[發(fā)明專利]大容量光柵陣列光纖傳感器的質(zhì)量在線自動(dòng)化檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910348928.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110260904B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凱;徐一旻;宋珂;王月明;馬俊杰;汪文靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢烽理光電技術(shù)有限公司;武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01D18/00
• 分類(lèi)號(hào): 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

本發(fā)明公開(kāi)了一種大容量光柵陣列光纖傳感器的質(zhì)量在線自動(dòng)化檢測(cè)方法及系統(tǒng)，其中方法包括以下步驟：讀取在線生產(chǎn)過(guò)程中的光柵陣列傳感光纖的每個(gè)光柵的空間信息；將讀取的空間信息線性轉(zhuǎn)換為時(shí)域信息，并繪制所有光柵的反射光譜；根據(jù)反射光譜計(jì)算所有光柵光譜的指標(biāo)，包括反射率、波長(zhǎng)一致性、3dB線寬以及邊模抑制比；根據(jù)計(jì)算的指標(biāo)進(jìn)行判斷，當(dāng)無(wú)法滿足任意一個(gè)設(shè)置指標(biāo)時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，通知光柵陣列光纖生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；若連續(xù)多個(gè)光譜均無(wú)法滿足設(shè)置指標(biāo)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)并強(qiáng)行關(guān)閉光柵陣列光纖生產(chǎn)設(shè)備。本發(fā)明可對(duì)大容量光柵陣列傳感光纖的生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行在線監(jiān)控和分析，對(duì)生產(chǎn)出的每一個(gè)光柵傳感器進(jìn)行指標(biāo)評(píng)估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖光柵傳感領(lǐng)域，尤其涉及一種大容量光柵陣列光纖傳感器質(zhì)量的在線自動(dòng)化檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

大容量光柵陣列技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的新型光纖傳感技術(shù)，采用了波分復(fù)用(WDM)和光時(shí)域反射(OTDR)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)光纖光柵解調(diào)方法探測(cè)距離短、空間分辨率低等缺陷，其單通道可集成上萬(wàn)個(gè)傳感光柵，空間分辨率可達(dá)10cm，是一種集分布式光纖和光纖光柵傳感技術(shù)優(yōu)勢(shì)為一身的最新型的光纖傳感技術(shù)。

隨著該技術(shù)的深入發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，每個(gè)光柵傳感器反射光譜的反射率、中心波長(zhǎng)、線寬、邊模抑制比等核心指標(biāo)可能都不一樣，如圖1所示。如何在大批量生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)上萬(wàn)個(gè)乃至幾十萬(wàn)個(gè)光柵傳感器的核心指標(biāo)進(jìn)行控制是一個(gè)需要解決的重要課題，也是能夠?qū)⒃摷夹g(shù)進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用的必要保障。因此，研究一種光柵陣列光纖的傳感器質(zhì)量在線自動(dòng)化檢測(cè)方法已經(jīng)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)大容量光柵陣列光纖傳感器在批量生產(chǎn)過(guò)程中，缺乏一種有效、便捷、快速的在線檢測(cè)方法，不能對(duì)大量的傳感光柵質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估的問(wèn)題，提出了一種能夠?qū)崟r(shí)在線地對(duì)傳感光柵的反射率、波長(zhǎng)一致性、3dB線寬、邊模抑制比等核心指標(biāo)進(jìn)行有效、快速的檢測(cè)，為其生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制提供了保障，大大提高了產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率的在線自動(dòng)化檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

提供一種大容量光柵陣列光纖傳感器的質(zhì)量在線自動(dòng)化檢測(cè)方法，包括以下步驟：

讀取在線生產(chǎn)過(guò)程中的光柵陣列傳感光纖的每個(gè)光柵的空間信息；

將讀取的空間信息線性轉(zhuǎn)換為時(shí)域信息，并繪制所有光柵的反射光譜；

根據(jù)反射光譜計(jì)算所有光柵光譜的指標(biāo)，包括反射率、波長(zhǎng)一致性、3dB線寬以及邊模抑制比；

根據(jù)計(jì)算的指標(biāo)進(jìn)行判斷，當(dāng)無(wú)法滿足任意一個(gè)設(shè)置指標(biāo)時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，通知光柵陣列光纖生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；若連續(xù)多個(gè)光譜均無(wú)法滿足設(shè)置指標(biāo)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)并強(qiáng)行關(guān)閉光柵陣列光纖生產(chǎn)設(shè)備。

接上述技術(shù)方案，根據(jù)計(jì)算的指標(biāo)進(jìn)行判斷的具體過(guò)程為：

尋找每個(gè)光譜的頂點(diǎn)，頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為該光柵的反射率；頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為該光柵的中心波長(zhǎng)，通過(guò)將中心波長(zhǎng)與期望波長(zhǎng)進(jìn)行比較，獲得波長(zhǎng)誤差，當(dāng)該誤差在一定范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為波長(zhǎng)一致性良好；

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

根據(jù)設(shè)置的邊模抑制比，由光譜頂點(diǎn)往下一定dB處用一條平行于x軸的直線穿過(guò)光譜，計(jì)算直線與光譜的交點(diǎn)個(gè)數(shù)，若大于預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)則認(rèn)為無(wú)法滿足邊模抑制比的要求。

接上述技術(shù)方案，具體通過(guò)尋找最大值算法，找到每個(gè)光譜的頂點(diǎn)。

接上述技術(shù)方案，若其中任意一個(gè)指標(biāo)不滿足要求，則將該光柵傳感器判定為不合格，根據(jù)具體不合格指標(biāo)項(xiàng)發(fā)送相應(yīng)指令控制生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后繼續(xù)生產(chǎn)，并將不合格光柵數(shù)量+1，若連續(xù)n個(gè)光柵均不合格則強(qiáng)制停止生產(chǎn)。