[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有效

专利信息
申请号: 202110570672.6 申请日: 2021-05-25
公开(公告)号: CN113218428B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: F·欧莱特 申请(专利权)人: 成都大学
主分类号: G01D5/353 分类号: G01D5/353;G01D18/00
代理公司: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 李朝虎
地址: 610000*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 追踪 校准 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Sm,构建一条曲线Sm(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Sm和所述测量参数M的反函数值M(Δ)构建Sm(Δ)曲线;

通过校正因子对所述Sm(Δ)曲线进行修正,得到Sc和Δc,其中,Sc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,Δc为根据待校准传感器SUC的中心波长λs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Sc和Δc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SIm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,Δd′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,δIm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,SIm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。

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