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专利号: 2018105422120
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法,其特征在于,是以CCD线阵探测的相关干涉信号为原始数据,将光强和对应的位置信息以两个数列形式输出,先对相关干涉信号数据进行预处理去除基底信号,并提取预处理后的相关干涉信号的上包络点,再对其进行高斯拟合,精确确定峰值位置,解算出光纤法珀传感器的腔长。

2.如权利要求1所述的一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1:获取CCD线阵探测的干涉信号原始数据;

步骤2:对原始干涉信号进行预处理,即根据聚焦照射于CCD线阵的光场空间分布的特征,使用数学模型 构建无相关干涉条件下的光场空间分布,求出不同位置x处的光强值Is,进而用干涉信号各个点的光强值Iout除以对应位置的Is,将与干涉信号叠加的光源空间高斯分布基底信号去除;

步骤3:通过对预处理后的数字序列的区间单调变化方向进行判断,提取干涉信号极大值点,其构成干涉信号的上包络;

步骤4:设定阈值,截取拟合区间;

步骤5:由所选区间内的n个极大值点处的光强值yi组成n×1矩阵Y=(y1y2y3...yn)T,其对应的位置信息组成n×1矩阵X=(x1x2x3...xn)T,这两个矩阵构成了高斯拟合寻峰的数据;

步骤6:用高斯函数 拟合数据点(xi,yi)(1≤i≤n);

首先构造n×1单位列向量A=(1 1 1 ... 1)T,再对X矩阵中的每一个元素求平方,并构造n×1列向量 组合3个n×1列向量组合成n×3矩阵B:接下来对矩阵Y=(y1y2y3...yn)T中的每一个元素代入公式Zi=lnyi,其运算后的数据构成n×1列向量Z=(z1z2z3...yn)T,对矩阵B求逆后左乘Z矩阵,计算后得到3×1列向量(b0,b1,b2)T,得到高斯拟合参数b0,b1,b2;

步骤7:将求得的高斯拟合参数b1,b2,代入公式 和 确定相关干涉信

号的峰值在光楔上对应的位置xmax,并由腔长和位置信息的对应关系 获得腔长L,从而确定被测物理参量。

3.如权利要求2所述的一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法,其特征在于,所述步骤4中,是将相关干涉信号强度最大值的1/2设为阈值,计算半高全宽xFWHM,以相关干涉信号强度最大值所对应的位置xpeak为中心,截取高斯拟合区间(xFWHM-xpeak,xFWHM+xpeak)。