FBG光纤光栅测量系统使用说明书.pdf
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FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第1页共52页FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600光纤光栅解调仪光纤光栅解调仪光纤光栅解调仪光纤光栅解调仪使用说明书使用说明书使用说明书使用说明书北京基康科技北京基康科技北京基康科技北京基康科技有限公司有限公司有限公司有限公司FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第2页共52页【FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600照片照片照片照片】FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第3页共52页目目目目录录录录1、FBG8600光纤传感分析仪简介.42、安全操作说明.53、工作原理.74、FBG8600光纤传感分析仪的系统特点.85、FBG8600后面板接口说明.86、FBG8600主要技术指标.97、传感器的扩充方法.108、FBG8600服务器端软件简介.108.1、数据采集和计算.118.1.1、运行环境.118.1.2、运行.118.1.3、定义.118.1.4、关于.158.2、波长数据视图.158.3、动态曲线视图.168.3.1、动态曲线功能.168.4、光谱视图.178.4.1、光谱功能.178.4.2、保存光谱.198.4.3、放大、恢复原图、移动.208.5、频率设置.238.6、光参数设置.249、FBG8600客户端软件简介.259.1、数据接收和计算.269.1.1、运行环境.269.1.2、准备.269.1.3、定义.279.1.4、关于.319.2、波长数据视图.329.3、动态曲线视图.339.4、光谱视图.339.5、配置参数表.349.5.1、定义.349.5.2、参数表格式.369.5.3、参数表的配置.369.6、日志查询功能.41附录一光纤传感系统的发展.43附录二光纤测温的现状.44附录三基本概念和常用术语.44附录四动态库使用说明.46附录五上位机、下位机TCP/IP通信协议.51FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第4页共52页1111、FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600光纤传感分析仪简介光纤传感分析仪简介光纤传感分析仪简介光纤传感分析仪简介BGK-FBG-8600是基康公司专门为高速测量而设计的分析仪,由扫描激光光源、光电转换模块、数据采集&分析模块、光波长处理模块、通信&显示模块、电源模块等几部分构成。
是目前最先进的高速光纤光栅解调仪,也是目前唯一一款能实现在100Hz频率下16通道同步进行高速动态测量和具有全光谱查询功能的解调仪。
它采用全光谱运算法、高速数字滤波、并进行实时动态波长校准技术,具有动态范围大、长期稳定性好、精度高等特点。
适用于桥梁、桩基、水电站、大坝、电厂等各种环境下的检测。
配套软件工作于在WindowsXPE平台上,具有多种视图显示功能,操作简单。
外壳坚固精致、便于携带,适应各种恶劣环境下使用。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第5页共52页2222、安全操作说明安全操作说明安全操作说明安全操作说明下面的符号和信息可能会出现在FBG8600机箱上。
标志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,正确使用仪器防止遇到可能出现的危险。
WARNINGWARNINGWARNINGWARNING:
FBG8600采用的是220VAC,使用前请注意选择正确的电压使用前请注意选择正确的电压使用前请注意选择正确的电压使用前请注意选择正确的电压。
将随机附送的电源线与机箱后面的电源接头稳固连接,防止电源不稳定。
对测试带来影响。
WARNINGWARNINGWARNINGWARNING:
FBG8600的外壳为金属材料,并且和地线相连,使用时请确保电源线的三项插头和插座正确连接。
WARNINGWARNINGWARNINGWARNING:
请不要在没有地线保护时使用。
WARNINGWARNINGWARNINGWARNING:
使用时请保持FBG8600的稳定。
CAUTIONCAUTIONCAUTIONCAUTION:
请不要将本仪器直接置于下雨或太潮湿的环境中。
光源安全参数:
FBG8600内置激光光源,其具体参数如下:
激光安全标志。
提醒用户安全正确操作。
提醒用户根据使用手册正确操作。
警告。
有可能遭到电击。
警告用户如果不严格的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。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第6页共52页光源类型等级输出光功率(min)波长扫描激光器a1mw1525nm1565nm注意注意注意注意:
激光安全符号已经标在仪器上,您可以在机箱的前面板找到它。
如果设备的光源出现了故障,请您一定要与我们联系进行维修和重新标定。
用户请勿私自打开机壳。
WARNING:
WARNING:
WARNING:
WARNING:
在光源输出端口没有连接任何光学器件时,请不要开启设备。
WARNINGWARNINGWARNINGWARNING:
此光源发出的光是看不到的,但是它可能会对您的视力造成伤害,请避免激光直接射入眼睛请避免激光直接射入眼睛请避免激光直接射入眼睛请避免激光直接射入眼睛。
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
使用不干净或已经损坏的连接头可能会损坏其他的连接头。
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
请不要将连接头拧的太紧,这样可能会造成连接头损坏。
CCCCAUTION:
AUTION:
AUTION:
AUTION:
设备前面板的光学接口是FC/APC接口,连接时请保证连接头匹配,否则会造成连接头损坏甚至导致模块损坏。
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
CAUTION:
随机附带多条长0.5米长的跳线接头,使用时清将此跳线接到FBG8600的光学接口,在一般情况下,请不要将此跳线拆下,避免污染设备光口。
并且在使用的过程中,避免光缆尾端的反光,一般的作法是将尾部打个直径很小的圈,或将尾部剪断。
请按照以下步骤清洁光学接头:
1取一块干净的酒精棉;2滴上少量酒精,然后将多余的酒精挤出;3打开光学接头的保护帽;4将光学接头端面朝下按在酒精棉上平移,重复几次,然后将光学接头的陶瓷外表插干净,最后新取一块酒精棉擦干。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第7页共52页3333、工作工作工作工作原理原理原理原理FBG8600光纤传感分析仪采用了全光谱运算技术,同时结合了工业应用的需要。
系统既提供高精度的波长分辨率,又满足工业环境长期运行稳定性的要求。
主机通过光谱的特征来计算FBG传感器波长,这样就要求每个FBG的中心波长不能相同,必须存在一定的差值,每个FBG传感器同时感知环境的变化,从而产生中心波长的改变。
FBG8600主机采用高速数字处理芯片进行数字处理技术,这种处理技术可以快速处理光谱数据和波长数据。
同时采用光学标准具及标准波长进行双重校准,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:
光源模块,光纤分束模块,光探测模块,波长处理、信号输出、电源等部分组成。
(图3-1)是FBG8600工作原理图.(图图图图3333-1111)FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第8页共52页4444、FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600光纤光纤光纤光纤传感分析仪的系统特点传感分析仪的系统特点传感分析仪的系统特点传感分析仪的系统特点1、高精度的波长测量。
2、较大的动态范围。
3、高达100Hz的波长解调速率。
4、热稳定性和长期稳定性优异。
5、精致坚固的结构。
5555、FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600后面板接口说明后面板接口说明后面板接口说明后面板接口说明FBG8600直接以220V/AC电压供电,在机身后面有一个电源开关。
当把电源开关置于ON时,系统开机,且机身前面板的显示器上出现操作系统启动画面,大约10秒后操作系统启动完成;停止测量后停止测量后停止测量后停止测量后,先关闭操作系统先关闭操作系统先关闭操作系统先关闭操作系统,然后务必把电然后务必把电然后务必把电然后务必把电源开关置于源开关置于源开关置于源开关置于OFFOFFOFFOFF(长期带电会影响系统的各子单元性能和使用寿命长期带电会影响系统的各子单元性能和使用寿命长期带电会影响系统的各子单元性能和使用寿命长期带电会影响系统的各子单元性能和使用寿命(如液晶屏如液晶屏如液晶屏如液晶屏)。
)。
)。
)。
(图图图图5555-1111)FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600后面板接口后面板接口后面板接口后面板接口1电源开关:
开关置ON时,开机;置OFF时,关机。
2电源插座:
220AC接入端口。
3同步信号:
预留。
4报警端口:
干结点报警输出端口,其中COMn,NOn,NCn(n=16)为一路常开常闭结点输出,共六路,定义如(图5-1)所示。
5USB接口:
可外接USB设备,共两路。
6键盘接口:
用标配的转换导线可外接键盘。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第9页共52页7DVI接口:
可外接DVI的显示器,也可用标配的DVI/CRT转换口外接CRT显示器。
81000/100M网口:
用标配的直连网线进行连接组网。
6666、FBG8600FBG8600FBG8600FBG8600主要技术指标主要技术指标主要技术指标主要技术指标?
FBG8600光学通道为1/8/16通道可选,接入的FC/APC设备可以放于前面板的右面。
要注意的是保持接口的洁净。
不洁净的或者不匹配的接口会使性能下降甚至于损坏器件。
通道数通道数通道数通道数1/8/161/8/161/8/161/8/16(可选可选可选可选)波长范波长范波长范波长范围围围围1520nm1520nm1520nm1520nm-1570nm1570nm1570nm1570nm准确性准确性准确性准确性5pm5pm5pm5pm重复性重复性重复性重复性30dB30dB30dB30dB扫描频率扫描频率扫描频率扫描频率1111、2222、5555、10101010、20202020、50505050、100Hz(100Hz(100Hz(100Hz(可变频可变频可变频可变频)扫描方式扫描方式扫描方式扫描方式所有通道并行扫描所有通道并行扫描所有通道并行扫描所有通道并行扫描光谱光谱光谱光谱全光谱全光谱全光谱全光谱光学接口类型光学接口类型光学接口类型光学接口类型FC/APCFC/APCFC/APCFC/APC典型典型典型典型FBGFBGFBGFBG间隔间隔间隔间隔0.5nm0.5nm0.5nm0.5nmFBGFBGFBGFBG带宽带宽带宽带宽0.6nm0.6nm0.6nm0.6nm每通道最大每通道最大每通道最大每通道最大FGBFGBFGBFGB传感器数量传感器数量传感器数量传感器数量80808080显示器类型显示器类型显示器类型显示器类型彩色彩色彩色彩色TFTTFTTFTTFT液晶屏液晶屏液晶屏液晶屏(分辨率分辨率分辨率分辨率:
640*480640*480640*480640*480)通信接口通信接口通信接口通信接口RJ45RJ45RJ45RJ45、USBUSBUSBUSB工作温度工作温度工作温度工作温度000050505050存储温度存储温度存储温度存储温度-555555555555供电电源供电电源供电电源供电电源交交交交流流流流220V/50Hz220V/50Hz220V/50Hz220V/50Hz功耗功耗功耗功耗【网络】菜单,弹出网络设置窗口,正确输入服务器端的IP地址,点击【确定】按钮后生效。
开始采集开始采集开始采集开始采集:
IP地址设置正确后,若点击【开始】按钮就表示开始接收数据,【开始】按钮变为禁用,只有点击了【停止】按钮后【开始】按钮才可用,点击【停止】按钮软件放弃测量。
此按钮和菜单中的开始项的功能是相同的。
点击【开始】按钮,若弹出如(图9-11)所示,说明网线未插好或者IP地址设置不正确。
(图图图图9999-11111111)连连连连接接接接服服服服务器失败务器失败务器失败务器失败FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第31页共52页停止采集停止采集停止采集停止采集:
该按钮在没有点击【开始】按钮之前是被禁用的,当点击了【开始】按钮后该按钮变为可用,这时点击该按钮停止软件的测量。
(图图图图9999-12121212)状态栏状态栏状态栏状态栏9.1.49.1.49.1.49.1.4、关于关于关于关于执行【关于】菜单,在弹出关于对话框中可以看到软件名称、版本和公司信息等,如图9-13所示。
(图图图图9999-13131313)关于对话框关于对话框关于对话框关于对话框FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第32页共52页9.29.29.29.2、波长波长波长波长数据视图数据视图数据视图数据视图客户端程序在【波长与结果】属性页的列表中点击右键,会弹出一个菜单项选择【读取参数表】后,会计算各种类型传感器的测量值,在波长一列中显示为Lost为丢失,黄颜色标示的为预警,红颜色标示的为报警,其他为正常状态;如果已经读取了参数表,则【取消参数表】变为使能,点击后不再进行结果的计算,而只显示波长值。
在点击【保存】按钮后,会把波长及测量值都保存到TXT文件中,测量值不带单位。
(图图图图9999-14141414)客户端客户端客户端客户端数据视图数据视图数据视图数据视图FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第33页共52页9.39.39.39.3、动态曲线视图动态曲线视图动态曲线视图动态曲线视图客户端动态曲线视图用法和服务器一致,请参看第8.3节。
(图图图图9999-11115555)动态曲线视图动态曲线视图动态曲线视图动态曲线视图9.49.49.49.4、光谱视图光谱视图光谱视图光谱视图客户端的光谱视图用法和服务器一致,请参看第8.4节。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第34页共52页(图图图图9999-11116666)光谱光谱光谱光谱示意图示意图示意图示意图9.59.59.59.5、配置参数配置参数配置参数配置参数表表表表9.5.19.5.19.5.19.5.1、定义定义定义定义通道通道通道通道号号号号:
和连接在解调仪上的物理通道号相对应,范围为1至32之间的整数。
序号序号序号序号:
跟连接在解调仪上的某通道的传感器的物理位置相对应,范围为1至80之间的整数。
编号编号编号编号:
由4位数字组成,高两位范围为1至32之间的整数,低两位范围为1至80之间的整数,如第1通道第3支传感器的编号为103,第11通道第3支传感器的编号为1103。
保证每支传感器的编号唯一,不会产生混乱。
类型类型类型类型:
界面上有提示,如温度传感器的类型为T,应变传感器的类型为S。
单单单单位位位位:
仅自定义类型的传感器需要填写单位。
原始波长原始波长原始波长原始波长:
在生产时根据需求所测量得到的传感器的中心波长,单位为(nm)。
安装位安装位安装位安装位置置置置:
记录传感器安装时的位置信息。
参参参参考考考考配配配配对对对对:
使用温度或非计算类型作为配对传感器使用时,需要在此处填入配对传感器的编号。
位移计的配对为非计算类型(N),其它类型的配对为温度类型(T)或非计算类型(N)。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第35页共52页温度温度温度温度修修修修正系数正系数正系数正系数:
应变计、钢筋计或锚索计的参考光栅对测量值的修正系数。
一一一一次次次次波长系数波长系数波长系数波长系数:
主传感器波长变化时对测量物理量的一次影响系数,如应变类型的单位为(/nm/nm/nm/nm)。
一一一一次次次次温度系数温度系数温度系数温度系数:
温度变化时温度传感器对测量物理量的一次影响系数,如应变类型的单位为(/nmnmnmnm)。
标标标标定温度定温度定温度定温度:
传感器生产时标定的原始温度,单位为()。
二二二二次次次次波长系数波长系数波长系数波长系数:
波长变化时对测量物理量的二次影响系数,如需要测量比较精确的值,就有必要填该项,如测量单位为E,则该单位为(EEEE/nm/nm/nm/nm2222)。
二二二二次次次次温度温度温度温度系数系数系数系数:
温度变化时对实际物理量的二次影响系数,如需要测量比较精确的值,就有必要填该项,如测量单位为E,则该单位为(EEEE/nmnmnmnm2222)。
下下下下界界界界偏偏偏偏置置置置,上界上界上界上界偏偏偏偏置置置置:
传感器的波长在此范围内变化为正常,否则为丢失。
温度传感器的波长变化范围大约为(-0.4,1.4),应变传感器的波长变化范围大约为(-2,2),单位为(nm),可根据实际需要进行适当的修改。
当此两项值被填入表格中时,变为波长下限和波长上限,便于查看波长范围是否有交叉,主要用于丢失检测。
报警报警报警报警下下下下限限限限,报警报警报警报警上限上限上限上限:
传感器的测量值在此范围之外为报警状态。
如应变计的报警下限为-1500,报警上限为1500,则当测量值小于等于-1500,或是大于等于1500时为报警状态。
预警下预警下预警下预警下限限限限,预警预警预警预警上限上限上限上限:
传感器的测量值在此范围之外,但是在报警范围之内为预警状态。
如应变计的报警下限为-1500,报警上限为1500,预警下限为-1200,预警上限为1200,则当应变值大于-1500,但小于-1200,或是小于1500,但大于1200时为预警状态。
?
沉降仪沉降仪沉降仪沉降仪参数参数参数参数基准参基准参基准参基准参考考考考:
沉降仪中基准参考为0时计算结果为液面的高度,如果需要求出筒的沉降,则在基准参考处填入作为基准筒的传感器编号。
?
渗渗渗渗压计压计压计压计参数参数参数参数(内内内内置置置置参参参参考考考考传感器传感器传感器传感器)常常常常数数数数项项项项:
用于修正压强的常数。
原始压原始压原始压原始压强强强强:
传感器安装时对应的外界压强(单位为kPa)。
当当当当前压前压前压前压强强强强:
如需改变当前压强,在压强修正的编辑框中输入新的压强后,点击【确定】,即修改了当前压强值。
FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第36页共52页?
锚索锚索锚索锚索计参数计参数计参数计参数(nnnn+1111参参参参考考考考传感器传感器传感器传感器)参参参参考配考配考配考配对对对对个个个个数数数数:
去掉一个参考温度传感器和一个主传感器,剩余传感器个数。
参参参参考配考配考配考配对一对一对一对一至十至十至十至十:
应填入配对传感器的编号。
配对均为非计算类型(N)。
9.5.29.5.29.5.29.5.2、参数表格式参数表格式参数表格式参数表格式(图图图图9999-17)17)17)17)参数参数参数参数表表表表文件文件文件文件9.5.39.5.39.5.39.5.3、参数表的配置参数表的配置参数表的配置参数表的配置参数表配置视图如(图9-18)所示,未选择参数表时,无法进行其他操作,如预览,保存,添加记录,修改记录,删除记录和规则检查等。
(图图图图9999-18181818)参数参数参数参数表表表表配配配配置视图置视图置视图置视图传感器类型选择框FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第37页共52页:
点击之后会出现如(图9-19)所示的文件对话框,默认参数表文件在安装目录下,名为SensorParam.mdb,打开之后,该参数表中已有的传感器信息会显示在列表中,这时就可以进行预览,保存,添加记录,修改记录,删除记录和规则检查等一系列操作,如(图9-20)所示,列表中默认显示的是温度类型的传感器参数,可以点击左侧的各种传感器类型进行切换。
(图图图图9999-11119999)打打打打开参数开参数开参数开参数表表表表的对话框的对话框的对话框的对话框(图图图图9999-20202020)打打打打开参数开参数开参数开参数表表表表后的后的后的后的页页页页面面面面FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第38页共52页:
点击之后会出现如(图9-21)所示的浏览文件夹的对话框,选择一个路径之后,就会在该路径下创建一个新的参数表文件。
(图图图图9999-21212121)选择选择选择选择新新新新参数参数参数参数表表表表路径路径路径路径:
先打开参数表,然后在视图下方的编辑框中输入各种类型传感器所需的参数,点击【添加记录】后,若该编号已存在,会出现如(图9-22)所示的提示信息,点击【取消】即取消本次操作,点击【确定】则把该传感器参数添加到数据库文件中,同时对该通道所有传感器参数按原始波长从小到大的顺序,序号从1开始递增重新排列,若其他传感器的配对项用到该通道传感器的编号,则会自动对其进行修改,保证各个通道的传感器参数都是按原始波长从小到大的顺序,序号从1开始连续排列。
(图图图图9999-22222222)传感器传感器传感器传感器编号已编号已编号已编号已存存存存在在在在的提示的提示的提示的提示当添加完一支传感器的参数时,视图下方编辑区中的序号会自动增加1,在连续添加时就可以只编辑传感器的原始波长进行添加。
例如:
假设数据库中已存在编号分别为101和102的2支传感器,原始波长分别为1530nm和1540nm,准备添加的传感器编号为102,原始波长为1525nm,FBG8600光纤光栅解调仪使用说明书北京基康科技有限公司2008(C)版权所有第39页共52页点击【添加记录】后,则会提示编号102已存在,点击【确定】后,就能添加成功,原始波长为1525nm的编号102会自动变为101,原始波长为1530nm的编号101会自动变为102,原始波长为1540nm的编号102会自动变为103,同时如果其他传感器的配对项用到第1通道的编号时,也会自动改变。
如开始用101作为配对的,配对会变为102,开始用102作为配对的,
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- FBG 光纤 光栅 测量 系统 使用 说明书