[发明专利]一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法

权利要求书

1.一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，其特征在于，对荧光反射信号进行采集比对，对激励光源强度和放大倍数进行适当调整，同时采用信号反向放大的方式，减少信号的噪声对波形的影响，使得解调信号快速稳定，减小计算误差，具体包括如下步骤：

S1、MCU控制模块通过控制光源激励模块的发光二极管产生周期固定、光源强度可调的稳定光源，光线经过光路耦合模块和光纤传输模块进入荧光物质传感器；

S2、荧光物质传感器的荧光物质受到激励后反射回来的受激信号原路返回，从光路耦合模块进入光电转换模块，光电转换模块将受激信号转换为电压信号，电压信号通过反向放大模块进行反向放大，被MCU控制模块采集；

S3、对采集的电压信号进行比对，适当调整激励光源幅值和反向放大器的倍数，使得转化后的电压信号控制到一定范围内，根据比对结果得到相应的解调信息，判断光路是否完好，进而可以对温度解调方法进行调整，进一步减小测量误差。

2.根据权利要求1所述的一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，其特征在于，所述S2中采集信号的具体方法如下：MCU控制模块对激励信号进行四次采集，具体为MCU控制模块控制打开光源激励模块后马上进行第一个时间点t0的采集，采集的荧光激励电信号电平值为V(t0)，中间时间点t1进行第二次采集，采集的荧光激励电信号电平值为V(t1)，临近关闭光源激励模块前的时间点t2进行第三次采集，采集的荧光激励电信号电平值为V(t2)，在下一次打开光源激励模块前的时间点t3进行第四次采集，采集的荧光激励电信号电平值为V(t3)，然后根据采集到的四个数值进行分析。

3.根据权利要求2所述的一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，其特征在于，所述S3中对采集的电压信号进行比对的具体方法如下：

S3-1、如果V(t0)V(t1),且V(t2)＝0，诊断为激励信号过强，需要反向调整PWM的占空比，同时对反向放大系数进行调整，若调整到V(t0)-V(t1)ΔV，且V(t2)ΔX,约为0，则判断为光路较好；

S3-2、如果V(t0)V(t1),且V(t2)0，诊断为激励信号过弱，需要正向调整PWM的占空比，对激励光源幅值进行调节，同时对反向放大系数进行调整；同样，若是调整到V(t0)-V(t1)ΔV，且V(t2)ΔX，约为0，则判断为光路一般；

S3-3、如果V(t0)≈V(t1)≈V(t2)，则只增大放大倍数，若再次采集后数据没有变化，则表明没有荧光返回，则判断为光路断开；

S3-4、如果V(t0)V(t1)V(t2)≈0,V(t3)≈V(t0)且V(t3)V(t0)，V(t0)、V(t1)、V(t2)近似指数曲线分布，就可以对荧光寿命衰减信号进行采集，根据荧光寿命与温度的关系公式推算出温度；

ΔV为一个固定的常量标准，即V(t0)与V(t1)的差值要在一定的范围内；

ΔX为一个接近0的常量标准，即荧光信号在激励信号结束前达到最大值，也就是反向后V(t2)接近0。

4.根据权利要求3所述的一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，其特征在于，所述S3中，激励光源幅值调整的公式为：

其中k为正整数序号，V0为激励信号幅值，A为光路反射衰减系数，和光纤光路相关，默认值为0.55；

反向放大器的倍数调整公式为：

其中k为正整数序号，B为放大系数。

5.根据权利要求1所述的一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，其特征在于：实现本具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法的结构由MCU控制模块、光源激励模块、光路耦合模块、光纤传输模块、荧光物质传感器、光电转换模块和反向放大模块组成，MCU控制模块连接控制光源激励模块发出光线，光线经过光路耦合模块和光纤传输模块后进入荧光物质传感器，荧光物质传感器的荧光物质受到激励后反射出受激信号，受激信号经过光纤传输模块和光路耦合模块后进入光电转换模块，光电转换模块将受激信号转换为电压信号，电压信号通过反向放大模块进行反向放大，被MCU控制模块采集。