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詳細信息

19KHz 高速光纖波長解調(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) 波長范圍： 1515~1585nm；

5) 波長穩(wěn)定性；5 pm；

6) 波長重復性：1 pm；

7) 動態(tài)范圍：4.8nm；

8) 每通道可接FBG數(shù)量：8個

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

主要功能：

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

儀器內(nèi)置寬譜寬帶光源、多個環(huán)行器和監(jiān)測單元，實現(xiàn)多通道同步測量。每通道可接數(shù)個光纖光柵傳感器。

各通道傳感器可實時觀察光譜、波長。儀器面板有同步（SYNC）按鍵，可實現(xiàn)多通道同步測量，同步信息（時間）隨波長存儲在數(shù)據(jù)文件，方便用戶多通道測量同步分析。

主要性能指標：

測量速率：17KHz以上，根據(jù)光譜強度，設置曝光時間可調(diào)整測量速率。

光譜范圍：C波段；

通道數(shù)：4通道；

波長重復性：±2pm；

波長穩(wěn)定性：±2pm；

波長分辨率：1pm。

2. 儀器硬件組成及前后面板說明

解調(diào)儀包含：

主機1臺；

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個通道同步測量時需要，按鍵按下（凹）或者恢復（凸），都會產(chǎn)生同步信號給儀器，儀器會監(jiān)測到，軟件會重新計時，根據(jù)最近按下或者恢復的按鍵操作開始重新計時，并將計時時間信息隨測量波長一同保存在數(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：風扇、Ethernet1、2：以太網(wǎng)接口1、2。電源輸入接口：220VAC。

兩個以太網(wǎng)接口：

下面是Ethernet1，對應前面板CH1、CH2兩個通道，對應儀器IP地址：192.168.0.199；

上面是Ethernet2，對應前面板CH3、CH4兩個通道，對應儀器IP地址：192.168.0.200；

3. 儀器工作的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

由于速率太快，需要兩臺電腦。

應用結(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地址可以設置，只要和192.168.0.199，192.168.0.200不一樣就可以。

電腦IP地址設置后，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]:對應儀器；

[Ethernet Destination]:對應電腦（軟件運行所在的電腦）。

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：

只要開始測量按下同步按鈕，或者需要測量某個時候關(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，就可以實現(xiàn)同步，相當于同樣一個電腦把兩個通道存為兩個文件一樣，指定了序列號，按照序列號排列數(shù)據(jù)，就實現(xiàn)了同步。

4. 軟件安裝

軟件安裝程序在“HS-FBGA V1.0”文件夾里，點擊“setup.exe”,開始安裝，一直next即可。安裝結(jié)束會在開始菜單有快捷方式，默認情況，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)實際對電腦IP地址作修改并保存。建議用戶做一備份。免得被錯誤修改不知如何恢復。

5. 軟件使用

5.1 軟件使用前用戶準備事項

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

l 所在電腦對應哪個網(wǎng)口Ethernet1還是Ethernet2，其中Ethernet1對應前面板光接口通道1、通道2，Ethernet2對應前面板光接口通道3、通道4，這點需要清楚。相應的要選擇正確的“系數(shù)選擇”通道1-2或者通道3-4。

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

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

準備事項完成后，接上傳感器，打開電源半分鐘后，可以運行軟件：HS-FBGA.exe。

5.2 測量觸發(fā)類型

軟件有三種測量觸發(fā)類型，在配置頁面里：

手動測量、自動測量、連續(xù)測量。

默認是連續(xù)測量：只要點擊“測量開始”按鍵，軟件就會一直測量直到再次點擊“測量開始”按鍵停止測量。連續(xù)測量模式下不會存儲數(shù)據(jù)。即使點擊“存儲波長數(shù)據(jù)”按鍵也不會保存數(shù)據(jù)。

自動測量：軟件會自動根據(jù)緩沖測量次數(shù)，測完相應的次數(shù)，再保存數(shù)據(jù)（如果點擊了“存儲波長數(shù)據(jù)”按鍵），然后再自動下一次測量（不需要點擊“測量開始”按鍵），再保存......

手動測量：軟件會根據(jù)緩沖測量次數(shù)，當點擊“測量開始”按鍵后，測完相應的次數(shù)，再保存數(shù)據(jù)（如果點擊了“存儲波長數(shù)據(jù)”按鍵），若下次還測量，需要手動再次點擊“測量開始”按鍵。

5.3 主界面頁面

分三頁：光譜圖頁面、波長圖頁面、配置頁面；

光譜圖頁面如下：

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

正常情況FBG光譜呈高斯分布，波峰離散點呈現(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，這時需要手動調(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間減少，默認是10us。曝光時間減少，會增大測量速率。

圖形界面橫坐標、縱坐標可以自動調(diào)整也可以手動設置，在橫坐標和縱坐標處鼠標右鍵，可以選擇自動調(diào)整，取消就是手動調(diào)整。自動調(diào)整，軟件會根據(jù)所有傳感器的幅度值作調(diào)整，使得整個界面能顯示所有傳感器譜形。手動調(diào)整，可以點擊縱坐標上限值，并設置，也可以點擊縱坐標下限值設置，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波峰的變化。

波長圖頁面如下：

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波長圖橫坐標為時間，縱坐標為波長值，單位nm。右邊是波長值數(shù)字顯示。

圖形界面橫坐標、縱坐標可以自動調(diào)整也可以手動設置，在橫坐標和縱坐標處鼠標右鍵，可以選擇自動調(diào)整，取消就是手動調(diào)整。自動調(diào)整，軟件會根據(jù)所有波長值作調(diào)整，使得整個界面能顯示所有波長。手動調(diào)整，可以點擊縱坐標上限值，并設置，也可以點擊縱坐標下限值設置，使得顯示的波長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波長的曲線。

配置頁面：

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環(huán)形緩沖長度，就是每次循環(huán)測試多少次。一個循環(huán)包括測量、保存。

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

觸發(fā)頻率：針對自動測量模式，完成測量、保存后，到下一次自動開始測量的間隔快慢。

測量觸發(fā)類型：見5.1說明。

擬合類型：

Gauss：高斯，是精準的算法，但耗CPU，一般高速測量不宜采用。

COG：質(zhì)心方程算法，運算速度快。高速測量采用此算法。

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偏置直流電壓，去掉直流分量便于設定閾值和擬合分析，默認情況選擇此算法。

系數(shù)選擇：

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

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

運行軟件時這個選擇務必注意！

校準系數(shù)：僅僅顯示選擇的哪個通道對應的系數(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，對應通道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，對應通道3-4，在配置文件里該值IP地址改成：192.168.0.200；

本機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MAC地址：見3，電腦MAC物理地址描述。

UDP端口：本機UDP端口，用戶不需要修改。

掃描速率：顯示掃描時鐘頻率。

探測器時鐘：顯示當前探測器時鐘頻率

時鐘分頻：探測器時鐘分頻系數(shù)，用戶不需要修改

掃描次數(shù)：顯示當前掃描多少次，掃描一次對應測量一次。

最大FBG數(shù)量：當前多少個FBG傳感器，就設置多少，也可以少于實際傳感器數(shù)量（波長圖會顯示這個數(shù)量的傳感器），但不能多于實際傳感器數(shù)量，否則會導致排序錯誤，顯示混亂。

該值在配置文件里設置：

[Sensor Setting]

Sensor Number=1

運行軟件前需正確填寫！

最后同步時間：s、us、ns為單位的。該值是用戶按了前面板按鍵SYNC后，開始計時的時間值。存儲波長時也把此值隨當前測量的波長值一同保存。這樣即使不同電腦運行，可以根據(jù)這個時間，將數(shù)據(jù)文件合并同步分析。

數(shù)據(jù)保存路徑：當選中“存儲波長數(shù)據(jù)”時，每次緩沖數(shù)據(jù)測量后保存的數(shù)據(jù)路徑顯示出來，默認是：D:\hsmeasuredata\,因此用戶需要先在D盤建立一個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，默認在安裝目錄文件夾里，和應用程序在同一位置。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：退出運行

測量開始/stop:點擊此鍵，觸發(fā)測量，再點擊，停止。

存儲波長數(shù)據(jù)：選中，測量后會將數(shù)據(jù)保存在D:\hsmeasuredata\

因此用戶務必保存前先建立這個文件夾。

如下圖是保存的文件，TXT文本文檔，文件名是日期：

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存儲數(shù)據(jù)格式：

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Time（us）：

是按鍵SYNC按后，開始計時的時間，單位微秒。若開機后沒有按，那就是儀器上電后開始記錄的時間。由于兩個以太網(wǎng)口Ethernet1和Ethernet2對應的通道1-2和通道3-4，上電到正常工作時間不一定一樣，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。