Fiberoptiska signalkonditioneringsapparater

Utvärderingsenheter för fiberoptiska sensorer

Fiberoptiska signalutvärderingsenheter utgör gränssnittet mellan den optiska sensorn och den efterföljande mätdataregistreringen. De skickar ljus till sensorn, registrerar den återvändande optiska signalen och omvandlar förändringar i signalen till ett exakt mätvärde. Beroende på sensorsystem kan temperatur, tryck, töjning eller förskjutning mätas och därefter visas eller överföras via display, analog utgång eller digitala gränssnitt.

Althens fiberoptiska utvärderingsenheter stöder olika sensortekniker. För interferometriska sensorer finns system baserade på WLPI-teknik (White Light Polarization Interferometry). För fiberoptiska GaAs-temperatursensorer används utvärderingsenheter med SCBG-teknik (Semiconductor Band Gap).

Produktsortimentet sträcker sig från kompakta, batteridrivna enkanalsenheter för mobila mätningar till flerkanaliga utvärderingsenheter för laboratorie- och fältapplikationer samt modulära höghastighetssystem med synkroniserad datainsamling. Därmed kan både enskilda mätpunkter och omfattande övervakningssystem med ett stort antal fiberoptiska sensorer realiseras.

En särskild fördel med fiberoptisk mätteknik är den höga störningsimmuniteten vid mätpunkten. Eftersom ingen elektrisk signalöverföring krävs där kan fiberoptiska sensorer även användas i miljöer där starka elektromagnetiska eller högfrekventa fält skulle påverka traditionella elektriska sensorer.

Exakta, störningsokänsliga och flexibelt skalbara

Althens fiberoptiska signalutvärderingsenheter täcker ett brett spektrum av applikationer, från mobila punktmätningar till komplexa flerkanaliga övervakningssystem.

Vad du bör tänka på när du väljer en fiberoptisk signalutvärderingsenhet

1. Fastställ sensortekniken
Utvärderingsenheten måste vara kompatibel med tekniken i den sensor som används. WLPI-utvärderingsenheter är avsedda för interferometriska fiberoptiska sensorer. Fiberoptiska GaAs-temperatursensorer kräver däremot signalutvärdering baserad på SCBG-teknik.

Vissa system, som CoreSens, kan stödja båda teknikerna inom samma modulära system.

2. Ta hänsyn till mätstorheten
WLPI-baserade system kan, beroende på ansluten sensor, mäta temperatur, tryck, töjning eller förskjutning. Andra utvärderingsenheter är optimerade för en specifik mätstorhet, exempelvis fiberoptisk temperaturmätning eller fysiologisk tryckmätning.

3. Fastställ antalet mätkanaler
För enskilda mätpunkter finns kompakta enkanalsenheter. För flera sensorer kan system med exempelvis 4, 8, 16 eller 18 kanaler användas.

För större mätsystem ger en modulär arkitektur ytterligare fördelar. CoreSens erbjuder exempelvis 2 till 26 kanaler per rack och kan genom sammankoppling av flera system byggas ut till upp till 1 300 mätkanaler.

4. Fastställ nödvändig mäthastighet
Den nödvändiga samplingsfrekvensen beror på mätstorhetens dynamik. För traditionell långtidsövervakning av temperatur eller töjning kan relativt låga mäthastigheter vara tillräckliga.

För snabba processer finns utvärderingsenheter med betydligt högre samplingsfrekvenser. Beroende på modell varierar mäthastigheten från cirka 20 Hz upp till 1 000 Hz per mätkanal.

5. Ta hänsyn till synkronisering av flera kanaler
Vid dynamiska mätningar är inte bara en hög samplingsfrekvens viktig, utan även den tidsmässiga synkroniseringen mellan de enskilda kanalerna. För sådana applikationer finns system med deterministisk synkronisering via EtherCAT.

Detta är exempelvis viktigt när temperatur, tryck, töjning eller förskjutning ska mätas samtidigt på flera positioner och jämföras med varandra.

6. Välj rätt gränssnitt
Beroende på utvärderingsenhet finns olika gränssnitt tillgängliga, bland annat:

• Analoga spännings- och strömutgångar
• RS-232
• RS-485
• Ethernet
• EtherCAT

Vissa system har dessutom intern datalagring, reläutgångar eller en integrerad webbserver för konfiguration.

7. Ta hänsyn till mobil-, laboratorie- eller fältanvändning
För mobila punktmätningar lämpar sig kompakta handhållna enheter som PicoSens eller Pico M, vilka även kan användas med batteridrift.

För laboratoriemätningar finns flerkanaliga enheter med display och datagränssnitt. För industriell fält- och långtidsövervakning är robusta bords-, vägg- eller rackmonterade system med flera mätkanaler lämpliga.

8. Fastställ krav på mätnoggrannhet och upplösning
För högprecisionsapplikationer bör upplösning, linjäritet och noggrannhet för hela systemet, bestående av sensor och utvärderingsenhet, beaktas.

WLPI-utvärderingsenheter som FieldSens uppnår exempelvis en noggrannhet på upp till ±0,01 % av fullt skalutslag. För GaAs-temperaturmätsystem anges noggrannheten i stället direkt som en temperaturavvikelse.

9. Ta hänsyn till miljöförhållandena vid mätpunkten
Fiberoptisk sensorteknik erbjuder särskilda fördelar när elektriska sensorer skulle kunna påverkas av elektromagnetiska fält eller höga elektriska potentialer.

Typiska exempel är högspänningsanläggningar, transformatorer, MR-system, mikrovågsanläggningar, högfrekvensapplikationer samt vissa applikationer inom energi, forskning och medicinteknik.

10. Planera för långtidsövervakning och skalbarhet
Vid Structural Health Monitoring, geoteknik eller anläggningsövervakning kan antalet mätpunkter öka under projektets gång. För sådana applikationer bör utvärderingselektroniken redan från början vara utformad för utbyggbarhet och flerkanalsdrift.

Vårt tekniska expertteam hjälper dig att välja och anpassa fiberoptisk sensor, utvärderingsenhet, gränssnitt och mätdataregistrering. Kontakta vårt säljteam

Typiska applikationer för fiberoptiska signalutvärderingsenheter

Fiberoptiska utvärderingsenheter används särskilt där exakta mätningar med hög störningsimmunitet eller långtidsövervakning av flera mätpunkter krävs.

Typiska applikationer är:

• Structural Health Monitoring
• Strukturövervakning av broar och byggnader
• Övervakning av tunnlar och dammar
• Geotekniska mätningar
• Långtidsövervakning av infrastruktur
• Högspänningsanläggningar och energiförsörjning
• Transformatorer och elektriska anläggningar
• Miljöer med EMI- och RFI-störningar
• Mikrovågs- och högfrekvensapplikationer
• Industriell processövervakning
• Forskning och utveckling
• Flyg- och rymdindustrin
• Försvar och säkerhetskritiska applikationer
• Vindenergi och turbinövervakning
• Olje- och gasapplikationer
• Fiberoptiska temperaturmätningar
• Fiberoptiska tryckmätningar
• Töjnings- och belastningsmätningar
• Förskjutnings- och deformationsmätningar
• Medicinska och MR-applikationer
• Fysiologiska tryckmätningar

Genom olika sensor-, kanal-, gränssnitts- och hastighetsvarianter kan systemen användas både för enskilda mätuppgifter och för omfattande långtidsövervakningssystem.