光纤光栅传感器传感参数编解码方法及编解码终端与流程

本发明涉及光纤传感领域，特别涉及光纤光栅传感器传感参数编解码方法及编解码终端。
背景技术：
：光纤光栅传感技术经过十余年的发展，由于其具有无源、绝缘、本安防爆、信号远传、可靠性高等优点，目前已广泛用于石油石化、交通、电力、国防、航空航天等领域。光纤光栅的传感机理为：通过不同的封装材料和工艺，使外界物理量(如温度、应力/应变、振动、位移、扭矩等)作用到光纤光栅，物理量的变化会引起光纤光栅波长发生改变；利用解调仪表实时测量光纤光栅的波长改变量，就可以反算出实际物理量。在传感器制作中，首先测量物理量与光纤光栅波长的一一对应关系，利用数学方法拟合数据，如用一次线型或二次曲线进行拟合。使用时，首先录入传感器的拟合参数，再根据实时测量波长值，根据拟合模型进行解算。技术实现要素：本发明的目的，在于提供一种光纤光栅传感器编码方法，将传感器的类型、拟合函数类型以及拟合参数等内容均编入条形码或二维码。使用时仅需要录入编码，系统即可自动识别上述内容并开始测量，解决目前传感器在使用过程中参数录入不便的难题。本发明为达上述目的所采用的技术方案是：提供一种光纤光栅传感器传感参数编码方法，包括以下步骤：获取光纤光栅传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；将各个传感参数赋予特定的数字或字符，并按照一定的顺序组成编码；将编码转换为可被识别的条形码或者二维码。本发明所述的编码方法中，还包括以下步骤：获取传感器的生产批号，并将其赋予特定的数字或字符，并添加到编码中。本发明所述的编码方法中，拟合函数类型包括线性函数、二次函数、指数函数以及其他拟合函数。本发明所述的编码方法中，对拟合参数进行编码时，具体将拟合参数按照预设的计算公式进行计算，以将其转换为整数，再将该整数作为编码的一部分。本发明还提供了一种光纤光栅传感器传感参数解码方法，包括以下步骤：读取条形码或者二维码；根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；根据解调结果得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。本发明还提供了一种光纤光栅传感器传感参数编码终端，其特征在于，包括：参数获取模块，用于获取光纤光栅传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；编码模块，用于将各个传感参数赋予特定的数字或字符，并按照一定的顺序组成编码；转换模块，用于将编码转换为可被识别的条形码或者二维码。本发明所述的编码终端中，该参数获取模块还用于获取传感器的生产批号，通过编码模块将生产批号赋予特定的数字或字符，并添加到编码中。本发明所述的编码终端中，编码模块对拟合参数进行编码时，具体将拟合参数按照预设的计算公式进行计算，以将其转换为整数，再将该整数作为编码的一部分。本发明还提供了一种光纤光栅传感器传感参数解码终端，包括：扫码模块，用于读取条形码或者二维码；解码模块，用于根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调，得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；物理量计算模块，将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。本发明产生的有益效果是：本发明利用编码方式，将光纤光栅传感器的参数编入条形码或二维码，使用时通过扫码设备读取并解调，方便传感器的使用。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1为本发明实施例光纤光栅传感器传感参数编码方法流程图；图2为本发明实施例光纤光栅传感器传感参数解码方法流程图图3为本发明实施例光纤光栅传感器传感参数编码终端结构示意图；图4为本发明实施例光纤光栅传感器传感参数解码终端结构示意图；图5为光纤光栅温度传感特性曲线示意图；图6为光纤光栅温度传感器条形码示意图；图7为光纤光栅应变传感特性曲线示意图；图8为光纤光栅应变传感器条形码示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，本发明实施例的光纤光栅传感器传感参数编码方法包括以下步骤：S101、获取光纤光栅传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；S102、将各个传感参数赋予特定的数字或字符，并按照一定的顺序组成编码；S103、将编码转换为可被识别的条形码或者二维码。上述方法还可包括以下步骤：获取传感器的生产批号，并将其赋予特定的数字或字符，并添加到编码中。传感器类型包括温度传感器、应变传感器、振动传感器、位移传感器和扭矩传感器。可以理解的，编码也可以转换为其他可被识别的识别码，不限于条形码或者二维码。拟合函数类型具体可包括但不限于线性函数、二次函数、指数函数等。该拟合函数反映了光纤光栅传感器的波长与相应物理量之间的变化关系。不同的物理量对应不同的传感器类型。如温度传感器，则所计算的物理量就是温度，相应的拟合函数表达的就是波长和温度之间的变化关系。优选的，对拟合参数进行编码时，具体将拟合参数按照预设的计算公式进行计算，以将其转换为整数，再将该整数作为编码的一部分。本发明实施例的光纤光栅传感器传感参数解码方法，用于解调上述实施例编码方法得到的编码。如图2所示，解码方法具体包括以下步骤：S201、读取条形码或者二维码；S202、根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；S203、根据解调结果得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；S204、将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。对应于上述实施例的编码方法，本发明实施例还提供了一种光纤光栅传感器传感参数编码终端，如图3所示，该编码终端具体包括：参数获取模块31，用于获取光纤光栅传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；编码模块32，用于将各个传感参数赋予特定的数字或字符，并按照一定的顺序组成编码；转换模块33，用于将编码转换为可被识别的条形码或者二维码。优选的，该参数获取模块31还用于获取传感器的生产批号，通过编码模块32将生产批号赋予特定的数字或字符，并添加到编码中。优选的，编码模块32对拟合参数进行编码时，具体将拟合参数按照预设的计算公式进行计算，以将其转换为整数，再将该整数作为编码的一部分。对应于上述实施例的解码方法，本发明实施例还提供了一种光纤光栅传感器传感参数解码终端，如图4所示，该解码终端包括：扫码模块41，用于读取条形码或者二维码；解码模块42，用于根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调，得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；物理量计算模块43，将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。本发明实施例光纤光栅传感器传感参数编解码系统，包括上述实施例的编码终端和解码终端。实际中光纤光栅可以封装成为温度、应变、振动、位移、扭矩等多种类型传感器。下表为定义的传感器类型及其对应数字编码示例：传感器类型编码光纤光栅温度传感器1光纤光栅应变传感器2光纤光栅振动传感器3光纤光栅位移传感器4光纤光栅扭矩传感器5…………本发明实施例以光纤光栅温度传感器为例。光纤光栅温度传感器的温度特性曲线示意图如图5所示。根据光纤光栅温度特性测量点1用线性函数进行拟合得到直线2，线性函数的参数为方程3中的a和b。其中a为传感器的温度斜率，本例中取值为10.5pm/℃；b为直线截距，即0℃时传感器波长值，本例中取值为1550.123nm。考虑编码仅能使用整数以及位数限制，保留小数点后一位，将a乘以10，则为105；b的取值将为减去基准波长值1525.000，再乘以1000，则为25123。假定传感器为2015年第50周生产的第90只，传感器的编码规则为：年周只-传感器类型-ab则传感器的编码可以设为：20155090-1-10525123，其条码如图6所示。该温度传感器使用时，通过扫码设备(如扫码枪或手机等)，读取条码信息。解调软件提取“1”，则自动识别为温度传感器，将解算出温度信息；同时提取“105”和“25123”两个参数，将“105”除以10，同时将“25123”除以1000再加上1525.000，带入到公式得到：y＝10.5*10-3*x+1550.123其中y为实时测量的传感器波长值，例如此时为1551.123nm，带入上式可得x＝95.2℃，从而完成温度测量。本发明还可以进一步增加编码的信息量。如增加一位编码用以标识所用的拟合函数。下表为定义的拟合函数类型及其对应数字编码示例：拟合函数类型方程表达式编码线性函数y＝a*x+b1二次函数y＝a*x2+b*x+c2指数函数y＝a*exp(b*x)3…………本例以应变传感器为例进行说明。光纤光栅应变传感器的应变特性曲线示意图如图7所示。根据光纤光栅应变特性测量点4用二次函数进行拟合得到曲线5，二次函数的参数为方程6中的a、b和c。本例中取a为2.2*10-7nm/με2，b为1.0*10-3nm/με，c为1555.123nm。考虑编码仅能使用整数以及位数限制，保留小数点后一位，将a乘以108，则为22；b的取值乘以104，则为10；，c的取值将为减去基准波长值1525.000，再乘以1000，则为30123。假定传感器为2015年第51周生产的第91只，传感器的编码规则为：年周只-传感器类型-拟合函数类型-abc则传感器的编码可以设为：20155191-2-2-221030123，其条码如图8所示。该应变传感器使用时，通过扫码设备(如扫码枪或手机等)，读取条码信息。解调软件提取出两个“2”，则自动识别为应变传感器，且将按照二次函数解算应变信息；同时提取“22”、“10”和“30123”三个参数，“22”除以108，“10”除以104，同时将“30123”除以1000再加上1525.000，带入到公式得到：y＝2.2*10-7*x2+1.0*10-3*x+1555.123其中y为实时测量的传感器波长值，例如此时为1551.225nm，带入上式可得x＝100με，从而完成应变测量。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3