[发明专利]基于分布式估计算法的光纤布拉格光栅传感器非对称光谱解调方法

摘要

本发明涉及一种基于分布式估计算法的光纤布拉格光栅传感器非对称光谱解调方法，利用分布式估计算法构建光纤布拉格光栅（FBG）非对称光谱模型，在FBG的反射光谱受环境影响而发生光谱不对称的情况下完成波长解调工作，本发明既能够满足正常光谱的高精度解调要求，又能够对非对称光谱进行最大限度的解调，增强FBG传感网络对非对称光谱的解调能力。

主权项

1.一种基于分布式估计算法的光纤布拉格光栅传感器非对称光谱解调方法，其特征在于：提供一光纤布拉格光栅传感器非对称光谱解调系统，所述系统包括光纤布拉格光栅、宽带光源、3dB光耦合器、光谱分析仪和计算机；所述光谱分析仪分别与所述3dB光耦合器和所述计算机连接；所述宽带光源产生的入射光经过所述3dB光耦合器进入所述光纤布拉格光栅阵列中，而各所述光纤布拉格光栅的反射光谱经过所述3dB光耦合器进入所述光谱分析仪进行采样处理，经所述光谱分析仪处理后的数据即采样数据，最后送入计算机进行解调处理；具体按照以下步骤实现：步骤S1：对采集到的大量典型非对称光谱，利用聚类分析方法提取出典型非对称光谱特征，将标准的正常光谱对应的高斯模型转变成非对称高斯模型，得到非对称光谱模型；步骤S2：利用最小化构造光谱和实际采样光谱之间的差异度的原理来进行光纤布拉格光栅解调，构建如下的解调模型：其中λ_B,α_L,α_R为待求的决策变量，R₀(λ)为实际需要解调的光纤布拉格光栅传感网络采样光谱数据；在求解该解调模型的同时，还需要辨识出α_L,α_R这两个形态参数；利用分布式估计算法实现该解调模型对非对称光谱的解调；步骤S3：所述光纤布拉格光栅的反射光谱通过所述3dB光耦合器进入光谱分析仪进行采样；所述光谱分析仪将得到采样数据发送到所述计算机进行数据处理，得到采样光谱R₀(λ)，并将所述采样光谱数据送到分布式估计算法模型中进行解调。