昊衡科技推出OFDR設(shè)備解調(diào)弱柵的測(cè)試方案

昊衡科技推出OFDR設(shè)備解調(diào)弱柵陣列的測(cè)試方案，相對(duì)于普通光纖作傳感器，弱柵方案能夠進(jìn)一步提升應(yīng)變測(cè)量的穩(wěn)定性和增強(qiáng)抗干擾能力，尤其適合準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量、振動(dòng)或光纖晃動(dòng)的環(huán)境。OFDR設(shè)備解調(diào)普通單模光纖，一根光纖上同時(shí)測(cè)量成千上萬(wàn)傳感點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)1mm空間分辨率和±1με應(yīng)變測(cè)量精度。在一些測(cè)試工況下，如葉片、機(jī)翼準(zhǔn)動(dòng)態(tài)加載測(cè)試，普通光纖的散射信號(hào)弱，易受環(huán)境干擾，此時(shí)選用弱柵陣列作傳感器有較明顯的優(yōu)勢(shì)，可以改善測(cè)量穩(wěn)定性和增強(qiáng)抗干擾能力。下文從技術(shù)層面展開(kāi)兩點(diǎn)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

普通單模光纖和弱柵陣列的差異

弱柵陣列是在一根光纖上密集刻寫(xiě)成千上萬(wàn)個(gè)低反射率的FBG。相對(duì)于普通單模光纖，弱柵陣列的反射光強(qiáng)比光纖的瑞利散射光強(qiáng)高約27dB。另外，普通光纖的瑞利散射頻譜是雜亂無(wú)序的，而弱柵陣列的頻譜有明顯特征，具有特定的中心波長(zhǎng)。因此，OFDR解調(diào)弱柵陣列具有更好的信噪比。

圖1. 弱柵與光纖的反射光強(qiáng)對(duì)比

圖2. 弱柵與光纖的瑞利散射頻譜對(duì)比

OFDR設(shè)備解調(diào)普通單模光纖和弱柵陣列的差異

OFDR解調(diào)普通單模光纖和弱柵陣列，若OFDR設(shè)備能夠兼容、支持以上傳感器的使用，從用戶角度來(lái)看，兩者的使用操作完全相同，而且都可以達(dá)到設(shè)備支持的最高空間分辨率，比如OSI-S的1mm最高空間分辨率，OSI-D的0.64mm最高空間分辨率。

從傳感測(cè)量參數(shù)配制方面來(lái)分析，在同等空間分辨率下，相對(duì)于普通單模光纖，OFDR解調(diào)弱柵陣列，重復(fù)精度更高。反而言之，在保證同等重復(fù)精度的前提下，OFDR設(shè)備調(diào)解弱柵陣列還可以配制更小的空間分辨率。

實(shí)測(cè)如下：OSI空間分辨率設(shè)置為2.56mm，分別解調(diào)普通光纖和弱柵陣列，連續(xù)測(cè)量100次，選取其中一個(gè)傳感點(diǎn)顯示結(jié)果，如圖3所示。

(a) 普通光纖的應(yīng)變結(jié)果

(b) 弱柵陣列的應(yīng)變結(jié)果

圖3 選取單點(diǎn)連續(xù)測(cè)量100次的應(yīng)變結(jié)果

基于以上原因，OFDR設(shè)備解調(diào)弱柵陣列，相對(duì)于普通單模光纖，可以獲得更高的測(cè)量穩(wěn)定性和更強(qiáng)的抗干擾能力，尤其適合準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量、振動(dòng)或光纖晃動(dòng)的環(huán)境。昊衡科技也通過(guò)實(shí)例演示了OSI解調(diào)兩種傳感器的測(cè)試對(duì)比，點(diǎn)擊鏈接可查看完整視頻。