Zeit und Frequenz generieren, verteilen und überwachen

Es handelt sich um ein mobiles, auf einem Sagnac-Interferometer basierendes, faseroptisches System zur Überwachung von Rotationsereignissen und -phänomenen im Erfassungsband 0,01-100 Hz. Das Gerät ist für die Messung der Rotationsgeschwindigkeit mit einer Auflösung im Bereich von 10E-8 rad/s bei einem Erfassungsbandpass von 1 Hz optimiert.

Die oben genannte Empfindlichkeit sowie der Bandpass erfüllen die erwarteten Rotationsereignisse und Phänomene im Zusammenhang mit unregelmäßigen Objektbewegungen, die bei starken Winden, tektonischen Bewegungen und Erdbeben auftreten.

Das System für die Überwachung von Rotationsschwingungen geeignet, wie sie in Windkraftanlagen, hohen Gebäuden, Brücken erdbebengefährdeten Gebieten auftreten.

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Sagnac Effekt

Das Sagnac-Interferometer misst eine Rotation absolut, nicht in Bezug auf die rotierende Erdoberfläche.

Der optische Aufbau besteht aus kreisförmig angeordneten Lichtwellenleitern. Wird Licht in entgegengesetzter Richtung durch den Lichtleiterkreis geschickt, sollten beide Strahlen gleichzeitig wieder am Ausgangspunkt ankommen. Rotiert der gesamte Aufbau jedoch, ergeben sich Interferenzen in den Laufzeiten.

Umsetzung

FOSREM basiert auf einer technischen Umsetzung des Sagnac-Effekts. Die Konstruktion besteht aus zwei voneinander abhängigen Teilen: einem optischen und einem elektronischen.

Der optische Teil schickt zwei Lichtstrahlen in entgegengesetzter Richtung durch einen Lichtwellenleiter. Ein Detektor erkennt Interferenzerscheinungen bei den Ankunftszeiten.

Der zweite Teil des Systems, der elektronische Teil, realisiert die synchrone Erfassung. Dieser Teil verwendet ein System namens Autonome Signalverarbeitungseinheit (ASPU). Durch die richtige Auswahl und Verarbeitung der ersten und zweiten Amplitude des erfassten harmonischen Ausgangssignals kann die Winkeldrehung ermittelt werden. Darüber hinaus ist die ASPU mit einem eingebauten Webserver ausgestattet, der es ermöglicht, den Betrieb des Systems über einen speziellen FOSREM Telemetrieserver fernzusteuern. Die Steuerung erfolgt in Echtzeit über ein VPN-FOSREM-Netzwerk. Der FOSREM Telemetrieserver speichert die Daten der beteiligten FOSREM Geräte.

Die wichtigsten Vorteile von FOS-3:

• hohe Empfindlichkeit und breite Palette von Anwendungsbereichen
• breiter Erkennungsfrequenzbandpass (0,1 - 328,12 Hz)
• mobile Konstruktion, Abmessungen: 360 x 360 x 160 mm, Gewicht: weniger als 12 kg
• Leistungsaufnahme: weniger als 15 W
• Anschlussmöglichkeiten: Ethernet 100 Mbps mit PoE, (Glasfaseroption)
• Präzise 20-Bit-Wandlung
• Leistungsstarker ARM-Zweikern-Mikroprozessor mit Hochgeschwindigkeits-FPGA
• Interner Access Point für die Gerätekonfiguration
• Web-basierte Management-Schnittstelle
• Interner 32GB Flash-Speicher für die Datenspeicherung
• Bis zu 24 Stunden autonomer Betrieb ohne externe Stromversorgung
• Bis zu 30 Tage autonomer Betrieb im lokalen Datenspeichermodus.

Netzwerk-Implementierung

Das FOSREM Netzwerk verwendet eine VPN-Verbindung, um alle Sensoren in das System zu integrieren.

Jeder Sensor verfügt über einen eingebauten Webserver, der über VPN mit dem FOSREM Telemetrieserver verbunden ist.

Dieser Server speichert die Daten der einzelnen Geräte und ermöglicht die Änderung aller Betriebsparameter für den gewählten Sensor.

Die Fernsteuerung erfolgt in Echtzeit über das VPN-FOSREM-Netzwerk. Jeder Benutzer hat Zugang zu seinem Sensor, um Informationen auf seinem eigenen Computer zu speichern.

Vorteile der FOSREM-Netzwerkimplementierung:

• Fernsteuerung für jeden FORS-Benutzer über VPN
• Ständige Überwachung des Betriebs der Geräte und Sammeln der aufgezeichneten Daten
• Einfache Aktualisierung der Firmware über VPN
• Persönliche Konfiguration und Zugang für jeden FORS nach Kundenwunsch