Siemens FibroLaser III Systemeinführung Und Projektierung Seite 25

Building Technologies
CPS Fire Safety
Der Aufbau erfolgt dreikanalig, da neben den beiden Messkanälen (Antistokes und
Stokes) ein zusätzlicher Referenzkanal benötigt wird. Entsprechend dem OFDR-
Verfahren wird die Ausgangsleistung des Lasers innerhalb eines Messzyklus mit
Hilfe des HF-Modulators in der Frequenz sinusförmig von einer Startfrequenz im
Kilohertzbereich bis zur Endfrequenz im hohen Megahertzbereich durchfahren.
Dabei ist der resultierende Frequenzhub ein direktes Mass für die örtliche
Auflösung des Reflektometers. Das frequenzmodulierte Laserlicht wird über das
optische Modul in den LWL-Sensor eingekoppelt.
Das aus der Faser kontinuierlich rückgestreute Raman-Licht wird im optischen
Modul spektral gefiltert und mittels Photodetektoren in elektrische Signale
gewandelt. Anschliessend werden die Messsignale verstärkt und in den nieder-
frequenten Spektralbereich (NF-Bereich) gemischt. Die Fouriertransformation der
gemittelten NF-Signale ergibt die beiden Raman-Rückstreukurven.
Die Amplituden dieser Rückstreukurven sind proportional zur Intensität der Raman-
Streuung des betrachteten Ortes. Aus dem Amplitudenverhältnis der beiden
Messkanäle wird die die Fasertemperatur entlang des Sensorkabels errechnet.
2
Intensity
(arb. units)
1
Temperature
Dependency
-20
0
Backscattering
(arb. units)
1.5
3.0
Intensity of
4.5
Stokes line and
Anti Stokes line
Fig. 22 Raman-Rückstreukurven
Das obere Diagramm in der Grafik zeigt die Temperaturabhängigkeiten der
Raman-Bänder. Dabei ist klar ersichtlich, dass das Anti-Stoke Signal eine klare
Temperaturabhängigkeit aufweist, während das Stoke Signal nur geringfügig
durch die Temperatur beeinflusst wird.
Das untere Diagramm zeigt die Situation der beiden Signale bei einer deutlichen
Temperaturerhöhung in den Bereichen A (bei ca. 2100 m) und B (bei ca. 3200 m).
0 20 40
Temperature / °C
A
500 1000 1500 2000
Position / m
FL-III Systemeinführung und Projektierung
Anti Stokes
Stokes
60 80 100
Stokes
B
Anti Stokes
2500 3000 3500
Anhang
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03.2012