[发明专利]基于光谱拟合与差分算法的光纤传感动态信号解调方法

权利要求书

1.一种基于光谱拟合与差分算法的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，采用宽带光源作为光纤传感器的输入信号，包括如下步骤：

(1)对光纤传感器输出的光信号从起始波长到终止波长进行扫描获得光谱纹波；

(2)对所述光谱纹波进行拟合获得光纤传感器的静态光谱；

(3)将所述光谱纹波与所述静态光谱进行差分处理，获得差值信号；

(4)根据扫描速度和所述起始波长将所述差值信号从波长域转化为时间域，获得时间域的动态信号。

2.如权利要求1所述的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，在步骤(4)之前且在步骤(3)之后，还包括以下步骤：

(a)获得所述光谱纹波的极大值点和极小值点；

(b)对所有所述极大值点进行拟合得到上边缘包络曲线，对所有所述极小值点进行拟合得到下边缘包络曲线；

(c)将所述上边缘包络曲线和所述下边缘包络曲线进行差分处理，得到光纤传感器光谱变化函数；

(d)将所述差值信号与所述光纤传感器光谱变化函数进行归一化处理获得去包络后差值信号。

3.如权利要求2所述的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，所述步骤(d)根据公式进行归一化处理获得去包络后差值信号；

式中，ΔS(λ_i)为差值信号在第i个波长处的光强，S_w(λ_i)为光纤传感器光谱变化函数，ΔS_q(λ_i)为去包络后差值信号在第i个波长处的光强，λ₁为起始波长，λ_n终止波长，λ_i为第i个波长。

4.如权利要求1所述的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，所述步骤(4)根据公式将差值信号波长域从波长域转化为时间域，获得时间域动态信号；

式中，V为扫描速度，ΔS(t_i)为时间域的动态信号在第i个时间点t_i的强度，ΔS(λ_i)为差值信号在第i个波长λ_i的光强，λ₁为起始波长，λ_n终止波长，λ_i为第i个波长。

5.如权利要求1至4任一项所述的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，所述步骤(2)对光谱波纹进行拟合时根据光纤传感器类型确定拟合函数。

6.如权利要求1至4任一项所述的光纤传感动态信号解调方法，其特征在于，所述起始波长和所述终止波长、所述扫描速度与扫描时波长分辨率根据动态信号的频率确定。