一种基于光纤传感器的外界参数测量方法技术

本申请公开了一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，包括：控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光；按照光纤试验标准对光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，获取当前DMD值；根据预先得到的DMD值与被测参数之间的关系及当前DMD值得到被测参数的当前参数值。本申请公开的上述技术方案，由于采用DMD作为测量值进行测量时可以通过增加光纤传感器中作为受试光纤的多模光纤的长度而降低对激光器脉冲宽度的要求，且由于DMD计算有标准成熟可靠的算法，则传输过程中造成的波形失真对计算结果没有太大影响，因此，可以保证被测参数具有较高的测试准确性的同时降低激光器的成本，从而可以降低被测参数的测量成本。

An external parameter measurement method based on optical fiber sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤传感器的外界参数测量方法
本申请涉及光纤传感器
，更具体地说，涉及一种基于光纤传感器的外界参数测量方法。
技术介绍
光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器，参见图1，其示出了光纤传感器的结构示意图，其包括光源、光纤、探测器和处理部分等，其中，受试光纤多为多模光纤(可以有许多模式在光纤中进行传输)，其结构具体可以参见图2，其示出了受试光纤的结构示意图，包括光纤包层1、光纤纤芯2和传感区域3(具体通过对光纤进行腐蚀和镀金属膜得到，其位于光纤传输方向向上，长度为5-10mm，)，通过传感区域3感知外界被测参数(具体为与光信号相关的参数，如温度、湿度、折射率等)的变化，并反映到波形，然后，通过对波形进行处理得到与外界被测参数的测量值。目前，以多模光纤为传输介质的光纤传感器以色散值和干涉谱作为测量参数，并通过这些测量参数得到被测参数的具体值，但是，由于多模光纤模式传输过程比较复杂，因此，为了保证计算的准确性，使用色散值和干涉谱进行测量时就需要使用短长多模光纤，而这使得作为激光发射单元的激光器需要有极小的脉冲展宽，由于这类激光器的成本比较高，因此，上述方式会导致被测参数测量的成本比较高。综上所述，如何降低外界参数的测量成本，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的是提供一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，用于降低外界参数的测量成本。为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，包括：控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光；按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值；根据预先获取到的DMD值与被测参数之间的关系及所述当前DMD值得到所述被测参数的当前参数值。优选的，预先获取DMD值与被测参数之间的关系，包括：预先按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取DMD值，并获取所述被测参数的参数值；对所述被测参数的参数值进行调整，以得到多个调整后参数值，分别将每个所述调整后参数值施加于所述光纤传感器中的受试光纤的传感区域，并获取与所述调整后参数值相对的调整后DMD值；对获取到的DMD相关值及所述被测参数的相关值进行拟合，得到DMD值与所述被测参数之间的关系；其中，所述DMD相关值包括所述DMD值、所述调整后DMD值；所述被测参数的相关值包括所述被测参数的参数值、所述调整后参数值。优选的，所述受试光纤的长度不超过6km。优选的，对获取到的DMD相关值及所述被测参数的相关值进行拟合，得到DMD值与所述被测参数之间的关系，包括：对所述DMD相关值及所述被测参数的相关值进行拟合，得到所述DMD值与所述被测参数之间的关系曲线，并利用所述关系曲线得到关系表达式。优选的，所述受试光纤中的传感区域为对所述受试光纤的预设区域进行腐蚀，以漏出光纤纤芯，并在漏出的所述光纤纤芯上镀银膜得到的。优选的，所述受试光纤为A1类阶跃型弯曲不敏感多模光纤。优选的，还包括：当所述受试光纤的参数发生变化时，返回执行所述预先按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取DMD值，并获取所述被测参数的参数值的步骤。优选的，在控制所述光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光之前，还包括：按照所述光纤试验标准设置测试环境。优选的，所述扫尾光纤为单模光纤；相应地，在按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值之前，还包括：在对所述扫尾光纤中形成两个半径为30mm的小圈，以利用所述小圈滤除高阶模。本申请提供了一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，包括：控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光；按照光纤试验标准对光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值；根据预先获取到的DMD值与被测参数之间的关系及当前DMD值得到被测参数的当前参数值。本申请公开的上述技术方案，在使得光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光的前提下，采用DMD作为测量值进行测量，以通过当前DMD值及预先获取到的DMD值与被测参数之间的关系得到被测参数的当前参数值，由于采用DMD作为测量值进行测量时可以通过增加光纤传感器中作为受试光纤的多模光纤的长度而降低对激光器脉冲宽度的要求，且由于DMD计算有标准成熟可靠的算法，则传输过程中造成的波形失真对计算结果并没有太大影响，因此，则可以保证被测参数具有较高的测试准确性的同时降低激光器的成本，从而可以降低被测参数的测量成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为光纤传感器的结构示意图；图2为受试光纤的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种基于光纤传感器的外界参数测量方法的流程图；图4为本申请实施例提供的微分模时延的测试图；图5为本申请实施例提供的DMD值与被测参数之间的关系的获取流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。参见图3，其示出了本申请实施例提供的一种基于光纤传感器的外界参数测量方法的流程图，本申请实施例提供的一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，可以包括：S11：控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光。在利用光纤传感器对外界参数进行测量时，可以控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准(具体为GB/T15972.49-2008标准)发射激光，具体地，是光纤传感器中的激光器需满足其激光脉冲宽度(25％的幅值全宽)不得高于多模光纤的微分模时延的10％，且激光器连续脉冲宽度稳定。在使得光纤传感器中的激光器按照上述光纤试验标准发射激光的前提下，在采用DMD(微分模时延)对被测参数进行测量时可以通过增加作为受试光纤的多模光纤的长度而降低对激光器脉冲宽度的要求，以便于降低对光纤传感器中激光器的要求，从而降低光纤传感器的成本，并降低对被测参数进行测量的成本。S12：按照光纤试验标准对光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值。在使得激光器按照光纤试验标准发射激光之后，可以按照光纤试验标准对光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值。其中，DMD是用来表征多模光纤中最快传输模式和最慢传输模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，其特征在于，包括：/n控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光；/n按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值；/n根据预先获取到的DMD值与被测参数之间的关系及所述当前DMD值得到所述被测参数的当前参数值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感器的外界参数测量方法，其特征在于，包括：
控制光纤传感器中的激光器按照光纤试验标准发射激光；
按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取当前DMD值；
根据预先获取到的DMD值与被测参数之间的关系及所述当前DMD值得到所述被测参数的当前参数值。


2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的外界参数测量方法，其特征在于，预先获取DMD值与被测参数之间的关系，包括：
预先按照所述光纤试验标准对所述光纤传感器中的扫尾光纤进行DMD测试，以获取DMD值，并获取所述被测参数的参数值；
对所述被测参数的参数值进行调整，以得到多个调整后参数值，分别将每个所述调整后参数值施加于所述光纤传感器中的受试光纤的传感区域，并获取与所述调整后参数值相对的调整后DMD值；
对获取到的DMD相关值及所述被测参数的相关值进行拟合，得到DMD值与所述被测参数之间的关系；其中，所述DMD相关值包括所述DMD值、所述调整后DMD值；所述被测参数的相关值包括所述被测参数的参数值、所述调整后参数值。


3.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的外界参数测量方法，其特征在于，所述受试光纤的长度不超过6km。


4.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的外界参数测量方法，其特征在于，对获取到的DMD相关值及所述被测参数的相关值进行拟合，得到DMD值与所述被测参数之间的关系，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱钱生，丁春来，徐海涛，曹珊珊，薛济萍，薛驰，刘志忠，
申请(专利权)人：中天科技光纤有限公司，江东科技有限公司，江苏中天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32