[发明专利]一种衍射光栅式光纤光栅解调仪表的温度补偿方法

摘要

本发明属于光纤传感解调技术领域，具体涉及一种衍射光栅式光纤光栅解调仪表的温度补偿方法。本发明利用标准具为标准源，对衍射光栅式光纤光栅解调仪表在一定环境温度范围内进行标定，得到不同温度下的温度补偿关系式，在解调仪表工作时根据仪表中温度传感器的温度反馈将相应温度下的温度补偿关系式调入解调算法，得到经过温度补偿的准确的解调结果。

主权项

一种衍射光栅式光纤光栅解调仪表温度补偿方法，所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表中包含光电探测器CCD；其特征在于：其操作步骤为：步骤一、获取不同温度下温度补偿关系式；步骤1.0：在衍射光栅式光纤光栅解调仪表中安装温度传感器；步骤1.1：以ΔT为温度间隔将所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表的工作环境温度范围(TL,TH)分为N+1个温度点，每个温度点用Ti表示；其中，TL表示衍射光栅式光纤光栅解调仪表的最低工作环境温度；TH表示衍射光栅式光纤光栅解调仪表的最高工作环境温度；i∈[0,N]，且i为整数；步骤1.2：针对每一个温度点Ti，进行步骤1.2.1至步骤1.2.3的操作，得到在每一温度点Ti下，所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表测得的标准具的每一个输出峰所对应的像素位置；具体操作为：步骤1.2.1：将温箱温度设置为Ti，将所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表放置入温箱中；步骤1.2.2：利用一个输出峰的峰值波长经过标定的标准具，其输出峰的峰值个数用符号M表示，其M个输出峰的峰值波长记为(λb1,λb2,……,λbM)；将所述标准具置于温箱外，并通过光纤将其连接至温箱中的衍射光栅式光纤光栅解调仪表；其中，M∈[10,100]，且M为正整数；步骤1.2.3：打开所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表，待温箱在Ti温度稳定之后，记录衍射光栅式光纤光栅解调仪表所测的标准具每一个输出峰在光电探测器CCD上所对应的像素位置，记为(Pi1,Pi2,……,PiM)；步骤1.3：针对每一个温度点Ti，以(λb1,λb2,……,λbM)为纵坐标，以(Pi1,Pi2,……,PiM)为横坐标，进行m阶多项式拟合，得到不同温度情况下所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表波长λi与光电探测器CCD上像素Pi如公式(1)所示的一一对应的温度补偿关系式；λi＝ai0+ai1Pi+ai2Pi2+……+aimPim                    (1)其中，ai0、ai1、……、aim为m阶多项式拟合系数；m∈[4,9]，且m为正整数；经过步骤一的操作，得到不同温度下的温度补偿关系式；步骤二、使用温度补偿关系式进行温度补偿，得到被测光纤光栅传感器的中心波长λs；具体操作步骤为：步骤2.0：将步骤一得到温度补偿关系式存储于所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表中；步骤2.1：使用所述衍射光栅式光纤光栅解调仪表测量得到被测光纤光栅传感器反射信号的波长峰值在光电探测器CCD上对应的像素Ps，衍射光栅式光纤光栅解调仪表中的温度传感器反馈的环境温度T；步骤2.2：根据步骤2.1得到的环境温度为T的所在范围[Ti‑ΔT/2,Ti+ΔT/2)，则调用温度点Ti对应的温度补偿关系式，并将Pi＝Ps代入，得到被测光纤光栅传感器的中心波长λs＝λi。