一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，通过采集所述光纤FP传感器在外端面粗糙化处理过程中的反射光谱，并对所述光纤FP传感器的反射光谱进行处理以提取波形特征信息后，然后根据所述反射光谱的波形特征信息识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态，进而根据所述光纤FP传感器的干涉状态调整所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的进程。该外端面粗糙化处理方法可提高所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的效率，以及提高所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的精度，以及不同光纤FP传感器经外端面粗糙化处理后产品性能的一致性。本发明专利技术还提供一种系统，用于实现上述外端面粗糙化处理方法。述外端面粗糙化处理方法。述外端面粗糙化处理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及光纤FP传感技术，尤其涉及一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法及系统。

技术介绍

[0002]光纤FP传感器是一种基于法布里
‑
珀罗(Fabry
–
P
é
rot，F
‑
P)腔的点式光纤传感器，可用于测量单个节点上的物理参数，如压力、温度、磁场、电场等，在压力和温度的测量上表现尤为优异，且直径最小可达到125μm，可应用于众多领域。
[0003]光纤FP传感器将FP干涉腔制作在光纤中，所述FP干涉腔的第一反射面反射所述光纤内的光信号形成第一束反射光，所述FP干涉腔的第二反射面反射所述光学腔体内的光信号形成第二束反射光，两束反射光之间发生干涉而形成干涉信号，当所述FP干涉腔与待测物理参数相互作用时，所述光学腔体的腔长会发生变化，进而引起干涉信号的光谱漂移，通过干涉信号的光谱漂移量可以计算出待测物理参数的变化。
[0004]但是，光信号在经过所述FP干涉腔的第二反射面时并非被100％反射，而是有一部分光信号会透过所述第二反射面而抵达所述光纤FP传感器的外端面上，并被所述光纤FP传感器的外端面反射而形成第三束反射光，第三束反射光会对前面两束反射光的干涉形成干扰，进而影响到光纤FP传感器的测量精度。为了解决该技术问题，一般会对所述光纤FP传感器的外端面进行粗糙化处理，以降低其外端面的反射率，使经过其外端面的光信号尽可能地散射到外界环境中。
[0005]例如专利号为CN201710882257.8的中国专利中公开了一种具有侧面微流体通道的全光纤开腔FP式光流体传感器，它由两段标准单模光纤和空芯光纤组成，第一标准单模光纤的右端与空芯光纤的左端焊接，所述空芯光纤的右端与第二标准单模光纤的左端焊接；所述空芯光纤的腔体与第一标准单模光纤的右端面和第二标准单模光纤的左端面构成FP腔，所述第一标准单模光纤的右端面为FP腔第一反射面，所述第二标准单模光纤的左端面为FP腔第二反射面，空芯光纤和第二标准单模光纤连接处的侧面加工为锥面以形成微流体通道；所述第二标准单模光纤的末端进行倾斜研磨或粗糙化处理，以防止其反射光对干涉腔的反射谱产生调制。
[0006]目前，一般采用光谱仪实时采集所述光纤FP传感器在外端面粗糙化处理过程中的反射光谱，然后通过人工目视反射光谱，并根据所述反射光谱的形状人为判断所述光纤FP传感器的反射光谱是双光束干涉信号，还是三光束干涉信号，进而判断是继续粗糙化处理，还是结束粗糙化处理。这种粗糙化处理的方法效率极其低下，而且过于依靠人的眼睛辨别和主观判断，不同人的眼睛辨别能力不同，且主观意识差别较大，导致经粗糙化处理的光纤FP传感器在精度和一致性上误差很大。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种外端面粗糙化处理方法，可提高
所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的效率，以及提高所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的精度，以及不同光纤FP传感器经外端面粗糙化处理后产品性能的一致性。
[0008]本专利技术还提供一种一种外端面粗糙化处理系统，用于对所述光纤FP传感器实现上述外端面粗糙化处理方法。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其步骤包括：
[0011]步骤400：对所述光纤FP传感器的外端面进行粗糙化处理，并实时采集所述光纤FP传感器在外端面粗糙化处理过程中的反射光谱；
[0012]步骤500：对所述光纤FP传感器的反射光谱进行处理，以提取所述反射光谱的波形特征信息；
[0013]步骤600：根据提取的所述反射光谱的波形特征信息，识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态；
[0014]步骤700：根据所述光纤FP传感器的干涉状态，调整所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的进程。
[0015]一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理系统，包括端面粗糙化设备、光谱设备和控制设备，所述控制设备连接控制所述端面粗糙化设备和光谱设备；
[0016]所述端面粗糙化设备用于对所述光纤FP传感器的外端面进行粗糙化处理；
[0017]所述光谱设备用于在外端面粗糙化处理过程中，向所述光纤FP传感器内发射探测光信号，并实时采集被所述光纤FP传感器反射回来的反射光谱；
[0018]所述控制设备用于接收所述光谱设备采集的反射光谱，并对所述光纤FP传感器的反射光谱进行处理，以提取所述反射光谱的波形特征信息，然后根据提取的所述反射光谱的波形特征信息，识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态，接着根据所述光纤FP传感器的干涉状态，控制所述端面粗糙化设备调整所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的进程。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：该外端面粗糙化处理方法通过采集所述光纤FP传感器在外端面粗糙化处理过程中的反射光谱，并对所述光纤FP传感器的反射光谱进行处理以提取波形特征信息后，然后根据所述反射光谱的波形特征信息识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态，进而根据所述光纤FP传感器的干涉状态调整所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的进程，极大地提高了所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的效率，而且避免了由于人眼识别和主观判断所带来的误差，极大地提高了所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的精度，以及不同光纤FP传感器的外端面经粗糙化处理后产品性能的一致性。
附图说明
[0020]图1为光纤FP传感器的结构示意图。
[0021]图2为另一光纤FP传感器的结构示意图。
[0022]图3为光纤FP传感器的双光束干涉信号的反射光谱。
[0023]图4为光纤FP传感器的三光束干涉信号的反射光谱。
[0024]图5为本专利技术提供的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法的步骤框图。
[0025]图6为本专利技术提供的光纤FP传感器的另一外端面粗糙化处理方法的步骤框图。
[0026]图7为本专利技术提供的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法中步骤300的分步骤
框图。
[0027]图8为本专利技术提供的CNN网络模型的原理架构图。
[0028]图9为本专利技术提供的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理系统的原理架构图。
[0029]图10为本专利技术提供的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理系统中光谱设备的连接示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，其步骤包括：步骤400：对所述光纤FP传感器的外端面进行粗糙化处理，并实时采集所述光纤FP传感器在外端面粗糙化处理过程中的反射光谱；步骤500：对所述光纤FP传感器的反射光谱进行处理，以提取所述反射光谱的波形特征信息；步骤600：根据提取的所述反射光谱的波形特征信息，识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态；步骤700：根据所述光纤FP传感器的干涉状态，调整所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理的进程。2.根据权利要求1所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，所述波形特征信息包括所述反射光谱的波长、频率以及幅度中的至少一项。3.根据权利要求1所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，所述光纤FP传感器的干涉状态包括双光束干涉状态和三光束干涉状态，在步骤700中，若所述光纤FP传感器的干涉状态为双光束干涉，则停止所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理，若所述光纤FP传感器的干涉状态为三光束干涉，则继续所述光纤FP传感器的外端面粗糙化处理。4.根据权利要求1所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，在步骤600中，根据提取的所述反射光谱的波形特征信息，识别判断所述光纤FP传感器的干涉状态的步骤包括：步骤610：将提取的所述反射光谱的波形特征信息输入到训练好的状态识别模型中；步骤620：获取所述状态识别模型输出的所述光纤FP传感器的干涉状态。5.根据权利要求4所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，所述状态识别模型为CNN网络模型。6.根据权利要求5所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理方法，其特征在于，所述CNN网络模型包括第一卷积层、第一抽样层、第二卷积层、第二抽样层、全连接层和sotfmax输出层，以sigmoid函数作为激活函数。7.根据权利要求4所述的光纤FP传感器的外端面粗糙化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘申，洪桂清，丁伟，肖航，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：