一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，包括步骤：光谱数据稳定性检测；光纤传感器接入检测；光谱自适应推举调节；光纤传感器通道质量参数确定；光纤传感器接插质量参数确定。本发明专利技术的有益效果在于：可以检测光纤传感器反射光谱数据的完好性，保证计算平台获取的是稳定的光谱数据；可以检测光纤传感器是否已接入光纤传感器测温系统；可以屏蔽光源波动、电路电压等波动对反射光谱产生的影响，并且可以检测光谱数据是否合格，对不合格光谱数据进行推举修复；可以确定光纤传感器通道质量参数和光纤传感器接插质量参数，为后续温度解调算法提供质量评分，使温度计算结果更准确稳定。使温度计算结果更准确稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法


[0001]本专利技术属于光纤传感器温度测量
，特别涉及一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法。

技术介绍

[0002]光纤传感器测温系统，是利用光纤温度传感器吸收光源后反射的光谱数据通过光谱仪在嵌入式计算平台上经过温度解调算法计算得到测量温度的。
[0003]光纤传感器测温系统不怕电磁干扰，易被各种光探测器件接收，可方便地进行光电或电光转换，易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用，比如在电力系统的开关、变压器等内部“热点”的在线监测，微波加热、微波化学辅助仪器、微波食品加工等过程中被加热物质温度的在线测量，射频、微波热疗仪、磁共振成像仪等医疗设备的在线安全监控，以及大电机定子、轴瓦等关键部位温度的监测等广泛应用。但现在市场上主流的传统光纤传感器测温系统的温度解调算法一般缺少自诊断检测方法。
[0004]如专利CN201410471389.8一种光纤温度传感器的温度解调的数据处理方法[专利技术]未设有自诊断检测方法，因而不能对数据处理方法入口的光谱数据进行自诊断检测保护，使得所述一种光纤温度传感器的温度解调的数据处理方法稳定性及抗干扰性差。并且传统的光纤传感器测温系统中的温度解调算法也未设有屏敝光路与光源波动的自诊断检测算法，易对温度计算结果产生不利影响。除此之外，传统的光纤传感器测温系统中的温度解调算法在计算分析之前也没有确定光纤传感器通道质量参数和光纤传感器接插质量参数，不能为后续温度计算解调提供可靠、稳定、合格的数据。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于解决目前光纤传感器测温解调算法中存在的以下问题：光纤传感器测温解调算法入口未设有自诊断检测方法保护，没有对光谱数据合格性进行检测，没有检测光路质量参数，没有检测光纤接插质量参数，光源波动、电路电压波动对采集光谱数据的过程产生干扰从而影响温度计算结果，而提供一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，包括步骤：光谱数据稳定性检测；光纤传感器接入检测；光谱自适应推举调节；光纤传感器通道质量参数确定；光纤传感器接插质量参数确定。
[0007]进一步地，所述光谱数据稳定性检测的具体方法包括：
[0008]单通道光源系统的嵌入式计算平台循环向光谱仪采集光纤传感器反射光的光谱数据，等待光谱数据稳定；多通道光源系统的嵌入式计算平台不断向光谱仪采集光纤传感器反射光的光谱数据，并对相邻两幅光谱数据的边缘光谱值和波峰光谱值进行稳定性比较，如两幅光谱的变化值达到预先配置的阈值以下，则判断光谱数据稳定性检测合格，光谱
数据进入所述光纤传感器接入检测流程；
[0009]其中，利用下面的式子1计算两幅光谱的变化值，
[0010][式子1](IR-IRO)/MAXMEN＝(∑((IRT[i]-IROT[i])/IRT[i]))/MAXMEN
[0011]其中，IR表示最后一次的反射光谱值,IRO表示倒数第二次的反射光谱值，MAXMEN表示反射光谱的元素个数，IRT表示最后反射光谱元素组，IROT表示倒数第二次反射光谱元素组，i表示反射光谱的索引值。
[0012]光源组件开启或切换时，光纤传感器的反射光谱数据从光源亮起到被采集完好需要一段时间的稳定期，并且当光源系统为单通道时，随着温度变化，采集到的光谱数据也不一定是完好的，因此需要对光谱数据稳定性进行检测。
[0013]进一步地，所述光纤传感器接入检测的具体方法包括：
[0014]首先找到光纤传感器反射光谱最高峰光谱值IRmax，然后将光纤传感器反射光谱数据进行归一化处理；
[0015]其中，利用下面的式子2进行光谱数据的归一化处理，
[0016][式子2]R＝IR[i]/IRmax
[0017]其中，R表示归一化光谱值，IR表示原始光谱值，IRmax是原始光谱最大峰值，i表示原始光谱的索引值；
[0018]之后，找到光纤传感器反射光谱最高峰波长值和一半波峰高度位置的波长值，计算得到波长特征值；
[0019]其中，利用下面的式子3计算得到波长特征值，
[0020][式子3]λfax＝λmax-λmidl
[0021]其中，λfax表示波长特征值，λmax表示波峰波长值，λmidl表示一半波峰高度位置的波长值；
[0022]最后将波长特征值λfax与ΔMAX进行比较，ΔMAX表示光纤传感器接入时λfax的最大值，当λfax<ΔMAX时，便认为光纤传感器反射光谱陡峰状特征存在，光纤传感器已接入光纤传感器测温系统；反之，则认为光纤传感器没有接入。
[0023]光纤传感器接入光纤传感器测温系统时反射光谱会展现陡峰状特征，因此，通过识别陡峰状特征检测光纤传感器是否已接入光纤传感器测温系统。
[0024]进一步地，所述光谱自适应推举调节的具体方法包括：
[0025]首先，找到当前光源光强参数Dac和当前积分参数Intg，计算当前这两个因变量参数在它们各自配置范围内所处的相对位置；
[0026]其中，利用下面的式子4计算得到光源光强的相对位置，
[0027][式子4]Dacp＝(Dac-Dacmin)/(Dacmax-Dacmin)
[0028]其中，Dacp表示光源光强的相对位置，Dac表示当前光源光强，Dacmax表示光源的可调节最大光强，Dacmin表示光源的可调节最小光强；
[0029]其中，利用下面的式子5计算得到积分参数的相对位置，
[0030][式子5]Intgp＝(Intg-Intgmin)/(Intgmax-Intgmin)
[0031]其中，Intgp表示积分参数的相对位置，Intg表示当前积分参数，Intgmax表示可调节的最大积分参数，Intgmin表示可调节的最小积分参数；
[0032]然后，找到光纤传感器反射光谱最大峰值，并与配置峰值相比较；
[0033]如果光纤传感器反射光谱最大峰值小于配置峰值，则需要推高峰值，当Intgp<＝Dacp时，调高积分参数；当Intgp>Dacp时，调高光源光强；
[0034]如果光纤传感器反射光谱最大峰值大于配置峰值，则需要调低峰值，当Intgp<＝Dacp时，调低光源光强；当Intgp>Dacp时，调低积分参数；
[0035]其中，推举峰值时，采用步进式反馈调节的方法进行。
[0036]当检测到有光纤传感器接入后，对光谱数据进行自适应推举调节，该步骤是为了屏蔽光源波动、电路电压等波动对光源产生影响，最终对反射光谱产生影响。该步骤通过对控制因变量施加变化来影响波峰达到需要统一的光谱图形。对光谱峰值有影响的两个因变量是Dac光源光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，包括步骤：光谱数据稳定性检测；光纤传感器接入检测；光谱自适应推举调节；光纤传感器通道质量参数确定；光纤传感器接插质量参数确定。2.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，所述光谱数据稳定性检测的具体方法包括：单通道光源系统的嵌入式计算平台循环向光谱仪采集光纤传感器反射光的光谱数据，等待光谱数据稳定；多通道光源系统的嵌入式计算平台不断向光谱仪采集光纤传感器反射光的光谱数据，并对相邻两幅光谱数据的边缘光谱值和波峰光谱值进行稳定性比较，如两幅光谱的变化值达到预先配置的阈值以下，则判断光谱数据稳定性检测合格，光谱数据进入后续计算处理流程；其中，利用下面的式子1计算两幅光谱的变化值，[式子1](IR-IRO)/MAXMEN＝(∑((IRT[i]-IROT[i])/IRT[i]))/MAXMEN其中，IR表示最后一次的反射光谱值,IRO表示倒数第二次的反射光谱值，MAXMEN表示反射光谱的元素个数，IRT表示最后反射光谱元素组，IROT表示倒数第二次反射光谱元素组，i表示反射光谱的索引值。3.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，所述光纤传感器接入检测的具体方法包括：首先找到光纤传感器反射光谱最高峰光谱值IRmax，然后将光纤传感器反射光谱数据进行归一化处理；其中，利用下面的式子2进行光谱数据的归一化处理，[式子2]R＝IR[i]/IRmax其中，R表示归一化光谱值，IR表示原始光谱值，IRmax是原始光谱最大峰值，i表示原始光谱的索引值；之后，找到光纤传感器反射光谱最高峰波长值和一半波峰高度位置的波长值，计算得到波长特征值；其中，利用下面的式子3计算得到波长特征值，[式子3]λfax＝λmax-λmidl其中，λfax表示波长特征值，λmax表示波峰波长值，λmidl表示一半波峰高度位置的波长值；最后将波长特征值λfax与ΔMAX进行比较，ΔMAX表示光纤传感器接入时λfax的最大值，当λfax<ΔMAX时，便认为光纤传感器反射光谱陡峰状特征存在，光纤传感器已接入光纤传感器测温系统；反之，则认为光纤传感器没有接入。4.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，所述光谱自适应推举调节的具体方法包括：首先，找到当前光源光强参数Dac和当前积分参数Intg，计算当前这两个因变量参数在它们各自配置范围内所处的相对位置；其中，利用下面的式子4计算得到光源光强的相对位置，[式子4]Dacp＝(Dac-Dacmin)/(Dacmax-Dacmin)其中，Dacp表示光源光强的相对位置，Dac表示当前光源光强，Dacmax表示光源的可调
节最大光强，Dacmin表示光源的可调节最小光强；其中，利用下面的式子5计算得到积分参数的相对位置，[式子5]Intgp＝(Intg-Intgmin)/(Intgmax-Intgmin)其中，Intgp表示积分参数的相对位置，Intg表示当前积分参数，Intgmax表示可调节的最大积分参数，Intgmin表示可调节的最小积分参数；然后，找到光纤传感器反射光谱最大峰值，并与配置峰值相比较；如果光纤传感器反射光谱最大峰值小于配置峰值，则需要推高峰值，当Intgp<＝Dacp时，调高积分参数；当Intgp>Dacp时，调高光源光强；如果光纤传感器反射光谱最大峰值大于配置峰值，则需要调低峰值，当Intgp<＝Dacp时，调低光源光强；当Intgp>Dacp时，调低积分参数；其中，推举峰值时，采用步进式反馈调节的方法进行。5.根据权利要求4所述的一种用于光纤传感器测温系统的自诊断合格检测方法，其特征在于，所述步进式反馈调节的具体方法包括：开始首次调节前，需要选择首次调节步长，算法系统中设置了默认的三级波峰差异调节步长，此参数为默认配置参量，可根据推举数据产生的经验值做默认配置；如果第一级小于is...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈修义，何丽，
申请(专利权)人：深圳阿珂法先进科技有限公司，
类型：发明
国别省市：