光纤光栅解调系统技术参数

光纤光栅解调仪---FBG

0~+55 +10~+95 -20~+85 +20~+85
V Hz
220±10% 50 PS8-04 船型开关
邮政编码：518055
深圳市浩源光电技术有限公司
SHENZHEN HOYATEK CO., LTD.
地址：深圳市南山区西丽镇丽山路深圳硅谷大学城创业园 1101 室
Tel：86（0755）33010357 33010356 33010353 Fax: 86（0755）33010355
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光纤光栅解调仪---FBG 光纤光栅解调仪---FBG
产品描述
HY-3100 型多通道光纤光栅传感分析仪是高精度、高灵敏度、多通道、多测量的测量分析仪，为光纤光栅传感测量系统提供了完善可靠的解决方案。可通过对光纤光栅波长分析，得出外界物理量的变化，实现外界环境实时有效的监测。目前该系统广泛的适用于电力、建筑、石油、交通等特殊场合的温度、应力、应变等监测。参数光参数波长范围绝对波长精度功率动态范围扫描频率波长分辨率光纤连接头数据接口 LAN 机械规格尺寸 cm 33.7×48.3×8.9 （1U/2U 19 英寸标准机箱）重量环境工作温度工作湿度储存温度储存湿度电气规格 AC 输入口电源频率电源开关
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常速光纤光栅解调仪基本参数

应用领域：
z桥梁结构健康监测
z大坝应力变形观测
z工业生产温度、压力测量z电力、化工设备温度在线z工业消防火灾自动报警仪器特点：
z高精度
z高可靠性
z测量速度快
z1～128通道容量可平滑扩展
光纤光栅分析仪性能指标
类型
项目
单位
参数值
基本参数
波长测量范围
nm
1525～1565
波长分辨率
pm
1
波长精度
pm
±3
με
±3
远程监测能力
km
80(4通道,每通道18个结点,中间无额
外插损)
根据用户需求最可定制
Hale Waihona Puke 环境参数工作温度℃
0～40
工作湿度
0～80%无凝结
存储温度
℃
-20～80
存储湿度
0～80%无凝结
机械参数
外形尺寸
mm
300×135×395
重量
kg
7
液晶显示
有
其他参数
电源
V
220
数据接口
10M/100M/1000M以太网,RS232,USB
同一通道波长重复性
pm
±1
不同通道波长重复性
pm
5
通道数
个
标准4通道,标准8通道
根据用户需求最大增至128通道
每通道最大测量结点
个
30(FBG波长间隔1.2nm),推荐值≦20
FBG波长最小测量间隔
nm
0.4
通道采样速率
Hz
0～200
应用参数
温度分辨率
℃
0.1
温度测量精度
℃

光纤F-P解调的双参数光纤光栅传感系统

Ｂｒｇｇｇｒｔｎｓｄｖｄｅｎｏｔｏｐｒｓ，ｔｗｏｅｄｓｏｎｅｐｒａｉｄｏｎａｓｅｌｓｅｎｄｔｈｅａｔｗａａａｉｇｗａｉｉｄｉｔｗａｔｈｅｔｎｆｏａｔｗｓｆｘｅｔｅｈｅｔａｈｅｏｔｒｐｒｓｉｒｅｓａｅＡｃｏｒｎｔｈｆｅｅｅｐｓｆｔｗｏｐａｔｏｔｅｓｒｉｎｅｐｒｕｅｏｈｅｆｂａｎａｆｅｔｔ．ｃｄｉｇｏｔｅｄｉｆｒｎｔｒｓｏｎｅｏｈｅｔｒｓｔｈｔａｎａｄｔｍｅａｔｒｆｔｉｅｒＢｒｇｇ
ＣＨＥＮＺｈｉｉｍｎ。ＸＩＦａｇ，ＬＩＭｉＥｎｎ
（ｐｉｌｃｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＬｂｃｏｌｆｃｎｅＢｉｎｉｔｎｉｅｓｙＢｉｎ００４Ｃｈｎ）Ｏｔａｉｃｎｃｎｌｇａ．Ｓｈｏｉｃ，ｅｉｇＪａｏｇＵｎｖｒｉ，ｅｉｇ１０４，ｉａｃＳｅｏＳｅｊｏｔｊＡｂｔａｔｓｒｃ：ＡｏｅｆｂｒＢｒｇｒｔｇｓｎｏｙｔｍｓｎｉｅＰｆｔｒｆｒｍｏｕａｉｎａｄｍｅｓｒｎｗｏｎｖｌｉｅａｇｇａｉｅｓｒｓｓｅｕｉｇｆｒＦ－ｉｅｏｄｌｔｎａｕｉｇｔｎｂｌｏｐｒｍｅｅｓｏｔａｎａｄｔｍｐｒｔｒｉｌｎｏｓｙｈｓｂｅｒｐｓｄｉｈｓｐｐｒＴｈｅｇｈｏｉｇｅｆｅａａｔｒｆｓｒｉｎｅｅａｕｅｓｍｕｔｅｕｌａｅｎｐｏｏｅｎｔｉａｅ．ａｅｌｎｔｆａｓｎｌｉｒｂ

光纤光栅解调仪标准

光纤光栅解调仪标准光纤光栅解调仪是一种用于光纤通信系统中解调光信号的重要设备，其性能和标准对于整个通信系统的稳定运行和数据传输质量至关重要。

本文将围绕光纤光栅解调仪的标准进行详细介绍，以便为相关领域的研究人员和工程师提供参考。

1. 光纤光栅解调仪的基本原理。

光纤光栅解调仪是利用光栅原理对光信号进行解调的设备，其基本原理是通过光栅的光学效应对输入的光信号进行频谱分析和解调。

光栅的制备工艺和参数对解调仪的性能有着重要影响，因此需要制定相应的标准来规范光栅的制备和性能测试。

2. 光纤光栅解调仪的关键性能指标。

光纤光栅解调仪的关键性能指标包括分辨率、灵敏度、动态范围等。

这些指标直接影响解调仪在实际应用中的性能表现，因此需要制定相应的标准来规范这些性能指标的测试方法和要求。

3. 光纤光栅解调仪的标准制定。

针对光纤光栅解调仪的重要性能指标，国际上已经制定了一系列的标准来规范其制备和性能测试。

这些标准涵盖了光栅制备工艺、性能测试方法、性能要求等方面，为光纤光栅解调仪的生产和应用提供了重要的参考依据。

4. 光纤光栅解调仪标准的应用。

光纤光栅解调仪标准的制定不仅对于解调仪的生产和质量控制具有重要意义，同时也对于光纤通信系统的稳定运行和性能提升具有重要意义。

遵循标准制定的光纤光栅解调仪能够更好地适应各种复杂的光信号环境，提高通信系统的稳定性和可靠性。

5. 结语。

光纤光栅解调仪作为光纤通信系统中的重要设备，其标准制定对于整个通信领域具有重要意义。

希望本文介绍的光纤光栅解调仪标准能够为相关领域的研究和应用人员提供参考，推动光纤通信技术的发展和应用。

同时也希望在未来的研究中能够进一步完善光纤光栅解调仪标准，为通信领域的发展贡献力量。

通过以上对光纤光栅解调仪标准的详细介绍，相信读者对该领域的标准制定和应用有了更清晰的认识。

光纤光栅解调仪标准的制定是一个系统工程，需要各方共同努力，才能推动行业发展，促进通信技术的进步。

希望本文能够为相关领域的研究和实践工作提供一定的帮助，促进光纤通信技术的不断创新与发展。

光纤光栅的解调技术

可调谐波长的光纤F a b r y-Perot滤波器检测单个传感光栅的
跟踪模式
（2）声光可调谐滤波器
• 声-光可调谐滤波器（AOTF）是一种由射频（RF）驱动频率可调谐的固态光滤波器，其中，AOTF的波长调谐范围可宽至几个毫米，时间响应可小于5kHz，并具有窄的光谱带宽。该器件可工作于多种模式，如分光计、颤动滤波器和跟踪滤波器等。若提供覆盖整个工作范围的宽带光源或光源组，AOTF可应用于大规模光纤Bragg光栅阵列的波长复用。利用AOTF中不同频率的多射频信号，原理上可实现多光栅的并行检测。 • 声光可调谐滤波器有两种工作模式，即扫描模式和锁定模式。在扫描模式中，AOTF受电压控制振荡器（VCO）在传感波长范围内的调节，来自光栅的功率被记录下来；在锁定模式中，检测系统采用反馈环来跟踪特定的光栅波长，如图。 • 频率偏离与滤波传输、光栅反射率和强度噪声无关。该技术可跟踪多光栅的波长，工作于传输和反射结构。
声-光可调谐滤波器检测传感光栅的原理
4．匹配光栅检测法
在检测端设置一参考光栅，其光栅常数与传感光栅相同。参考光栅贴于一压电陶瓷片（PZT）上，PZT由一外加扫描电压控制，如图。当传感光栅处于自由态时，参考光栅的反射光最强，光探测器输出信号幅度最高。这时控制扫描信号发生器使之固定输出为零电平，当传感光栅感应外界温度和应变时，发生移位，使参考光栅的反射光强下降，信号发生器工作，使参考光栅的输出重新达到原有值，这时的扫描电压对应一定的外界物理量。
光纤光栅信号解调技术
信号检测是传感系统中的关键技术之一，传感解调系统的实质是一个信息（能量）转换和传递的检测系统，它能准确、迅速地测量出信号幅度的大小并无失真地再现被测信号随时间的变化过程，待测信息（动态的或静态的）不仅要精确地测量其幅值，而且需记录和跟踪其整个变化过程。从解调的光波信号来看，光纤光栅传感信号的解调方案包括强度解调、相位解调、频率解调、偏振解调和波长解调等。其中，波长解调技术具有将感测的信息进行波长编码，中心波长处窄带反射，不必对光纤连接器和耦合器损耗以及光源输出功率起伏进行补偿等优点，得到了广泛应用。如图，在传感过程中，光源发出的光波由传输通道经连接器进入传感光栅，传感光栅在外场（主要是应力和温度）的作用下，对光波进行调制；接着，带有外场信息的调制光波被传感光栅反射（或透射），由连接器进入接收通道而被探测器接收解调并输出。由于探测器接收的光谱包含了外场作用的信息，因而从探测器检测出的光谱分析及相关变化，即可获得外场信息的细致描述。相比而言，基于反射式的传感解调系统比较容易实现。

光纤布拉格光栅的解调方法

ｉｇｔｉｓｎｏｅｄｌｔｏｔｃｎｑｅｓｎａｎｓｒｎ－ｅｓｒｄｍｏｕａｉｎｅｈｉｕｕｉｇａｗａｅｅｇｈｉｉｉｎｃｕｌｒｖｌｎｔｄｖｓｏｏｐｅ．Ｅｌｃｒｎｅｔ１９，ｅｔｏ．Ｌｔ，９４．３ｆ１５７．Ｏｌ：７￣７
参考文献
［ａｉＭＡａｈｄｆｔｒｉｅｒａｏｅｈ１］Ｄｖ．Ｍｔｅ－ｌｎｒｇｔｎｔ — ｓｃｉｅｔｏｉｃｎｕｏｉｅｒｇｇａｎａａ［１ｌｔｎｉｅｆｒｂｒＢａｇｒｔｇｒｙＪＥｅｒ．ｑｆｉｒ．ｃｏＬｔ，９，１１）２ —２．ｅｔ１５（ｏ：２８３．９３８［ａｉＭＡｅｅ．ｌｆｅｒｇｒｔ２］Ｄｖｓ，ＫｒｙＡＤＡｌｉｒＢａｇｇａｓ —ｂ —
图３非平衡Ｍ— Ｚ干涉仪法
反射波长重合时，探测器能探测到最大光强，此时压电陶瓷的驱动电压对应光栅的反射波长，进而得到被测量的大小，如图５所示。该方案体积小、图５可调光纤ＦＰ滤波器解调法 — 价格低，在４ｒ０ｎｎ的范围内可以得到约１ｐｍ的ｉｒｆｅＦ－ｖｌｎｈｉｔｒＯｐ．Ｌｔ，１９，１ｂＰｗａｅｅｇｆｅ．ｔｌｔｅｔ９３８．测量分辨率，２— ０Ｃ在０２００范围内温度分辨率可达ｆ６：１７￣１７１１３０３２０１℃ ，期测量精度可达 ± ． ℃；以直接输出．长Ｏ２可作者简介：张静（９１），族，北保定１８一女汉河对应于波长变化的电信号，可同时对多个光纤光人，华北电力大学，助工，硕士，主要研究方向：光栅的反射波长进行解调。纤传感技术。２结论陈于扬（９６）男，士研究生，要研究方１８，硕主可调光纤ＦＰ — 滤波器法精度高、体积小、价现代传感与测量技术。格低、定性好，稳适用于分布式测量，比较理想向：是的解调方法。

光纤光栅的传感、解调及复用技术

特点：突破了（最初方法）纵向驻波法对Bragg中心反射波长的限制写入效率明显提高，操作简单，促进了光纤写入技术的研究，得到广泛。

相位掩模的高级衍射波强度较弱，通常只考虑0级和±衍射波，在正入射情况下±1衍射波的强度相等。

衍射角)反射光谱()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Δ⎯→⎯Δ⎯⎯→⎯⇒−+Δ+=Δ⎯→⎯==ΔP T B B B BT e B B λλλλεξαλλε001⎪⎪⎩⎪⎪⎨=ΔΔ=TB λε温度传感器和应变传感器以及补偿？传感信号的读取：解调…光纤光栅传感器的种类光纤光栅传感器利用光纤光栅温度、应变敏感的特性，通过传感头的设计/封装，可以测量各种物理参数：▲温度▲应变▲压力▲位移▲液位▲加速度▲气体含量▲弯曲▲…光纤光栅传感原理及应用光纤光栅（FBG）传感器传感应用光纤光栅传感器的特点1、材料优势：▼传感器体积小，重量轻▼耐化学腐蚀▼优异的耐疲劳特性▼传感器本质防爆▼适和应用于恶劣环境2、传感优势：▼光纤既是传感器又是信号传输媒介，抗强电磁干扰▼测点数多，可串，并联组网，可多参数测量▼长距离传输，可达40km▼可靠性高，在某个传感器失效情况下，其它传感器数据仍可有效测量光纤光栅传感器的应用光纤光栅产品健康安全监测应用领域▲航空航天（增强碳纤维复合材料健康监测，航天飞机温度和应变监测）▲舰船（结构健康安全监测，纤维增强塑料闸门实时监测）▲土木（建筑，桥梁，边坡，矿井结构安全监测）▲电力（开关柜、变压器、电缆沟/井安全监测）▲石化（油品计量，液位测量，火灾报警，海洋平台/油井温度和压力/应变监测）HUST轨道交通：地铁健康安全监测1、直流电源线支架安全监测；2、隧道壁压力监测；3、隧道内的火灾监测；4、高压动力电缆温度监测油田：地下油井健康安全监测1、压力监测；2、温度监测；光纤光栅传感器的应用海上石油钻井平台航空航天石化：海洋平台冰激安全健康监测> 5 mGeodetectPlatform Ballast Rails0,5 m0,25 m轨道交通：Arbois铁路地基变形监测石化行业：储油罐温度监测光源耦合器FBG传感器MPU System放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission ASE)宽带光源波长：1525nm-1565nm功率：20dBm(100mW)平坦度：小于2ASE宽带光源光源的主体部分是增益介质掺铒光纤(Erbium Doped fiber，EDF）和高性能的泵浦激光器。

光纤光栅静态解调仪使用说明书

武汉中地恒达科技有限公司企业标准ZDHD-QS-JS039-1.0-2020光纤光栅静态解调仪使用说明书2020-6-1实施本说明书由武汉中地恒达科技有限公司编制1.硬件设备说明1.1产品简介FBG-2000是武汉中地恒达科技有限公司研发设计的一款专用监测仪器，配套光纤光栅传感器使用。

专用于桥梁、隧道、大坝、边坡等的工程结构在线监测。

具有多种多功能、操作简单、接口方便，同时适合于用户进行二次开发。

产品采用了先进的技术路线，采集出带宽范围内的海量光谱点，并根据运算规则计算出光谱中峰值的中心位置。

同时结合了工程应用的需要。

系统既提供高精度的波长分辨率，又满足工程环境长期稳定运行的要求。

FBG-2000主机采用优化的数字逻辑进行电路运算处理，可以快速找到中心波长的位置。

同时采用光学标准具进行校准，保证系统温度测量的准确性和稳定性。

其主机设计包括的基本配置：扫描光源,光探测器，电路、软件处理、光路、电源等部分组成，系统最大化地集成了各个模块，使得各模块独立工作，又互相联系，保证了系统的良好的一致性，也方便了用户的使用维修。

钢筋计适用于长期埋设在混凝土结构物内部，测量结构物内部的钢筋应力。

1.2装箱清单光纤光栅解调仪主机x1铝合金包装箱x1电源线x1检测报告x1合格证x1使用说明书x1 1.3产品规格指标1.4产品内部结构示意图外接传感器光学系统电路系统工控机（windows）外接键、鼠、显示器与通讯网络1.5对外接口光纤FC 接口用于连接传感器网口对外通讯AC220V 电源口USB主要用于接鼠标键盘、U 盘VGA 或HDMI 主要用于内置工控机时接显示器1.6相比于同类产品的优势【设备信噪比高】下图为本产品与同行产品的对比，在外接相同传感器、相同条件下运行，本产品的波长白噪声约为±1pm，同行的产品白噪声达到±15pm（对外宣称指标为1pm精度）。

本产品的信噪比符合宣称指标并明显优于市场同类产品。

光纤光栅解调仪的各项参数

光纤光栅解调仪的各项参数光纤光栅解调仪是一种重要的光纤传感器，用于测量和监测光纤中的应变、温度或其他物理量。

它具有许多参数，这些参数影响着解调仪的性能和应用范围。

本文将逐个介绍光纤光栅解调仪的各项参数。

1. 波长范围（Wavelength Range）波长范围是光纤光栅解调仪能够解调的光信号的波长范围。

不同的应用需要不同的波长范围，因此选择适合应用需求的解调仪至关重要。

2. 分辨率（Resolution）分辨率是指解调仪能够分辨的最小变化量。

它决定了解调仪的测量精度，通常以微米或纳米为单位。

较高的分辨率意味着更高的测量精度。

3. 灵敏度（Sensitivity）灵敏度是指解调仪对输入信号的响应能力。

它表示解调仪能够检测到的最小信号强度。

较高的灵敏度意味着解调仪能够检测到较弱的信号，从而提高测量的可靠性和准确性。

4. 动态范围（Dynamic Range）动态范围是指解调仪能够测量的最大信号强度与最小信号强度之间的比值。

较大的动态范围意味着解调仪能够处理更大范围的信号强度，从而适用于不同强度的光信号测量。

5. 响应时间（Response Time）响应时间是指解调仪对输入信号变化的反应速度。

它取决于解调仪的物理特性和信号处理算法。

较短的响应时间意味着解调仪能够更快地捕捉到信号变化，对于快速变化的信号测量非常重要。

6. 稳定性（Stability）稳定性是解调仪在长时间测量过程中保持性能的能力。

它受到环境温度、光源波动等因素的影响。

较高的稳定性意味着解调仪能够在不同环境条件下保持一致的测量结果。

7. 可重复性（Repeatability）可重复性是指解调仪在多次测量中产生的结果之间的一致性。

较高的可重复性意味着解调仪能够产生稳定和可靠的测量结果，减小测量误差。

8. 温度范围（Temperature Range）温度范围是指解调仪能够正常工作的温度范围。

不同的应用环境需要不同的温度范围，因此选择适合应用环境的解调仪至关重要。

光纤光栅传感器实时解调系统

工程应用，光纤传感领域具有广泛的应用前景。在现场可编程门阵列ＦＧｆｌｐｏａｍａｌｇｔａｒ）ＰＡ（ｅｒｇｍｂｅａｅｒｙ是ｉｄｒａ
一
若Ｆ—Ｐ腔则
测到最大光强，时给压电陶瓷施加的电压就代表了ＦＧ的此Ｂ反射波长ｊ。利用压电陶瓷构成的可调谐Ｆ— Ｐ腔测量光纤光栅传感器
ｎｍｉｅｓｒｓ５ｎｍ，ｈｅｒｓｌｉｎｉ．ｍ．ａｃｍａｕｅｉ０ｔｅｏｕｔｏｓ１８ｐ
Ｋｅｒｓｆｅｒｇｒｔｇ；ｅｄｌｔｎｓｓｍ； —ＰｆｂｒｉｔｒｅｏｔｒＦＧＡｙｗｏｄ：ｂｒｂａｇｇａｉｄｍｏｕａｉｙｔｉｎｏｅＦｅｎｅｆｒｍｅｅ；Ｐｉ
的驱动电压就对应于ＦＧ的反射中心波长。实验表明，纤ＦＢ光
—
Ｐ滤波器的透射光波的波长与其两端所加电压成线性关系，
因此可以通过探测Ｆ—Ｐ腔上所加电压来获知ＦＧ的反射中心Ｂ
波长的信息，进而得到传感量的信息，现对ＦＧ波长编码信实Ｂ
７１
到改善，此外，系统中要探测的光电流信号很微弱，因此，置前放大器首先应该起到最大限度抑制噪声的作用，以获得最大的
信噪比，同时必须具有很高的增益。高精密运算放大器Ｏ０Ｐ７是一种低噪声，斩波稳零的单运算放大器集成电路，非具有输
虑到系统的速度、精度和分辨率等要求，系统采用高速１６位低功耗ＡＤ转换器Ａ９６／Ｄ７Ａ实现模／数转换。数／转换是驱动电路的核心，模系统中数／模转换的主要作

光纤光栅解调仪设计方案报告

光纤光栅解调仪设计方案报告目录1概述 (3)2产品功能和用途 (4)3技术要求 (4)4技术方案 (4)4。

1方案概述 (4)4.2产品组成和原理框图 (5)4.2。

1产品组成 (5)4.2.2原理框图 (5)4.3硬件设计 (6)4。

3.1可调谐窄带光源 (6)4。

3.2波长校准 (10)4。

3.3光电探测器模块 (13)4.3。

4数据采集与控制模块 (15)4。

3。

5其它光学器件164。

4新技术、新材料、新工艺采用情况 (18)5关键技术的解决途径 (18)5.1波形同步循环 (18)5.2信号处理 (19)5.3增加系统光功率 (21)6可行性分析 (21)1概述光纤光栅解调仪作为光纤光栅类传感器的通用解调设备,是与光纤光栅类传感器配套的不可或缺的设备。

光纤光栅解调仪是对光纤光栅中心反射波长的微小偏移进行精确测量,波长解调技术的优劣直接影响整个传感系统的检测精度,因此光纤光栅波长解调技术是实现光纤光栅传感的关键技术之一。

图1光纤光栅解调仪在结构健康监测系统中的应用光纤光栅解调仪在结构健康监测有着非常重要的作用，它将光纤光栅传感器的波长信号解算出来，并传送给计算机，计算机里的上位机程序将各种波长信号转化为待测物理量的特征信号,即可对结构实行实时的监测。

在结构健康监测系统中，如图1所示,传感器为网络中树叶,解调仪为树根，树干为传输光纤.解调仪的通道数量决定了树干光纤的芯数。

多个解调仪即构成的树状结构组成了森林,该森林中树的数量仅受到计算机局域网内的IP地址限制。

从一定程度上说，光纤光栅解调仪决定了一套结构健康监测系统的成本。

为了实现被测物理量的高精度测量,在过去的十多年里,相关科学家在光纤光栅传感器技术的研究和应用方面取得了突破性的进展，提粗了许多解调方法来检测光纤光栅中心波长的微小变化,比较典型的有：匹配滤波法、非平衡Mach—Zehnder（M—Z）干涉仪法,可调谐光纤光栅滤波器法、可调谐Fabry-Perot(F-P)滤波器法等，如表1所示.表1 常用光纤光栅解调方法从表1可以看出，边缘滤波法适用于实验室环境使用,匹配光栅法自由谱范围比较窄，不适合多通道的光纤光栅解调。

BGK-FBG8600L 光纤光栅解调仪使用手册说明书

BGK-FBG8600L 光纤光栅解调仪产品使用手册版本号：Rev.B发行时间：20212021目录1简介 (1)2安全使用说明 (2)3工作原理 (4)4BGK-FBG8600L型光纤光栅解调仪系统特点 (5)5接口面板说明 (5)5.1主面板接口 (5)5.2后面板接口 (6)5.3接口说明 (6)6主要技术指标 (7)7光栅解调仪配置 (9)7.1通用配置 (10)7.2传感器配置 (12)7.3配置数据采集方式及周期 (12)8BGK-Logger使用说明 (13)8.1软件安装 (13)8.2系统整体结构 (14)8.3系统配置 (15)8.4设备配置 (17)8.5设备控制 (19)8.6数据管理 (20)1简介BGK-FBG8600L型光纤光栅解调仪（以下简称光栅解调仪或解调仪）是基康仪器股份有限公司研制的一款用于自动化测量光纤光栅传感器的采集仪，并有8路、16路两种配置可选。

根据现场使用环境及需求的不同，可配置连续采集、等间隔采集、定点采集等多样化的工作模式。

采集的同时，可通过有线以太网、4G或Wi-Fi方式将数据上传至BGK-Logger软件平台或“G云”云平台。

解调仪内部集成电池，可实现外部掉电不间断测量，使用高精度的可调光纤光源和采集测量系统，具有测量范围大、长期稳定性好、精度高等特点。

适用于桥梁、桩基、水电站、大坝、电厂等各种复杂环境下的光纤光栅传感器数据采集。

图1-1光栅解调仪2安全使用说明下面的符号和信息可能会出现在光栅解调仪上，标识安全符号的目的是使用户避免受到可能的伤害，请注意安全标志以及它们的意义，正确使用仪器以防止可能遇到的危险。

激光安全标志，提醒用户注意激光辐射并安全操作提醒用户根据使用手册正确操作警告，可能有电击危险警告用户如果不严格按照操作手册上步骤操作，可能会导致仪器损坏提示用户如果不严格遵守使用手册上的操作规则，可能会给自己的身体甚至生命带来潜在的危害WARNING：光栅解调仪使用的外部电源为交流220V，使用前清注意选择正确的电压，将随机附送的电源线与机箱后面板的电源接头稳固连接，防止电源不稳定对测量造成影响。

光纤光栅的解调技术

可调谐窄带光源的调谐原理是窄带可调谐光输入光
纤光栅，并周期性地扫描其输出波长以获取光纤光栅的反射谱（或透
射(tòu shè)谱），由每次扫描反射光最强时的扫描电压可知相应的波长值。
第十八页，共二十二页。
• 如上图所示为一种高精度的连续可调谐掺饵光纤激光器检测位于1550nm波段的传感光栅。该检测系统受限于激光器~2.3nm 的波长调谐范围，可检测的最大温度为180；检测精度受限于 PZT的精度，即2.3pm或~0.18。该方案最大的优点在于使用光
输出，测量范围与探测器的分辨率成正比。该方案的优点在于采用了较好
的补偿措施，能够有效(yǒuxiào)地抑制光源输出功率的起伏、连接干扰和微
弯干扰等不利因素，且系统反应迅速，成本较低，使用方便，在几个mε 测量范围内，该系统具有几十个με的分辨率。
第九页，共二十二页。
光纤光栅(guāngshān)激光器实现传感
IS
1 2
I 0 RA(B
0
)
IR
1 2 I0R
• 式中 Is——信号光强；
• IR——参考光强；
• R ——光纤的反射率；
IS IR
A(B
0
)
• A ——线性滤波器的比例系数。
• 由式可见，和直接测量值呈线性关系，由此可求出动态的值。
这种检测方法基于光强检测，适用于动态、静态测量，具有较好的线性
• 在光纤光栅(guāngshān)传感系统中，对波长移位最直接的检测方法是：利用宽带光源（如发光二极管LED），输入光纤光栅，再用光谱仪（或多波长计）检测输出光的中心波长移位，如图2。该法结构简单，具有可携带性、经久耐用且易于使用和自动测试等特点，常用于实验室。

光纤光栅传感解调

光纤光栅传感解调
光纤光栅传感解调是一种利用光纤光栅作为传感器，通过测量光纤光栅反射或透射光谱的变化，来获取外界物理量（如温度、应变、压力等）的信息的技术。

光纤光栅传感解调的基本原理是：当外界物理量作用在光纤光栅上时，会导致光纤光栅的折射率或长度发生变化，从而改变光纤光栅的布拉格波长（即反射或透射最强的波长），这种变化与外界物理量有一定的关系，因此可以通过测量布拉格波长的变化来获取外界物理量的信息。

光纤光栅传感解调的主要组成部分有：宽频光源、分路器、光纤光栅传感器阵列、合路器、解调器和信号处理器。

宽频光源发出宽频的光信号，通过分路器分成多路，分别照射到不同的光纤光栅传感器上，然后通过合路器合成一路，输入到解调器中，解调器对合成的光信号进行光谱分析，得到各个光纤光栅的布拉格波长，并将其转换为电信号，输入到信号处理器中，信号处理器对电信号进行滤波、放大、数字化等处理，并通过算法计算出外界物理量的信息。

光纤光栅解调综述

光纤光栅解调综述一、引言光纤布拉格光栅（FBG）是一种重要的光学器件，具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性，广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测。

基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现，突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制，大大拓展了其在分布式传感领域的应用。

本文将对光纤光栅解调技术进行综述。

二、光纤光栅解调技术准静态波长解调技术准静态波长解调技术是一种常用的光纤光栅解调方法。

它通过测量FBG中心波长的变化来解调传感信号。

准静态波长解调技术具有解调速度快、空间分辨率高等优点，但需要精确控制光源的波长和带宽，对光源的稳定性要求较高。

高速波长解调技术高速波长解调技术是一种基于光谱分析的解调方法。

它通过测量FBG光谱的变化来解调传感信号。

高速波长解调技术具有解调速度快、空间分辨率高等优点，但需要高分辨率的光谱分析仪，对硬件设备的要求较高。

增强型动态相位解调技术增强型动态相位解调技术是一种基于干涉仪的解调方法。

它通过测量FBG中心波长的变化来解调传感信号。

增强型动态相位解调技术具有解调速度快、空间分辨率高等优点，但需要精确控制光源的波长和带宽，对光源的稳定性要求较高。

三、光纤光栅应用领域基于大规模光栅阵列光纤的应用包括温度、应变分布式的准静态应用领域，以及振动分布式的相位动态应用领域等，包括大型建筑、机械、航空航天、石油化工等诸多领域的安全监测、故障诊断等工程应用方面。

四、结论光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测。

基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现，突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制，大大拓展了其在分布式传感领域的应用。

本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制备、分布式解调方法与应用进展，从大规模光栅阵列光纤的在线制备技术，以及基于该阵列光纤的分布式传感解调技术，包括准静态波长解调技术、高速波长解调技术以及增强型动态相位解调技术等，特别关注解调速度、空间分辨率、复用容量等关键技术及传感性能。

光纤光栅传感器的调制解调技术

光纤光栅传感器的调制解调技术光纤光栅传感器（Fiber Bragg Grating Sensor，FBG）是一种基于光纤技术的传感器，凭借其卓越的灵敏度、抗电磁干扰能力以及体积小巧的特点，广泛应用于温度、压力和应变等物理量的检测。

光纤光栅的工作原理基于布拉格反射（Bragg Reflection），通过改变光在光纤中的传播特性，实现对外界刺激的响应。

在此基础上，调制解调技术为光纤光栅传感器的信号处理提供了强有力的支持，保证了数据的准确性和可靠性。

1、光纤光栅的基本概念光纤光栅是一种周期性折射率变化的光纤结构，其核心在于对特定波长的光起到反射作用。

当光纤受到外部物理量的变化，如温度升高或压力增大时，光纤光栅的波长会相应发生变化。

这种波长的变化可以通过调制解调技术加以提取，从而获得相关的物理量信息。

2、调制技术光纤光栅传感器中常用的调制技术有相位调制、幅度调制和频率调制等。

其中，幅度调制是最为常见的方式，通过改变信号的振幅来传递信息。

在DK-3716-F050-P光纤光栅传感器的应用中，幅度调制主要体现在将外部物理量变化所导致的反射波长变化信息转化为电信号。

相位调制在光纤光栅传感器中的应用则依赖于光干涉原理，能够有效提高传感器的灵敏度。

这种调制方法适用于对微小变化的高精度测量，例如在结构健康监测中对微小裂缝或变形的检测。

随着技术的发展，频率调制方法逐渐受到重视，这种技术通过改变信号的频率来实现信息的传递，能够在噪声环境下提供更高的抗干扰能力。

3、解调技术解调技术是光纤光栅传感器中必不可少的一环，其主要任务是将调制后的信号转换回可读的物理量。

解调技术的实现方式多种多样，主要有光谱分析法、相位检测法和时域反射法等。

光谱分析法是通过分析光信号的光谱变化来获取传感器所测量的物理量。

该方法的优势在于能够同时获取多个光纤光栅传感器的信号，并且对波长变化的分辨率非常高。

利用光谱分析法，多个光纤光栅传感器可以通过一根光纤同时进行信号探测，适用于大范围的监测需求。

光纤光栅传感系统信号解调技术

干涉解调技术和色散解调技术，并对以上各种解调技术的优缺点进行了分析和讨论．关键词光纤光栅，传感器，信号解调
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＰ２２１；１．４ＴＮ９ｇＧｒｔｎｅｓｒＳｓｅＤｅｄｕａｉｎｅｈｉｕｓｆｒＦｂｒＢｒｇｉｇＳｎｏｙｔｍｍｏｌｔｏａ
光纤元器件
文献编号：１０ — ２１＂０）４０１ — ４０６１３（０２０ — ０７０２
光纤光栅传感系统信号解调技术术
张昕明余有龙朱勇
ｆ黑龙江大学光纤技术研究所哈尔滨１０８５００）
摘要主要从四个方面介绍了光纤光栅传感系统的信号解调技术，即滤波解调技术、调窄带光源解调技术、可
修改Ｅ期：２０ — ５１ｔ０２０—３
维普资讯
１８光电子技术与信息ＯｐｏｌｔｏｉＴｃｎｌｙ＆Ｉｆｒｔｎ２０ｕ；５４ｔｅｃｒｎｃｅｈｏｏｅｇｎｏｍａｉ０２Ａｇ１（）ｏ
超过１０Ｈｚ。０
类传感器实用化面临的关键技术。为此，人们提出了许多检测方案，大致可分为滤波法、可调窄带光源法、
国家自然科学基金委员会与中国节能投资公司联合研究基金资助项目（批准号：６１７２）０７０９
收稿Ｆ期：２０ — ３０ｔ０２０—４
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