應用案例

【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2021B高壓放大器，搭建的傳感器響應特性實驗平臺，驗證光纖縱波傳播的共振頻率理論模型與實驗結果的一致性。

實驗名稱：遠程FBG對光纖中縱波的傳感器響應特性實驗

研究方向：通信工程、光纖通信與光電子技術、結構健康監測

實驗目的：本實驗為明確遠程FBG作為縱波共振傳感器與縱波駐波傳感器的界定條件；同時研究尾纖長度（第一尾纖L1、第二尾纖L3）對遠程FBG縱波響應特性的影響；驗證光纖縱波傳播的共振頻率理論模型與實驗結果的一致性。

測試設備：

1、聲激勵設備：函數信號發生器、高壓放大器（AigtekATA-2021H）、PZT5-3300、壓電纖維片

2、FBG傳感解調設備：FBG、窄帶激光光源、光環行器、隔離器

3、信號接收處理設備：光電探測器、數據采集卡、計算機（LabVIEW軟件）

4、輔助材料：環氧樹脂、耦合劑、聚酰亞胺膠帶

圖1傳感器實驗系統原理圖

圖2傳感器實驗系統實物圖

實驗過程：該實驗先搭建由聲激勵（PZT產生縱波）、FBG解調（邊緣濾波法）、信號處理（LabVIEW采集時域/頻域信號）三部分組成的系統，確保光纖軸向與PZT運動方向一致；接著開展工況1，固定L3=5mm，改變L1（0-110mm），施加2000-20000Hz低頻正弦激勵并記錄不同L1下的響應幅度；隨后進行工況2，設置三組實驗（分別為L1=725mm且L3=1080mm、固定L3改變L1、固定L1改變L3），施加7000Hz等頻率激勵，對比FBG在波腹/波節位置的響應。

實驗結果：當FBG位于尾端且L1在65-100mm諧振區域時，呈彈性體振動特性且響應幅度顯著，L1小于60mm或大于100mm時呈強迫振動且響應較小；長尾纖（L1=725mm、L3=1080mm）下，FBG響應呈駐波特性，波腹位置響應幅度是波節的1.5-2倍，耦合劑吸收彈性波后駐波消失；尾纖長度為半波長整數倍（如L1=270mm、540mm）時，FBG響應出現峰值，驗證了理論模型中“應變均勻分布”的假設。

圖3FBG位于光纖尾端，L1長度對遠程FBG響應的影響

圖4尾纖長度對遠程FBG響應的影響三種實驗配置

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

1.寬頻帶——精準覆蓋掃頻范圍，保障縱波共振頻率理論模型的完整驗證

2.高電壓輸出——驅動PZT產生穩定縱波，保障FBG在長尾纖配置下獲得清晰響應

3.低失真與數控增益精細可調——保障多組尾纖長度對比實驗的激勵條件高度一致

【推薦產品】：ATA-2021B高壓放大器

圖：ATA-2021B高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。

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