[发明专利]用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法、系统、设备

权利要求书

1.一种用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S10，采集在初始外界物理条件下的干涉光谱数据，并进行预处理；所述预处理包括将干涉光谱数据对应的光谱坐标转换为频率域线性坐标，并进行滤波去噪；

S20，从预处理后的干涉光谱数据中选取设定相位的极值点作为特征相位点，并进行归一化处理；归一化后，计算归一化后的特征相位点的平均间距，并将相邻的极大值、极小值的中点作为腰值点，以腰值点的横坐标作为腰值点索引；

S30，通过预构建的透射端光谱理论模型对归一化后的特征相位点进行拟合，得到拟合系数的初值；所述拟合系数包括双折射系数、双折射色散系数、初相位；

S40，结合拟合系数的初值，计算在所述初始外界物理条件下设定波长/频率位置的双折射初值，作为第一双折射值；

S50，采集在初始外界物理条件发生变化后的干涉光谱数据，并进行预处理；

S60，在步骤S50预处理后的干涉光谱数据中寻找位于第一阈值区间的极大值、极小值点，并利用这些极大值、极小值点分别对位于第二阈值区间的点进行局部归一化，将归一化后的点作为拟合样本点；所述第一阈值区间为以所述腰值点索引为中点，以特征相位点的平均间距为左右间距构建的阈值区间；所述第二阈值区间为以所述腰值点为中点，以第一区间的1/N为上下间距构建的阈值区间；所述第一区间为S60获取的相邻极大值、极小值之间的区间；

S70，通过所述透射端光谱理论模型对所述拟合样本点进行最小二乘拟合，得到变化后的双折射系数；

S80，基于变化后的双折射系数，结合双折射色散系数、初相位的初值，计算在初始外界物理条件发生变化后设定波长/频率位置的双折射值，作为第二双折射值；

S90，计算第一双折射值、第二双折射值的差，并结合初始外界物理条件对应的参数值，获取变化后的外界物理条件对应的参数值。

2.根据权利要求1所述的用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，“将干涉光谱数据对应的光谱坐标转换为频率域线性坐标”，其方法为：

干涉光谱数据对应的光谱横坐标转换方法为：

f＝c/λ

其中，f为光频率，c为真空中的光速，λ为波长；

干涉光谱数据对应的光谱纵坐标转换方法为：

其中，I_mW为线性坐标光功率，I_dBm为对数坐标光功率。

3.根据权利要求2所述的用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，所述预构建的透射端光谱理论模型为：

其中，B₀为传感光纤双折射系数，K_B为双折射色散系数，φ₀为初相位，L为传感光纤长度，I为输出光功率值。

4.根据权利要求1所述的用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，所述设定相位为

5.根据权利要求3所述的用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，双折射值与拟合系数的关系为：B＝B₀+K_Bf，B表示双折射值。

6.根据权利要求1所述的用于偏光干涉型光纤传感器的解调方法，其特征在于，“通过所述透射端光谱理论模型对所述拟合样本点进行最小二乘拟合，得到变化后的双折射系数”，其方法为：

逐步改变参数B₀，使通过所述透射端光谱理论模型拟合得到的拟合样本点与步骤S50采集的干涉光谱数据之间的残差平方和最小，并将残差平方和最小对应的B₀作为变化后的双折射系数。