一种基于DWDM技术的波长解调系统、方法及设备与流程

本发明涉及波长解调领域，特别是涉及一种基于dwdm技术的波长解调系统、方法及设备。

背景技术：

1、压力仪表在工业生产中具有重要作用和地位。在研究各类压力测量仪表中，光纤光栅压力传感器的研制与开发对石油、石化等对安全防爆等级要求高的行业具有特殊的作用和价值。多年来围绕光纤光栅压力传感器的研制与开发中一项核心技术就是选择与这种传感器相适应的解调方式。传统上，光纤光栅的解调采用光谱仪，单色仪以及波长计，但这些解调系统存在造价高，体积大等数据处理困难等缺点，为此，近些年人们相继提出了一些新的解调方法。主要包括基可调谐激光器扫描的方法和线性边缘技术法等。但使用可调谐激光器存在检测速度慢，系统结构复杂且造价高的问题；而线性边缘滤波技术方法则相对简单，范围与分辨率成反比、范围较小且受环境影响较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于dwdm技术的波长解调系统、方法及设备，以解决现有波长解调系统检测速度慢、造价昂贵且受周围环境影响大的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于dwdm技术的波长解调系统，包括：

4、数据配置与导入模块，用于获取实验测试数据以及待预测的功率数组；所述实验测试数据为每个测试压力值下多个输出端口测量得到的功率；

5、数据解调模块，用于以密集型波分复用器技术为依据，基于寻峰算法，根据所述实验测量数据解调每个所述测试压力值对应的中心波长，并预测所述待预测的功率数组对应的压力值；

6、结果导出模块，用于将所述中心波长以及所述待预测的功率数组对应的压力值形成实验报表，并导出所述实验报表。

7、可选的，所述数据解调模块，具体包括：

8、有效功率值确定单元，用于对所述实验测试数据在不同压力值下进行循环处理器，确定每个所述测试压力值对应的有效功率值；

9、高斯多项式拟合单元，用于以所述有效功率值所对应的信道波长为横坐标，以所述有效功率值为纵坐标，进行高斯多项式拟合寻峰算法，生成拟合后的二次多项式；

10、极大值点确定单元，用于根据所述拟合后的二次多项式确定极大值点；所述极大值点为所述测试压力值下对应的解调的中心波长；

11、线性拟合单元，用于以压力为横坐标，以各个所述测试压力值下对应的解调的中心波长为纵坐标，进行线性拟合，确定压力和中心波长的线性关系；

12、压力值预测单元，用于利用所述线性关系预测所述待预测的功率数组对应的压力值。

13、可选的，还包括：数据统计与分析模块；

14、所述数据统计与分析模块，具体包括：

15、拟合程度计算单元，用于在所述中心波长的解调过程中观察与分析每个测试压力值下计算的所述拟合后的二次多项式的拟合程度；

16、线性拟合优度计算单元，用于计算所述线性关系的线性拟合优度；

17、整体波长分辨率计算单元，用于计算整体波长分辨率。

18、可选的，所述拟合程度为：

19、

20、其中，r2为拟合程度，ssr为回归的平方和，sst为总平方和，y为光功率的对数值，为光功率对数值的回归预测值，为光功率对数值的平均值。

21、可选的，所述整体波长分辨率为：

22、

23、其中，δλ为整体波长分辨率，div为光纤光栅弹簧管压力传感器中悬臂梁形变量调节器的刻度数；δpm为光功率改变量，δλ为光纤传感器中光栅反射光谱的中心波长移动值；δpm为测量系统的最小探测光功率。

24、可选的，所述实验报表为excel表格。

25、一种基于dwdm技术的波长解调方法，包括：

26、获取实验测试数据以及待预测的功率数组；所述实验测试数据为每个测试压力值下多个输出端口测量得到的功率；

27、以密集型波分复用器技术为依据，基于寻峰算法，根据所述实验测量数据解调每个所述测试压力值对应的中心波长，并预测所述待预测的功率数组对应的压力值；

28、将所述中心波长以及所述待预测的功率数组对应的压力值形成实验报表，并导出所述实验报表。

29、可选的，所述根据所述实验测量数据解调每个所述测试压力值对应的中心波长，并预测所述待预测的功率数组对应的压力值，具体包括：

30、对所述实验测试数据在不同压力值下进行循环处理器，确定每个所述测试压力值对应的有效功率值；

31、以所述有效功率值所对应的信道波长为横坐标，以所述有效功率值为纵坐标，进行高斯多项式拟合寻峰算法，生成拟合后的二次多项式；

32、根据所述拟合后的二次多项式确定极大值点；所述极大值点为所述测试压力值下对应的解调的中心波长；

33、以压力为横坐标，以各个所述测试压力值下对应的解调的中心波长为纵坐标，进行线性拟合，确定压力和中心波长的线性关系；

34、利用所述线性关系预测所述待预测的功率数组对应的压力值。

35、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述基于dwdm技术的波长解调方法。

36、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于dwdm技术的波长解调方法。

37、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种基于dwdm技术的波长解调系统、方法及设备，以密集型波分复用器技术为依据，基于寻峰算法，根据实验测量数据解调每个测试压力值对应的中心波长，并预测待预测的功率数组对应的压力值，依据dwdm各个通道的中心波长作为波长的标定基准，由于这一波长的标定基准具有很好的稳定性，不受周围环境的影响，大大优于线性边缘技术法等其它解调方法，从而可以使对数据的处理更加便捷和稳定；相比可调谐激光器扫描的方法来说，本发明所提供波长解调系统造价低廉且数据处理方便快捷。

技术特征：

1.一种基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，所述数据解调模块，具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，还包括：数据统计与分析模块；

4.根据权利要求3所述的基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，所述拟合程度为：

5.根据权利要求3所述的基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，所述整体波长分辨率为：

6.根据权利要求1所述的基于dwdm技术的波长解调系统，其特征在于，所述实验报表为excel表格。

7.一种基于dwdm技术的波长解调方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的基于dwdm技术的波长解调方法，其特征在于，所述根据所述实验测量数据解调每个所述测试压力值对应的中心波长，并预测所述待预测的功率数组对应的压力值，具体包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行如权利要求7-8中任一项所述的基于dwdm技术的波长解调方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7-8中任一项所述的基于dwdm技术的波长解调方法。

技术总结
本发明公开一种基于DWDM技术的波长解调系统、方法及设备，涉及波长解调领域。该方法包括获取实验测试数据以及待预测的功率数组；所述实验测试数据为每个测试压力值下多个输出端口测量得到的功率；以密集型波分复用器技术为依据，基于寻峰算法，根据所述实验测量数据解调每个所述测试压力值对应的中心波长，并预测所述待预测的功率数组对应的压力值；将所述中心波长以及所述待预测的功率数组对应的压力值形成实验报表，并导出所述实验报表。本发明不受周围环境的影响，波长解调系统造价低廉且数据处理方便快捷。

技术研发人员：杨洋,刘兵,杨洋,徐志敏,王辉
受保护的技术使用者：承德石油高等专科学校
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13