昊衡科技推出OFDR设备解调弱栅的测试方案

昊衡科技推出OFDR设备解调弱栅阵列的测试方案，相对于普通光纤作传感器，弱栅方案能够进一步提升应变测量的稳定性和增强抗干扰能力，尤其适合准动态测量、振动或光纤晃动的环境。OFDR设备解调普通单模光纤，一根光纤上同时测量成千上万传感点，能够实现1mm空间分辨率和±1με应变测量精度。在一些测试工况下，如叶片、机翼准动态加载测试，普通光纤的散射信号弱，易受环境干扰，此时选用弱栅阵列作传感器有较明显的优势，可以改善测量稳定性和增强抗干扰能力。下文从技术层面展开两点来进行说明。

 

普通单模光纤和弱栅阵列的差异

弱栅阵列是在一根光纤上密集刻写成千上万个低反射率的FBG。相对于普通单模光纤，弱栅阵列的反射光强比光纤的瑞利散射光强高约27dB。另外，普通光纤的瑞利散射频谱是杂乱无序的，而弱栅阵列的频谱有明显特征，具有特定的中心波长。因此，OFDR解调弱栅阵列具有更好的信噪比。

图1. 弱栅与光纤的反射光强对比

图2. 弱栅与光纤的瑞利散射频谱对比

OFDR设备解调普通单模光纤和弱栅阵列的差异

OFDR解调普通单模光纤和弱栅阵列，若OFDR设备能够兼容、支持以上传感器的使用，从用户角度来看，两者的使用操作完全相同，而且都可以达到设备支持的最高空间分辨率，比如OSI-S的1mm最高空间分辨率，OSI-D的0.64mm最高空间分辨率。

从传感测量参数配制方面来分析，在同等空间分辨率下，相对于普通单模光纤，OFDR解调弱栅阵列，重复精度更高。反而言之，在保证同等重复精度的前提下，OFDR设备调解弱栅阵列还可以配制更小的空间分辨率。

实测如下：OSI空间分辨率设置为2.56mm，分别解调普通光纤和弱栅阵列，连续测量100次，选取其中一个传感点显示结果，如图3所示。

(a) 普通光纤的应变结果

(b) 弱栅阵列的应变结果

图3 选取单点连续测量100次的应变结果

 

基于以上原因，OFDR设备解调弱栅阵列，相对于普通单模光纤，可以获得更高的测量稳定性和更强的抗干扰能力，尤其适合准动态测量、振动或光纤晃动的环境。昊衡科技也通过实例演示了OSI解调两种传感器的测试对比，点击链接可查看完整视频。