指数修正高斯拟合寻峰算法处理FBG传感信号

摘要：

光纤布拉格光栅(FBG)传感系统因其检测精度高、重复性好和适应性强等优点而被广泛应用于不同领域。由于 FBG传感器为波长调制型传感器,因此对于外界参量的检测即为 FBG 中心波长的检测,而FBG中心波长值对应于 FBG反射光谱的峰值。因此,系统解调的核心即为 FBG反射光谱的峰值检测,而高精度的寻峰算法是系统解调的关键技术。现有的寻峰算法对 FBG反射谱进行峰值检测时,都是以 FBG反射谱为标准高斯型为前提的。但由于实际制作工艺及环境的影响,FBG 反射光谱并不是标准高斯型光谱,而是非对称的高斯型光谱,其非对称特性往往会对寻峰精度有一定的影响。针对现有算法这一缺陷,提出了一种指数修正高斯(EMG)拟合寻峰算法。利用三次判定定位实现粗定位,同时剔除假峰和无效峰值；在此基础上以粗定位点为中心进行光谱重构,再利用积分判定峰值偏向；然后根据不同的峰值偏向以给定的指数修正函数进行相应的峰值修正。实验仿真结果表明：定温条件下或变温条件下,与直接寻峰算法、高斯拟合算法和文献中的算法相比,EMG算法的峰值检测误差最小,寻峰精度提高。考虑了 FBG反射光谱非对称特性对寻峰的影响,从光谱自身特性的角度,既克服了传统寻峰算法的局限性,又保证了高精度的寻峰效果。

关键词：光纤布拉格光栅(FBG)、EMG算法、寻峰算法、光谱非对称性

所属期刊栏目：36

分类号：TN929.11

资助基金：国家自然科学基金项目61275077;重庆市研究生科研创新项目CYS14151

在线出版日期：2016-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1526-1531