[发明专利]光纤传感器及其光强损耗值计算分析方法和装置

权利要求书

1.一种光纤传感器的光强损耗值计算分析方法，其特征在于，所述方法包括：

获取增益调节信号的特性关系和光强调节信号的特性关系，所述增益调节信号的特性关系是指在预设的光电信号强度条件下，模数转换后的数字采样信号的采样值与增益调节信号的对应关系；所述光强调节信号的特性关系是指光强调节信号与光源光强的对应关系；所述增益调节信号的特性关系从增益调整模块与模数转换模块的技术文档中获取，或者通过测试得到；所述光强调节信号的特性关系从光强调整模块的相关技术文档中获取，或者通过测试得到；

根据增益调节信号的特性关系和光强调节信号的特性关系计算光纤中的光强损耗值；

通过测试得到所述增益调节信号的特性关系包括：

建立数字采样信号的采样值与增益调节信号、接收的光电信号的关系模型；

通过函数拟合得到所述关系模型的未知参数的值；

根据得到的所述关系模型的未知参数的值，生成接收的光电信号强度的计算函数；

通过测试得到所述光强调节信号的特性关系包括：

建立接收光强、入射光强与光强调节信号的关系模型；

根据所述关系模型确定入射光强与光强调节信号的特性关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立数字采样信号的采样值与增益调节信号、接收的光电信号的关系模型具体为：

建立以下的关系模型

s＝L*(g–C1)+C2(公式1)

其中L表示接收的光电信号强度，g为增益调节信号的增益值，s为数字采样信号的采样值，C1和C2为关系模型的未知参数；

所述通过函数拟合得到所述关系模型的未知参数的值具体包括以下过程：

S101、固定光纤传感器的输入光强及待测参量，使接收的光电信号强度L保持恒定值；

S102、改变增益调节信号的增益值g，记录对应的数字采样信号的采样值s，得到N组对应的增益值与采样值{[g1,s1],[g2,s2],[gi,si]，…,[gN,sN]}，其中gi为第i次记录的增益值，si为第i次记录的采样值，将这些点绘制在坐标轴中，得到一条近似直线；

S103、调整接收的光电信号强度L，重复S101和S102，得到不同接收的光电信号强度L下的增益值与采样值的关系曲线，各条曲线交点的坐标即为所述关系模型的未知参数的值C1和C2；

所述根据得到的所述关系模型的未知参数的值，生成接收的光电信号强度的计算函数具体为：

接收的光电信号强度L是接收光强的函数，与光电转换模块的特性相关，接收的光电信号强度的计算函数具体为L＝(s–C2)/(g–C1)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立接收光强、入射光强与光强调节信号的关系模型具体为：

建立如下关系模型：

L＝(1–k)*fe(E)(公式2)

其中，L为接收光强，k表示光纤中的光强损耗值，E为光强调节信号，fe为入射光强与光强调节信号的特性关系；

所述根据所述关系模型确定入射光强与光强调节信号的特性关系具体包括：

在光纤传感器空载的条件下，设定光纤中衰减为0，此时，对不同光强调节信号的值E，测量接收光强L；

将接收光强L代入公式2，即可通过函数拟合得到fe。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据增益调节信号的特性关系和光强调节信号的特性关系计算光纤中的光强损耗值具体为：

结合公式1和公式2得到：

k＝1–(s–C2)/((g–C1)*fe(E))(公式3)

假设在光纤传感器空载的情况下，光纤中光强的损耗为0；当外界待测参量变化时，调整光源的强度，即调整入射光强，或者调整光电信号的增益，使光电转换模块与模数转换模块处在线性范围内，此时根据光强调节信号的值E、增益调节信号的增益值g和数字采样信号的采样值s，代入公式3即可计算出光纤中的光强损耗值。