[发明专利]一种具有可追踪校准的光纤光栅传感器测量系统

权利要求书

1.一种具有可追踪校准的光纤光栅传感器测量系统，其特征在于，包括标准单元GC、参考单元RC、标准双波长差分检测仪器GI、待校准双波长差分检测仪器IUC和待校准传感器SUC；所述标准单元GC设置在所述标准双波长差分检测仪器的中心位置；其中，所述待校准传感器指需要校准的FBG传感器；

将所述标准单元GC作为标准双波长差分检测仪器GI的实时参考，用来校准待校准传感器SUC，在待校准双波长差分检测仪器IUC中使用参考单元RC，通过标准单元GC对所述待校准双波长差分检测仪器IUC和所述参考单元RC进行校准；

所述标准单元GC中包括两个FBG传感器，将标准单元GC中的两个FBG传感器作为标准传感器，两个标准传感器测得的信号GS1和GS2连接到标准双波长差分检测仪器GI中的两个信号通道上，其余待校准传感器测得的信号连接到标准双波长差分检测仪器GI中剩余的信号通道上；

将所述标准单元GC作为标准双波长差分检测仪器GI的实时参考，用来校准待校准传感器SUC，包括：

将所述待校准传感器SUC和标准单元GC中的两个标准传感器分别连接至标准双波长差分检测仪器GI上；

所述标准双波长差分检测仪器GI对两个标准传感器测得的信号GS1和GS2进行归一化处理，得到两个标准传感器的归一化信号和

将两个标准传感器的归一化信号和的差值作为K^*，即所述标准双波长差分检测仪器GI根据待校准传感器的测量参数M和标准单元GC的归一化信号S^m，构建一条曲线S^m(M)；所述测量参数M中的元素为m，各元素m的值不同；

获取所述测量参数M的反函数值M(Δ)，并基于测量信号S^m和所述测量参数M的反函数值M(Δ)构建S^m(Δ)曲线；

通过校正因子对所述S^m(Δ)曲线进行修正，得到S^c和Δ_c，其中，S^c为标准双波长差分检测仪器GI在标准波长间隔δ^*和标准中心波长情况下测得的信号，Δ_c为根据待校准传感器SUC的中心波长λ_s与标准平均波长的差值确定的测量参数M的给定值；

基于所述S^c和Δ_c对测量参数M进行校正，以完成对待校准传感器SUC的校准；

所述具有可追踪校准的光纤光栅传感器测量系统还包括：

所述参考单元RC中包括两个FBG传感器，将参考单元RC中的两个FBG传感器作为参考传感器RC1和RC2；将正在校准的传感器SUC连接到校准双波长差分检测仪器CI的一个信号通道上，参考传感器RC1和RC2连接到校准双波长差分检测仪器CI的另外两个信号通道上；

所述校准双波长差分检测仪器CI通过所述参考单元RC的归一化信号S^Im对正在校准的传感器SUC的被测信号进行校正，得到被测参数M′的校正值；

具体修正过程如下：

式中，为正在校准的传感器SUC的第一校正因子，为正在校准的传感器SUC的测量参数为m时对应的第一测量信号归一化处理后的信号，为正在校准的传感器的测量参数为m时对应的第二测量信号归一化处理后的信号，Δ_d′为正在校准的传感器SUC的第二校正因子，δ^*为标准波长间隔，标准波长间隔指标准双波长差分检测仪器GI发射的两束波长的间隔，δ^Im为待校准双波长差分检测仪器IUC在测量参数为m时的波长间隔，S^Im为参考单元RC基于测量参数M的归一化信号；所述测量参数M中的元素为m，各元素m的值不同。