Fiberoptik sensor-interrogator til PXI Express

Nyt PXI Express baseret optisk sensor interrogator (OSI) modul overvinder støjføl-somheds- og transmissionsafstands problemer og andre begrænsninger ved konventio-nelle sensorer.

National Instruments (NI) har lanceret en ny NI PXIe-4844 optisk sensor interrogator (OSI), der er et to-slot 3U PXI Express dataopsamlingsmodul til såkaldte Fiber Bragg Grating (FBG) optiske sensorer.

FBG sensorer opererer ved at reflektere en bølgelængde (Bragg bølgelængde) med lys, der svarer til ændringer af fysiske fænomener som f.eks. mekanisk spænding og temperatur. I modsætning til konventionelle elektriske sensorer er FBG sensorer ikke-ledende, elektrisk passive og immune overfor elektromagnetisk interferens (EMI), hvilket gør dem til et sikkert og pålideligt alternativ i miljøer, der er udsat for elektrisk støj, korrosion eller ekstreme vejrsituationer.

Transmissionsmediet er standard optisk fiber i stedet for kobberkabel, som gør det muligt at tage målinger over lange afstande på op til 10 km. Ingeniører og forskere kan anvende FBG sensorer til de mest almindelige måletyper, inkl. mekanisk spænding, temperatur og tryk, og flere FBG sensorer kan blive daisy-chain opkoblede langs en enkelt optisk fiber for at reducere målesystemets fysiske størrelse, vægt og kompleksitet markant.

Den nye NI PXIe-4844 optisk sensor interrogator er den nyeste tilføjelse til NI’s SC Express familie af sensormålemoduler til PXI Express. PXIe-4844 modulet indeholder fire optiske kanaler, som er samtidig scannede ved 10 Hz. Hver kanal har et 80 nm bølgelængdeområde (1510 nm til 1590 nm), som kan scanne mere end 20 FBG sensorer pr. kanal (dvs. mere end 80 FBG sensorer pr. modul afhængig af sensorområdet).

Til applikationer, der kræver et højt antal kanaler, kan det det maksimale antal af FBG sensorer pr. modul udvides yderligere ved at tilslutte en eller flere optiske kanaler til en ekstern optisk multiplexer eller ved at tilføje flere PXIe-4844 moduler i det samme PXI-chassis.

Foruden de fire optiske kanaler er PXIe-4844 modulet forsynet med en optisk kerne, der kombinerer en højeffekt, lavstøj swept bølgelængde laser med fiber Fabry-Perot drejelig filterteknologi fra det amerikanske firma Micron Optics. Modulet har en bølgelængde nøj-agtighed, repeterbarhed og stabilitet på 1 pm, som er ækvivalent med en sensornøjagtighed på ca. 1,2 mikrostrain og 0,1°C for henholdsvis FBG strain-sensorer og FBG temperatursensorer.

I modsætning til de fleste instrumenter kræver den optiske sensor interrogator (OSI) ikke periodisk ekstern kalibrering, da hvert scan, som PXIe-4844 modulet foretager, er kalibreret til en on-board NIST-sporbar bølgelængde reference.

Brugeren kan programmere PXIe-4844 modulet med letanvendeligt konfigurerings- og dri-versoftware for at reducere opsætnings- og konfigureringstiden. Modulet indeholder et NI-OSI Explorer værktøj til automatisk sensordetektering og enkel sensorkonfigurering samt NI-OSI driversoftware med letanvendelig LabVIEW API til opsamling af målinger i skalerede fysiske enheder.

Ved anvendelse af den grafiske NI LabVIEW software kan brugeren se, logge og analysere de opsamlede sensordata. Applikationer i LabVIEW kan let udvides til også at inkludere synkronisering med andre sensortyper, instrumenter eller kontrolsystemer ved anvendelse af intuitive grafiske ikoner og forbindelseslinier, der ligner et flowchart. LabVIEW softwaren giver også integration med tusindvis af hardwareprodukter og indeholder i hundredvis af indbyggede biblioteker til avanceret analyse og datavisualisering.

Industristandard PXI-platformen til måling og automation er udstyret med industriens mest avancerede timing- og synkroniseringsegenskaber og højhastigheds PCI Express bussen. PXIe-4844 modulet kan integreres i det samme PXI-chassis som andre PXI-moduler, inkl. SC Express moduler til supplerende elektrisk dataopsamling og kontrol. Med PXI-platformen kan brugeren forenkle komplekse målesystemer, der er placeret i fjerntliggende, udfordrende miljøer, ved at kombinere både optiske- og elektriske målinger i det samme PXI-chassis.

Typiske applikationer, hvor PXIe-4844 modulet med fordel kan anvendes, omfatter blandt andet 'civionics'-området – til distribuerede målinger over lange afstande, inkl. broer, dæmninger, tunneler og andre store bygningskonstruktioner; energiområdet – til overvåg-ning af vindmøllevinger, olierørledninger, kernereaktorer, offshore platforme og elkraft generatorer; transportområdet – til test og overvågning af marinefartøjer, jernbanevogne og store flykomponenter.
www.ni.com/opticalsensing.

National Instruments Danmark
Tlf. 45 76 26 00
E-mail: ni.denmark@ni.com
Internet: www.ni.com/opticalsensing