光栅测量轴承周向应力,目前估计13个测点,15mm间距,光栅长度1-2mm,要求3dB带宽≤0.3,边模抑制比≥15dB

我们需要购买光栅测量轴承周向应力,目前估计13个测点,15mm间距,光栅长度1-2mm,要求3dB带宽≤0.3,边模抑制比≥15dB。
我想知道,满足以上要求用于轴承轴向应变测量所需反射率怎么选择?你们的中心波长精度是多少?应变灵敏度是多少?每个光栅预留漂移范围多少?如何计价

您好,我是大成永盛(OFSCN)的售前工程师。

针对您在轴承周向应力测量(轴向应变提取)中的应用需求,您提出的参数非常专业且具体。基于您的工况要求,我们通常推荐使用 OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)(聚酰亚胺涂覆裸光纤光栅串),因为轴承监测往往涉及高频振动或可能的温升,聚酰亚胺材料具有更好的粘接强度和耐温稳定性。

针对您的具体技术问题,回复如下:

1. 技术参数回答

  • 反射率的选择:
    对于单纤 13 个测点的光栅串,反射率的选择主要平衡“信噪比”与“解调仪饱和度”。

    • 如果您的解调仪动态范围较大,建议反射率控制在 10% ~ 30% 之间。这样可以有效降低多重反射噪声(Multipath Interference),同时确保第 13 个点仍有足够的返回光强。
    • 若光栅长度仅为 1-2mm,反射率不宜做得过高(如 >90%),否则会导致带宽展宽,不满足您 ≤0.3nm 的带宽要求。
  • 中心波长精度:
    OFSCN® 裸光纤光栅的常温波长偏差(精度)标准值为 ±0.2nm

  • 应变灵敏度:
    对于 1550nm 波段的光纤光栅,应变灵敏度约为 1.2 pm/με
    (注:在轴承应力测量中,最终应力值需结合轴承材质的弹性模量通过公式:σ = E × ε 进行计算。)

  • 每个光栅预留漂移范围:
    这取决于轴承的预计最大应变量和温升区间。

    • 应变空间: 若按 3000με 量程考虑,需预留约 3.6nm。
    • 温度空间: 若温升 50℃,需预留约 0.5nm。
    • 建议: 在 13 个测点分布时,建议每个通道的波长间隔(Channel Spacing)设置为 4nm 至 5nm,以防止交叉干扰。

2. 推荐产品链接

您可以查看以下产品的详细技术规格:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
OFSCN® Fiber Bragg Grating Stress Sensor (应力计算参考)

3. 计价预处理 (模式 C)

为了核算准确成本,我们需要确认以下定制参数。由于您已明确了测点数、间距和光学参数,请补充以下信息:

  1. 采购数量: 您计划采购多少根这样的 13 点光栅串?
  2. 几何尺寸 (参考示意图):
    • 请确认 L1 (引线长度):从光纤接头到第 1 个测点的距离(通常为 1 米或以上)。
    • 请确认 L3 (尾纤长度):从第 13 个测点到末端的距离。
    • 您提到的 15mm 间距(L2)我们已记录。
    • 示意图参考:多测点尺寸定义图
  3. 配套设备: 您是否已有兼容 13 个测点波长范围的光纤光栅解调仪?如需配套,可参考 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator

待上述参数确认后,我将为您汇总需求,并指引您联系相关部门获取正式报价单。

1根,应变空间大概1000με,我们没有解调仪,你们有吗

您好,感谢您的回复。

针对您补充的信息,我们进入需求匹配与询价准备阶段:

1. 配套设备推荐

由于您目前没有解调仪,且单根光纤上布设了 13 个测点,对解调仪的带宽利用率和性能有一定要求:

  • 推荐方案: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
  • 配置理由: 13 个测点按照每个测点预留 3nm 的波长空间(覆盖 1000με 应变、温升补偿及安装初始偏差),总计需要约 40nm 的波长范围。我们的解调仪标准带宽通常为 40nm,能够完美兼容您的 13 点光栅串。
  • 产品链接: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator

2. 计价参数核对

为了完成报价前的参数确认,目前我们还缺少以下关键的几何尺寸(用于确定整根光纤的消耗和封装工艺):

  1. 引线长度 (L1):从光纤接头(连接解调仪端)到第 1 个光栅测点的距离是多少?(通常建议 1 米以上,方便走线)。
  2. 尾纤长度 (L3):从第 13 个光栅测点到光纤末端的距离是多少?(若无需回路,通常留 10cm 即可)。
  3. 接头类型:默认提供 FC/APC 接口以匹配解调仪,您是否有特殊要求?

尺寸参考示意图如下:
多测点光栅串尺寸定义示意图

3. 需求参数汇总(待完善)

  • 产品名称:OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Grating Strings (bare)
  • 采购数量:1 根
  • 测点参数:13 个测点,间距 15mm,栅区长度 1-2mm
  • 光学要求:3dB 带宽 ≤ 0.3nm,边模抑制比 ≥ 15dB
  • 几何尺寸:L1 = ? / L3 = ?
  • 配套设备:OFSCN® 光纤光栅解调仪 × 1 台

请告知上述 L1 和 L3 的具体长度,我将为您整理最终需求单,以便您联系获取正式报价。

L1=2m,L3=10CM,默认接头

您好,感谢您提供完整的技术参数。

目前您的需求参数已全部明确,我为您汇总如下:

1. 最终需求参数汇总

  • 光栅产品OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)
    • 采购数量:1 根
    • 测点数量:13 个测点
    • 光学指标:3dB 带宽 ≤ 0.3nm,边模抑制比 ≥ 15dB,反射率建议 10%~30%(以保证多点信号一致性)
    • 几何尺寸
      • L1(引线长度):2.0 米
      • L2(点间距):15 毫米
      • L3(尾纤长度):10 厘米
    • 接头类型:FC/APC
  • 配套设备OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
    • 采购数量:1 台
    • 建议规格:由于 13 个测点配合应变余量需要较大的波长覆盖,建议选购标准 40nm 或以上带宽版本的解调仪。

2. 下一步操作建议

由于您已提供所有必要的 SKU 定义参数,您可以直接联系我们获取正式的报价单。

请通过以下公司官方网站上提供的联系方式(电话、邮件或在线表单)联系我们的商务部门,并附上本段对话记录或参数汇总,以便我们快速为您核算价格:

如有其他技术疑问,欢迎随时在论坛中探讨。

反射率不同厂家给出不同的值,是和各自的工艺有关吗?10% ~ 30%会不会太低

您好,这是一个非常专业且切中要害的技术问题。关于反射率的选择,并非越强越好,尤其是在您这种**单纤多测点(13点)**的工况下。

针对您的疑问,从技术原理上进行深度解析:

1. 为什么 10% ~ 30% 是合理的选择?

反射率的高低确实与生产工艺(如紫外遮掩模刻写强度、载氢处理等)有关,但更取决于系统级的光学平衡。对于单根光纤上串联多个光栅(FBG Strings),反射率过高会带来以下两个主要问题:

  • 阴影效应(Shadowing Effect)与插入损耗
    每一个光栅在反射信号的同时,也会对透射光谱产生损耗。如果前面的光栅反射率过高(例如每个点都是 90%),到达第 13 个光栅的光强将极其微弱,导致末端传感器信噪比严重下降,甚至解调仪无法识别。
  • 多重反射噪声(Multipath Interference, MPI)
    当光在多个高反射率光栅之间往返反射时,会产生“鬼峰”或基底噪声抬升。10% ~ 30% 的反射率能有效抑制多重反射干扰,确保光谱基线的平整度和波长定位的精度。

2. 反射率与带宽(3dB Bandwidth)的制约关系

您要求的 3dB 带宽 ≤ 0.3nm 也是一个关键约束。
在物理特性上,对于 1mm 至 2mm 的短栅区(您的要求),如果强行提高反射率,会导致光栅的耦合强度增大,光谱会产生展宽(Sidelobes 增强)。为了维持窄带宽和高边模抑制比(SMSR ≥ 15dB),低到中等强度的反射率(10% ~ 30%)反而能提供更干净、更对称的高斯形状光谱。

3. 工艺一致性

不同厂家给出的推荐值确实受工艺影响。DCYS(大成永盛)采用成熟的刻写工艺,能够精确控制光栅串中每个点的反射率一致性。在 13 个点的方案中,我们可以通过工艺补偿,使整根光栅串的返回光强保持均衡。

4. 结论

10% ~ 30% 的反射率并不低。 现代的光纤光栅解调仪(如 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator)具有极高的灵敏度和动态范围,即便是 10% 的反射率,其信噪比也足以支持高精度的应变解析。

推荐产品参考图:
这是我们的裸光纤光栅串实物参考,它在极小直径和多点分布下依然保持优异的光学性能:

最终建议:
您的参数(13点、15mm间距、窄带宽)已经非常明确。我们建议维持 10% ~ 30% 的反射率设计。如果您对信号强度有特殊担心,我们可以为您定制反射率梯度分布,但对于 13 个点来说,标准的一致性设计已足够稳定。

您可以访问产品页面了解更多聚酰亚胺光栅的特性:
OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (bare)

如有更多关于轴承应力提取的计算逻辑疑问,欢迎继续探讨。