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FPGA für ein faseroptisches Temperaturmessgerät

Beschreibung

Die faseroptische Temperaturmessung ist ein Verfahren, bei dem Glasfasern als lineare Sensoren verwendet werden. Physikalische Messgrößen wie Temperatur, Druck- oder Zugkräfte wirken auf die Glasfaser ein und verändern lokal die Eigenschaften der Lichtleitung.

Zur Temperaturmessung eignet sich insbesondere der Raman-Effekt. Dabei wird die Rückstreuung von in die Glasfaser eingebrachten Lichtpulsen ausgewertet.

Für diese Messmethode haben wir in einem FPGA eine komplexe Lichtpuls-Steuerung und Messwerterfassung implementiert, welche die bereits digitalisierte Rückstreuung aus dem Temperatur- und Systemrauschen des Messgerätes extrahiert. Die gewonnen Messdaten werden zur weiteren Verarbeitung und Temperaturbestimmung über PCI-Express an einen Embedded-PC übertragen.

Einsatzgebiete dieser Messtechnik sind u.a. in Pipelines, Tunneln, komplexen Anlagen, ...

Eingesetzte Technologien

Xilinx Artix 7 ♦ VHDL ♦ C ♦ Linux ♦ DDR3-Memory ♦ PCIe ♦ AXI ♦ Xilinx evaluation board AC701 ♦ Autokorrelation

Verwendete Tools

Xilinx Vivado ♦ Xilinx Vivado Simulator ♦ GHDL ♦ GCC compiler ♦ KDevelop ♦ Doxygen