E4-G 高精度FBG波长解调仪
一．E4-G 高精度FBG波长解调仪概述
E4-G 是一款高性能 FBG（光纤布拉格光栅）波长解调仪。该仪器拥有 4 个监测通道，每通道可同时读取多达 30 个 FBG 传感器，总计 120 个传感点，广泛应用于结构健康监测、能源电力、海洋工程、工业传感和科研实验等领域。E4-G 采用半导体可调谐激光器作为光源，配合专有的扫描级校准技术——每次激光扫描均以内置气体吸收池和 MZI 干涉仪为参考，在闭环保偏光路中实现绝对波长校准。这一设计使得 E4-G 在长期运行中无需用户进行任何波长校准操作，即可保持<1 pm 的绝对精度和 <0.1 pm 的长期稳定性。激光器无可动部件、无可调谐滤波器、无光机械开关，确保了高可靠性和环境适应性。E4-G 定位为高端工业级 FBG 解调平台，面向对测量精度和长期稳定性有严格要求的科研院所、航空航天结构测试、精密工业监测和高端光纤传感系统集成商。其 8 kHz 高速扫描能力和 <0.05 pm 的重复性在动态应变测量领域具有显著优势。
二．E4-G 高精度FBG波长解调仪参数
参数 | 规格 |
波长范围 | 1529 - 1568.2 nm（39.2 nm, C波段） |
通道数 | 4 |
单通道传感器数 | 1 - 30 个 FBG（4ch x 30 = 120个传感器） |
波长分辨率 | 1 pm |
波长绝对精度 | < 1 pm（内置气体吸收池 + MZI 闭环光路校准） |
波长长期精度 | < 0.1 pm（> 8小时 吸收线标准方差） |
波长重复性 | < 0.05 pm（20 fm 典型） |
扫描频率 (FBG处理) | 1 / 2 / 4 / 8 kHz（2kHz@39.2nm, 4kHz@18nm, 8kHz@8nm） |
全光谱扫描频率 | 4 Hz (4ch) / 16 Hz (1ch), 均保持1pm分辨率 |
偏振控制 | 内置固态偏振开关, 每扫描2态切换 |
输出功率 | -4 至 0 dbm/通道 |
传感器距离 | 0 - 10.75 km (引入缆 <=7.5km + FBG段 <=3.25km) |
光纤接口 | LC/APC (可选FC/APC, SC/APC转接跳线) |
通信接口 | 1Gbit/s Ethernet, REST控制接口 |
配套软件 | 配套配置工具 + LabVIEW API |
尺寸 (WxDxH) | 336 x 253 x 88.4 mm |
重量 | 4.5 kg |
供电 | 12V DC / 25W (含AC适配器) |
工作温度 | 0 ~ 55C |
三．E4-G 高精度FBG波长解调仪特点
1. 扫描级独立校准，零维护
专有校准技术使每次激光扫描都以内置气体吸收池和 MZI 干涉仪进行绝对波长校准。即使在长期无人值守运行中也无需用户执行任何校准操作，确保测量数据始终可溯源。
2. 超高精度与重复性
绝对波长精度 <1 pm, 长期精度 <0.1 pm, 重复性 <0.05 pm (20 fm典型)。三项指标同时达到该水平的商用FBG解调仪在市场上屈指可数，为精密应变/温度测量提供了计量级的数据基础。
3. 8kHz高速动态测量
8kHz的扫描频率使其适合动态应变、振动和冲击等瞬态事件的FBG传感监测。在减小扫描波长范围后 (18nm@4kHz, 8nm@8kHz)，可兼顾速度与精度。
4. 全半导体设计，无可动部件
基于半导体可调谐激光器，无任何机械调谐滤波器或光机械开关，可靠性高，可在工业现场严苛环境下长期稳定运行。
5. 宽泛的传感器适配能力
支持窄带 (40-100pm) 至宽带 (1.5nm) FBG传感器，覆盖从高灵敏度加速度计、压力传感器、水听器到大量程温度/应变传感器。每传感器独立可编程增益 (4档12dB动态范围), 优化信噪比。
四．E4-G 高精度FBG波长解调仪应用
结构健康监测 (SHM): 桥梁、隧道、大坝、海上风电基础的长期应变/温度监测。配合FBG应变和温度传感器，E4-G提供亚pm级分辨率。
航空航天结构测试: 飞机机翼、发动机叶片、航天器结构的地面静力/疲劳测试。8 kHz动态模式支持振动和冲击事件的高速数据采集。
能源电力: 变压器绕组变形监测、高压电缆应变/温度监测。纯光学无源设计天然抗EMI，适合高压环境部署。
海洋与船舶工程: 船体结构应力监测、海洋平台疲劳分析。LC/APC接口可在高湿度盐雾环境下稳定工作。
科研与高等教育: 高校和研究所的光纤传感实验室。标配配置软件和LabVIEW API，方便快速搭建实验系统。
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