[发明专利]光纤光栅解调方法及解调系统

权利要求书

1.一种光纤光栅解调方法，其特征在于，包括：

按照扫描规律周期性地向光纤光栅传感器输出相应的调谐光，并同步对光纤光栅传感器的反射光光强进行采样并记录采样次数；

通过采样次数和扫描规律确定每个采样点对应的光波长数据，并结合相应的光强数据组合成二维数据组；

基于所有采样点的二维数据组进行拟合计算，得出所述光纤光栅传感器的峰值波长。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅解调方法，其特征在于，所述扫描规律包括：所述调谐光在一定波长范围内，按照预设的波长间距依次递增。

3.根据权利要求1所述的光纤光栅解调方法，其特征在于，所述基于所有采样点的二维数据组进行拟合计算包括：

根据采样顺序对所有采样点的二维数据组进行排序，构建样本数据集；

遍历样本数据集中的所有采样点的光强数据，选取出最大光强值对应的二维数据组及其相邻一定范围内的二维数据组构建有效样本集；

根据有效样本集中的二维数据组进行拟合计算，得出所述光纤光栅传感器的峰值波长。

4.根据权利要求3所述的光纤光栅解调方法，其特征在于，所述根据有效样本集中的二维数据组进行拟合计算包括：

基于所述有效样本集中所有的二维数据组进行多项式拟合，得出有效样本集对应的拟合多项式；

对所述拟合多项式进行求导计算，计算出所述光纤光栅传感器的峰值波长。

5.根据权利要求4所述的光纤光栅解调方法，其特征在于，所述基于所述有效样本集中所有的二维数据组进行多项式拟合，包括：

设定需要拟合的三次多项式；

基于所述有效样本集中所有的二维数据组，采用最小二乘法计算出参数矩阵；

对参数矩阵进行Doolittle分解，得到L矩阵和U矩阵；

通过L矩阵和U矩阵对设定的三次多项式进行拟合，得到所述拟合多项式。

6.一种光纤光栅解调系统，其特征在于，该系统采用如权利要求1-5任一所述的光纤光栅解调方法进行解调。

7.根据权利要求6所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述系统包括：

扫描光源，经光环形器连接光纤光栅传感器，配置为按照扫描规律周期性地向光纤光栅传感器输出相应的调谐光；

光电转换器，输入端连接所述光环形器的反馈端，输出端经自动增益控制模块连接数据采集模块；

触发计数器，信号输入端与所述扫描光源信号连接，信号输出端与所述数据采集模块信号连接，配置为触发数据采集模块进行采样并记录采样次数；

数据采集模块，配置为通过光电转换器对光纤光栅传感器的反射光光强进行采样，并通过采样次数和扫描规律确定每个采样点对应的光波长数据，结合相应的光强数据组合成每个采样点的二维数据组，所述数据采集模块基于所有采样点的二维数据组进行拟合计算，得出所述光纤光栅传感器的峰值波长。

8.根据权利要求7所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述自动增益控制模块包括：

可变增益放大电路，输入端连接所述光电转换器的输出端，输出端连接所述数据采集模块；

峰值检波电路，输入端连接所述光电转换器的输出端，输出端连接所述可变增益放大电路的增益控制端。

9.根据权利要求8所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述数据采集模块包括模数转换器和处理器FPGA，该模数转换器的输入端和输出端分别连接可变增益放大电路的输出端和处理器FPGA，输入范围控制端连接所述峰值检波电路的输出端。

10.根据权利要求6所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述系统包括：

扫描光源，经光分器连接有多个光纤光栅传感器，该光纤光栅传感器与光分器之间串接有光环形器，所述扫描光源配置为按照扫描规律周期性地输出相应的调谐光；

多个光电转换器，输入端分别连接不同光环形器的反馈端，输出端分别经结构一致的自动增益控制模块连接数据采集模块；

触发计数器，信号输入端与所述扫描光源信号连接，信号输出端与所述数据采集模块信号连接，配置为触发数据采集模块进行采样并记录采样次数；

数据采集模块，配置为通过光电转换器对光纤光栅传感器的反射光光强进行采样，并通过采样次数和扫描规律确定每个采样点对应的光波长数据，结合相应的光强数据组合成每个采样点的二维数据组，所述数据采集模块基于所有采样点的二维数据组进行拟合计算，得出所述光纤光栅传感器的峰值波长。