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詳細(xì)信息

19KHz 高速光纖波長(zhǎng)解調(diào)儀

1) 通道數(shù)：4，

2) 非同步（或者同步可選）；

3) 采樣頻率：19.2kHz/ch；

4) 波長(zhǎng)范圍： 1515~1585nm；

5) 波長(zhǎng)穩(wěn)定性；5 pm；

6) 波長(zhǎng)重復(fù)性：1 pm；

7) 動(dòng)態(tài)范圍：4.8nm；

8) 每通道可接FBG數(shù)量：8個(gè)

9) 光連接口：FC-APC；

10) FBG帶寬范圍：150~400pm；

11) FBG反射率范圍：>10%；

12) 工作溫度范圍：-20℃~55℃。

高速FBG解調(diào)儀使用說明

1. 解調(diào)儀主要功能及性能指標(biāo)

主要功能：

WO-DSC-19K是測(cè)量速率極高的高速光纖光柵解調(diào)儀，通過光譜采集、分析，能對(duì)各通道傳感器的物理量高速、同步感測(cè)。

儀器內(nèi)置寬譜寬帶光源、多個(gè)環(huán)行器和監(jiān)測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)多通道同步測(cè)量。每通道可接數(shù)個(gè)光纖光柵傳感器。

各通道傳感器可實(shí)時(shí)觀察光譜、波長(zhǎng)。儀器面板有同步（SYNC）按鍵，可實(shí)現(xiàn)多通道同步測(cè)量，同步信息（時(shí)間）隨波長(zhǎng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件，方便用戶多通道測(cè)量同步分析。

主要性能指標(biāo)：

測(cè)量速率：17KHz以上，根據(jù)光譜強(qiáng)度，設(shè)置曝光時(shí)間可調(diào)整測(cè)量速率。

光譜范圍：C波段；

通道數(shù)：4通道；

波長(zhǎng)重復(fù)性：±2pm；

波長(zhǎng)穩(wěn)定性：±2pm；

波長(zhǎng)分辨率：1pm。

2. 儀器硬件組成及前后面板說明

解調(diào)儀包含：

主機(jī)1臺(tái)；

220VAC電源線1條；

網(wǎng)線2條；

軟件及用戶說明光盤；

儀器前后面板說明：

前面板：

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從左到右依次是：

POWER：電源開關(guān)、電源打開指示、SYNC同步按鍵、FC/APC光接口通道1-4；

其中SYNC為儀器4個(gè)通道同步測(cè)量時(shí)需要，按鍵按下（凹）或者恢復(fù)（凸），都會(huì)產(chǎn)生同步信號(hào)給儀器，儀器會(huì)監(jiān)測(cè)到，軟件會(huì)重新計(jì)時(shí)，根據(jù)最近按下或者恢復(fù)的按鍵操作開始重新計(jì)時(shí)，并將計(jì)時(shí)時(shí)間信息隨測(cè)量波長(zhǎng)一同保存在數(shù)據(jù)文件里，便于多通道數(shù)據(jù)同步分析。

后面板：

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從左到右：Fan：風(fēng)扇、Ethernet1、2：以太網(wǎng)接口1、2。電源輸入接口：220VAC。

兩個(gè)以太網(wǎng)接口：

下面是Ethernet1，對(duì)應(yīng)前面板CH1、CH2兩個(gè)通道，對(duì)應(yīng)儀器IP地址：192.168.0.199；

上面是Ethernet2，對(duì)應(yīng)前面板CH3、CH4兩個(gè)通道，對(duì)應(yīng)儀器IP地址：192.168.0.200；

3. 儀器工作的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由于速率太快，需要兩臺(tái)電腦。

應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖可以是A、B兩種之一，如下：

A結(jié)構(gòu)：

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電腦IP地址可以設(shè)置，只要和192.168.0.199，192.168.0.200不一樣就可以。

電腦IP地址設(shè)置后，需要和配置文件Ethernet Config.ini一致：

[Ethernet Source]

IP address=192.168.0.199

MAC address=0

UDP port=50001

[Ethernet Destination]

IP address=192.168.0.198

MAC address=305A3AE4D9D1

UDP port=50001

[Sensor Setting]

Sensor Number=1

其中:

[Ethernet Source]:對(duì)應(yīng)儀器；

[Ethernet Destination]:對(duì)應(yīng)電腦（軟件運(yùn)行所在的電腦）。

儀器MAC、及UDP端口不需要改；

電腦MAC需要在電腦網(wǎng)絡(luò)連接去查找，更新這數(shù)據(jù)。

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物理地址就是MAC地址：

只要開始測(cè)量按下同步按鈕，或者需要測(cè)量某個(gè)時(shí)候關(guān)鍵數(shù)據(jù)，按下同步按鈕，電腦收到數(shù)據(jù)中就包含同步信息，這樣不同電腦測(cè)量的數(shù)據(jù)保存下來就有同步信息，因此即使數(shù)據(jù)在不同電腦，但里面包含同步信息，就可以實(shí)現(xiàn)同步，相當(dāng)于同樣一個(gè)電腦把兩個(gè)通道存為兩個(gè)文件一樣，指定了序列號(hào)，按照序列號(hào)排列數(shù)據(jù)，就實(shí)現(xiàn)了同步。

4. 軟件安裝

軟件安裝程序在“HS-FBGA V1.0”文件夾里，點(diǎn)擊“setup.exe”,開始安裝，一直next即可。安裝結(jié)束會(huì)在開始菜單有快捷方式，默認(rèn)情況，安裝在：C:\Program Files\High Speed-FBGA\HS-FBGA.exe

如下圖：

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后的文件夾里的配置文件Ethernet Config.ini需要根據(jù)實(shí)際對(duì)電腦IP地址作修改并保存。建議用戶做一備份。免得被錯(cuò)誤修改不知如何恢復(fù)。

5. 軟件使用

5.1 軟件使用前用戶準(zhǔn)備事項(xiàng)

l 對(duì)電腦和配置文件設(shè)置正確IP地址和MAC地址：見3節(jié)和5.3節(jié)的儀器IP地址、本機(jī)IP地址、本機(jī)MAC地址描述；

l 所在電腦對(duì)應(yīng)哪個(gè)網(wǎng)口Ethernet1還是Ethernet2，其中Ethernet1對(duì)應(yīng)前面板光接口通道1、通道2，Ethernet2對(duì)應(yīng)前面板光接口通道3、通道4，這點(diǎn)需要清楚。相應(yīng)的要選擇正確的“系數(shù)選擇”通道1-2或者通道3-4。

l 選擇的哪個(gè)網(wǎng)口，對(duì)應(yīng)的通道總共多少個(gè)傳感器數(shù)量，用戶需要清楚，要在最大FBG數(shù)量對(duì)應(yīng)的配置文件：[Sensor Setting]Sensor Number=1填寫正確。數(shù)值只能<=實(shí)際傳感器數(shù)量。

l 若要保存數(shù)據(jù)，用戶需要先在D盤建立一個(gè)hsmeasuredata名字的文件夾。

準(zhǔn)備事項(xiàng)完成后，接上傳感器，打開電源半分鐘后，可以運(yùn)行軟件：HS-FBGA.exe。

5.2 測(cè)量觸發(fā)類型

軟件有三種測(cè)量觸發(fā)類型，在配置頁面里：

手動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量、連續(xù)測(cè)量。

默認(rèn)是連續(xù)測(cè)量：只要點(diǎn)擊“測(cè)量開始”按鍵，軟件就會(huì)一直測(cè)量直到再次點(diǎn)擊“測(cè)量開始”按鍵停止測(cè)量。連續(xù)測(cè)量模式下不會(huì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。即使點(diǎn)擊“存儲(chǔ)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)”按鍵也不會(huì)保存數(shù)據(jù)。

自動(dòng)測(cè)量：軟件會(huì)自動(dòng)根據(jù)緩沖測(cè)量次數(shù)，測(cè)完相應(yīng)的次數(shù)，再保存數(shù)據(jù)（如果點(diǎn)擊了“存儲(chǔ)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)”按鍵），然后再自動(dòng)下一次測(cè)量（不需要點(diǎn)擊“測(cè)量開始”按鍵），再保存......

手動(dòng)測(cè)量：軟件會(huì)根據(jù)緩沖測(cè)量次數(shù)，當(dāng)點(diǎn)擊“測(cè)量開始”按鍵后，測(cè)完相應(yīng)的次數(shù)，再保存數(shù)據(jù)（如果點(diǎn)擊了“存儲(chǔ)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)”按鍵），若下次還測(cè)量，需要手動(dòng)再次點(diǎn)擊“測(cè)量開始”按鍵。

5.3 主界面頁面

分三頁：光譜圖頁面、波長(zhǎng)圖頁面、配置頁面；

光譜圖頁面如下：

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光譜圖橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為幅度值，是光譜強(qiáng)度經(jīng)AD采集后，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量0-65535。為光譜的相對(duì)強(qiáng)度值。

正常情況FBG光譜呈高斯分布，波峰離散點(diǎn)呈現(xiàn)尖三角，如果波峰很寬，甚至最高處往下凹，呈現(xiàn)相鄰很近的波峰，那就是光飽和了，這時(shí)需要手動(dòng)調(diào)整光路，輕輕把光接口的傳感器接頭往外旋松。邊旋松邊看光譜圖，只要不飽和即可，再固定好光接頭。出現(xiàn)光飽和還可以將曝光時(shí)間減少，默認(rèn)是10us。曝光時(shí)間減少，會(huì)增大測(cè)量速率。

圖形界面橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)可以自動(dòng)調(diào)整也可以手動(dòng)設(shè)置，在橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)處鼠標(biāo)右鍵，可以選擇自動(dòng)調(diào)整，取消就是手動(dòng)調(diào)整。自動(dòng)調(diào)整，軟件會(huì)根據(jù)所有傳感器的幅度值作調(diào)整，使得整個(gè)界面能顯示所有傳感器譜形。手動(dòng)調(diào)整，可以點(diǎn)擊縱坐標(biāo)上限值，并設(shè)置，也可以點(diǎn)擊縱坐標(biāo)下限值設(shè)置，使得顯示的幅值范圍滿足用戶需要觀察的范圍，好處是可以靈活放大觀察某一個(gè)波峰的變化。

波長(zhǎng)圖頁面如下：

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波長(zhǎng)圖橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為波長(zhǎng)值，單位nm。右邊是波長(zhǎng)值數(shù)字顯示。

圖形界面橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)可以自動(dòng)調(diào)整也可以手動(dòng)設(shè)置，在橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)處鼠標(biāo)右鍵，可以選擇自動(dòng)調(diào)整，取消就是手動(dòng)調(diào)整。自動(dòng)調(diào)整，軟件會(huì)根據(jù)所有波長(zhǎng)值作調(diào)整，使得整個(gè)界面能顯示所有波長(zhǎng)。手動(dòng)調(diào)整，可以點(diǎn)擊縱坐標(biāo)上限值，并設(shè)置，也可以點(diǎn)擊縱坐標(biāo)下限值設(shè)置，使得顯示的波長(zhǎng)范圍滿足用戶需要觀察的范圍，好處是可以靈活放大觀察某一個(gè)波長(zhǎng)的曲線。

配置頁面：

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環(huán)形緩沖長(zhǎng)度，就是每次循環(huán)測(cè)試多少次。一個(gè)循環(huán)包括測(cè)量、保存。

門限值：根據(jù)光譜情況，設(shè)置合理的值，使得每個(gè)FBG光譜都能解析出波長(zhǎng)，門限值應(yīng)低于所有的FBG波峰中最小的那個(gè)值。同時(shí)應(yīng)大于下面直流分量或者噪聲值，比較合理。

觸發(fā)頻率：針對(duì)自動(dòng)測(cè)量模式，完成測(cè)量、保存后，到下一次自動(dòng)開始測(cè)量的間隔快慢。

測(cè)量觸發(fā)類型：見5.1說明。

擬合類型：

Gauss：高斯，是精準(zhǔn)的算法，但耗CPU，一般高速測(cè)量不宜采用。

COG：質(zhì)心方程算法，運(yùn)算速度快。高速測(cè)量采用此算法。

COG DWA：做了去直流分量的質(zhì)心方程算法。和COG為同一算法，只是去掉直流分量。由于光路或者電路原因有個(gè)偏置直流電壓，去掉直流分量便于設(shè)定閾值和擬合分析，默認(rèn)情況選擇此算法。

系數(shù)選擇：

當(dāng)軟件所在電腦的連接的是網(wǎng)絡(luò)接口1：Ethernet1，就需要選擇通道1-2。

當(dāng)軟件所在電腦的連接的是網(wǎng)絡(luò)接口2：Ethernet2，就需要選擇通道3-4。

運(yùn)行軟件時(shí)這個(gè)選擇務(wù)必注意！

校準(zhǔn)系數(shù)：僅僅顯示選擇的哪個(gè)通道對(duì)應(yīng)的系數(shù)，用戶不需要修改。

儀器IP地址：在配置文件里：

[Ethernet Source]

IP address=192.168.0.199

后面板Ethernet1網(wǎng)口，對(duì)應(yīng)通道1-2，在配置文件里該值IP地址改成：192.168.0.199；

后面板Ethernet2網(wǎng)口，對(duì)應(yīng)通道3-4，在配置文件里該值IP地址改成：192.168.0.200；

本機(jī)IP地址：

[Ethernet Destination]

IP address=192.168.0.198

在配置文件里修改該值，該IP地址要與所在電腦IP地址一樣，但不能和192.168.0.199、192.168.0.200相同。

本機(jī)MAC地址：見3，電腦MAC物理地址描述。

UDP端口：本機(jī)UDP端口，用戶不需要修改。

掃描速率：顯示掃描時(shí)鐘頻率。

探測(cè)器時(shí)鐘：顯示當(dāng)前探測(cè)器時(shí)鐘頻率

時(shí)鐘分頻：探測(cè)器時(shí)鐘分頻系數(shù)，用戶不需要修改

掃描次數(shù)：顯示當(dāng)前掃描多少次，掃描一次對(duì)應(yīng)測(cè)量一次。

最大FBG數(shù)量：當(dāng)前多少個(gè)FBG傳感器，就設(shè)置多少，也可以少于實(shí)際傳感器數(shù)量（波長(zhǎng)圖會(huì)顯示這個(gè)數(shù)量的傳感器），但不能多于實(shí)際傳感器數(shù)量，否則會(huì)導(dǎo)致排序錯(cuò)誤，顯示混亂。

該值在配置文件里設(shè)置：

[Sensor Setting]

Sensor Number=1

運(yùn)行軟件前需正確填寫！

最后同步時(shí)間：s、us、ns為單位的。該值是用戶按了前面板按鍵SYNC后，開始計(jì)時(shí)的時(shí)間值。存儲(chǔ)波長(zhǎng)時(shí)也把此值隨當(dāng)前測(cè)量的波長(zhǎng)值一同保存。這樣即使不同電腦運(yùn)行，可以根據(jù)這個(gè)時(shí)間，將數(shù)據(jù)文件合并同步分析。

數(shù)據(jù)保存路徑：當(dāng)選中“存儲(chǔ)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)”時(shí)，每次緩沖數(shù)據(jù)測(cè)量后保存的數(shù)據(jù)路徑顯示出來，默認(rèn)是：D:\hsmeasuredata\,因此用戶需要先在D盤建立一個(gè)hsmeasuredata名字的文件夾。

配置文件位置：Ethernet Config.ini文件所在位置，安裝后，默認(rèn)在安裝目錄文件夾里，和應(yīng)用程序在同一位置。僅僅是顯示，讓用戶知曉。

5.4 按鍵操作及狀態(tài)指示

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退出：退出運(yùn)行

測(cè)量開始/stop:點(diǎn)擊此鍵，觸發(fā)測(cè)量，再點(diǎn)擊，停止。

存儲(chǔ)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)：選中，測(cè)量后會(huì)將數(shù)據(jù)保存在D:\hsmeasuredata\

因此用戶務(wù)必保存前先建立這個(gè)文件夾。

如下圖是保存的文件，TXT文本文檔，文件名是日期：

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存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式：

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Time（us）：

是按鍵SYNC按后，開始計(jì)時(shí)的時(shí)間，單位微秒。若開機(jī)后沒有按，那就是儀器上電后開始記錄的時(shí)間。由于兩個(gè)以太網(wǎng)口Ethernet1和Ethernet2對(duì)應(yīng)的通道1-2和通道3-4，上電到正常工作時(shí)間不一定一樣，因此若不按同步按鈕鍵SYNC，則Time（us）沒有統(tǒng)一參考，就失去同步意義。