Automatisierung einer optoelektronischen Kalibriereinrichtung

Abstract

Im Rahmen eines Projektes für die Entwicklung eines abbildenden hyperspektral Spektrometers der neuesten Generation wurde im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen ein neues Kalibrierlabor aufgebaut. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Anwendung, die alle wichtigen Funktionen zur Kontrolle und Steuerung der Kalibriergeräte zur Verfügung stellt. Für eine Spektrometerkalibrierung sind verschiedene Geräte notwendig. Neben einem Monochromator, einer Ulbrichtkugel und einem Spaltrad benötigt man einen drehbaren Umlenkspiegel um alle Kalibrierprozeduren des Konzepts abzuarbeiten. Im Rahmen dieser Arbeit entstanden Treiberbibliotheken, die zur softwareseitigen Ansteuerung der Geräte verwendet werden. Im Zuge der Entwicklung dieser Bibliotheken waren umfangreiche Tests notwendig. Die entwickelte Anwendung bildet einen Überbau für die Geräteansteuerung. Sie ist über eine Netzwerkschnittstelle erreichbar und erlaubt den Laborbenutzern auf einfache Weise eigene Kalibrierprozeduren umzusetzen. Während eines Kalibrierprozesses sind die Laborgeräte über eine Vielzahl von Parametern ansteuerbar. Die Anwendung ist neben der Ansteuerung der Geräte noch für die Überwachung und Protokollierung der Umgebungsbedingungen in dem Kalibrierlabor zuständig. Die Interaktion mit dem Laborpersonal wurde auf ein Minimum reduziert um einen hohen Automatisierungsgrad zu erreichen. Besonderes Augenmerk lag bei der Entwicklung der Anwendung auf ihrer Konfigurier- und Erweiterbarkeit und dem Fehlerbehandlungskonzept. Die entstandene Software erzielt, unter Nutzung aller im Labor zur Verfügung stehenden Möglichkeiten eine bisher unerreichte Effizienz bei der Spektrometerkalibrierung.