CN109087476A - 一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，包括以下步骤：S1)数据采集流程：系统首先进行初始化处理，通过显示线程单元和数据采集线程单元接入数据处理DLL；S2)内存初始化：分配内存后，进行变量初始化处理，随后尝试采集数据，检测脉冲频率表；S3)数据处理流程：找到有效数据段，根据D2 D3/D4公式进行数据化处理，随后平滑滤波，找到参考光栅位置，测量每一路光栅峰值并定位和记录，判断光栅的波长值；S4)数据显示与保存流程：首先确认数据是否需要显示和保存，显示方法为：将四路波长值放入显示队列，随后显示四路光栅功率值；保存方法为：保存当前日期、时间，并保存各光栅波长值。

Description

一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法

技术领域

本发明涉及光纤光栅技术领域，尤指一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法。

背景技术

光纤光栅线型感温火灾探测器是一款准分布式、可恢复、差定温、本质安全防爆的新一代感温火灾探测系统。符合国标GB 16280-2014《线型光纤感温火灾探测器》各项技术要求。

本发明公开该种火灾探测器解调程序运行方法，其软件主要模块功能包括：数据采集部分、数据处理部分以及数据显示与保存三部分组成。

其具有处理稳定，智能化程度高等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，

包括数据采集流程、数据处理流程以及数据显示与保存流程；所述方法包括以下步骤：

S1)数据采集流程：系统首先进行初始化处理，通过显示线程单元和数据采集线程单元接入数据处理DLL；

S2)内存初始化：分配内存后，进行变量初始化处理，随后尝试采集数据，检测脉冲频率表；

S3)数据处理流程：找到有效数据段，根据D2D3/D4公式进行数据化处理，随后平滑滤波，找到参考光栅位置，测量每一路光栅峰值并定位和记录，判断光栅的波长值；

S4)数据显示与保存流程：首先确认数据是否需要显示和保存，显示方法为：将四路波长值放入显示队列，随后显示四路光栅功率值；保存方法为：保存当前日期、时间，并保存各光栅波长值。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S2)中，AD卡每接受到一个脉冲的上升沿就开始启动AD采集，采用250K采样频率，每次采样时间9ms～10ms；数据采集后调用DLL函数库计算出各通道的波长值。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S3)中，找到有效数据段时，为了消除无光处的噪声带来的不确定因数，首先通过D4数据求出光功率较强的有效数据段，有效数据段大约范围是1522nm～1569nm。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S3)中，用D4/D2形式归一化运算消除光源光谱的不平坦性。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S3)中，平滑滤波的公式为：D[i]＝(D[i]+D[i+1]+D[i+2]+D[i+3]+D[i+4])/5。

作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S3)中，参考光栅位置是首先找到峰值最大值点，然后取峰值最大值的2/3以上处的点进行加权平均，以此加权平均值作为参考光栅位置。

作为本发明的一种优选技术方案，波长校准的公式为：

1)D2＝D4/D2，得到归一化D2正弦信号；

2)消除D2直流；

3)由D2干涉仪峰位置计算出峰-峰平均点数；

4)由D2平移峰-峰平均点数的1/4，形成正交余弦信号D3；

5)有atan(D3/D2)求出被测光栅的相位Φi，参考光栅相位Φref；根据2*n*L/λ＝Φ得被测光栅波长λ。

本发明所达到的有益效果是：本发明光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，具有智能化程度高，运行流程简单，使用性能强等优点。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明数据采集部分模块框图；

图2为本发明内存初始化模块框图；

图3为本发明AD卡初始化模块框图；

图4为本发明数据处理流程模块框图；

图5为本发明有效数据段波值图；

图6为本发明未归一化数据波值图；

图7为本发明归一化数据波值图；

图8为本发明有效数据段内的归一化数据波值图；

图9为本发明参考光栅波值图；

图10为本发明定位被测光栅峰的位置波值图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：如图1-10所示，本发明提供一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，包括数据采集流程、数据处理流程以及数据显示与保存流程；所述方法包括以下步骤：

S1)数据采集流程：系统首先进行初始化处理，通过显示线程单元和数据采集线程单元接入数据处理DLL；

S2)内存初始化：分配内存后，进行变量初始化处理，随后尝试采集数据，检测脉冲频率表；在采集线程中，AD卡每接受到一个脉冲的上升沿就开始启动AD采集，目前采用250K采样频率，每次采样时间9ms～10ms。数据采集后调用DLL函数库计算出各通道的波长值。然后通知主程序进行显示或保存数据。

S3)数据处理流程：找到有效数据段，根据D2D3/D4公式进行数据化处理，随后平滑滤波，找到参考光栅位置，测量每一路光栅峰值并定位和记录，判断光栅的波长值；

1、找有效数据段

为了消除无光处的噪声带来的不确定因数，我们首先通过D4数据求出光功率较强的有效数据段。有效数据段大约范围是1522nm～1569nm。有效数据段外的信号通常功率很弱，信噪比很差的不可用数据。

如果光源D4的最大值小于4，则给出“光源功率不足！”的告警信息。

2、数据归一化

在本系统中，干涉仪的干涉条纹信号是叠加在光源光谱上的，如图6所示，由于光源光谱的不平坦性导致干涉条纹信号不平坦性。如图7-8所示，我们可以用D4/D2这样的归一化运算来消除这种不平坦性。

3、平滑滤波

我们采用5点平滑滤波，具体公式为：

D[i]＝(D[i]+D[i+1]+D[i+2]+D[i+3]+D[i+4])/5

通过这样平滑处理可以消除部分干扰。

4、找参考光栅位置

参考光栅位置是首先找到峰值最大值点，然后取峰值最大值的2/3以上处的点进行加权平均，以此加权平均值作为参考光栅位置。

如果D1的峰值(最大值)小于1，则给出“光路系统出现故障！”的告警信息。说明有可能未接参考光栅。

5、定位干涉仪峰的位置

原理同“定位被测光栅峰的位置”。

6、定位被测光栅峰的位置

峰值判断阈值以最大峰功率的1/4(6dB)为基准。如果光源好、电路噪声小的话可以用最大峰功率的1/10(10dB)为基准。

每个峰的位置仍然以该峰值最大值的3/4以上处的点进行加权平均，以此加权平均值作为该光栅峰的位置。

多峰判断基准是3dB，即如果某峰中间出现3dB回落，则该峰作为双峰来处理。

7、波长校准

由光栅的位置值判断光栅的波长值。

波长计算如下：

1)D2＝D4/D2，得到归一化D2正弦信号

2)消除D2直流

3)由D2干涉仪峰位置计算出峰-峰平均点数

4)由D2平移峰-峰平均点数的1/4，形成正交余弦信号D3

5)有atan(D3/D2)求出被测光栅的相位Φi，参考光栅相位Φref。

根据2*n*L/λ＝Φ得被测光栅波长λ。

S4)数据显示与保存流程：首先确认数据是否需要显示和保存，显示方法为：将四路波长值放入显示队列，随后显示四路光栅功率值；保存方法为：保存当前日期、时间，并保存各光栅波长值。

数据显示方式：

使用ADLINK DAQBench控件

//设置显示点数X坐标

m_graph.SetXAxisViewNumber(XScale)；

//设置窗口波长范围Y坐标

m_graph.SetYAxisMinMax(fMinWaveLen，fMaxWaveLen)；

//显示数据

m_graph.PlotGraph(fDataToShow 0)。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，包括数据采集流程、数据处理流程以及数据显示与保存流程；所述方法包括以下步骤：

S1)数据采集流程：系统首先进行初始化处理，通过显示线程单元和数据采集线程单元接入数据处理DLL；

S2)内存初始化：分配内存后，进行变量初始化处理，随后尝试采集数据，检测脉冲频率表；

S3)数据处理流程：找到有效数据段，根据D2D3/D4公式进行数据化处理，随后平滑滤波，找到参考光栅位置，测量每一路光栅峰值并定位和记录，判断光栅的波长值；

S4)数据显示与保存流程：首先确认数据是否需要显示和保存，显示方法为：将四路波长值放入显示队列，随后显示四路光栅功率值；保存方法为：保存当前日期、时间，并保存各光栅波长值。

2.如权利要求1所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，在步骤S2)中，AD卡每接受到一个脉冲的上升沿就开始启动AD采集，采用250K采样频率，每次采样时间9ms～10ms；数据采集后调用DLL函数库计算出各通道的波长值。

3.如权利要求1所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，在步骤S3)中，找到有效数据段时，为了消除无光处的噪声带来的不确定因数，首先通过D4数据求出光功率较强的有效数据段，有效数据段大约范围是1522nm～1569nm。

4.如权利要求3所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，在步骤S3)中，用D4/D2形式归一化运算消除光源光谱的不平坦性。

5.如权利要求4所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，在步骤S3)中，平滑滤波的公式为：D[i]＝(D[i]+D[i+1]+D[i+2]+D[i+3]+D[i+4])/5。

6.如权利要求5所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，在步骤S3)中，参考光栅位置是首先找到峰值最大值点，然后取峰值最大值的2/3以上处的点进行加权平均，以此加权平均值作为参考光栅位置。

7.如权利要求6所述的一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法，其特征在于，波长校准的公式为：

1)D2＝D4/D2，得到归一化D2正弦信号；

2)消除D2直流；

3)由D2干涉仪峰位置计算出峰-峰平均点数；

4)由D2平移峰-峰平均点数的1/4，形成正交余弦信号D3；

5)有atan(D3/D2)求出被测光栅的相位Φi，参考光栅相位Φref；根据2*n*L/λ＝Φ得被测光栅波长λ。