[发明专利]一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法

说明书

本发明提供了一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，具体实施过程为MCU控制模块连接光源激励模块，激励光源发出的光经过光路耦合模块和光纤传输模块进入荧光物质传感器，荧光物质受到激励后反射回来的受激信号，从光路耦合模块进入光电转换模块转为电信号，电信号进入反相放大模块并被MCU控制模块采集，本发明的有益效果在于：通过对荧光激励信号的分析，可快速有效识别光路的好坏，并进行自适应调整，对光源和采集放大倍数控制在一定范围内，延长器件的使用寿命，同时可以改善荧光寿命信号；采用反向放大的方法，减少荧光寿命信号受到的信号噪声干扰，提高温度数据解析的准确性，减小因光路质量较差引起的测量误差，延长系统的使用寿命。

【技术领域】

本发明属于光纤传感测温技术领域，尤其涉及一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法。

【背景技术】

在工业应用中，传统的测温方式多采用热电偶、热电阻等方式进行测温。这些基于电信号的测温方式在强磁环境中，由于受到电磁干扰，测温数据有时会出现较大的误差，而基于光信号传递信息的光纤温度传感技术就可以解决这个问题，以荧光光纤温度传感器为例，现有专利和相关文献中大多都是对温度解调算法的研究，而针对光路的好坏进行自适应调整的各有缺点：

如专利公开号CN103428982A提出了一种光强自调整电路，通过调整可控光源的驱动电流，加大激励光源的发光强度，通过调整激励光源的强度来调整荧光反射信号的强度，但是当驱动电流过大时会造成激励光源的器件损伤，且荧光物质受到更高的光强驱动后会表现出活性减退，最终不会发光，从而无法测温，使用寿命大打折扣；

如专利公开号CN107044890A提出了一种长距离自适应调整的方法，通过PID调节程控放大器来调整采集的荧光反射信号，这种方法只是按照一定关系将信号放大，其信号波形不会因此改变，荧光寿命信号可能出现削底或者削顶等失真现象，仅靠将后端信号放大处理不能完全改善解调温度所需的波形信号。

由于光路不佳带来的计算误差将大大降低系统的稳定性和准确性，所以本发明提出一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，根据对光路好坏的判断，对激励光源和放大倍数做出适当调整，同时采用反向放大方式，减少信号的噪声的影响，使得计算误差大大降低。

【发明内容】

本发明目的在于解决目前光纤传感测温所存在的上述问题，而提供一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种具有自适应调整功能的荧光光纤测温方法，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。

进一步地，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。