppe von optischen Sendern, optischen Empfängern, optischen Filtern, Strahlteilem 118, Faserkopplern, Lichtleitern 122 und/oder Detektoren beinhalten.
[0027] Die optischen Komponenten 117 können z.B. primär zur Verarbeitung und/oder Erfassung und/oder Veränderung von optischen Signalen dienen. Dabei stehen sowohl die Übermittlung von Licht als auch dessen Detektion im Vordergrund. Die optischen Kompo nenten 117 sind im Detail in Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben.
[0028] Gemäß einigen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombi niert werden können, handelt es sich bei dem Sensor 120 um einen faseroptischen Sensor, z.B. einen Temperatur- und/oder Dehnungssensor. Für faseroptische Sensoren wird ein opti sches Signal mittels eines Lichtleiters 122, zum Beispiel einer optischen Faser, an die Aus werteeinheit 110 übertragen. Bei einem faseroptischen Sensor kann das Sensorelement 124 selbst außerhalb einer optischen Faser zur Verfügung gestellt werden. Alternativ hierzu kann bei einem faseroptischen Sensor 120 das eigentliche Sensorelement 124 innerhalb einer opti schen Faser zur Verfügung gestellt sein, zum Beispiel in Form eines Faser-Bragg-Gitters 206. Dies ist im Detail in Bezug auf die Fig. 2 beschrieben.
[0029] Gemäß einigen Ausführungsformen, die mit anderem kombiniert werden können, ist die Auswerteeinheit 110 dazu konfiguriert, mindestens eine Kalibriergröße auf ein von dem Sensor 120 erfasstes Signal anzuwenden, um ein bereinigtes Signal zu erhalten. Ein be reinigtes Signal kann ein vom Sensor gemessenes Signal sein, das typischerweise mit einer zuvor bestimmten, beispielsweise zuvor gemessenen, Kalibriergröße verrechnet wird. Ferner kann die Möglichkeit bestehen, dass die aus dem Sensorsignal gewonnenen Messwerte mit der Kalibrier große verrechnet werden.
[0030] Als Kalibriergröße, wie hierin verwendet, können Werte bezeichnet werden, die durch die Kalibrierung des Sensors erfasst werden. Diese Werte beschreiben demnach die Abweichung eines erfassten Sensorsignals von einem Referenzsignal. Außerdem können die se Werte die Abweichung eines gemessenen Messwertes von einem Messnormal beschreiben. Daraus ergibt sich ein Ausgleichswert, der ein gemessenes Signal oder einen erfassten Mess wert bereinigen kann. Mit anderen Worten, der Ausgleichswert kann mit einem Signal oder einem Messwert verrechnet werden, um ein tatsächliches Signal oder einen tatsächlichen Messwert zu erhalten. Wird die Kalibriergröße auf ein erhaltenes Signal oder einen erhaltenen Messwert angewendet, wird hierin von einem bereinigten Signal oder einem bereinigten Messwert gesprochen.
[0031] Die Kalibriergröße ist jeweils einem entsprechenden Kalibrierparameter zugeordnet. Die Kalibriergröße kann demnach für den jeweils gemessenen Kalibrierparameter spezifisch sein. Es können mehrere Kalibrierparameter festgelegt werden. Diese Festlegung kann je nach verwendetem Sensor und/oder verwendeter Auswerteeinheit variieren. Typische Kalibrierpa rameter können beispielsweise sein: Temperaturempfindlichkeit, Dehnungsempfindlichkeit und/oder Beschleunigungsempfindlichkeit des Sensorelements.
[0032] Die Kalibriergrößen können für eine Auswertefunktion der Auswerteeinheit ge speichert werden. Zum Beispiel werden Kalibriergrößen auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert, der mit der Auswerteeinheit verbunden werden kann. Die Auswertefunktion kann beispielsweise ein Bereinigen der vom Sensor erfassten Signale und/oder der daraus gewon nenen Messwerte implizieren. Hierfür können der Sensor und die Auswerteeinheit integriert ausgebildet sein. Typischerweise sind der nichtflüchtige Speicher und die Auswerteeinheit integriert ausgebildet. Integriert ausgebildet, wie hierin verwendet, umfasst auch eine Ausbil dung bzw. Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse und/oder eine einstückige Ausbil dung. Insbesondere bezogen auf den nichtflüchtigen Speicher und die Aus werteeinheit kann eine einstückige Ausbildung auch bedeuten, dass der nichtflüchtige Speicher ein untrennbarer Teil der Auswerteeinheit ist, der beispielsweise zusammen mit der Auswerteeinheit auf einem gemeinsamen Chip ausgebildet ist.
[0033] Gemäß Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit 110 dazu konfiguriert sein, ein Signal des Sensors 120 zu bereinigen. Dies bedeutet, dass eine Kalibriergröße auf ein von Sensor erfasstes Signal angewendet werden kann. Die Vorrichtung kann dann das bereinigte oder mit einer Kalibriergröße verrechnete Signal ausgeben.
[0034] Gemäß Ausführungsformen kann die Vorrichtung konfiguriert sein, ein Rohsignal des Sensors 120 auszugeben. Wird nur ein Rohsignal des Sensors 120 ausgegeben, kann die Auswerteeinheit 110 in einen Standby-Modus versetzt sein. Die Bezeichnung „Standby- Modus“ kann dabei bedeuten, dass die Auswerteeinheit kein Einfluss auf das Rohsignal nimmt.
[0035] Ferner kann der Sensor mit der Auswerteeinheit zusammen kalibriert werden. Eine gemeinsame, abgestimmte Kalibrierung ist durch die feste Zuordnung von Auswerteeinheit und Sensor möglich. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Auswerteeinheit und der Sensor aufeinander abgestimmt sind und eine hohe Messgenauigkeit und/oder genaue Verarbeitung der gemessenen Signale und Messwerte erlauben. [0036] Durch eine feste Zuordnung des Sensors zur Auswerteeinheit ergibt sich der Vor teil, dass die sensorspezifischen Kalibriergrößen dem entsprechenden Sensor zweifelsfrei zu geordnet werden können. Somit ist eine automatische Sensoridentifikation gewährleistet. Dies führt dazu, dass eine schnelle und effiziente Ausgabe der Messsignale und/oder der Messwer te, die mithilfe des Sensors erfasst werden, möglich ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass zu dem jeweiligen Sensor zugehörige Kalibriergrößen mit dem Sensor mitgeführt werden können. Dies ermöglicht zum Beispiel das Anschließen der Vorrichtung 100 an verschiedenen statio nären Auswerteeinheiten. Ferner kann die absolute Messgenauigkeit bezogen auf die Faser- Bragg-Gitter-Wellenlänge auf diesem Wege verbessert werden.
[0037] Wie oben erwähnt, kann die mindestens eine Kalibriergröße auf einem nichtflüch tigen Speicher 446 (siehe Fig. 4) gespeichert sein. Bei dem nicht flüchtigen Speicher kann es sich um einen Halbleiterspeicher handeln. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der nicht flüchtige Speicher hinsichtlich Größe und Kapazität auf die Vorrichtung 100 abgestimmt werden kann. Beispielsweise ist der nichtflüchtige Speicher aus der Gruppe von Flash- Speicher, EPROM (Erasable Programmable ReadOnly Memory) und/oder NVRAM (Non- Volatile Random- Access Memory) ausgewählt. Der nichtflüchtige Speicher kann in einem integrierten Schaltkreis 114 enthalten sein.
[0038] Gemäß Ausführungsformen kann in der Auswerteeinheit 110 ein integrierter Schaltkreis 114 zur Verfügung gestellt sein. Der integrierte Schaltkreis 114 kann dazu ver wendet werden, das vom Sensor 120 erfasste Signal zu verarbeiten. Es ist zum Beispiel mög lich, dass das Signal verstärkt wird. Ferner kann eine Signalumwandlung stattfinden. Zum Beispiel kann das Signal von einem analogen zu einem digitalen Signal verarbeitet werden. Außerdem kann im integrierten Schaltkreis 114 eine galvanische Trennung zwischen opti schen und elektrischen Komponenten vorliegen.
[0039] Die Vorrichtung 100 kann gemäß Ausführungsformen ein digitales Verbindungs element 128 beinhalten. Über das digitale Verbindungselement 128 kann eine stationäre Auswerteeinheit verbunden werden. Als stationäre Auswerteeinheit kann zum Beispiel ein Computer oder ein anderes Datenverarbeitungsgerät dienen. Die stationäre Auswerteeinheit kann außerdem zur Steuerung der Vorrichtung 100 dienen. Das digitale Verbindungselement 128 kann zum Beispiel als Steckverbindung ausgebildet sein. [0040] Die Bezeichnung Daten, wie hierin verwendet, beschreibt die Gesamtheit von Messsignalen oder Signalen, die von dem Sensor detektiert werden, und/oder Messwerten oder Messgrößen, die aus den Messsignalen oder Signalen gewonnen werden. Die Signale oder Messsignale und/oder die Messwerte oder Messgrößen können dabei bereinigt und/oder als Rohdaten vorliegen.
[0041] Gemäß Ausführungsformen kann die Ausgabe von bereinigten Daten und/oder von Rohdaten erfolgen. Bereinigte Daten sind hierbei bereinigte Messsignale und/oder Mess werte, die mithilfe des Sensors generiert werden. Unter Rohdaten ist das reine erfasste Signal (die reinen erfassten Messsignale und/oder Messwerte) ohne eine Anwendung der Kalibrier größen darauf zu verstehen. Dies hat u. a. den Vorteil, dass die Vorrichtung für unterschiedli che auf den Benutzer abgestimmte Anwendungen verwendet werden kann.
[0042] Die Vorrichtung 100 beinhaltet ferner ein optisches Verbindungselement 126. Über das optische Verbindungselement 126 kann zum Beispiel ein optischer Sender bereitge stellt werden. Dies bedeutet, dass sich z.B. eine Lichtquelle außerhalb der Vorrichtung 100 befinden kann und zum Einspeisen von Licht in das mindestens eine optische Sensorelement verbindbar ist oder verbunden werden kann. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Ge samtgröße klein gehalten werden kann und ferner die Kosten reduziert werden können. Das optische Verbindungselement 126 kann zum Beispiel als Steckverbindung ausgebildet sein.
[0043] Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass der optische Sender, wie z.B. ein Primärlicht, im Gehäuse 130 angeordnet ist. Der optische Sender kann auch in die Auswerteeinheit 110 einbezogen sein . Dies bringt den Vorteil mit sich, dass alle verwendbaren Komponenten komprimiert bereitgestellt werden können. Es können auch sämtliche Komponenten von nichtflüchtigem Speicher, optischem Sender und Auswerteeinheit zusammen im Gehäuse 130 angeordnet sein.
[0044] Fig. 2 zeigt schematisch einen Lichtleiter mit einem Faser-Bragg-Gitter zur Ver wendung in Sensoren gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen
[0045] Fig. 2 zeigt einen in einen Lichtwellenleiter integrierten Sensor bzw. einen faser optisches Sensorelement 124, welche ein Faser-Bragg-Gitter 206 aufweist. Obwohl in Fig. 2 nur ein einziges Faser-Bragg-Gitter 206 gezeigt ist, ist zu verstehen, dass die vorliegende Er- findung nicht auf eine Datenerfassung aus einem einzelnen Laser-Bragg-Gitter 206 be schränkt ist, sondern dass längs eines Lichtleiters 122, einer Übertragungsfaser, einer Sensor faser bzw. einer optischen Laser eine Vielzahl von Laser-Bragg-Gittem 206 angeordnet sein können.
[0046] Lig. 2 zeigt somit nur einen Abschnitt eines optischen Wellenleiters, welcher als Sensorfaser, optischer Laser bzw. Lichtleiter 122 ausgebildet ist, wobei diese Sensorfaser empfindlich auf eine Laserdehnung (siehe Pfeil 208) ist. Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Ausdruck„optisch“ bzw.„Licht“ auf einen Wellenlängenbereich im elektromagnetischen Spektrum hinweisen soll, welcher sich vom ultravioletten Spektralbereich über den sichtbaren Spektralbereich bis hin zu dem infraroten Spektralbereich erstrecken kann. Die Bezeichnung des optischen Senders, wie hierin verwendet, ist demnach zum Beispiel eine Lichtquelle, die auch als Primärlicht bezeichnet werden kann. Eine Mittenwellenlänge des Laser-Bragg- Gitters 206, d.h. eine so genannte Bragg-Wellenlänge lB, wird durch die folgende Gleichung erhalten: lB = 2 · nk · L.
[0047] Hierbei ist nk die effektive Brechzahl des Grundmodus des Kerns der optischen Faser und L die räumliche Gitterperiode (Modulationsperiode) des Faser-Bragg-Gitters 206.
[0048] Eine spektrale Breite, die durch eine Halbwertsbreite der Reflexionsantwort gege ben ist, hängt von der Ausdehnung des Faser-Bragg-Gitters 206 längs der Sensorfaser ab. Die Lichtausbreitung innerhalb der Sensorfaser bzw. des Lichteiters 122 ist somit durch die Wir kung des Laser-Bragg-Gitters 206 beispielsweise abhängig von Kräften, Momenten und me chanischen Spannungen sowie Temperaturen, mit der die Sensorfaser, d.h. die optische Laser und insbesondere das Laser-Bragg-Gitter 206 innerhalb der Sensorfaser beaufschlagt werden.
[0049] Wie in Lig. 2 gezeigt, tritt elektromagnetische Strahlung 14 oder Primärlicht von links in die optische Laser bzw. den Lichtleiter 122 ein, wobei ein Teil die elektromagnetische Strahlung 14 als ein transmittiertes Licht 16 mit einem im Vergleich zur elektromagnetischen Strahlung 14 veränderten Wellenlängen verlauf austritt. Lerner ist es möglich, reflektiertes Licht 15 am Eingangsende der Laser (d.h. an dem Ende, an welchem auch das elektromagne tische Strahlung 14 eingestrahlt wird) zu empfangen, wobei das reflektierte Licht 15 ebenfalls eine modifizierte Wellenlängen Verteilung aufweist. Das optische Signal das zur Detektion und Auswertung verwendet wird kann gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen durch das reflektieret Licht, durch das transmittierte Licht, sowie eine Kombination der bei den zur Verfügung gestellt werden.
[0050] In einem Fall, in dem die elektromagnetische Strahlung 14 bzw. das Primärlicht in einem breiten Spektralbereich eingestrahlt wird, ergibt sich in dem transmittierten Licht 16 an der Stelle der Bragg-Wellenlänge ein Transmissionsminimum. In dem reflektierten Licht ergibt sich an dieser Stelle ein Reflexionsmaximum. Eine Erfassung und Auswertung der Intensitäten des Transmissionsminimums bzw. des Reflexionsmaximums, oder von Intensitä ten in entsprechenden Wellenlängenbereichen erzeugt eine Signal, das im Hinblick auf die Längenänderung der optischen Faser bzw. des Lichtleiters 122 ausgewertet werden kann und somit auf Kräfte bzw. Beschleunigungen Aufschluss gibt.
[0051] Fig. 3 zeigt schematisch einen Messaufbau für einen faseroptischen Sensor gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
[0052] Der Messaufbau enthält einen oder mehrere Sensoren 120. Der Messaufbau weist eine Quelle 332 für elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel eine Primärlichtquelle, auf. Die Quelle dient zur Bereitstellung von optischer Strahlung mit welcher mindestens ein faser optisches Sensorelement eines Sensors bestrahlt werden kann. Zu diesem Zweck ist eine op tische Übertragungsfaser bzw. ein Lichtleiter 333 zwischen dem optischen Sender oder der Primärlichtquelle 332 und einem ersten Faserkoppler 334 bereitgestellt. Der Faserkoppler koppelt das Primärlicht in die optische Faser bzw. dem Lichtleiter 122. Die Quelle 332 kann zum Beispiel eine Breitbandlichtquelle, einen Laser, eine LED (light emitting diode), eine SLD (Superlumineszenzdiode), eine ASE- Lichtquelle (Amplified Spontaneous Emission- Lichtquelle) oder ein SOA (Semiconductor Optical Amplifier) sein. Es können für hier be schriebene Ausführungsformen auch mehrere Quellen gleichen oder unterschiedlichen Typs (s.o.) verwendet werden.
[0053] Das faseroptische Sensorelement, wie zum Beispiel ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) oder ein optischer Resonator, ist in eine Sensorfaser integriert bzw. an die Sensorfaser optisch angekoppelt. Das von den faseroptischen Sensorelementen zurückgeworfene Licht wird wie derum über den Faserkoppler 334 geleitet, welcher das Licht über die Übertragungsfaser 335 über einen Strahlteiler 336 leitet. Der Strahlteiler 336 teilt das zurückgeworfene Licht zur Detektion mittels optischer Empfänger wie eines ersten Detektors 337 und eines zweiten De tektors 338. Hierbei wird das auf dem zweiten Detektor 338 detektierte Signal zunächst mit einem optischen Kantenfilter 339 gefiltert.
[0054] Durch den Kantenfilter 339 kann eine Verschiebung der Braggwellenlänge am FBG bzw. eine Wellenlängenänderung durch den optischen Resonator detektiert werden. Im Allgemeinen kann ein Messsystem, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ohne den Strahlteiler 336 bzw. den Detektor 337 zur Verfügung gestellt sein. Der Detektor 337 ermöglicht jedoch eine Normierung des Messsignals des Sensors in Bezug auf anderweitige Intensitätsfluktuationen, wie zum Beispiel Schwankungen der Intensität der Quelle 332, Schwankungen durch Refle xionen an Schnittstellen zwischen einzelnen Fichtleitem, oder andere Intensitätsschwankun gen. Diese Normierung verbessert die Messgenauigkeit und reduziert die Abhängigkeit von Messsystemen von der Fänge der zwischen der Auswerteeinheit und dem faseroptischen Sen sor zur Verfügung gestellten Fichtleiter.
[0055] Insbesondere bei der Verwendung von mehreren FBGs können zusätzliche opti sche Filtereinrichtungen (nicht dargestellt) für die Filterung des optischen Signales bzw. Se kundärlichts verwendet werden. Eine optische Filtereinrichtung 339 bzw. zusätzliche opti sche Filtereinrichtungen (wie mit dem Symbol 449 in Fig. 4 gezeigt) können einen optischen Filter umfassen, der gewählt ist aus der Gruppe, welche besteht aus einem Dünnschichtfilter, einem Faser-Bragg-Gitter, einem FPG, einem Arrayed-Waveguide-Grating (AWG), einem Echelle-Gitter, einer Gitteranordnung, einem Prisma, einem Interferometer, und jedweder Kombination davon.
[0056] Fig. 4 zeigt schematisch einen Messaufbau für einen faseroptischen Sensor gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
[0057] Fig. 4 zeigt ein Gehäuse 130, in dem die Auswerteeinheit und ein optischer Sender sowie weitere optische Komponenten 117 angeordnet sind. Ein Signal eines Faser-Bragg- Gitters 206 wird über einen Fichtleiter 122 zur Aus werteeinheit geführt. In Figur 4 ist der optische Sender als Fichtquelle 332 dargestellt, die optional im Gehäuse zur Verfügung ge stellt werden kann. Die Fichtquelle 332 kann aber auch unabhängig bzw. außerhalb des Ge häuses 130 zur Verfügung gestellt sein. Zum Beispiel können der nichtflüchtige Speicher und die Auswerteeinheit zusammen in einem Gehäuse ohne den optischen Sender bzw. die Licht quelle angeordnet sein. Ferner können der optische Sender und die Auswerteeinheit zusam men in einem Gehäuse angeordnet sein.
[0058] Das optische Signal des faseroptischen Sensors 120 wird mit einem Detektor in ein elektrisches Signal gewandelt. Die Wandlung von einem optischen Signal zu einem elektri schen Signal ist durch das Symbol 442 in Figur 4 dargestellt. Das elektrische Signal wird mit einem analogen Anti-Aliasing-Filter 440 gefiltert. Im Anschluss an die analoge Filterung mit einem analogen Anti-Aliasing-Filter bzw. Tiefpassfilter wird das Signal durch einen Analog- Digital-Wandler 444 digitalisiert.
[0059] Gemäß einigen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombi niert werden können, kann der Anti-Aliasing-Filter eine Grenzfrequenz von 1 kHz oder klei ner insbesondere von 500 Hz oder kleiner, weiterhin insbesondere von 100 Hz oder kleiner aufweisen. Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, findet eine solche Filterung vor der Digitalisierung statt. Ferner findet für die hier beschriebenen Ausführungsformen keine spektrale Aufspaltung der Signale statt, wobei mit einem Spektrometer und einem Mehrka naldetektor bereits eine optische Digitalisierung vorgenommen wird.
[0060] Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen findet eine analoge Tiefpassfilte rung vor einer Digitalisierung eines Signals eines faseroptischen Sensors statt. Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, kann der Tiefpassfilter auch als ein analoger anti-aliasing Filter bezeichnet werden. Hierbei wird im Rahmen eines Abtasttheorems die Nyquist-Frequenz berücksichtigt, und eine Tiefpassfilterung mit Signalanteilen kleiner der Nyquist-Frequenz mittels des analogen Tief pass-Filters bzw. analogen anti-aliasing Filters zur Verfügung gestellt.
[0061] Fig. 4 zeigt ferner den nichtflüchtigen Speicher 446. Dieser kann ferner zum Bei spiel mit einer CPU und/oder anderen Elementen 448 zur digitalen Datenverarbeitung ver bunden sein.
[0062] Gemäß Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit 110 einen Wandler 442 zum Wandeln des optischen Signals in ein elektrisches Signal beinhalten. Zum Beispiel kann eine Fotodiode, ein Photomultiplier (PM) oder ein anderer opto-elektronischer Detektor als Wand- ler verwendet werden. Die Auswerteeinheit kann ferner einen Anti-Aliasing-Filter 440 bein halten, der zum Beispiel mit dem Ausgang des Wandlers bzw. des opto-elektronischen Detek tors verbunden ist. Die Auswerte Inhalt kann ferner einen Analog-digital-Wandler 444 bein halten, der mit dem Ausgang des Anti-Aliasing-Filters 440 verbunden ist. Die Auswerteein heit 110 kann darüber hinaus einen integrierten Schaltkreis 114 beinhalten, der zur weiteren Auswertung der digitalisierten Signale eingerichtet ist.
[0063] Fig. 5 zeigt schematisch ein Verfahren zur Kalibrierung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
[0064] In einem Schritt 550 wird gemäß Ausführungsformen mindestens ein Kalibrierpa rameter festgelegt. Der Kalibrierparameter kann z.B. aus der in Bezug auf Fig. 1 genannten Liste an Kalibrierparametem ausgewählt sein. Die Kalibrierparameter können sensorspezi fisch sein. Der Sensor kann, wie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, zusammen mit der Auswer teeinheit kalibriert werden. Dies wird ermöglicht durch die feste Kopplung von Auswerteein heit und Sensor bzw. Sensorelement. Je nach Sensortyp können sich die Kalibrierparameter unterscheiden.
[0065] In einem Schritt 560 wird gemäß einer Ausführungsform mindestens eine, zu dem mindestens einen Kalibrierparameter zugehörige Kalibriergröße erfasst. Die Kalibriergröße kann mit einem Referenzwert oder Messnormal verglichen werden. Die daraus resultierende Abweichung kann zur Bereinigung von Messsignalen und/oder Messwerten genutzt werden.
[0066] In einem Schritt 570 mit gemäß einer Ausführungsform mindestens eine erfasste Kalibriergröße digitalisiert. Dabei kann zuerst das optische Signal, das vom Sensor erfasst wird, detektiert werden. Ferner kann das optische Signal in ein elektrisches Signal umgewan delt werden. Das elektrische Signal kann dann von einem analogen zu einem digitalen Signal umgewandelt werden. Das Digitalisieren kann ebenfalls bedeuten, dass das Signal zur Spei cherung auf einem nicht flüchtigen Speicher zur Verfügung steht.
[0067] In einem Schritt 580 wird die mindestens eine Kalibriergröße gespeichert. Die Kalibriergrößen können in Verbindung mit ihrem korrespondierenden Kalibrierparameter gespeichert werden. Ein Kalibrierparameter, wie hierin verwendet, umfasst auch eine Mehr zahl von Werten beispielsweise in Form einer Kennlinie oder Kennlinienfunktion. Der min- destens eine Kalibrierparameter und die mindestens eine Kalibriergröße können auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert werden. Dies bedeutet, dass auf dem Speicher eine Zu ordnung zwischen Kalibriergröße und Kalibrierparameter möglich sein kann. Typischerweise ist über einen integrierten Schaltkreis der Zugriff auf die gespeicherten Kalibrierdaten mög lich.
[0068] Es ist zu verstehen, dass mehrere Kalibrierparameter für einen Sensor bereitgestellt sein können. Entsprechend kann für jeden Kalibrierparameter mindestens eine Kalibriergröße existieren. Ferner ist zu verstehen, dass das beschriebene Verfahren zur Kalibrierung der Vor richtung 100, die mit Blick auf die Figuren 1-4 beschrieben wurde, an gewendet werden kann.
[0069] Fig. 6 zeigt schematisch ein Verfahren zur faseroptischen Messung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
[0070] In einem Schritt 650 wird mindestens ein Signal erfasst, beispielsweise gemessen, wobei mindestens eine korrespondierende Kalibriergröße zu dem erfassten Signal vorliegt. Das Signal wird mit einem Sensor erfasst. Das Signal kann zum Beispiel über ein Sensorele ment erfasst werden und, wie in Bezug auf Figur 3 und Figur 4 beschrieben, verarbeitet wer den. Dies ist beispielsweise mithilfe der optischen Komponenten 117 möglich.
[0071] In einem Schritt 660 wird gemäß einer Ausführungsform das mindestens eine er fasste Signal digitalisiert. Das Digitalisieren des mindestens einen erfassten Signals kann zum Beispiel anschließend an eine optische Verarbeitung des Signals stattfinden. Des Weiteren kann, wie im Hinblick auf Fig. 4 beschrieben, das Digitalisieren mithilfe eines Analog-zu- Digital-Wandlers geschehen. Durch das Digitalisieren wird beispielsweise der Vergleich von mehreren erfassten Signalen und/oder Messwerten vereinfacht.
[0072] In einem Schritt 670 wird gemäß einer Ausführungsform die mindestens eine kor respondierende Kalibriergröße auf das mindestens eine erfasste Signal angewendet. Dabei kann das erfasste Signal mithilfe der mindestens einen korrespondierenden Kalibriergröße bereinigt werden. Das Anwenden der mindestens einen korrespondierenden Kalibriergröße auf das mindestens eine erfasste Signal kann ferner mithilfe der Auswerteeinheit erfolgen. Dies birgt den Vorteil, dass die Aus werteeinheit optional ein direkt bereinigtes Messergebnis bzw. ein bereinigtes Messsignal ausgeben kann. [0073] Gemäß weiterer Ausführungsformen ist die Verwendung einer Vorrichtung zur faseroptischen Messung beschrieben. Die Vorrichtung 100 kann z.B. zur Temperaturmessung eingesetzt werden. Eine Temperaturveränderung kann sich durch die Veränderung der Refle xionswellenlänge des Faser-Bragg-Gitters 206 bemerkbar machen. Es ist jedoch zu verste- hen, dass die Verwendung der Vorrichtung 100 nicht auf die Temperaturmessung begrenzt ist. Der Unterschied in der Wellenlänge kann mithilfe der Auswerteeinheit, wie in Bezug auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben, erfasst werden. Ferner können die erhaltenen Messsignale und/oder Messwerte bereinigt werden. Dies kann über korrespondierende Kalibriergrößen, wie z.B. in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, erfolgen. [0074] Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand typischer Ausführungsbei spiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modi fizierbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten be schränkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur faseroptischen Messung, umfassend:
einen Sensor mit mindestens einem faseroptischen Sensorelement;
eine Auswerteeinheit, wobei der Sensor der Auswerteeinheit fest zugeordnet ist; wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, wahlweise ein Rohsignal des Sensors oder ein bereinigtes Signal des Sensors auszugeben, und
wobei das bereinigte Signal des Sensors erhalten wird, indem mindestens eine Kalib riergröße auf ein von dem Sensor erfasstes Signal angewendet wird.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit dazu konfiguriert ist, das Anwenden der mindestens einen Kalibriergröße auf ein von dem Sensor erfasstes Sig nal durchzuführen.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, wahlweise das erfasste Signal in digitalisierter Form oder das bereinigte Signal in digi talisierter Form oder das Rohsignal des Sensors auszugeben.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung da zu konfiguriert ist, zusätzlich die Kalibriergröße, typischerweise getrennt von dem er fassten Rohsignal des Sensors, auszugeben.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor und die Auswerteeinheit integriert ausgebildet sind.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit mit einem nichtflüchtigen Speicher verbunden ist, wobei der nichtflüchtige Speicher die mindestens eine Kalibriergröße für eine Auswertefunktion der Auswerteeinheit speichert.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit einen opto-elektrischen Wandler, einen Analog-Digital-Wandler und/oder optische Komponenten ausgewählt aus der Gruppe von optischen Sendern, optischen Empfän- gern, optischen Filtern, Strahlteilern, Faserkopplern, Lichtleitern und/oder Detektoren, umfasst.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der nichtflüchtige Speicher einen Halbleiterspeicher umfasst.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der nichtflüchtige Speicher aus der Gruppe von Flash- Speicher, EPROM und/oder NVRAM ausgewählt ist.
10. Vorrichtung gemäß einem der voran gegangenen Ansprüche, wobei ein außerhalb der Vorrichtung befindlicher optischer Sender mit der Vorrichtung zum Einspeisen von Licht in das mindestens eine optische Sensorelement verbindbar ist oder verbunden ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der nichtflüchtige Speicher und die Auswerteeinheit zusammen in einem Gehäuse angeordnet sind, und/oder wo bei der optische Sender und die Auswerteeinheit zusammen in einem Gehäuse ange ordnet sind.
12. Verfahren zur Kalibrierung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend:
Festlegen von mindestens einem Kalibrierparameter;
Erfassen von mindestens einer, zum mindestens einen Kalibrierparameter zugehörige, Kalibrier große;
Digitalisieren der mindestens einen erfassten Kalibrier große; und
Speichern der mindestens einen Kalibrier große.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der mindestens eine Kalibrierparameter und die mindestens eine Kalibriergröße auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wer den.
14. Verfahren zur faseroptischen Messung unter Verwendung der Vorrichtung gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend: Erfassen von mindestens einem Signal mit dem Sensor, wobei mindestens eine korres pondierende Kalibriergröße zu dem erfassten Signal vorliegt;
Digitalisieren des mindestens einen erfassten Signals; und
optionales Anwenden der mindestens einen korrespondierenden Kalibriergröße auf das mindestens eine erfasste Signal.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Anwenden der mindestens einen korres pondierenden Kalibriergröße auf das mindestens eine erfasste Signal mit Hilfe der Auswerteeinheit erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116379950A (zh) * 2023-03-03 2023-07-04 成都陆迪盛华科技有限公司 一种用于隧道工程监测的分布式光纤结构应变标定的试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204371A1 (de) * 2014-03-11 2014-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Geräts zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe
DE102014117915A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 fos4X GmbH Verfahren zur Überwachung einer Windkraftanlage, Verfahren zur Eiserkennung an einer Windkraftanlage, Beschleunigungssensor für ein Rotorblatt, Rotorblatt mit Beschleunigungssensor, und Profil für ein Rotorblatt
DE102014226577A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Geräts zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe
US20160275982A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Parker-Hannifin Corporation Apparatus and method for storing and retrieving optical sensor calibration data
WO2017190063A2 (en) 2016-04-28 2017-11-02 General Electric Company Photonic integrated circuits and devices for photonic sensing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204371A1 (de) * 2014-03-11 2014-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Geräts zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe
DE102014117915A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 fos4X GmbH Verfahren zur Überwachung einer Windkraftanlage, Verfahren zur Eiserkennung an einer Windkraftanlage, Beschleunigungssensor für ein Rotorblatt, Rotorblatt mit Beschleunigungssensor, und Profil für ein Rotorblatt
DE102014226577A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Geräts zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe
US20160275982A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Parker-Hannifin Corporation Apparatus and method for storing and retrieving optical sensor calibration data
WO2017190063A2 (en) 2016-04-28 2017-11-02 General Electric Company Photonic integrated circuits and devices for photonic sensing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116379950A (zh) * 2023-03-03 2023-07-04 成都陆迪盛华科技有限公司 一种用于隧道工程监测的分布式光纤结构应变标定的试验方法
CN116379950B (zh) * 2023-03-03 2024-06-11 成都陆迪盛华科技有限公司 一种用于隧道工程监测的分布式光纤结构应变标定的试验方法

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