专利汇可以提供一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统及其解调方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统及其解调方法, 泵 浦源(1)发射出980nm 波长 的泵浦光,经过波分复用器(2)进入到掺铒光纤(3)中,并对其进行抽运;掺铒光纤(3)在泵浦光的作用下产生宽带受激 辐射 光,可调谐F-P 滤波器 (5)受到 电压 的调制对经过光纤隔离器(6)的宽带光进行波长调谐,形成扫描 光源 (7);扫描光源7输出的光分为两路通过光纤光栅 传感器 (10)和F-P标准具(12),通过光电探测器、LABVIEW程序和MATLAB程序将F-P标准具 信号 与FBG信号进行采集、滤波、寻峰,基于BP神经网络训练和仿真,解调出FBG中心波长作为目标输出。与 现有技术 相比,经对解调结果的数据分析,本发明实现了高 精度 、 稳定性 较强的FBG光纤传感解调。,下面是一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统及其解调方法专利的具体信息内容。
1.一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统,其特征在于,该系统包括依序连接的泵浦源(1)、波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、第一光纤1×2耦合器(4)、光纤隔离器(6)以及可调谐F-P滤波器(5)组成的扫描光源(7)、第二光纤1×2耦合器(8)、光纤环形器(9)、光纤光栅传感器(10)、光电探测器阵列(11)、F-P标准具(12)、数据采集卡(13)、处理单元(14)以及信号发生模块(15);其中,所述扫描光源(7)中的第一光纤1×2耦合器(4)与第二光纤1×2耦合器(8)连接,所述第二光纤1×2耦合器(8)的输出端分为两路,一路连接F-P标准具(12);
另一路连接光纤环形器(9),所述光纤环形器9再分别连接光纤光栅传感器(10)、光电探测器阵列(11);
所述数据采集卡(13)用于采集来自光电探测器阵列(11)的信号探测与采集结果;所述处理单元(14)用于处理信号探测与采集结果;
所述信号发生模块(15)用于产生方波和三角波,其中三角波用于对可调谐滤波器进行调制,方波用于采集卡的触发信号;
所述F-P标准具(12),用于提供等光频间隔的梳状波长参考;
所述数据采集卡(13),采集由光电探测器阵列得到的电压模拟信号;
所述处理单元(14),采用计算机或嵌入式计算系统,用于对被测传感光纤光栅的波长进行解调;
所述信号发生模块(15),用于产生方波和三角波,三角波用于对可调谐滤波器进行调制,方波用于采集卡的触发信号。
2.一种基于BP神经网络的光纤光栅传感系统的解调方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一,泵浦源(1)发射出980nm波长的泵浦光,经过波分复用器(2)进入到掺铒光纤(3)中,并对其进行抽运;掺铒光纤(3)在泵浦光的作用下产生宽带受激辐射光,可调谐F-P滤波器(5)受到电压的调制对经过光纤隔离器(6)的宽带光进行波长调谐,形成扫描光源(7);扫描光源7输出的光分为两路通过光纤光栅传感器(10)和F-P标准具(12),通过光电探测器、LABVIEW程序和MATLAB程序将F-P标准具信号与光纤光栅传感信号至少进行采集、滤波、寻峰,得到F-P标准具干涉峰采样点横坐标,光纤光栅传感器的反射峰值采样点横坐标;
步骤二,建立三层BP神经网络,分别为输入层、隐含层和输出层;设定BP神经网络的各项参数包括迭代次数、误差指标、学习率,并对BP神经网络的全局参数、权值、阈值预先初始化;通过newff函数确定输入输出数据类型、输入/输出层的神经元数目,神经元变换函数和训练算法函数、目标精度等数值;
步骤三,通过train函数对网络进行训练,即:将采集到的F-P标准具干涉峰的采样点坐标作为样本输入,使用F-P标准具的干涉峰采样点-波长参考值作为训练样本进行训练,样本输出为F-P标准具标定文件中与样本输入中干涉峰对应的波长值;
步骤四,将光纤光栅传感器的峰值采样点作为目标输入,解调出光纤光栅传感器的中心波长作为目标输出,通过目标精度可以改变FBG解调精度。
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