[發明專利]基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統與尋峰方法

有效

• 申請號: 201910585836.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110361037B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 唐健冠;蔣言實;蔡龍寶;鄧艷芳;甘維兵;楊明紅;郭會勇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01D5/36
• 分類號: G01D5/36
• 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

1.一種基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統，其特征在于，包括：

前置電路，包括順次連接的激光器、摻鉺光纖放大器、耦合器，該耦合器的兩個輸出端分別連接第一環形器和第二環形器，所述第一環形器連接刻有弱光柵陣列的光纖，所述第二環形器連接空白光纖；

下位機FPGA高速采集器，通過脈沖調制器與所述激光器連接，并通過第一光電探測器和所述第一環形器連接，通過第二光電探測器和所述第二環形器連接；該下位機FPGA高速采集器包括自適應濾波器，該自適應濾波器根據從弱光柵陣列的光纖與空白光纖中反射回來的信號進行相抵，消除噪聲；

上位機，與下位機FPGA高速采集器通信連接，發送控制指令給下位機FPGA高速采集器；并對下位機FPGA高速采集器上傳的信號進行尋峰，儲存所有的峰值和對應坐標。

2.根據權利要求1所述的基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統，其特征在于，所述自適應濾波器為LMS自適應濾波器。

3.根據權利要求2所述的基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統，其特征在于，所述自適應濾波器包括：

輸入信號寄存器，用于傳遞和存儲空白光纖的串擾信號；

抽頭合集寄存器，用于傳遞和存儲濾波器各個系數的抽頭合集；

數據選擇器，用于選擇對應下位機FPGA高速采集器采集的信號和濾波器系數進入乘法器；

乘法器模塊，用于進行對應下位機FPGA高速采集器采集的信號和濾波器系數的乘積運算，并將乘積的值傳遞到累加器模塊；

累加器模塊，用于將乘法器模塊每次輸出的值保存并累加，再與光柵光纖信號相加，輸出目標信號；

抽頭更新模塊，用于更新抽頭合集；

多個定時器，用于校正時序、輸出濾波后的有效結果。

4.根據權利要求1所述的基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統，其特征在于，上位機的尋峰方法包括步驟：

Step1、初始化校正系數α及信號強度閾值T，當信號強度超過閾值T時，通過比較反射峰的峰值得到第一個反射峰的坐標值，保存該坐標值和峰值；

Step2、將第一個峰值位置作為基準，從基準坐標向后尋找理論峰值點坐標；

Step3、從理論峰值點坐標處左右各遍歷α個點的強度，找到實際光柵峰值和坐標并保存；

Step4、判斷實際光柵峰值是否大于T，若否則將該實際光柵峰值標記，并將校正系數α+1；若是，且α1，則將α-1，重新回到步驟Step2，將當前峰值位置作為基準，從基準坐標向后尋找下一個理論峰值點坐標。

5.根據權利要求1所述的基于弱光柵陣列分布式傳感預處理系統，其特征在于，所述下位機FPGA高速采集器通過定時器的方式發射對應頻率的電脈沖信號通過脈沖調制器對激光器進行調制。