[發(fā)明專利]一種光纖光柵溫度測量方法及測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710075457.2
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN106840454A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝連慶;魏鈺柏;劉鋒;何巍;閆光;董明利;婁小平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11416
• 代理人: 顧珊,龐立巖

1.一種光纖光柵溫度測量方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

a、搭建光纖光柵溫度測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號(hào)處理裝置、光纖光柵解調(diào)儀、光纖光柵溫度傳感器、恒溫箱以及光源；

b、將光纖光柵傳感器置于所述恒溫箱中，控制恒溫箱的溫度在某一溫度范圍內(nèi)變化，采集光纖光柵隨恒溫箱溫度變化的光纖光柵信號(hào)X；

c、構(gòu)建正交基字典矩陣ψ，將所述光纖光柵信號(hào)X在所述正交字典矩陣下展開為X＝ψθ，其中

θ＝(θ₁，θ₂，…，θ_N)^T為展開系數(shù)向量，所述系數(shù)向量θ進(jìn)行K個(gè)分量稀疏；

d、構(gòu)建觀測矩陣Φ，對(duì)光纖光柵信號(hào)X執(zhí)行壓縮觀測，得到M個(gè)線性觀測信號(hào)Y，其中Y＝ΦX，Y∈R^M，R^M為實(shí)數(shù)R上M的階正交空間向量；

e、構(gòu)造信息算子矩陣A:A＝Φψ，將所述信息算子矩陣A＝Φψ代入步驟e所述的線性觀測信號(hào)Y中得到Y(jié)＝Φψθ＝Aθ，其中所述信息算子矩陣A滿足2K個(gè)分量線性獨(dú)立；

f、求解非線性優(yōu)化問題，求取系數(shù)向量θ，重構(gòu)光纖光柵信號(hào)X。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述步驟b中光纖光柵信號(hào)X采用F-P濾波解調(diào)方式采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述正交基字典矩陣ψ滿足ψ＝(ψ₁，ψ₂，…，ψ_N)∈R^N，ψ_i≥ψ_i^TX。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述觀測矩陣Φ為正交基不相關(guān)矩陣，其中所述觀測矩陣Φ滿足Φ：M×N。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器的中心波長在所述光纖光柵解調(diào)儀的測量范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，步驟c中進(jìn)行K個(gè)分量稀疏后的系數(shù)向量θ具有K·N個(gè)非零系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器的柵格密集排布。

8.一種光纖光柵溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)包括依次通過光纖光柵連接的光源、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵解調(diào)儀和信號(hào)處理裝置，其中

所述光源為寬帶光源，用于所述光纖光柵溫度傳感器提供光纖光柵激光信號(hào)；

所述光纖光柵溫度傳感器，用于獲得待測環(huán)境中溫度變化引起的光纖光柵信號(hào)變化；

所述光纖光柵解調(diào)儀，用于對(duì)所述光纖光柵信號(hào)進(jìn)行F-P濾波解調(diào)解調(diào)采集；

所述信號(hào)處理裝置，用于對(duì)采集的光纖光柵信號(hào)進(jìn)行處理并重構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器的柵格密集排布。