[发明专利]一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法

权利要求书

1.一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：包括：

对光纤F-P温度/压力复合传感器接收到的光谱信号进行预处理；

利用带通滤波器对复合腔信号进行分离；

利用快速傅里叶变换(FFT)对光谱信号进行解调预估粗略腔长值；

在第一指定腔长模拟范围内以第一预设步长间隔构造多个腔长值不同的虚拟干涉光谱信号，与实际干涉光谱信号进行互相关解调运算，得到精确腔长值；

根据精确腔长值缩小腔长第一指定腔长模拟范围，在小范围内以第二步长间隔进行互相关解调运算，依次重复，直到达到解调精度要求，获得腔长值。

2.如权利要求1所述的一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：对接收到的光谱信号进行预处理的方式至少包括信号的插值拟合、去噪、光谱归一化，所述光纤F-P温度/压力复合传感器是由3个反射面构成2个F-P腔的光纤传感器。

3.如权利要求1所述的一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：干涉光谱信号指复合传感器的干涉光谱利用带通滤波器处理后包含不同腔长信息的2个光谱信号中的任意1个；

干涉光谱信号公式表示为：

构造腔长为L，干涉对比度为1的归一化干涉光谱，表示为：

其中，ν为干涉光光谱的频率，c为光速，γ为干涉条纹对比度。

4.如权利要求1所述的一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：在构造多个腔长值不同的虚拟干涉光谱信号，与实际干涉光谱信号进行互相关运算的步骤中，由实际干涉光谱信号与虚拟干涉光谱信号进行互相关运算，得到二者之间的相关系数为

其中，L、L₀是真实腔长值和虚拟腔长值，ν为干涉光光谱的频率，ν₁和ν₂分别是干涉光光谱频率的下限和上限，c为光速，γ为干涉条纹对比度；其中实际干涉光谱信号指复合传感器的干涉光谱利用带通滤波器处理后包含不同腔长信息的2个光谱信号中的任意1个。

5.如权利要求4所述的一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：获取腔长值的步骤为：

当L＝L₀时，提取相关系数曲线的外包络辛格曲线，由主极大峰所对应的最大值求得最大相关系数的位置，得到真实待测腔长值。

6.如权利要求1所述的一种光纤F-P温度/压力复合传感器的腔长解调方法，其特征在于：利用快速傅里叶变换(FFT)对光谱信号进行解调预估粗略腔长值的步骤之后，包括步骤：

利用快速傅里叶变换(FFT)解调预估腔长值L_R后，将预估腔长值L_R作为腔长模拟范围的中心，取快速傅里叶变换(FFT)分辨率的2到3倍作为腔长模拟范围的半径R_F，在腔长模拟范围(L_R-R_F，L_R+R_F)内以第一预设步长间隔进行互相关运算；

完成第一次互相关运算后缩小第一指定腔长模拟范围获得第二腔长模拟范围，同时缩小第一预设步长间隔获得第二步长间隔，在第二腔长模拟范围内以第二步长间隔进行第二次互相关运算，依次重复，直到达到解调精度要求，获得最终腔长值。