19KHz 高速光纤波长解调仪

详细信息

19KHz 高速光纤波长解调仪

1) 通道数：4，

2) 非同步（或者同步可选）；

3) 采样频率：19.2kHz/ch；

4) 波长范围： 1515~1585nm；

5) 波长稳定性；5 pm；

6) 波长重复性：1 pm；

7) 动态范围：4.8nm；

8) 每通道可接FBG数量：8个

9) 光连接口：FC-APC；

10) FBG带宽范围：150~400pm；

11) FBG反射率范围：>10%；

12) 工作温度范围：-20℃~55℃。

高速FBG解调仪使用说明

 

1.      解调仪主要功能及性能指标

主要功能：

WO-DSC-19K是测量速率*的高速光纤光栅解调仪，通过光谱采集、分析，能对各通道传感器的物理量高速、同步感测。

仪器内置宽谱宽带光源、多个环行器和监测单元，实现多通道同步测量。每通道可接数个光纤光栅传感器。

各通道传感器可实时观察光谱、波长。仪器面板有同步（SYNC）按键，可实现多通道同步测量，同步信息（时间）随波长存储在数据文件，方便用户多通道测量同步分析。

主要性能指标：

测量速率：17KHz以上，根据光谱强度，设置曝光时间可调整测量速率。

光谱范围：C波段；

通道数：4通道；

波长重复性：±2pm；

波长稳定性：±2pm；

波长分辨率：1pm。

 

2.      仪器硬件组成及前后面板说明

解调仪包含：

主机1台；

220VAC电源线1条；

网线2条；

软件及用户说明光盘；

仪器前后面板说明：

前面板：

从左到右依次是：

POWER：电源开关、电源打开指示、SYNC同步按键、FC/APC光接口通道1-4；

其中SYNC为仪器4个通道同步测量时需要，按键按下（凹）或者恢复（凸），都会产生同步信号给仪器，仪器会监测到，软件会重新计时，根据最近按下或者恢复的按键操作开始重新计时，并将计时时间信息随测量波长一同保存在数据文件里，便于多通道数据同步分析。

 

后面板：

从左到右：Fan：风扇、Ethernet1、2：以太网接口1、2。电源输入接口：220VAC。

两个以太网接口：

下面是Ethernet1，对应前面板CH1、CH2两个通道，对应仪器IP地址：192.168.0.199；

上面是Ethernet2，对应前面板CH3、CH4两个通道，对应仪器IP地址：192.168.0.200；

 

3.      仪器工作的网络结构

由于速率太快，需要两台电脑。

应用结构图可以是A、B两种之一，如下：

A结构：

 

 

 

电脑IP地址可以设置，只要和192.168.0.199，192.168.0.200不一样就可以。

电脑IP地址设置后，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]:对应仪器；

[Ethernet Destination]:对应电脑（软件运行所在的电脑）。

仪器MAC、及UDP端口不需要改；

电脑MAC需要在电脑网络连接去查找，更新这数据。

物理地址就是MAC地址：

 

只要开始测量按下同步按钮，或者需要测量某个时候关键数据，按下同步按钮，电脑收到数据中就包含同步信息，这样不同电脑测量的数据保存下来就有同步信息，因此即使数据在不同电脑，但里面包含同步信息，就可以实现同步，相当于同样一个电脑把两个通道存为两个文件一样，了序列号，按照序列号排列数据，就实现了同步。

 

4.      软件安装

软件安装程序在“HS-FBGA V1.0”文件夹里，点击“setup.exe”,开始安装，一直next即可。安装结束会在开始菜单有快捷方式，默认情况，安装在：C:/Program Files/High Speed-FBGA/HS-FBGA.exe

如下图：

 

后的文件夹里的配置文件Ethernet Config.ini需要根据实际对电脑IP地址作修改并保存。建议用户做一备份。免得被错误修改不知如何恢复。

 

5.      软件使用

5.1    软件使用前用户准备事项

l  对电脑和配置文件设置正确IP地址和MAC地址：见3节和5.3节的仪器IP地址、本机IP地址、本机MAC地址描述；

l  所在电脑对应哪个网口Ethernet1还是Ethernet2，其中Ethernet1对应前面板光接口通道1、通道2，Ethernet2对应前面板光接口通道3、通道4，这点需要清楚。相应的要选择正确的“系数选择”通道1-2或者通道3-4。

l  选择的哪个网口，对应的通道总共多少个传感器数量，用户需要清楚，要在FBG数量对应的配置文件：[Sensor Setting]Sensor Number=1填写正确。数值只能<=实际传感器数量。

l  若要保存数据，用户需要先在D盘建立一个hsmeasuredata名字的文件夹。

 

准备事项完成后，接上传感器，打开电源半分钟后，可以运行软件：HS-FBGA.exe。

5.2    测量触发类型

软件有三种测量触发类型，在配置页面里：

手动测量、自动测量、连续测量。

默认是连续测量：只要点击“测量开始”按键，软件就会一直测量直到再次点击“测量开始”按键停止测量。连续测量模式下不会存储数据。即使点击“存储波长数据”按键也不会保存数据。

 

自动测量：软件会自动根据缓冲测量次数，测完相应的次数，再保存数据（如果点击了“存储波长数据”按键），然后再自动下一次测量（不需要点击“测量开始”按键），再保存......

 

手动测量：软件会根据缓冲测量次数，当点击“测量开始”按键后，测完相应的次数，再保存数据（如果点击了“存储波长数据”按键），若下次还测量，需要手动再次点击“测量开始”按键。

 

5.3    主界面页面

分三页：光谱图页面、波长图页面、配置页面；

光谱图页面如下：

光谱图横坐标为波长，纵坐标为幅度值，是光谱强度经AD采集后，转化为数字量0-65535。为光谱的相对强度值。

正常情况FBG光谱呈高斯分布，波峰离散点呈现尖三角，如果波峰很宽，甚至处往下凹，呈现相邻很近的波峰，那就是光饱和了，这时需要手动调整光路，轻轻把光接口的传感器接头往外旋松。边旋松边看光谱图，只要不饱和即可，再固定好光接头。出现光饱和还可以将曝光时间减少，默认是10us。曝光时间减少，会增大测量速率。

图形界面横坐标、纵坐标可以自动调整也可以手动设置，在横坐标和纵坐标处鼠标右键，可以选择自动调整，取消就是手动调整。自动调整，软件会根据所有传感器的幅度值作调整，使得整个界面能显示所有传感器谱形。手动调整，可以点击纵坐标上限值，并设置，也可以点击纵坐标下限值设置，使得显示的幅值范围满足用户需要观察的范围，好处是可以灵活放大观察某一个波峰的变化。

波长图页面如下：

 

波长图横坐标为时间，纵坐标为波长值，单位nm。右边是波长值数字显示。

图形界面横坐标、纵坐标可以自动调整也可以手动设置，在横坐标和纵坐标处鼠标右键，可以选择自动调整，取消就是手动调整。自动调整，软件会根据所有波长值作调整，使得整个界面能显示所有波长。手动调整，可以点击纵坐标上限值，并设置，也可以点击纵坐标下限值设置，使得显示的波长范围满足用户需要观察的范围，好处是可以灵活放大观察某一个波长的曲线。

配置页面：

环形缓冲长度，就是每次循环测试多少次。一个循环包括测量、保存。

门限值：根据光谱情况，设置合理的值，使得每个FBG光谱都能解析出波长，门限值应低于所有的FBG波峰中最小的那个值。同时应大于下面直流分量或者噪声值，比较合理。

触发频率：针对自动测量模式，完成测量、保存后，到下一次自动开始测量的间隔快慢。

测量触发类型：见5.1说明 。

拟合类型：

Gauss：高斯，是精准的算法，但耗CPU，一般高速测量不宜采用。

  COG：质心方程算法，运算速度快。高速测量采用此算法。

  COG DWA：做了去直流分量的质心方程算法。和COG为同一算法，只是去掉直流分量。由于光路或者电路原因有个偏置直流电压，去掉直流分量便于设定阈值和拟合分析，默认情况选择此算法。

 

系数选择：

当软件所在电脑的连接的是网络接口1：Ethernet1，就需要选择通道1-2。

当软件所在电脑的连接的是网络接口2：Ethernet2，就需要选择通道3-4。

运行软件时这个选择务必注意！

 

校准系数：仅仅显示选择的哪个通道对应的系数，用户不需要修改。

 

仪器IP地址：在配置文件里：

[Ethernet Source]

IP address=192.168.0.199

后面板Ethernet1网口，对应通道1-2，在配置文件里该值IP地址改成：192.168.0.199；

后面板Ethernet2网口，对应通道3-4，在配置文件里该值IP地址改成：192.168.0.200；

 

本机IP地址：

[Ethernet Destination]

IP address=192.168.0.198

在配置文件里修改该值，该IP地址要与所在电脑IP地址一样，但不能和192.168.0.199、192.168.0.200相同。

 

本机MAC地址：见3，电脑MAC物理地址描述。

 

UDP端口：本机UDP端口，用户不需要修改。

 

扫描速率：显示扫描时钟频率。

 

探测器时钟：显示当前探测器时钟频率

 

时钟分频：探测器时钟分频系数，用户不需要修改

 

扫描次数：显示当前扫描多少次，扫描一次对应测量一次。

 

FBG数量：当前多少个FBG传感器，就设置多少，也可以少于实际传感器数量（波长图会显示这个数量的传感器），但不能多于实际传感器数量，否则会导致排序错误，显示混乱。

该值在配置文件里设置：

[Sensor Setting]

Sensor Number=1

运行软件前需正确填写！

 

最后同步时间：s、us、ns为单位的。该值是用户按了前面板按键SYNC后，开始计时的时间值。存储波长时也把此值随当前测量的波长值一同保存。这样即使不同电脑运行，可以根据这个时间，将数据文件合并同步分析。

 

数据保存路径：当选中“存储波长数据”时，每次缓冲数据测量后保存的数据路径显示出来，默认是：D:/hsmeasuredata/,因此用户需要先在D盘建立一个hsmeasuredata名字的文件夹。

 

配置文件位置：Ethernet Config.ini文件所在位置，安装后，默认在安装目录文件夹里，和应用程序在同一位置。仅仅是显示，让用户知晓。

 

5.4    按键操作及状态指示

 

退出：退出运行

 

测量开始/stop:点击此键，触发测量，再点击，停止。

 

存储波长数据：选中，测量后会将数据保存在D:/hsmeasuredata/

因此用户务必保存前先建立这个文件夹。

如下图是保存的文件，TXT文本文档，文件名是日期：

存储数据格式：

Time（us）：

是按键SYNC按后，开始计时的时间，单位微秒。若开机后没有按，那就是仪器上电后开始记录的时间。由于两个以太网口Ethernet1和Ethernet2对应的通道1-2和通道3-4，上电到正常工作时间不一定一样，因此若不按同步按钮键SYNC，则Time（us）没有统一参考，就失去同步意义。

 

Wavelenth1[nm]：个FBG波长值，若1-2通道，或者3-4通道有多个传感器，则会有Wavelenth2[nm]，Wavelenth3[nm].......

 

状态指示：

显示当前是在测量还是空闲状态。

 

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