一种光纤陀螺故障在线自定位方法、装置及介质制造方法及图纸

本申请提供了一种光纤陀螺故障在线自定位方法、装置及介质，所述方法包括：向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式；获取每种工作模式下光纤陀螺的实时检测信号；将每种工作模式下的实时检测信号与预先配置的、该种工作模式下的信号阈值范围进行对比，确定每种工作模式下的信号对比结果；当确定目标工作模式的信号对比结果异常时，根据所述异常的信号对比结果，和目标工作模式下光纤陀螺中导通的模块，定位光纤陀螺的故障位置，从而实现光纤陀螺光源模块、敏感环模块、光电探测模块、信号处理模块、光功率监测模块等的故障自主定位，将判别故障有无升级为故障自主定位。为故障自主定位。为故障自主定位。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺故障在线自定位方法、装置及介质


[0001]本申请涉及光纤陀螺仪领域，具体而言，涉及一种光纤陀螺故障在线自定位方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]光纤陀螺是一种基于SAGNAC干涉仪的角速度传感器，因其具有精度高、动态范围大、全固态、成本低、可批量生产等优势，已在武器装备、能源开采、智能驾驶等领域取得了大规模应用，取得了显著的成效。光纤陀螺作为角速度传感器可为上一级惯性系统的数据处理与计算提供连续的传感数据，决定了系统测量精度。因此，当光纤陀螺内部发生故障时，需要及时发现光纤陀螺的故障并实现故障源定位，这在系统的开机启动、定期校正、故障诊断中十分关键。
[0003]目前，光纤陀螺普遍采用的故障检测手段一般为光源功率或整体环路增益的测量。当测量结果发生异常时，即判别为光纤陀螺故障。这种方法只能进行定性判断，具体的故障定位一般需要将光纤陀螺从系统中拆卸，并将光纤陀螺内部结构打断分析，进行进一步的定位。由于光纤陀螺内部为依靠光纤连接的全闭合结构，故障定位需要将光纤打断，对各个器件进行逐一排查。然而，采用此传统方法存在几个无法避免的缺陷：(1)将光纤打断破坏了光纤陀螺光路结构的整体性，某些故障经常无法复现。例如，光纤陀螺内部出现光纤熔点断裂导致环路增益异常时，如果进行器件分离将光纤打断的位置恰好位于已经断开的光纤熔点，则无法通过对单个光学器件的测量来定位故障。(2)此方法无法实现对全部故障的判别与定位，无法适用于同时发生多个故障的情况。当拆解为分离器件找到一个故障源后，往往需要将器件再次组装为完成的光路系统来进一步判别其他故障是否存在。(3)此方法效率极低，需耗费大量的人力物力，不利于产品返修，与批量化检测。
[0004]因此，迫切需要一种对光纤陀螺故障的在线定位方法，在发生故障的光纤陀螺上依靠此方法即可实现对故障的基本定位。只需更换或维修相应模块即可实现对光纤陀螺的故障检修，可极大提升光纤陀螺产品返修效率，提升批产率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种光纤陀螺故障在线自定位方法、装置及介质，通过控制光纤陀螺中部分模块的通或断，实现光纤陀螺光源模块、敏感环模块、光电探测模块、信号处理模块、光功率监测模块等的故障自主定位，将判别故障有无升级为故障自主定位，从而提升光纤产品返修率、批产率。
[0006]本申请实施例提供的一种光纤陀螺故障在线自定位方法，所述光纤陀螺包括光源模块、敏感环模块、集成数字处理与驱动电路模块、光电探测模块、信号处理模块、光功率监测模块，所述方法包括：
[0007]向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式；其中，不同的工作模式下，光纤陀螺中导通的模块不同；
[0008]获取每种工作模式下光纤陀螺的实时检测信号；其中，所述实时检测信号至少包括以下之一：信号处理模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的信号处理通路信号、光功率监测模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的光功率监测通路信号；
[0009]将每种工作模式下的实时检测信号与预先配置的、该种工作模式下的信号阈值范围进行对比，确定每种工作模式下的信号对比结果；
[0010]当确定目标工作模式的信号对比结果异常时，根据所述异常的信号对比结果，和目标工作模式下光纤陀螺中导通的模块，定位光纤陀螺的故障位置。
[0011]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，在向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式之前，所述方法包括：
[0012]获取光纤陀螺正常运行时，每种工作模式下光纤陀螺的基准检测信号；其中，所述基准检测信号包括信号处理模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的第一基准信号、光功率监测模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的第二基准信号；
[0013]基于所述第一基准信号和第二基准信号，配置工作模式下的信号阈值范围；其中，所述信号阈值范围包括第一基准信号的阈值范围和第二基准信号的阈值范围。
[0014]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，所述向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式，包括：
[0015]向敏感环模块中的集成光学调制器中施加与光信号的相位差为
±
π的模式控制信号，以使敏感环模块处于关断状态；
[0016]向敏感环模块中的集成光学调制器中施加与光信号的相位差为0的模式控制信号，以使敏感环模块处于导通状态；同时，向信号处理模块发送开关控制信号，以使信号处理模块的模拟开关设置于全关断状态。
[0017]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，获取每种工作模式下光纤陀螺的实时检测信号，包括：
[0018]获取敏感环模块处于关断状态时，光纤陀螺的实时检测信号；
[0019]获取敏感环模块处于导通状态时，光纤陀螺的实时检测信号。
[0020]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，将每种工作模式下的实时检测信号与预先配置的、该种工作模式下的信号阈值范围进行对比，确定每种工作模式下的信号对比结果，包括：
[0021]将至少部分工作模式下的信号处理通路信号与预先配置的、该种工作模式下的第一基准信号的阈值范围进行对比，若信号处理通路信号超出该种工作模式下的第一基准信号的阈值范围，则说明信号处理通路对比结果异常；
[0022]将至少部分工作模式下的光功率监测通路信号与预先配置的、该种工作模式下的第二基准信号的阈值范围进行对比，若光功率监测通路信号超出该种工作模式下的第二基准信号的阈值范围，则说明光功率监测通路对比结果异常。
[0023]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，若敏感环模块处于关断状态，确定目标工作模式的信号对比结果异常时，根据所述异常的信号对比结果，和目标工作模式下光纤陀螺中导通的模块，定位光纤陀螺的故障位置，包括：
[0024]信号处理通路对比结果和光功率监测通路对比结果均异常，确定光纤陀螺的故障位置为光源模块或者光电探测模块；
[0025]信号处理通路对比结果异常，光功率监测通路对比结果正常，确定光纤陀螺的故障位置为信号处理模块；
[0026]信号处理通路对比结果正常，光功率监测通路对比结果异常，确定光纤陀螺的故障位置为光功率监测模块。
[0027]在一些实施例中，所述的光纤陀螺故障在线自定位方法中，信号处理通路对比结果和光功率监测通路对比结果均异常，确定光纤陀螺的故障位置为光源模块中的光源或者光电探测模块，包括：
[0028]信号处理通路信号和光功率监测通路信号均为0，确定光纤陀螺光源损坏无光或探测器完全损坏；
[0029]信号处理通路信号和光功率监测通路信号均不为0，确定信号处理通路信号超出第一基准信号的阈值范围的第一比例，以及确定光功率监测通路信号超出第二基准信号的阈值范围的第二比例；
[0030]判断第一比例和第二比例是否一致；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺故障在线自定位方法，所述光纤陀螺包括光源模块、敏感环模块、集成数字处理与驱动电路模块、光电探测模块、信号处理模块、光功率监测模块，其特征在于，所述方法包括：向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式；其中，不同的工作模式下，光纤陀螺中导通的模块不同；获取每种工作模式下光纤陀螺的实时检测信号；其中，所述实时检测信号至少包括以下之一：信号处理模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的信号处理通路信号、光功率监测模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的光功率监测通路信号；将每种工作模式下的实时检测信号与预先配置的、该种工作模式下的信号阈值范围进行对比，确定每种工作模式下的信号对比结果；当确定目标工作模式的信号对比结果异常时，根据所述异常的信号对比结果，和目标工作模式下光纤陀螺中导通的模块，定位光纤陀螺的故障位置。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺故障在线自定位方法，其特征在于，在向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式之前，所述方法包括：获取光纤陀螺正常运行时，每种工作模式下光纤陀螺的基准检测信号；其中，所述基准检测信号包括信号处理模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的第一基准信号、光功率监测模块发送至集成数字处理与驱动电路模块的第二基准信号；基于所述第一基准信号和第二基准信号，配置工作模式下的信号阈值范围；其中，所述信号阈值范围包括第一基准信号的阈值范围和第二基准信号的阈值范围。3.根据权利要求2所述的光纤陀螺故障在线自定位方法，其特征在于，所述向所述敏感环模块发送模式控制信号，以使所述光纤陀螺处于不同的工作模式，包括：向敏感环模块中的集成光学调制器中施加与光信号的相位差为
±
π的模式控制信号，以使敏感环模块处于关断状态；向敏感环模块中的集成光学调制器中施加与光信号的相位差为0的模式控制信号，以使敏感环模块处于导通状态；同时，向信号处理模块发送开关控制信号，以使信号处理模块的模拟开关设置于全关断状态。4.根据权利要求3所述的光纤陀螺故障在线自定位方法，其特征在于，获取每种工作模式下光纤陀螺的实时检测信号，包括：获取敏感环模块处于关断状态时，光纤陀螺的实时检测信号；获取敏感环模块处于导通状态时，光纤陀螺的实时检测信号。5.根据权利要求2所述的光纤陀螺故障在线自定位方法，其特征在于，将每种工作模式下的实时检测信号与预先配置的、该种工作模式下的信号阈值范围进行对比，确定每种工作模式下的信号对比结果，包括：将至少部分工作模式下的信号处理通路信号与预先配置的、该种工作模式下的第一基准信号的阈值范围进行对比，若信号处理通路信号超出该种工作模式下的第一基准信号的阈值范围，则说明信号处理通路对比结果异常；将至少部分工作模式下的光功率监测通路信号与预先配置的、该种工作模式下的第二基准信号的阈值范围进行对比，若光功率监测通路信号超出该种工作模式下的第二基准信号的阈值范围，则说明光功率监测通路对比结果异...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘言，李志宏，郭超宇，邱小锋，杨宦春，刘超，王长文，郭晨辉，
申请(专利权)人：北京星网船电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：