光纤光栅解调仪---FBG

光纤布拉格光栅(fbg)反射中心波长下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!光纤布拉格光栅(FBG)反射中心波长是光纤传感器领域的重要参数之一。

第08卷 第5期 中 国 水 运 Vol.8 No.5 2008年 5月 China Water Transport May 2008收稿日期：2008-04-01 作者简介：姜志刚（1977-），男，武汉理工大学材料科学与工程学院，硕士，主要从事光纤传感技术研究及其应用研究。

FBG 光纤光栅的原理和应用姜志刚（武汉理工大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430070）摘 要：简要介绍了FBG 光纤光栅通过测量波长的漂移实现对被测量的检测原理及抗干扰能力强且易于在同一根光纤内集成多个传感器复用；以及FBG 光纤光栅在高精度测温、高分辨率应变测量液、位测量领域的应用。

关键词：FBG 光纤光栅；应力传感；温度传感中图分类号：TP212.14 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2008）05-0128-02一、前言光传感以其独特的技术特点，飞速发展，特别是光纤传感技术，利用其质轻、径细、抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、信号衰减小、集信息传感与传输于一体等特点，可以解决常规检测技术难以完全胜任的测量问题，被广泛应用于医学、生物、电力工业、化学、环境、军事和智能结构等领域而布拉格光纤光栅传感器除了具有普通光纤传感器的抗电磁干扰和原子辐射、径细、质软、重量轻、绝缘、耐高温、耐腐蚀等诸多优点外，与其他传感器相比还有其独自的优点——传感信号为波长调制，这就使它还有许多独特的优势：1．避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要；2．可以使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光栅进行分布式测量；二、布拉格光纤光栅传感的基本原理图1 布拉格光纤光栅结构图布拉格光纤光栅是通过改变光纤芯区折射率，使其产生小的周期性调制而形成。

由于周期性折射率的扰动仅会对较窄的一段光谱产生影响（典型光谱宽度为0.05－0.3nm），因此，当宽带光波在光栅中传输时，入射光将在相应的频率上被反射回来，其余的透射光波则几乎不受影响。

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。

光纤布拉格光栅(FBG)介绍1 介绍FBG是Fiber Bragg Grating的缩写，即光纤布拉格光栅。

在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。

利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。

这些器件具有反射带宽范围大、附加损耗小、体积小，易与光纤耦合，可与其它光器件兼容成一体，不受环境尘埃影响等一系列优异性能。

目前应用主要集中在光纤通信领域(光纤激光器、光纤滤波器)和光纤传感器领域(位移、速度、加速度、温度的测量)。

近年来，随光纤光栅的重要性被人们所认识，各种光纤光栅的制作方法层出不穷，这些方法各有其优缺点，下面分别进行评述。

2光纤光栅制作方法2.1光敏光纤的制备采用适当的光源和光纤增敏技术，可以在几乎所有种类的光纤上不同程度的写人光栅。

所谓光纤中的光折变是指激光通过光敏光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应的变化，如这种折射率变化呈现周期性分布，并被保存下来，就成为光纤光栅。

光纤中的折射率改变量与许多参数有关，如照射波长、光纤类型、掺杂水平等。

如果不进行其它处理，直接用紫外光照射光纤，折射率增加仅为(10的负4次方)数量级便已经饱和，为了满足高速通信的需要，提高光纤光敏性日益重要，目前光纤增敏方法主要有以下几种：1)掺入光敏性杂质，如：锗、锡、棚等。

2)多种掺杂(主要是B/Ge 共接)。

3)高压低温氢气扩散处理。

4)剧火。

2.2成栅的紫外光源光纤的光致折射率变化的光敏性主要表现在244nm紫外光的错吸收峰附近，因此除驻波法用488nm可见光外，成栅光源都是紫外光。

大部分成栅方法是利用激光束的空间干涉条纹，所以成栅光源的空间相干性特别重要。

目前，主要的成栅光源有准分子激光器、窄线宽准分子激光器、倍频Ar离子激光器、倍频染料激光器、倍频OPO激光器等，根据实验结果，窄线宽准分子激光器是目前用来制作光纤光栅最为适宜的光源。

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。

光纤光栅解调仪工作原理【文章】光纤光栅解调仪工作原理1. 引言光纤光栅解调仪（Fiber Bragg Grating Interrogator）是一种关键光纤传感器，能够精确测量光纤光栅的物理量，并将其转化为电信号。

本文将深入探讨光纤光栅解调仪的工作原理，介绍其基本原理和应用领域，并分享我对其的观点和理解。

2. 光纤光栅解调仪的基本原理光纤光栅解调仪基于光纤光栅的原理工作。

光纤光栅是一种通过在光纤中形成周期性折射率改变的光学结构。

它可以将入射光束按照波长进行解析，产生谱线。

光纤光栅解调仪通过监测这些谱线的变化，实现对光纤光栅的解调和测量。

3. 光纤光栅解调仪的工作流程光纤光栅解调仪的工作流程可以分为以下几个步骤：3.1 入射光束的传输入射光束通过光纤传输到光纤光栅中。

光纤光栅的特殊结构使得入射光束与光纤内部的周期性折射率改变相互作用。

3.2 光纤光栅的反射与解调光纤光栅解调仪利用光栅的反射特性，将部分光信号反射回解调单元。

解调单元通过光学元件和探测器，将反射回的光信号转换为电信号，并进行处理。

3.3 信号处理与分析解调单元将光信号转换的电信号进行进一步处理和分析，获得与光纤光栅相关的物理量信息。

常见的物理量包括温度、压力、应变等。

解调单元会根据预先设定的算法和模型，将电信号转化为相应的物理量信息。

3.4 数据输出与显示解调单元将获得的物理量信息进行整理和计算，并将结果输出到数据终端。

通过数据终端，用户可以实时监测和分析所测量的物理量。

4. 光纤光栅解调仪的应用领域光纤光栅解调仪在多个领域具有广泛的应用。

以下列举几个典型的应用领域：4.1 结构健康监测光纤光栅解调仪可以用于结构健康监测，例如桥梁、建筑物、飞机等。

它可以实时测量和监测结构的应变和变形，提供重要的结构健康信息，确保结构的安全性和稳定性。

4.2 油气井与管道监测在油气井和管道领域，光纤光栅解调仪可以测量温度、压力和应变等物理量信息，实时监测油气井和管道的工作状态，提供重要的监控和预警功能。

光纤光栅（FBG）传感技术在轨道变形监测中的应用摘要：近年来，随着我国城市建设的发展，许多大城市开始修建地铁。

变形监测已成为地铁工程的重要环节，它不仅为安全施工提供相关信息和依据，也为工程理论与实践研究提供宝贵的第一手资料。

光纤光栅（FBG）传感技术具有精度高、准分布、实时性、耐腐蚀及抗电磁干扰等独特优势，已在众多工程监测领域中得到应用。

关键词：光纤光栅（FBG）；轨道变形监测；FBG传感器1、FBG 传感原理光纤Bragg光栅是利用紫外光曝光的方法将入射光的相干场图形写入纤芯，使纤芯的折射率发生周期性变化，使其产生周期性调制，从而在单模光纤的纤芯内形成永久性空间相位光栅。

FBG的基本原理是当光栅受到拉伸、挤压及热变形时，检测光栅反射信号的变化。

以工程结构的应变监测为例，荷载由结构传递至纤芯的光栅区域，导致光栅区域内栅距发生变化，从而使纤芯的折射率随之变化，进而引起反射波长的变化，通过测量反射波长的变化便可得出被测结构的应变变化。

FBG是一种在由光纤刻制而成的波长选择反射器，其背向反射光中心波长λB与纤芯的有效折射率neff 和刻制的栅距（周长）Λ有关，即根据光纤光栅传感器原理（图1）可知，该传感器在变形监测中可以测试地基沉降、地面沉降、高层建筑沉降、初支拱架内力、应力应变、实时温度等监测项目。

2、FBG光纤传感系统的应用① 光纤光栅地面沉降监测1）周期测试功能：地质灾害监测系统的波长解调与分析模块以用户指定的测试周期连续不断地对监测对象进行数据采集和分析，并且建立测量数据的历时数据库。

2）点名测试功能：根据用户指定的测试对象或测试区域，进行快速的定位测试，并且给出数据分析的结果。

3）报警监测功能：由用户设置监测对象的被测物理量监测控制值，对监测对象进行超控制值报警或超变化速率报警，将告警信息远程传输到监测中心或者管理人员。

4）监测数据分析、远传与组网监测功能。

通过对监测数据的分析，进行快速定位。

光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感技术电子传感器数十年来一直作为测量物理与机械现象的标准机制。

尽管具有普遍性，却因为种种限制，在许多应用中显得缺乏安全、不切实际或无法使用。

基于光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感技术，利用“光”作为介质取代“电”，使用标准光纤替代铜线，从而克服种种的挑战：由于光纤不导电且电气无源的良好特性，可以消除由电磁干扰(EMI)引起的噪声影响，并且能在少量损耗乃至不损耗信号完整性的前提下远距离传输数据。

此外，多个FBG传感器可沿一根光纤通过菊花链(daisy chain)方式连接，极大减少了测量系统的尺寸、重量和复杂性。

1.FBG 光学传感器基础1.1概述近几十年以来，电气传感器一直作为测量物理与机械现象的标准设备发挥着它的作用。

尽管它们在测试测量中无处不在，但作为电气化的设备，他们有着与生俱来的缺陷，例如信号传输过程中的损耗，容易受电磁噪声的干扰等等。

这些缺陷会造成在一些特殊的应用场合中，电气传感器的使用变得相当具有挑战性，甚至完全不适用。

光纤光学传感器就是针对这些应用挑战极好的解决方法，使用光束代替电流，而使用标准光纤代替铜线作为传输介质。

在过去的二十年中，光电子学的发展以及光纤通信行业中大量的革新极大地降低了光学器件的价格，提高了质量。

通过调整光学器件行业的经济规模，光纤传感器和光纤仪器已经从实验室试验研究阶段扩展到了现场实际应用场合，比如建筑结构健康监测应用等。

1.2光纤传感器简介从基本原理来看，光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性，比如强度、相位、偏振状态以及频率等。

非固有型 (混合型) 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质，而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。

光纤传感技术的核心是光纤–一条纤细的玻璃线，光波能够在其中心进行传播。

光纤主要由三个部分组成：纤芯(core)，包层(cladding)和保护层(buffer coating)。

《光纤光栅温度应变解调仪研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，光纤光栅（FBG）技术在众多领域中得到了广泛的应用。

作为一种新兴的传感器技术，光纤光栅能够实现对温度和应变的精确测量，具有高灵敏度、高分辨率和抗电磁干扰等优点。

光纤光栅温度应变解调仪作为光纤光栅技术的核心设备，其性能的优劣直接影响到光纤光栅测量系统的准确性。

因此，对光纤光栅温度应变解调仪的研究具有重要意义。

二、光纤光栅基本原理及特性光纤光栅是通过在光纤内部形成周期性的折射率变化来实现对光信号的调制。

当光在光纤光栅中传播时，会与光纤中的周期性结构发生相互作用，产生特定的光谱响应。

光纤光栅对温度和应变非常敏感，能够通过测量光谱的漂移来推算出温度和应变的值。

三、解调仪的构成及工作原理光纤光栅温度应变解调仪主要由光源、光纤环路、光电检测器以及解调电路等部分组成。

光源发出宽带光，经由光纤环路传输至光纤光栅，反射后形成的光信号再经由光电检测器转换为电信号，最后通过解调电路将电信号转换为温度和应变的数值。

四、解调仪的关键技术及研究进展1. 解调技术：光纤光栅的解调技术是影响其性能的关键因素。

目前常用的解调技术包括光谱分析法和干涉法等。

这些技术具有高灵敏度、高分辨率和快速响应等特点，为提高解调仪的测量精度提供了保障。

2. 信号处理：解调仪中的信号处理技术对于提高测量精度和稳定性至关重要。

通过对信号进行滤波、放大和数字化处理，可以有效地消除噪声干扰，提高信噪比。

3. 温度补偿：为了消除温度对测量结果的影响，解调仪通常采用温度补偿技术。

通过在系统中引入温度传感器或采用自校准算法等手段，可以实现对温度的精确补偿，提高测量结果的准确性。

五、应用及发展趋势光纤光栅温度应变解调仪在众多领域中得到了广泛的应用，如桥梁健康监测、石油化工、航空航天等。

随着科技的不断发展，解调仪的性能将不断提高，应用领域也将进一步拓展。

未来，光纤光栅技术将与人工智能、物联网等技术相结合，实现更加智能化的监测和控制系统。