Welche Fehler treten auf, wenn das reflektierte Signal zu stark ist? Wie kann dies per Hardware oder Software angepasst werden?
Wenn das reflektierte Signal in einem FBG-Interrogator zu stark ist, kann dies zu einer optischen Leistungsüberlastung (optical power saturation) führen. Dies geschieht, wenn der Detektor oder der Analog-Digital-Wandler im Interrogator mehr optische Leistung empfängt, als er genau verarbeiten kann.
Die wichtigsten Fehler, die aufgrund der optischen Leistungsüberlastung auftreten, sind:
- Wellenlängen-Ungenauigkeit: Der Algorithmus zur Erkennung der Spitzenwellenlänge basiert auf einem klaren, unverzerrten FBG-Spektrum. Eine Überlastung kann die Oberseite des Spektrums abflachen oder verzerren, wodurch es für den Interrogator schwierig wird, die tatsächliche Bragg-Wellenlänge genau zu identifizieren, was zu Messfehlern führt.
- Reduzierter Dynamikbereich: Die Fähigkeit des Interrogators, sowohl starke als auch schwache Signale gleichzeitig zu messen, wird beeinträchtigt. Wenn starke Signale den Detektor überlasten, können schwächere Signale möglicherweise vollständig übersehen oder mit schlechter Genauigkeit gemessen werden.
- Signalverzerrung: Die Form des reflektierten FBG-Spektrums kann verzerrt werden, was es schwierig macht, zuverlässige Daten zu extrahieren, insbesondere in Anwendungen, die eine präzise spektrale Analyse erfordern.
- Fehlerhafte Messwerte/Fehler: In schweren Fällen kann der Interrogator Werte außerhalb des Bereichs melden oder Fehlerkennzeichen generieren, da er das überlastete Signal nicht richtig interpretieren kann.
Anpassungen zur Minderung der optischen Leistungsüberlastung können über Hardware oder Software vorgenommen werden:
Hardware-Anpassungen:
- Reduzierung der optischen Eingangsleistung: Dies ist oft die direkteste Methode. Wenn das FBG-System eine externe Lichtquelle verwendet, kann deren Leistung gedämpft werden.
- Anpassung der Eingangsverstärkung des Interrogators: Einige Interrogatoren verfügen über einstellbare Einstellungen für die optische Verstärkung. Eine Reduzierung der Verstärkung kann eine Überlastung verhindern.
- Faseroptische Dämpfungsglieder: Das Platzieren eines festen oder variablen faseroptischen Dämpfungsglieds im optischen Pfad vor dem Interrogator kann die Signalstärke reduzieren.
- FBG-Reflektivität: Für Neuinstallationen kann die Angabe von FBGs mit geringerer Reflektivität helfen, eine Überlastung zu verhindern, insbesondere wenn mehrere FBGs kaskadiert werden.
Software-Anpassungen:
- Verstärkungsregelung (Digital): Obwohl für die direkte optische Leistungsüberlastung weniger verbreitet, können einige Interrogator-Software-Programme digitale Verstärkungseinstellungen haben, die angepasst werden können, um das Signal nach der Erkennung zu skalieren. Dies verhindert jedoch keine Überlastung auf Hardware-Ebene, wenn der Detektor bereits überlastet ist. Es kann helfen, wenn die Überlastung im ADC-Stadium auftritt.
- Schwellenwert-/Clipping-Erkennung: Fortschrittliche Software kann überlastete Signale erkennen und kennzeichnen, obwohl dies das zugrunde liegende Problem nicht behebt, sondern den Benutzer auf mögliche Ungenauigkeiten aufmerksam macht.
Detaillierte Informationen zu den technischen Parametern und Fähigkeiten unserer Interrogatoren finden Sie im
OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator.
Hier ist ein Standardbild unseres Interrogators:
