一种PS-FBG超声检测系统的互相关温度补偿法

摘要

本发明属于在线监测技术领域，尤其涉及一种PS-FBG超声检测系统的互相关温度补偿法。通过控制模块自动控制扫描和记录实现PS-FBG反射光的波长值及其对应电压值；在室温下，获得原始PS-FBG反射光谱数据和最佳光源工作波长；基于互相关原理，确定可调谐激光器的最大扫描间隔；在特定的波段进行实际温度环境下PS-FBG反射光谱的扫描和PS-FBG反射光谱数据的记录，进而应用互相关算法准确计算光源工作波长的偏移量，及时调整光源工作波长为最佳波长；本发明温度补偿无需添加参考光栅和解调仪，避免了解调仪和光源之间的固有误差，同时避免了参考光栅引起的温度补偿准确度低的问题，有效地提高了PS-FBG超声系统的检测灵敏度。

主权项

一种PS‑FBG超声检测系统的互相关温度补偿法，其特征在于，基于PS‑FBG超声检测系统的互相关波长扫描系统包括控制模块、可调谐激光器、示波器、光耦合器、光电探测器及PS‑FBG；所述PS‑FBG即相移光纤布喇格光栅，其不仅用于感知温度而且还能用于感知超声振动信号；控制模块分别与可调谐激光器和示波器连接，可调谐激光器发出一束光经光耦合器传入PS‑FBG超声检测系统中，PS‑FBG反射光经过光耦合器传输到光电探测器中，光电探测器将光强信号转化成电信号，由示波器采集显示；所述方法由控制模块内置的LabVIEW软件编程实现，具体步骤为：步骤1.控制模块通过调用可调谐激光器和示波器的动态数据链接库中的相应函数，实现对可调谐激光器激光源的特定波段扫描功能和示波器的电压换挡及电压显示功能的控制，并编程记录每次定时、定波段的PS‑FBG反射光谱的波长值及其对应电压值，实现PS‑FBG反射光谱的自动控制扫描和记录；步骤2.在室温20℃下，进行最小波长间隔即1pm间隔的PS‑FBG反射光谱的扫描，获得原始PS‑FBG反射光谱数据和最佳光源工作波长即光谱中斜率最大点对应的波长λ₀，作为温度补偿参考；所述PS‑FBG反射光谱数据包括PS‑FBG反射光谱的波长值及其对应电压值；步骤3.基于互相关原理，在采集受温度影响后在不同波长漂移下，扫描间隔1pm至30pm的PS‑FBG反射光谱数据，并与步骤2中原始PS‑FBG反射光谱数据进行互相关计算，获得在已知波长偏移量下不同扫描间隔对应的计算波长偏移量，并计算已知波长偏移量与不同扫描间隔下计算所得波长偏移量的误差，确定误差允许范围内的最大扫描间隔，并把可调谐激光器的扫描间隔修改为该最大扫描间隔；步骤4.根据步骤3所得的最大扫描间隔，在特定的波段进行实际温度环境下PS‑FBG反射光谱的扫描和PS‑FBG反射光谱数据的记录，基于互相关算法与已有的原始PS‑FBG反射光谱数据进行互相关计算获得波长偏移量Δλ，并根据原始PS‑FBG反射光谱的最大斜率对应的波长值确定实际光源的最佳工作波长λ′＝λ₀±Δλ，然后进行超声检测；步骤5.控制模块控制可调谐激光器每隔15分钟重复步骤4，重新确定光源的最佳工作波长。