[發明專利]基于遷移學習的多模微環諧振腔溫度傳感處理方法及裝置

在審

• 申請號: 202111366640.0
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114184296A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 俞鍵;何智頻;鄭曄;闞拓;李坤;胡杰;陳坊;趙天劍;王昊;張童童;馬琳娜;周金邢;馮海翔
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司諸暨市供電公司;國網浙江省電力有限公司紹興供電公司
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00;G01K7/22;G06N3/08
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

1.基于遷移學習的多模微環諧振腔溫度傳感處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：采集多模微環諧振腔溫度傳感器多個模式下對應的多個采樣點的光譜數據和溫度數據；

S2：選取多個模式的諧振波長作為BP神經網絡的輸入，溫度作為標簽值，對BP神經網絡進行訓練，對多個模式下的溫度進行預測；

S3：對于傳感數據采用遷移學習模型來進行遷移學習，并獲得新的模型；

S4：將傳感數據輸入新的模型獲得溫度預測結果。

2.根據權利要求1所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔溫度傳感處理方法，其特征在于，BP神經網絡模型包括輸入層、隱藏層和輸出層，其中輸入層包含3個神經元個數，分別輸入3個模式，輸出層輸出1個神經元，即輸出溫度。

3.根據權利要求2所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔溫度傳感處理方法，其特征在于：所述BP神經網絡模型每層的激活函數都是ReLu函數，學習率為0.02，迭代次數為800次，優化器選用Adam。

4.根據權利要求2所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔溫度傳感處理方法，其特征在于：所述BP神經網絡模型的隱藏層采用16個隱藏節點。

5.基于遷移學習的多模微環諧振腔測溫實驗裝置，用于獲得權利要求1所述的多模微環諧振腔溫度傳感器多個模式下對應的多個采樣點的光譜數據和溫度數據，其特征在于，包括光譜數據采集組件、溫度控制和采集組件，所述溫度控制和采集組件包括熱敏電阻，通過溫度控制和采集組件控制環境溫度變化并通過熱敏電阻采集環境溫度，所述光譜數據采集組件包括寬譜光源發生器、偏振控制器、微環諧振腔光芯片、光波耦合模塊、光譜分析儀，由寬譜光源發生器提供穩定光源至偏振器，再通過偏振器調節腔模的偏振狀態，隨后光源進入微環諧振腔光芯片微腔，通過光波耦合模塊的調整，實現光纖維與波導耦合狀況的控制，光譜分析儀獲取微環諧振腔光芯片微腔的傳感數據并保存。

6.根據權利要求5所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔測溫實驗裝置，其特征在于：所述光譜數據采集組件還包括顯微攝像頭，通過顯微攝像頭觀察微環諧振腔光芯片，監控光纖維與波導耦合狀況。

7.根據權利要求5所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔測溫實驗裝置，其特征在于：所述溫度控制和采集組件包括控溫燈、樹莓派、顯示屏、分壓電路和轉換器，以樹莓派作為中央控制器，連接顯示屏和轉換器，分壓電路與轉換器連接，通過控溫燈實現熱敏電阻的溫度變化，熱敏電阻的阻值發生變化通過分壓的形式傳遞給轉換器，樹莓派將接受到的轉換器傳送的電壓值轉換為對應溫度后，控制顯示屏顯示當前溫度值和溫度穩定時間。

8.根據權利要求5所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔測溫實驗裝置，其特征在于：寬譜光源發生器的激光器的功率控制在100μW。

9.根據權利要求8所述的基于遷移學習的多模微環諧振腔測溫實驗裝置，其特征在于：寬譜光源發生器輸出光源的波長在1500～1620nm范圍內。