[发明专利]一种光纤光栅温度测量方法及测量系统

权利要求书

1.一种光纤光栅温度测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a、搭建光纤光栅温度测量系统，所述系统包括信号处理装置、光纤光栅解调仪、光纤光栅温度传感器、恒温箱以及光源；

b、将光纤光栅传感器置于所述恒温箱中，控制恒温箱的温度在某一温度范围内变化，采集光纤光栅随恒温箱温度变化的光纤光栅信号X；

c、构建正交基字典矩阵ψ，将所述光纤光栅信号X在所述正交字典矩阵下展开为X＝ψθ，其中

θ＝(θ₁，θ₂，…，θ_N)^T为展开系数向量，所述系数向量θ进行K个分量稀疏；

d、构建观测矩阵Φ，对光纤光栅信号X执行压缩观测，得到M个线性观测信号Y，其中Y＝ΦX，Y∈R^M，R^M为实数R上M的阶正交空间向量；

e、构造信息算子矩阵A:A＝Φψ，将所述信息算子矩阵A＝Φψ代入步骤e所述的线性观测信号Y中得到Y＝Φψθ＝Aθ，其中所述信息算子矩阵A满足2K个分量线性独立；

f、求解非线性优化问题，求取系数向量θ，重构光纤光栅信号X。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤b中光纤光栅信号X采用F-P滤波解调方式采集。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述正交基字典矩阵ψ满足ψ＝(ψ₁，ψ₂，…，ψ_N)∈R^N，ψ_i≥ψ_i^TX。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述观测矩阵Φ为正交基不相关矩阵，其中所述观测矩阵Φ满足Φ：M×N。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述光纤光栅温度传感器的中心波长在所述光纤光栅解调仪的测量范围内。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤c中进行K个分量稀疏后的系数向量θ具有K·N个非零系数。

7.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述光纤光栅温度传感器的栅格密集排布。

8.一种光纤光栅温度测量系统，其特征在于，所述测量系统包括依次通过光纤光栅连接的光源、光纤光栅温度传感器、光纤光栅解调仪和信号处理装置，其中

所述光源为宽带光源，用于所述光纤光栅温度传感器提供光纤光栅激光信号；

所述光纤光栅温度传感器，用于获得待测环境中温度变化引起的光纤光栅信号变化；

所述光纤光栅解调仪，用于对所述光纤光栅信号进行F-P滤波解调解调采集；

所述信号处理装置，用于对采集的光纤光栅信号进行处理并重构。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述光纤光栅温度传感器的栅格密集排布。