[发明专利]基于LabView和光谱分析的压强监测系统及其工作方法与应用

权利要求书

1.基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，包括光源模块、光谱测量模块和光谱处理与压强显示模块；

所述光谱测量模块包括光纤压力传感器、-3dB光纤耦合器、光开关和光谱仪；所述光纤压力传感器的压力感应端放置在被测区域，光纤压力传感器的另一端通过光开关与-3dB光纤耦合器连接；

所述光谱仪的光输入端与-3dB光纤耦合器连接，光谱仪的数据输出端和光谱处理与压强显示模块连接；所述-3dB光纤耦合器还与光源模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，所述光源模块包括直流电源、激光二极管，激光二极管的正极通过电阻与所述直流电源的正极连接，激光二极管的负极与直流电源的负极连接；激光二极管与-3dB光纤耦合器连接。

3.根据权利要求1所述的基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，所述光谱仪的光输入端通过光纤与-3dB光纤耦合器连接，光谱仪的数据输出端通过USB传输线和光谱处理与压强显示模块连接；所述光纤的直径为125μm。

4.根据权利要求1所述的基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，所述光纤压力传感器为基于法布里-珀罗干涉原理的光纤压力传感器。

5.根据权利要求1所述的基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，所述光谱处理与压强显示模块为基于LabView图形化编程语言和MATLAB混合开发的系统；光谱处理与压强显示模块设置在电脑内；光谱处理与压强显示模块包括基于LabView图形化编程语言开发的压强监测界面。

6.根据权利要求1所述的基于LabView和光谱分析的压强监测系统，其特征在于，基于LabView和光谱分析的压强监测系统还包括压强警报模块，所述压强警报模块包括ARM控制电路和报警装置，ARM控制电路和光谱处理与压强显示模块连接。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的压强监测系统的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：

A1)光谱处理与压强显示模块发送指令给ARM控制电路，ARM控制光开关为闭合状态，此时光谱处理与压强显示模块接收到暗光谱，并对暗光谱进行保存；

A2)接通直流电源，激光二极管开始工作，此时光开关仍为闭合状态，光谱处理与压强显示模块接收到参考光谱，并对参考光谱进行保存；

A3)光谱处理与压强显示模块再次发送指令给ARM控制电路，ARM控制光开关为开启状态，此时光谱处理与压强显示模块接收到实时压强光谱，并对实时压强光谱进行保存；

A4)光谱处理与压强显示模块调用MATLAB节点程序，分别对步骤A1)、步骤A2)和步骤A3)得到的暗光谱、参考光谱和实时压强光谱进行快速傅里叶变换得到三者的频谱，对三者的频谱进行比较后进行数字滤波处理，再通过傅里叶反变换得到新的光谱数据；

A5)光谱处理与压强显示模块调用MATLAB节点程序，获取步骤A4)所得到的新光谱的峰值波长，利用最小二乘法对所述峰值波长进行线性拟合和误差补偿，得到压强和峰值波长的线性关系函数。

8.根据权利要求7所述的压强监测系统的工作方法，其特征在于，所述步骤A5)之后还包括如下步骤：压强监测界面显示压强和时间的实时曲线图，并对其进行存储；所述实时曲线图内还显示有正常压强基准线；光谱处理与压强显示模块调用MATLAB节点编程对压强和时间的实时曲线图进行波动性分析，当压强波动超出正常压强范围时，光谱处理与压强显示模块与ARM控制电路进行通讯，ARM控制电路控制所述报警装置进行报警。