[發明專利]光纖光柵譜峰高精度快速尋峰方法

有效

• 申請號: 201110278661.7
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102435214A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 李永倩;姚國珍;尚秋峰;楊志;張靜;李天
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定);華北電力大學蘇州研究院
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 保定市燕趙恒通知識產權代理事務所 13121
• 代理人: 高寶新

技術領域

本發明涉及光纖光柵傳感領域，尤其涉及一種光纖光柵譜峰高精度快速尋峰方法。?

背景技術

隨著光纖傳感技術的發展，光纖光柵傳感器以其抗電磁干擾、耐腐蝕、高絕緣性、測量范圍廣、便于復用成網等優點，在土木工程、航空航天、石油化工、電力、醫療、船舶工業等領域獲得了廣泛應用。當外界作用在光纖光柵傳感器上的溫度或應變發生變化時，光纖光柵的反射譜或透射譜中心波長會發生變化，因此，尋找光纖光柵譜峰峰值的精確位置是光纖光柵傳感中的一項關鍵技術，快速、準確地尋峰方法是保證光纖光柵傳感系統實時性和精度的必要條件。目前，常用的尋峰算法有蒙特卡羅算法、直接比較法、二次插值數值微分法、一般多項式擬合法、多項式-高斯公式擬合法等，利用上述方法尋峰，精度低、運算量大，在對傳感精度要求比較高時，不能滿足要求，另外，某些應用場合需要用微處理器替代PC機實現尋峰，采用上述方法時會嚴重影響整個傳感系統的實時性。因此，研究光纖光柵譜峰高精度快速尋峰方法是測量工作的需要。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于光纖光柵傳感系統中的光纖光柵譜峰高精度快速尋峰方法，實現光纖光柵譜峰峰值位置的精確定位，解決現有尋峰方法中尋峰精度低、運算量大的問題。?

本發明通過以下方法與步驟來實現：1)首先根據光纖光柵反射譜多個峰值中的最大值及信噪比，確定尋峰時采用的閾值；2)根據設定的反射譜的寬度和形狀特點，判斷波峰是光纖光柵反射峰還是噪聲形成的峰，并記錄光纖光柵反?射峰的起始點和結束點的橫坐標值；3)在反射峰兩側找到比光纖光柵反射峰最大值低3dB的左右兩個點，然后將兩個點對應的橫坐標數值求和后除2，得到峰值所在位置。?

為了確定尋峰時采用的閾值，根據光纖光柵反射譜數據中多個峰值的最大值及信噪比確定相對閾值relThreshold和絕對閾值absThreshold兩個參數。尋峰時，先將反射譜數據最大值與relThreshold的差值作為有效閾值；若通過relThreshold設定的有效閾值小于absThreshold，則令有效閾值threshold＝absThreshold。?

判斷波峰是光纖光柵反射峰還是噪聲形成的峰時，利用有效閾值threshold分別減、加H得到兩個參數thresholdLow和thresholdHigh。通過比較反射峰左側thresholdLow和thresholdHigh之間數據的關系，判斷是否存在上升沿，如果存在上升沿，再采用相同方法判斷反射峰右側thresholdHigh和thresholdLow之間是否存在下降沿。如果上升沿和下降沿都存在，則說明此處為一個波峰，進一步判斷當end-start大于波峰寬度width時，則認定該峰為光纖光柵的反射峰，否則，則判定該峰為噪聲形成的波峰。?

在尋找光纖光柵反射峰兩側比最大值低3dB的左右兩個點時，將光纖光柵反射峰視為對稱峰，利用三角形的相似性得到如下關系式：?

f(x1)-left3dBf(x1)-f(x1-1)=x1-left3dBPosx1-(x1-1)]]>

由此推出峰值點的準確位置表達式：?