[发明专利]光纤光栅加速度传感器的波长解调系统及波长解调方法

权利要求书

1.一种光纤光栅加速度传感器的波长解调系统，其特征在于包括宽带光源、光隔离器、可调谐F-P滤波器、锯齿波信号发生器、耦合器、F-P标准具、第一光电探测器、光环形器、第二光电探测器、第一参考光栅、第二参考光栅、光纤光栅加速度传感器、数据采集模块和上位机；宽带光源发出的光经光隔离器进入可调谐F-P滤波器，锯齿波信号发生器产生锯齿波信号并驱动可调谐F-P滤波器，从而控制经过所述可调谐F-P滤波器的光谱带宽；可调谐F-P滤波器输出的光信号进入耦合器后均分为两路输出，第一路光信号通过F-P标准具后进入第一光电探测器，第二路光信号通过光环形器输出至依次串联的第一参考光栅、第二参考光栅和光纤光栅加速度传感器，光纤光栅加速度传感器的反射光再经光环形器后进入第二光电探测器；数据采集模块采集第一光探测器和第二光探测器输出的光信号并上传上位机，上位机根据上传的采样信号进行光纤光栅加速度传感器的波长解调。

2.一种权利要求1所述的光纤光栅加速度传感器的波长解调系统的波长解调方法，包括如下步骤：

S1.锯齿波信号发生器产生锯齿波扫描电压并输入可调谐F-P滤波器；

S2.对F-P标准具通道和光纤光栅加速度传感器的光谱进行同步数据采集；

S3.分别对步骤S2采集的F-P标准具通道和光纤光栅加速度传感器通道的数据进行小波去噪；

S4.分别对步骤S3得到的小波去噪后的F-P标准具通道和光纤光栅加速度传感器通道的数据进行寻峰计算；

S5.根据已知的第一参考光栅、第二参考光栅的波长值和步骤S4得到的寻峰计算结果计算得到光纤光栅加速度传感器的波长解调结果。

3.根据权利2所述的波长解调方法，其特征在于步骤S1所述的产生锯齿波扫描电压，具体为采用如下步骤计算得到锯齿波扫描电压值：

1)通过实验法找到锯齿波扫描电压的范围；所述锯齿波扫描的电压必须使得在锯齿波扫描电压下可调谐F-P滤波器的透射波长的范围大于所述宽带光源的光谱范围；

2)根据步骤1)得到的锯齿波的扫描范围和锯齿波信号发生器的特性，调整锯齿波发生器的扫描电压范围。

4.根据权利3所述的波长解调方法，其特征在于步骤S3所述的对通道的数据进行小波去噪为对通道的数据进行小波可变阈值函数去噪，具体为采用如下步骤进行小波去噪：

(1)选取小波基；

(2)确定分解尺度；

(3)得到小波系数；

(4)采用如下算式确定阈值：

λ=σ2lg Nexp(j)]]>

式中λ即为确定的阈值，σ为噪声的均方根误差，N为信号长度，j为分解的尺度；

(5)选取如下算式为阈值函数：

ωj,k^=sign(ωj,k)(|ωj,k|-λ*exp(λ-|ωj,k|)),|ωj,k|≥λ0,|ωj,k|<λ]]>

(6)进行小波重构，从而得到小波去噪后的重构信号。