[发明专利]基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法及其解调装置

权利要求书

1.基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，包括：

探测光纤FP传感器的全光谱信息；

将光纤FP传感器的全光谱导入计算机中，并从全光谱中选取N组相位差互为120°的三波长；

基于三角函数关系，采用三波长对称解调消除每个波长对应光强中的直流分量，得到每个波长的新光强；

对同一组中三波长的新光强进行微分处理，并采用同一组中三波长的新光强及对应的光强微分结果计算同一组三波长的输出相位；

当所选取的N组相位差互为120°的三波长的输出相位均已计算出时，采用N个输出相位相加求平均得到相位解调结果。

2.根据权利要求1所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，所述探测光纤FP传感器的全光谱信息进一步包括：

将扫描半导体激光器发出的光经传光器件打入光纤FP传感器，并将光纤FP传感器返回的反射光经传光器件另一端进入光谱探测装置，探测得到光纤FP传感器的全光谱。

3.根据权利要求2所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，所述传光器件为环形器或耦合器。

4.根据权利要求2所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，所述扫描半导体激光器的光谱窗口大于或等于其自由光谱范围。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，所述基于三角函数关系，采用三波长对称解调消除每个波长对应光强中的直流分量，得到每个波长的新光强进一步地包括：

计算每个波长的光强：

其中，I_i,k(t)为第i组中第k个波长的光强，i＝1，2，3，…，N，k＝1，2，3；I₀为光源发出光的光强；为第i组中三波长在t时刻的相位值；D为直流分量；

基于三角函数关系，采用三波长对称解调构建消除光强中的直流分量的因子A：

根据因子A和光强，消除每个光强中的直流分量得到新光强：

其中，S_i,k为第i组中第k个波长的新光强。

6.根据权利要求5所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法，其特征在于，对同一组中三波长的新光强进行微分处理的计算公式为：

其中，为的微分；T_i,k为第i组中第k个波长的新光强微分结果；

计算同一组三波长的输出相位的计算公式为：

其中，S₁、S₂和S₃分别为同一组中三波长的新光强；T₁、T₂和T₃分别为S₁、S₂和S₃的微分结果。

7.一种应用于权利要求1-6任一所述的基于全光谱的光纤FP传感器的解调方法的解调装置，其特征在于，包括扫描半导体激光器、耦合器或环形器、光纤FP传感器、光电探测器和计算机，光路依次为扫描半导体激光器、耦合器或环形器、光纤FP传感器、耦合器或环形器与光谱探测装置，所述光谱探测装置与计算机连接。