CN114440773A - 光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和介质 - Google Patents

光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和介质 Download PDF

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CN114440773A CN202210118306.1A CN202210118306A CN114440773A CN 114440773 A CN114440773 A CN 114440773A CN 202210118306 A CN202210118306 A CN 202210118306A CN 114440773 A CN114440773 A CN 114440773A
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Abstract

本申请实施例公开了一种光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和存储介质。根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成；确定正弦波电压信号的参考谐波信号；根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。本申请实施例实现了降低光路测定成本的效果。

Description

光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和介质
技术领域
本申请实施例涉及光纤技术，尤其涉及一种光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和存储介质。
背景技术
光纤传感技术在多种领域受到了越来越多的重视，光纤光栅解调仪与光纤光栅传感器之间存在一段连接光纤，这段连接光纤的长度对光栅反射谱的测量会产生影响。
现有技术中，通常连接光纤的长度通过光时域反射计测距方法得到。然而光时域反射计测距方法需要在电路中增加额外光学和电学元器件，增加设备成本。
发明内容
本申请提供一种光路长度确定方法、装置、信号控制器、解调系统和存储介质，以实现降低光路测定的成本。
第一方面，本申请实施例提供了一种光路长度确定方法，应用于解调系统中的信号控制器，该光路长度确定方法包括：
根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成；
确定正弦波电压信号的参考谐波信号；
根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；
根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
第二方面，本申请实施例还提供了一种光路长度确定装置，配置于解调系统中的信号控制器，该光路长度确定装置包括：
中心波长确定模块，用于根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
目标谐波信号确定模块，用于根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成；
参考谐波信号确定模块，用于确定正弦波电压信号的参考谐波信号；
传输时长确定模块，用于根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；
光路长度确定模块，用于根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
第三方面，本申请实施例还提供了信号控制器，该信号控制器包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本申请实施例提供的任意一种光路长度确定方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种解调系统，该解调系统包括：光源、信号控制器、光纤环行器、光电检测器和光纤光栅；
信号控制器分别与光源的输入端和光电检测器的输出端相连；光纤环行器的第一端与光源的输出端相连，光纤环行器的第二端与光纤光栅相连，光纤环行器的第三端与光电检测器的输入端相连；
信号控制器向光源输入锯齿波电压信号，得到线性扫描波；
光电检测器采集线性扫描波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱；
信号控制器根据初始反射波，确定中心波长，并向光源输入中心波长的正弦波电压信号，得到正弦光波；
光电检测器采集正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱；
信号控制器，根据目标反射谱，确定目标谐波信号；确定正弦波电压信号的参考谐波信号；根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；以及，根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
第五方面，本申请实施例还提供了一种包括计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本申请实施例提供的任意一种光路长度确定方法。
本申请通过光源产生线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱得到中心波长，控制光源基于波长为中心波长的正弦波生成正弦光波，将正弦光波输入光纤光栅，经过管线光栅反射得到目标谐波信号，将目标谐波信号与光源直接生成的参考谐波信号进行比较得到传输时长，参考谐波信号为直接生成的正弦信号，不需要经过光路传输，根据比较结果可以确定光波在光路中的传输时长，进而可以快速得到光路长度，本申请利用光纤传感技术中包括的光源和光纤光栅等设备获取光路长度，解决了光时域反射计测距方法需要在电路中增加额外光学和电学元器件，增加设备成本的问题，达到了降低设备成本的效果。
附图说明
图1是本申请实施例一中的一种解调系统的结构示意图；
图2是本申请实施例二中的一种光路长度确定方法的流程图；
图3a是本申请实施例二中的一种初始反射谱的示意图；
图3b是本申请实施例二中的一种正弦信号波形的示意图；
图4是本申请实施例三中的一种光路长度确定方法的流程图；
图5是本申请实施例三中的一种互相关曲线的示意图；
图6是本申请实施例四中的一种光路长度确定方法的流程图；
图7是本申请实施例五中的一种光路长度确定装置的结构示意图；
图8是本申请实施例六中的一种信号控制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括””和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本申请实施例一提供的一种解调系统的结构示意图，该解调系统包括：光源10、信号控制器20、光纤环行器30、光电检测器40和光纤光栅50；
信号控制器20分别与光源10的输入端和光电检测器40的输出端相连；光纤环行器30的第一端与光源10的输出端相连，光纤环行器30的第二端与光纤光栅50相连，光纤环行器30的第三端与光电检测器40的输入端相连。
光纤环行器30实现光波传播方向的调节，光源10发射的光波入射到光纤环行器30的第一端后，经光纤环行器30的第二端将光波发射到光纤光栅50，经过光纤光栅50反射的光波，从光纤环行器30的第二端入射后，经过光纤环行器30的第三端，发射到光电检测器40。光纤环行器30和光电检测器40之间通过一段光线进行光波的传输，如图1中标注所示，是光纤光栅50与光源10之间的光路长度的主要组成部分，是影响解调系统精度的主要原因。
信号控制器20向光源10输入锯齿波电压信号，得到线性扫描波；
光电检测器40采集线性扫描波经光纤光栅50反射后得到的初始反射谱；
信号控制器20根据初始反射波，确定中心波长，并向光源10输入中心波长的正弦波电压信号，得到正弦光波；
光电检测器40采集正弦光波经光纤光栅50反射后得到的目标反射谱；
信号控制器20，根据目标反射谱，确定目标谐波信号；确定正弦波电压信号的参考谐波信号；根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；以及，根据传输时长，确定光纤光栅50与光源10之间的光路长度。
在一个可选实施例中，光纤光栅为波分复用方式串接的至少两个光纤光栅中的其中一个，如图1中的，光纤光栅41和光纤光栅42，由于不同光纤光栅的对光波的反射率不同，不会产生干扰，可以在一个解调系统中串联多个光纤光栅，确定多个串联光纤光栅与光源之间的光路长度。
本实施例的技术方案，通过光源10、信号控制器20、光纤环行器30、光电检测器40和光纤光栅50组成解调系统，利用解调系统完成光路长度确定，解决了光时域反射计测距方法需要在电路中增加额外光学和电学元器件，增加设备成本的问题，达到了降低设备成本的效果。
实施例二
图2为本申请实施例二提供的一种光路长度确定方法的流程图，本实施例可适用于计算光纤光栅与光源之间光路长度的情况，该方法可以由光路确定装置执行，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并具体配置于电子设备中。该电子设备可以是图1所示的解调系统中的信号控制器20。
参见图2所示的光路长度确定方法，应用于解调系统中的信号控制器，具体包括如下步骤：
S110、根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成。
线性扫描光波为波长随着时间周期性线性变化的扫描方式的光波，也即光波波长在设定的范围内随时间作周期性线性变化。例如，光波长在1510nm-1590nm范围内随时间呈锯齿状变化，用于作为得到初始反射谱的入射光波，具体的，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成。
光纤光栅为利用光纤材料的光敏性形成的永久性空间的相位光栅，用于对入射光波进行反射和透射，在本申请中主要利用光纤光栅对不同光波的反射率不同的特性。
初始反射谱为线性扫描光波，作为入射光波入射到光纤光栅，经光纤光栅反射后得到反射谱，用于获取中心波长，具体的，线性扫描光波的波长是周期性变化的，也即光纤光栅的入射光波的波长是周期性变化的，光纤光栅对不同波长的入射光波的反射率是不同的，在一定波长范围内形成类似高斯函数的反射谱，也即初始反射谱。
图3a为一种初始反射谱的示意图，初始反射谱的横坐标为波长，纵坐标为反射率。中心波长为初始反射谱中反射率的最大值对应的入射光波的波长。线性扫描光波入射到光纤光栅后，光纤光栅由于自身的反射特性，也即对不同波长的光波反射率不同，对入射的线性扫描光波进行反射，得到初始反射谱，获取初始反射谱中反射率最大值对应的波长，并将该波长确定为中心波长。示例性的，图3a中虚线对应的点的纵坐标1550nm为中心波长。
S120、根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成。
正弦光波为光波波长在初始反射谱的中心波长两侧随时间作频率为f的正弦变化的光波。其中，f可以由技术人员根据需要或经验值确定，本申请对f的具体数值不作任何限定。示例性的，正弦光波的波长变化范围可以为光纤光栅的3dB初始反射谱谱宽范围，具体的，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成，正弦信号为单频信号，易于处理，示例性的，正弦光波的波形可以为正弦波形或余弦波形。
目标反射谱为正弦光波经光纤光栅反射后得到的反射谱，用于获取目标谐波信号。目标谐波信号为目标反射谱中的用于计算传输时长的谐波信号，具体的，正弦光波入射到光纤光栅后，光纤光栅对入射的正弦光波进行反射，得到目标反射谱，由于光纤光栅自身的反射特性，也即由于在中心波长两侧目标反射谱的对称性，获取目标反射谱中频率为2f的信号，并将该信号确定为目标谐波信号。
在一个可选实施例中，根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号，包括：确定正弦光波传输至光纤光栅后得到的目标反射谱的二倍频信号，并将该二倍频信号作为目标谐波信号。
反射光功率随入射光波长的变化而周期性变化，入射的正弦光波的波长在中心波长两侧以预设频率f随时间进行正弦变化，因此正弦光波经光纤光栅反射后经光电检测器得到频率为2f的电信号，将该信号作为目标谐波信号。
由于光纤光栅对中心波长对应的光波的反射率最大，得到的反射信号也越强，不易受到环境干扰，因此将中心波长对应的二倍频信号作为目标谐波信号，可以提高获得目标谐波信号的准确性，进而为后续光路长度的确定，提供数据支撑。
S130、确定正弦波电压信号的参考谐波信号。
参考谐波信号为将正弦光波进行二倍频后的信号，也即频率为2f的正弦光波，用于作为目标谐波信号的对比参考获取传输时长，具体的，控制光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成频率为2f的正弦光波，也即光源直接生成频率为2f的正弦光波。
在一个可选实施例中，确定正弦波电压信号的参考谐波信号，包括：将正弦波电压信号的二倍频信号，作为参考谐波信号。
在光源处将正弦波电压信号进行二倍频的信号得到的光波信号作为参考谐波信号，也即光源发出的信号直接到达信号控制器，不需要经过光纤光栅与光源之间的往返光路到达信号控制器时，信号控制器接收到的信号。
将正弦波电压信号进行二倍频，可以得到光源发出的信号直接到达信号控制器，信号控制器接收到的参考谐波信号的波形图，将该信号作为目标谐波信号的参考信号可以得到两个信号的时延差，用于后续确定传输时长，该方法易于实现，且通过实际情况进行测量得到数据，更加符合实际情况，准确度高。
S140、根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长。
传输时长为正弦光波从光源传输到光纤光栅的时间，用于确定光纤光栅与光源之间的光路长度。具体的，对比信号控制器接收到的目标谐波信号和参考谐波信号中同一点的时间差可以得到传输时长。示例性的，可以通过对比目标谐波信号和参考谐波信号的相位差得到传输时长，还可以将目标谐波信号和参考谐波信号进行自相关运算得到传输时长。
图3b为一种正弦信号波形的示意图，图中c为基于中心波长的正弦信号，也即由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成，a为目标谐波信号，也即正弦波c经过光纤光栅反射的反射信号，b为参考谐波信号，也即光源对正弦波c进行二倍频后的信号。可以看到正弦信号经过光纤光栅反射的反射信号，与正弦信号在波形上有时间延迟Δt，Δt为传输时长。
S150、根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
光路长度为光纤光栅与光源的光波传输路径长度，具体的，根据传输时长和光波在光线中的传输速度相乘可以得到光波从光源和光纤光栅之间的往返光路长度，往返光路长度的一般即光路长度，也即将传输时长与光波传输速度相乘并除以2得到光路长度。
在现有技术中，光纤传感技术由于具有抗电磁干扰能力强、易于安装、绝缘性好和灵敏度高等优点，在电力、建筑和海洋测量等领域受到了越来越多的重视。当光波入射到光纤光栅时，会被光纤光栅所反射，形成光纤光栅反射谱，光纤光栅反射谱的中心波长对温度和光纤光栅轴向应变非常敏感，因此，可用光纤光栅制作温度、压力、拉力和振动等传感器，通过对光纤光栅反射谱中心波长的检测，再通过反射谱中心波长与待传感物理量之间对应关系，解调出所传感物理量。实际中，光纤传感技术一般采用波长可调谐的窄谱光源，输出波长扫描方式的光波，入射到光纤光栅传感器，得到光纤光栅反射谱，通过信号处理的手段获得光纤光栅反射谱的中心波长及所传感的物理量。实际应用当中，光纤光栅解调仪与光纤光栅之间存在一段连接光纤，如图1中的标注所示，这段连接光纤的长度对光栅反射谱的测量精度产生影响，通常连接光纤通过光时域反射计测距方法得到，但是该方法需要昂贵的光脉冲调制，增加额外光学和电学元器件，使得设备成本增加。
本实施例的技术方案，通过光源产生线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱得到中心波长，控制光源基于波长为中心波长的正弦波生成正弦光波，将正弦光波输入光纤光栅，经过管线光栅反射得到目标谐波信号，将目标谐波信号与光源直接生成的参考谐波信号进行比较得到传输时长，参考谐波信号为直接生成的正弦信号，不需要经过光路传输，根据比较结果可以确定光波在光路中的传输时长，进而可以快速得到光路长度，本申请利用光纤传感技术中包括的光源和光纤光栅等设备获取光路长度，解决了光时域反射计测距方法需要在电路中增加额外光学和电学元器件，增加设备成本的问题，达到了降低设备成本的效果。
在一个可选实施例中，根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长，包括：确定线性扫描光波传输至光纤光栅后得到的初始反射谱的峰值点；将峰值点对应的波长作为中心波长。
由于初始反射谱的横坐标为波长，纵坐标为反射率，而初始反射谱中的峰值点为初始反射谱中的中纵坐标最大点，也即反射率最大的点，峰值点对应的横坐标，也即峰值点对应的波长即为中心波长。
初始反射谱的峰值点是唯一确定的点，通过初始反射谱的峰值点确定中心波长可以实现对中心波长快速和准确地确定，提高光路确定方法的实现效率。
实施例三
图4为本申请实施例三提供的一种光路长度确定方法的流程图方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化。
进一步地，将“根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长”，细化为：“根据目标谐波信号和参考谐波信号，生成互相关数据；根据互相关数据，确定传输时长”，以通过信号在时域中的互相关计算得到传输时长。
参见图4所示的一种光路长度确定方法，包括：
S210、根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成。
S220、根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成。
S230、确定正弦波电压信号的参考谐波信号。
S240、根据目标谐波信号和参考谐波信号，生成互相关数据。
示例性地，可以采用如下公式，根据目标谐波信号和参考谐波信号，生成互相关数据：
Figure BDA0003497439210000121
式中，pl(i)为本地二倍频信号，
Figure BDA0003497439210000122
为pl(t)的平均值，pr(i)为反射信号中提取的2f信号，
Figure BDA0003497439210000123
为pr(i)的平均值，K为信号采样点数，R(τ)为此二信号的互相关函数。
S250、根据互相关数据，确定传输时长。
根据互相关数据的波峰对应的横坐标与“0”之间的差值，可以确定传输时长。图5为一种互相关曲线的示意图，确定互相关曲线峰值，由峰值位置横坐标与横坐标为“0”的点差值即可获得传输时长，图5中Δt即为传输时长。
S260、根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
本实施例的技术方案，用目标谐波信号和参考谐波信号进行互相关运算，得到互相关数据，进而确定传输时长，互相关运算是信号处理中的常用计算方法，整个过程都在时域中计算得到，计算量低，易于实现。
实施例四
图6为本申请实施例四提供的一种光路长度确定方法的流程图方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化。
进一步地，将“根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长”，细化为：“对目标谐波信号进行傅里叶变换，得到目标频域谐波信号；对参考谐波进行傅里叶变换，得到参考频域谐波信号；根据目标频域谐波信号和参考频域谐波信号之间的相位差，确定传输时长”，以通过信号在频域中的相位差计算得到传输时长。
参见图6所示的一种光路长度确定方法，包括：
S310、根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成。
S320、根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成。
S330、确定正弦波电压信号的参考谐波信号。
S340、对目标谐波信号进行傅里叶变换，得到目标频域谐波信号。
目标谐波信号进行傅里叶变换，将时域信号转换到频域信号，得到目标频域谐波信号。傅里叶变换是数字信号处理中的基本操作，具有线性性质、时移性质和频移等性质。
S350、对参考谐波信号进行傅里叶变换，得到参考频域谐波信号。
参考谐波信号进行傅里叶变换，将时域信号转换到频域信号，得到参考频域谐波信号，用于后续计算传输时长。
S360、根据目标频域谐波信号和参考频域谐波信号之间的相位差，确定传输时长。
通过目标频域谐波信号和参考频域谐波信号在频域中的相位差，根据频域信号的相位差可以得到信号在时域的时间差，可以得到传输时长。
S370、根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
本实施例的技术方案，通过傅里叶变换，将目标频域谐波信号和参考频域谐波信号变换到频域，根据频域信号的相位差，得到两个信号时域的传输时间，利用傅里叶变换分析传输时间，是信号处理中常用的方法，实现方法成熟，便于实现。
实施例五
图7所示为本申请实施例五提供的一种光路长度确定装置的结构示意图，本实施例可适用于计算光纤光栅与光源之间光路长度情况，该光路长度确定装置的具体结构如下：
中心波长确定模块410，用于根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
目标谐波信号确定模块420，用于根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成；
参考谐波信号确定模块430，用于确定正弦波电压信号的参考谐波信号；
传输时长确定模块440，用于根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；
光路长度确定模块450，用于根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
本实施例的技术方案，通过光源产生线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱得到中心波长，控制光源基于波长为中心波长的正弦波生成正弦光波，将正弦光波输入光纤光栅，经过管线光栅反射得到目标谐波信号，将目标谐波信号与光源直接生成的参考谐波信号进行比较得到传输时长，参考谐波信号为直接生成的正弦信号，不需要经过光路传输，根据比较结果可以确定光波在光路中的传输时长，进而可以快速得到光路长度，本申请利用光纤传感技术中包括的光源和光纤光栅等设备获取光路长度，解决了光时域反射计测距方法需要在电路中增加额外光学和电学元器件，增加设备成本的问题，达到了降低设备成本的效果。
可选的，目标谐波信号确定模块420，包括：
二倍频信号获取单元，用于确定正弦光波传输至光纤光栅后得到的目标反射谱的二倍频信号，并将该二倍频信号作为目标谐波信号。
可选的，参考谐波信号确定模块430，包括：
电压信号的二倍频单元，用于将正弦波电压信号的二倍频信号，作为参考谐波信号。
可选的，传输时长确定模块440，包括：
互相关数据生成单元，用于根据目标谐波信号和参考谐波信号，生成互相关数据；
传输时长获取单元，用于根据互相关数据，确定传输时长。
可选的，传输时长确定模块440，包括：
目标谐波傅里叶变换单元，用于对目标谐波信号进行傅里叶变换，得到目标频域谐波信号；
参考谐波傅里叶变换单元，用于对参考谐波信号进行傅里叶变换，得到参考频域谐波信号；
传输时长计算单元，用于根据目标频域谐波信号和参考频域谐波信号之间的相位差，确定传输时长。
可选的，中心波长确定模块410，包括：
峰值点确定单元，用于确定线性扫描光波传输至光纤光栅后得到的初始反射谱的峰值点；
波长获取单元，用于将峰值点对应的波长作为中心波长。
本申请实施例所提供的光路长度确定装置可执行本申请任意实施例所提供的光路长度确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图8为本申请实施例六提供的一种信号控制器的结构示意图，如图8所示，该信号控制器包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；信号控制器中处理器510的数量可以是一个或多个，图8中以一个处理器510为例；信号控制器中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的光路长度确定方法对应的程序指令/模块(例如，中心波长确定模块410、目标谐波信号确定模块420、参考谐波信号确定模块430、传输时长确定模块440和光路长度确定模块450)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行信号控制器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的光路长度确定方法。
存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至信号控制器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置530可用于接收输入的字符信息，以及产生与信号控制器的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
实施例七
本申请实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种光路长度确定方法，该方法包括：
根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
根据正弦光波经光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，正弦光波由光源基于波长为中心波长的正弦波电压信号生成；
确定正弦波电压信号的参考谐波信号；
根据目标谐波信号和参考谐波信号，确定传输时长；
根据传输时长，确定光纤光栅与光源之间的光路长度。
当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的光路长度确定方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种光路长度确定方法，其特征在于，应用于解调系统中的信号控制器，包括：
根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，所述线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
根据正弦光波经所述光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，所述正弦光波由所述光源基于波长为所述中心波长的正弦波电压信号生成；
确定所述正弦波电压信号的参考谐波信号；
根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，确定传输时长；
根据所述传输时长，确定所述光纤光栅与所述光源之间的光路长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据正弦光波经所述光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号，包括：
确定所述正弦光波传输至所述光纤光栅后得到的目标反射谱的二倍频信号，并将该二倍频信号作为所述目标谐波信号；
相应的，所述确定所述正弦波电压信号的参考谐波信号，包括：
将所述正弦波电压信号的二倍频信号，作为所述参考谐波信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，确定传输时长，包括：
根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，生成互相关数据；
根据所述互相关数据，确定所述传输时长。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，确定传输时长，包括：
对所述目标谐波信号进行傅里叶变换，得到目标频域谐波信号；
对所述参考谐波进行傅里叶变换，得到参考频域谐波信号；
根据所述目标频域谐波信号和所述参考频域谐波信号之间的相位差，确定所述传输时长。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长，包括：
确定所述线性扫描光波传输至光纤光栅后得到的初始反射谱的峰值点；
将所述峰值点对应的波长作为所述中心波长。
6.一种光路长度确定装置，其特征在于，配置于解调系统中的信号控制器，包括：
中心波长确定模块，用于根据线性扫描光波经光纤光栅反射后得到的初始反射谱，确定中心波长；其中，所述线性扫描波由光源基于锯齿波电压信号生成；
目标谐波信号确定模块，用于根据正弦光波经所述光纤光栅反射后得到的目标反射谱，确定目标谐波信号；其中，所述正弦光波由所述光源基于波长为所述中心波长的正弦波电压信号生成；
参考谐波信号确定模块，用于确定所述正弦波电压信号的参考谐波信号；
传输时长确定模块，用于根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，确定传输时长；
光路长度确定模块，用于根据所述传输时长，确定所述光纤光栅与所述光源之间的光路长度。
7.一种信号控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的光路长度确定方法。
8.一种解调系统，其特征在于，包括：光源、信号控制器、光纤环行器、光电检测器和光纤光栅；
所述信号控制器分别与所述光源的输入端和所述光电检测器的输出端相连；所述光纤环行器的第一端与所述光源的输出端相连，所述光纤环行器的第二端与所述光纤光栅相连，所述光纤环行器的第三端与所述光电检测器的输入端相连；
所述信号控制器向所述光源输入锯齿波电压信号，得到线性扫描波；
所述光电检测器采集所述线性扫描波经所述光纤光栅反射后得到的初始反射谱；
所述信号控制器根据所述初始反射波，确定中心波长，并向所述光源输入所述中心波长的正弦波电压信号，得到正弦光波；
所述光电检测器采集所述正弦光波经所述光纤光栅反射后得到的目标反射谱；
所述信号控制器，根据所述目标反射谱，确定目标谐波信号；确定所述正弦波电压信号的参考谐波信号；根据所述目标谐波信号和所述参考谐波信号，确定传输时长；以及，根据所述传输时长，确定所述光纤光栅与所述光源之间的光路长度。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光纤光栅为波分复用方式串接的至少两个光纤光栅中的其中一个。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的一种光路长度确定方法。
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