一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，特別涉及基于光開(kāi)關(guān)或多路 光耦合器的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光纖傳感技術(shù)的不斷成熟，單點(diǎn)和單參數(shù)的傳感顯然已經(jīng)不能滿足人們的要 求，大規(guī)模、分布式的傳感技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)。利用光纖傳感復(fù)用技術(shù)構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)，進(jìn) 行大面積的多點(diǎn)測(cè)量已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用在大型結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)和多參量健康監(jiān)測(cè)當(dāng)中，這就 對(duì)光纖傳感的多通道解調(diào)技術(shù)提出了更高的要求。
[0003] 光纖解調(diào)系統(tǒng)在擴(kuò)展多通道時(shí)通常采用光開(kāi)關(guān)切換的方式或者多路光耦合器分 光的方式，但是這兩種方式都會(huì)造成各個(gè)測(cè)量通道間存在一定的解調(diào)誤差。為了解決光纖 解調(diào)系統(tǒng)測(cè)量通道間解調(diào)結(jié)果不一致的問(wèn)題，需要對(duì)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的解調(diào)結(jié)果進(jìn)行 校準(zhǔn)研究，從而保證各個(gè)通道間具有較好的解調(diào)一致性，進(jìn)而更好的應(yīng)用在不同物理量的 光纖傳感測(cè)量中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)校準(zhǔn)通道對(duì)其余測(cè)量通道進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，從而保證各個(gè) 通道間具有較好的解調(diào)一致性，克服多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)中通道間解調(diào)結(jié)果不一致的問(wèn) 題，提供一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006] -種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，具體步驟如下：
[0007] 步驟一：將多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的任意一個(gè)測(cè)量通道連接標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)構(gòu)成校準(zhǔn)通 道，通過(guò)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)得到校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù) yi，i = l，2,……，N，N為10到100之間 的正整數(shù)；
[0008] 步驟二:根據(jù)步驟一所得的yi通過(guò)計(jì)算獲取偏移修正序列Δ yi，Δ yiiyi-Y^izl， 2,……，N，其中Yi為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)N個(gè)輸出峰的標(biāo)定峰值數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟三：通過(guò)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)得到其余測(cè)量通道的解調(diào)數(shù)據(jù)Xkpk=l， 2,……，M-l，j = l，2,……，P，M為多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道數(shù)，P為每個(gè)測(cè)量通道所連接 的光纖傳感器個(gè)數(shù)；
[0010] 步驟四：查找配置修正因子Δ xkj，k=l，2,......，M_1，j = l，2,......，P，通過(guò)計(jì)算序 列Ixw-ydGiU，……，N)中最小值所在的索引，查找該索引對(duì)應(yīng)的偏移修正序列Ayi和 Δ yi+i，計(jì)算得到修正因子 Δ xkj= Δ yi+(yi-x21)*( Δ yi+1- Δ yi)/(yi+1-yi);
[0011] 步驟五:通過(guò)對(duì)測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)xkj進(jìn)行修正得到Xkj = xkj+ Δ xkj，k= 1，2，......， M-l，j = 1，2，……，P，即完成光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)。
[0012] 本發(fā)明中的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法適用于基于光開(kāi)關(guān)或多路光 耦合器的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)。在光纖解調(diào)系統(tǒng)完成一次多通道測(cè)量后 通過(guò)校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)其余測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)?？梢栽诟咚贁?shù)字信號(hào) 處理芯片或者大規(guī)?？删幊踢壿嬯嚵行酒型瓿晒饫w解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)計(jì)算，也 可以在LabVIEW等上位機(jī)軟件中完成光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)計(jì)算。
[0013]有益效果
[0014] 本發(fā)明的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，通過(guò)校準(zhǔn)通道對(duì)測(cè)量通道進(jìn)行 同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算復(fù)雜度低，在不影響光纖解調(diào)系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)的情況下，可以 通過(guò)軟件完成光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)計(jì)算。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的通道一致性校準(zhǔn)方法流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例！
[0018] 本實(shí)施例采用基于光開(kāi)關(guān)的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行通道一致性校準(zhǔn)
[0019] -種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0020] 步驟1:將多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的第一個(gè)測(cè)量通道連接標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)構(gòu)成校準(zhǔn)通道，通 過(guò)光纖解調(diào)系統(tǒng)得到校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù)yi =(……，1556.34668，1555.52832，……），i = 1， 2,......,50；
[0021] 步驟2:通過(guò)計(jì)算獲取偏移修正序列Ayi，Δγ? = γ?-Υ?=(......，-0.15820，- 0.16992,……),i = l,2,……，50，其中 Yi =(……，1556 · 50488，1555 · 69824，……）為標(biāo)準(zhǔn) 波長(zhǎng)50個(gè)輸出峰的標(biāo)定峰值數(shù)據(jù)；
[0022] 步驟3:通過(guò)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)得到第二個(gè)測(cè)量通道的解調(diào)數(shù)據(jù)χ21 = 1556.14063,第二個(gè)測(cè)量通道只連接了一支光纖傳感器；
[0023] 步驟4:查找配置修正因子Δ X21，通過(guò)計(jì)算序列I X2i-yi I (i = 1，2，......，N)中最小值 所在的索引，查找該索引對(duì)應(yīng)的偏移修正序列A yi = -0.15820和Δ yi+1 = -〇. 16992,計(jì)算得 到修正因子 Δ xkj= Δ yi+(yi-X2i)*( Δ yi+1- Δ yi)/(yi+1-yi) =-〇· 161153789;
[0024] 步驟5 :通過(guò)對(duì)第二個(gè)測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)X21進(jìn)行修正得到X21 = X21+ Δ X21 = 1555.97947，完成第二個(gè)測(cè)量通道的通道一致性校準(zhǔn)。
[0025] 試驗(yàn)結(jié)果
[0026] 為了說(shuō)明本發(fā)明效果，采用本發(fā)明的通道一致性校準(zhǔn)方法對(duì)基于光開(kāi)關(guān)的多通道 光纖解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行通道一致性校準(zhǔn)。將一支光纖傳感器放置在溫度穩(wěn)定不變的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)箱 中，分別接到每個(gè)測(cè)量通道進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。表1中將未校準(zhǔn)解調(diào)數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)后解調(diào)數(shù)據(jù) 進(jìn)行了對(duì)比分析。
[0027] 表1光纖解調(diào)系統(tǒng)測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)
[0028]
[0030] 通過(guò)表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出，通過(guò)采用本發(fā)明的通道一致性校準(zhǔn)方法對(duì)基 于光開(kāi)關(guān)的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行通道一致性校準(zhǔn)，通道間最大偏差減小到〇. OOlnm。
[0031] 以上所述的具體描述，對(duì)發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，其特征在于:具體步驟如下： 步驟一:將多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的任意一個(gè)測(cè)量通道連接標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)構(gòu)成校準(zhǔn)通道，通 過(guò)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)得到校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù)yi，i=l，2,……，N，N為10到100之間的正整 數(shù)； 步驟二：根據(jù)步驟一所得的yi通過(guò)計(jì)算獲取偏移修正序列Δyi，Δyiiyi-Yi，i= 1， 2,……，N，其中Yi為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)N個(gè)輸出峰的標(biāo)定峰值數(shù)據(jù)； 步驟三:通過(guò)多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)得到其余測(cè)量通道的解調(diào)數(shù)據(jù)Xkj，k= 1，2，……，M-l，j=l，2,……，P，M為多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道數(shù)，P為每個(gè)測(cè)量通道所連接的光纖傳感 器個(gè)數(shù)； 步驟四：查找配置修正因子Δxkj，k= 1，2,......，M-1，j= 1，2,......，P，通過(guò)計(jì)算序列| xkj-yi|(i= 1，2，……，N)中最小值所在的索引，查找該索引對(duì)應(yīng)的偏移修正序列Δyi和Δ yi+l，計(jì)算得到修正因子ΔXkj=Δyi+(yi-X2i)*(Δyi+1-Δyi)/(yi+1-yi); 步驟五:通過(guò)對(duì)測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)Xkj進(jìn)行修正得到Xkj=Xkj+Δxkj，k= 1，2，......，M_1，j = 1,2,……，P，即完成光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述方法 能夠在高速數(shù)字信號(hào)處理芯片或者大規(guī)?？删幊踢壿嬯嚵行酒型瓿晒饫w解調(diào)系統(tǒng)的通 道一致性校準(zhǔn)計(jì)算，也能夠在上位機(jī)軟件中完成光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)計(jì)算。3. 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，其特征在 于:所述方法適用于基于光開(kāi)關(guān)或多路光耦合器的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校 準(zhǔn)。4. 如權(quán)利要求1、權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方 法，其特征在于:所述方法在光纖解調(diào)系統(tǒng)完成一次多通道測(cè)量后通過(guò)校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù) 對(duì)其余測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述 上位機(jī)軟件包括LabVIEW。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光纖解調(diào)系統(tǒng)通道一致性校準(zhǔn)方法，適用于基于光開(kāi)關(guān)或多路光耦合器的多通道光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在光纖解調(diào)系統(tǒng)完成一次多通道測(cè)量后通過(guò)校準(zhǔn)通道解調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)其余測(cè)量通道解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，保證了光纖解調(diào)系統(tǒng)各個(gè)通道間具有較好的解調(diào)一致性。本發(fā)明通過(guò)校準(zhǔn)通道對(duì)測(cè)量通道進(jìn)行同步實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算復(fù)雜度低，在不影響光纖解調(diào)系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)的情況下，可以通過(guò)軟件完成光纖解調(diào)系統(tǒng)的通道一致性校準(zhǔn)計(jì)算。
【IPC分類】G01D18/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105466478
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510901232
【發(fā)明人】申雅峰, 高超, 薛景鋒, 隋廣慧
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日