[發明專利]大容量光柵陣列光纖傳感器的質量在線自動化檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201910348928.1
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110260904B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李凱;徐一旻;宋珂;王月明;馬俊杰;汪文靜
• 申請（專利權）人: 武漢烽理光電技術有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01M11/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種大容量光柵陣列光纖傳感器的質量在線自動化檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

光柵陣列傳感光纖調整好各項參數后，開始正常生產，光柵陣列解調儀進行一次掃描，獲取所有傳感器的光譜，統計光譜數量，若大于上一次掃描光譜數量，則存在新增傳感器，對新增傳感器的光譜數據進行分析處理，獲取以下參數：①反射光譜最大值；②最大值對應的波長；③最大值往下3dB處x軸方向2個交點對應的波長坐標；④最大值往下ndB處x軸方向對應的波長坐標個數；

通過以上參數對光譜進行質量分析：①反射率，判斷最大值是否在規定范圍之內；②波長一致性，判斷反射光譜最大值對應的波長是否在規定的誤差范圍內；③3dB線寬，判斷3dB線寬即反射光譜最大值往下3dB處x軸方向2個交點的波長坐標之差是否在規定的范圍內；④邊模抑制比，反射光譜最大值往下ndB處x軸方向交點個數若為2，則邊模抑制比滿足ndB要求；

當以上所有指標均滿足要求時，則繼續生產并控制光柵陣列解調儀進行下一次掃描；若其中任意一個指標不滿足要求，則將該傳感器判定為不合格，質量分析模塊會根據具體不合格指標項發送相應指令控制生產設備進行參數調整后繼續生產，并將不合格光柵數量+1，若連續n個光柵均不合格則強制停止生產。

2.根據權利要求1所述的大容量光柵陣列光纖傳感器的質量在線自動化檢測方法，其特征在于，對光譜進行質量分析的具體過程為：

尋找每個光譜的頂點，頂點對應的縱坐標為該光柵的反射率；頂點對應的橫坐標為該光柵的中心波長，通過將中心波長與期望波長進行比較，獲得波長誤差，當該誤差在一定范圍內時，認為波長一致性良好；

頂點以下3dB處用一條平行于x軸的直線穿過光譜，得到兩個與光譜的交點，交點之間的橫坐標差值為該光譜的3dB線寬，若差值在一定范圍內，則線寬滿足要求；

根據設置的邊模抑制比，由光譜頂點往下一定dB處用一條平行于x軸的直線穿過光譜，計算直線與光譜的交點個數，若大于預設個數則認為無法滿足邊模抑制比的要求。

3.根據權利要求2所述的大容量光柵陣列光纖傳感器的質量在線自動化檢測方法，其特征在于，具體通過尋找最大值算法，找到每個光譜的頂點。

4.一種大容量光柵陣列光纖傳感器的質量在線自動化檢測系統，用于執行權利要求1的質量在線自動化檢測方法，其特征在于，包括：

光柵陣列解調儀，與在線生產過程中的光柵陣列傳感光纖連接，用于讀取光柵陣列傳感光纖的每個光柵的空間信息；將讀取的空間信息線性轉換為時域信息，并繪制所有光柵的反射光譜；

質量分析模塊，與所述光柵陣列解調儀連接，用于根據反射光譜計算所有光柵光譜的指標，包括反射率、波長一致性、3dB線寬以及邊模抑制比；根據計算的指標進行判斷，當無法滿足任意一個設置指標時，發出控制信號，通知光柵陣列光纖生產設備進行參數調整；若連續多個光譜均無法滿足設置指標，則發出報警信號并強行關閉光柵陣列光纖生產設備；

光柵陣列光纖生產設備，與所述質量分析模塊連接，用于在線生產光柵陣列傳感光纖，并接收質量分析模塊的控制信號，根據接收的控制信號執行相應動作。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述質量分析模塊具體用于尋找每個光譜的頂點，頂點對應的縱坐標為該光柵的反射率；頂點對應的橫坐標為該光柵的中心波長，通過將中心波長與期望波長進行比較，獲得波長誤差，當該誤差在一定范圍內時，為波長一致性良好；頂點以下3dB處用一條平行于x軸的直線穿過光譜，得到兩個與光譜的交點，交點之間的橫坐標差值為該光譜的3dB線寬，若差值在一定范圍內，則線寬滿足要求；根據設置的邊模抑制比，由光譜頂點往下一定dB處用一條平行于x軸的直線穿過光譜，計算直線與光譜的交點個數，若大于預設個數則認為無法滿足邊模抑制比的要求。

6.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述光柵陣列解調儀具體用于在光柵陣列傳感光纖調整好各項參數開始正常生產后，進行一次掃描，獲取所有光柵傳感器的光譜，統計光譜數量，若大于上一次掃描光譜數量，則存在新增傳感器，對新增傳感器的光譜數據進行解調。