CN104864911A - 基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置及方法。高速解调装置包括光源模块、3dB耦合器、环形器、传感单元和解调单元。高速解调方法包括：通过标定获得光纤光栅的解调误差量与温度变化量、压力/应变变化量之间的关系，标定获得光纤法珀腔的腔长变化量与温度变化量、压力/应变变化量之间的关系；解调光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅的反射中心波长的漂移量；求得温度变化量与压力/应变变化量。与现有技术相比，本发明在基于光纤法珀腔与光纤光栅传感的基础上，可通过快速解调实现双参量的测量，同时补偿了由于光纤法珀干涉谱对解调光纤光栅所引起的对温度测量的影响，且实现本方案的成本低。

Description

基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置及方法。

背景技术

近几年来，基于光纤传感器的双参量(温度、压力/应变)同时传感技术是一个非常活跃的研究领域，这类传感主要用于复合材料、大型建筑结构、宇航飞行器、军工产品等的结构健康自诊断、环境自适应、损伤自愈合等。

光纤法珀腔作为传感器是通过解调腔长获得外界物理量的变化，其具有结构简单、体积小、安装方便、高可靠性、高灵敏度、快速响应、单光纤信号传输等优点，成为光纤传感技术与应用研究的热点之一。光纤光栅通过解调光纤光栅反射中心波长的漂移量实现对待测量的检测，其无源特性、抗电磁干扰、耐腐蚀和耐温性等使得光纤光栅适合在一些恶劣环境中进行健康监测。近几年，将光纤法珀腔与光纤光栅的特性结合起来，实现双参量测量，已经受到了学者们的关注。

现有技术中，对光纤法珀腔与光纤光栅复合传感解调的技术中[如文献1：饶云江，曾祥楷、朱永等，非本征型法布里珀罗干涉仪光纤布拉格光栅应变温度传感器及其应用[J].光学学报,2002,22(1):85-88；文献2：Baochen Sun,Liping Yang,Yanliang Du,et al.Research onintegrated fibre Bragg grating/extrinsic Fabry-Perot sensor[C],Proceedings of the 6th WorldCongress on Intelligent Control and Automation,Dalian,China,2006；]，一般采用光谱仪扫描光谱，通过观察光谱信息，利用相位解调法对光纤法珀腔的腔长进行解调，直接观察光谱中光纤光栅中心波长的移动量对光纤光栅反射中心波长进行解调。现有这种解调方式，解调速度慢，不能满足快速解调的要求。

发明内容

针对现有解调速度慢的问题，本发明提供了一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置及方法。本发明的双参量联合测量的高速解调装置及方法，适用于基于光纤法珀腔与光纤布拉格光栅传感的测量，可以对环境中温度、压力/应变变化实现快速测量。

本发明提供的一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置，包括：光源模块、3dB耦合器、环形器、传感单元和解调单元。

所述光源模块包括三个窄带光源与宽谱光源，三个窄带光源的光谱与宽谱光源的光谱互不重叠；所述传感单元包括光纤法珀腔传感结构与光纤光栅传感结构；所述解调单元包括1×3密集波分复用器(DWDM)、1×2粗波分复用器(CWDM)、光电探测器、信号调理电路、数据采集卡与计算机。

光源模块中发出的三束窄带激光与一束宽谱光由四根单模光纤同时传输到4×1的3dB耦合器后，四束光经耦合入射到环形器中，然后传入传感单元。

传入传感单元的光信号先入射进入光纤光栅传感结构，符合光纤光栅反射中心波长的光波被反射，其它光波透射进入光纤法珀腔传感结构并在其中发生多光束干涉，干涉光返回光纤光栅传感结构并由其直接透射，干涉光与光纤光栅的反射光形成叠加光谱。

叠加光谱经过1×2的3dB耦合器分别入射进入1×3DWDM与1×2CWDM，将光信号分为五路。1×3DWDM与三个窄带光源相匹配，由1×3DWDM输出的三束光用于解调光纤法珀腔的腔长；1×2CWDM输出的两束光用于光纤光栅反射中心波长的解调。五路光信号经光电探测器转换为电信号并进入信号调理单元，电信号经过信号调理单元转变为数字信号由数据采集卡传输到计算机进行存储。在计算机中对电信号进行解调，获取光纤法珀腔的腔长变化量和光纤光栅反射中心波长的漂移量。

所述传感单元为光纤法珀腔与无应力封装的光纤光栅组成的复合传感器，或者是光纤法珀压力/应变传感器与光纤光栅温度传感器的串联结构。

根据解调对光源的要求，所述窄带光源为DFB激光器，所述宽谱光源采用放大自发辐射光源(ASE)或基于掺杂光纤的超荧光光源(SFS)。

基于上述的高速解调装置，本发明还提供了一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调方法，包括以下具体步骤：

步骤一：进行标定实验，获得解调光纤光栅反射中心波长导致的误差漂移量Δλ₁与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系，如下所示：

Δλ₁＝K₁ΔT+K₂ΔX             (1)

获得光纤法珀腔的腔长变化量ΔL与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系：

ΔL＝K₃ΔT+K₄ΔX        (2)

步骤二：解调光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅的反射中心波长的漂移量；

通过三波长数字相位解调方法解调得到光纤法珀腔的腔长变化量ΔL，通过边缘滤波法解调得到光纤光栅反射中心波长的漂移量Δλ；其中，Δλ包含了光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁与光纤光栅由于温度变化所引起的实际中心波长漂移量Δλ₂，光纤光栅反射中心波长实际的漂移量Δλ₂可表示为：

Δλ₂＝Δλ-Δλ₁           (3)

步骤三：求解温度变化量ΔT与压力/应变变化量ΔX

利用公式(1)、(2)、(3)，并综合温度变化量ΔT与光纤光栅中心波长的实际漂移量Δλ₂之间的关系，得到温度变化量ΔT可表示为：

$\mathrm{\ΔT}=\frac{K_4\mathrm{\Δ\λ}-K_2\mathrm{\ΔL}}{K_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(4\right)$

压力/应变的变化量ΔX为：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{{-K}_3\mathrm{\Δ\λ}+(A+K_1)\mathrm{\ΔL}}{K_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(5\right)$

式(4)、(5)中，A是光纤光栅的温度灵敏系数。利用式(4)、(5)最终获得环境中温度与压力/应变的变化量。

本发明具有以下有益效果：本发明基于强度解调的解调速度快的优点，完成了双参量(温度、压力/应变)同时快速测量的解调装置及方法的设计，使得双参量可同时快速测量；另一方面，通过标定实验，补偿了由于光纤法珀腔返回的干涉谱对解调光纤光栅对温度测量造成的影响，使得测量结果更准确；解调方案避免使用传统基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量测量所需要的价格高昂的光谱仪，使得解调成本大大下降。

附图说明

图1为本发明的基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置结构示意图；

图2为本发明中宽谱光经光纤法珀腔与光纤光栅后返回的仿真叠加光谱示意图；

图3为本发明提供的标定光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量与温度变化量之间关系的实验装置示意图；

图4为无压力/应变作用时，宽谱光经光纤法珀腔与光纤光栅后返回的叠加光谱在环境温度变化前后的仿真叠加光谱图；

图5为本发明提供的标定光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量与压力/应变变化量之间关系的实验装置示意图；

图6为无温度变化时，宽谱光经光纤法珀腔与光纤光栅后返回的叠加光谱在环境压力/应变变化前后的仿真叠加光谱图；

图7为无温度变化时，宽谱光经光纤法珀腔与光纤光栅后返回的叠加光谱在环境压力/应变变化前后的仿真叠加光谱图中光纤光栅部分的细节示意图；

图8为本发明提供的标定光纤法珀腔的腔长变化量与温度变化量、压力/应变变化量之间关系的实验装置示意图；

图9为本发明中标定光纤光栅温度灵敏度的实验装置示意图。

其中：

1-光源模块，2-第一DFB激光器，3-第二DFB激光器，4-第三DFB激光器，5-宽谱光源，6-单模光纤，7-4×1的3dB耦合器，8-环形器，9-1×2的3dB耦合器，10-光纤光栅传感结构，11-光纤法珀腔传感结构，12-传感单元，13-1×3DWDM，14-1×2CWDM，15-光电探测器，16-信号调理电路，17-数据采集卡，18-计算机，19-解调单元，20-光纤光栅反射谱，21-光纤法珀腔干涉谱，22-温度加载装置，23-光纤连接器，24-法兰盘，25-光谱仪，26-压力/应变加载装置，27-温度、压力/应变加载装置，28-SM125解调仪。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明通过传感感知外界温度、压力/应变的变化，通过同时解调光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅的反射中心波长漂移量，实现对温度、压力/应变变化量的测量。本发明将基于强度解调的三波长数字相位解调法与边缘滤波法集成在一套解调方案中，分别对光纤法珀腔和光纤光栅进行解调，而不再采用光谱扫描的方式，这样大大提高了解调的速度。另一方面，在测量前进行了标定实验，补偿了由于光纤法珀腔的返回干涉谱对解调光纤光栅所导致的对温度测量的影响，从而使得测量结果更准确。

如图1所示，本发明的基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置，包括光源模块1、3dB耦合器、环形器8、传感单元12和解调单元19。各部件之间采用单模光纤进行光信号传输。

光源模块1包括三个DFB激光器与一个宽谱光源5，三个DFB激光器为第一DFB激光器2、第二DFB激光器3和第三DFB激光器4。所述三个窄带光源的光谱与所述宽谱光源的光谱互不重叠。根据解调对光源的要求，窄带光源为DFB(Distributed Feed Back)激光器，所述宽谱光源采用放大自发辐射光源(ASE)或者基于掺杂光纤的超荧光光源(SFS)。

传感单元12包括光纤光栅传感结构10和光纤法珀腔传感结构11。传感单元12为光纤法珀腔与无应力封装的光纤光栅组成的复合传感器，或者是光纤法珀压力/应变传感器与光纤光栅温度传感器的串联结构。

解调单元19包括1×3密集波分复用器(DWDM)13、1×2粗波分复用器(CWDM)14、光电探测器15、信号调理电路16、数据采集卡17与计算机19。

光源模块1中发出的三束窄带激光与一束宽谱光同时耦合到四根单模光纤6中，四束光通过4×1的3dB耦合器7后，入射到环形器8中，然后传入传感单元12。光信号先入射进入光纤光栅传感结构10，符合光纤光栅反射中心波长的光波被反射，其它光波透射进入光纤法珀腔传感结构11并在其中发生多光束干涉，干涉光返回光纤光栅传感结构10并由其直接透射，该干涉光与光纤光栅的反射光形成叠加光谱，叠加光谱如图2所示。其中，光纤法珀腔传感结构11用于压力/应变测量，光纤光栅传感结构10用于温度测量。

如图2所示的叠加光谱，经过1×2的3dB耦合器9分别入射进入1×3DWDM13与1×2CWDM14，从而将光信号分为五路。所述1×3DWDM13与三个窄带光源相匹配，通过的三束光用于解调光纤法珀腔的腔长；经所述1×2CWDM14的光用于光纤光栅反射中心波长的解调。经由光电探测器15，五路光信号转换为电信号并进入信号调理单元16。电信号经过信号调理单元16转变为数字信号由数据采集卡17传输到计算机18进行存储。通过信号处理程序，对所存储数字信号进行分析，利用三波长数字相位解调方法与边缘滤波法分别对光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅反射中心波长的漂移量进行快速解调，从而实现双参量(温度、压力/应变)联合测量。

由于三束窄带激光与宽谱光相互独立，使得用于解调光纤法珀腔长信息的三束激光不会受到宽谱光的影响。但利用从光纤光栅返回的宽谱光对光纤光栅进行解调时，由于返回宽谱光受到光纤法珀腔的干涉光谱的影响，使得解调光纤光栅反射中心波长时产生误差漂移量，需要通过标定进行补偿。另一方面，由于光纤法珀腔的腔长变化量是由于温度变化与压力/应变变化的双重影响，因此也需要进行补偿。

基于上述的高速解调装置，本发明提供的基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调方法，具体实现步骤如下：

步骤一：进行标定实验。

①标定实验一：获得光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系，如下所示：

Δλ₁＝K₁ΔT+K₂ΔX          (1)

K₁获得方式：本发明实施例中采用如图3所示的标定实验装置，利用温度加载装置22对传感单元12只加载温度，给定温度变化量ΔT。温度变化前后传感单元12返回的叠加光谱如图4所示，温度变化量ΔT不仅使光纤光栅反射中心波长产生了漂移量Δλ，也使光纤法珀腔长发生了ΔL_T的变化，检测叠加光通过1×2CWDM后得到的光强变化信息，利用边缘滤波法解调得到包含误差解调量的光纤光栅反射中心波长的漂移量。采用光谱仪25获得光纤光栅反射中心波长实际漂移量。通过实际漂移量与解调漂移量之间的差值，可获得由于温度变化引起光纤光栅反射中心波长的误差解调漂移量，从而标定获得K₁。

如图3所示，将本发明高速解调装置中的传感单元12置入温度加载装置22中，在本发明高速解调装置中的环形器8的输出端设置光纤连接器23和法兰盘24，可以通过光纤连接器23和法兰盘24连接光谱仪25。温度加载装置22对传感单元12进行温度加载，经过温度调制后的传感单元12中光信号，通过解调单元19探测，最后在计算机中利用线性滤波法解调获得光纤光栅反射中心波长的漂移量Δλ。Δλ包含了光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁与光纤光栅由于温度变化所引起的实际中心波长漂移量Δλ₂。利用光纤连接器23、法兰盘24与光谱仪25相连，经过温度调制后的传感单元12中光信号，被光谱仪25探测，获得光纤光栅反射中心波长的实际漂移量Δλ₂。从而可以得到光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁。通过解调漂移量与实际漂移量之间的差值，可获得由于温度变化引起光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量，从而标定获得K₁。

K₂获得方式：如图5所示的标定实验装置示意图，在环境温度不改变的情况下，利用压力/应变加载装置26对传感单元12加载压力/应变，压力/应变导致光纤法珀腔长产生ΔL的变化量，叠加光谱前后对比图如图6所示，其对应的光纤光栅部分的细节图如图7所示。当该叠加光谱通过1×3CWDM后，将检测到光强的变化量，通过线性滤波法可解调得到光纤光栅反射中心波长的误差漂移量，从而标定获得K₂。

如图5所示，将本发明高速解调装置中的传感单元12置入压力/应变加载装置26中，应力/应变加载装置26对传感单元12进行应力/应变加载，传感单元12中的光信号经过应力/应变调制后被解调单元19探测，利用线性滤波法解调获得由于应力/应变引起的光纤光栅反射中心波长的误差解调漂移量，从而标定获得K₂。

②标定实验二：光纤法珀腔的腔长变化量ΔL与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系：

ΔL＝K₃ΔT+K₄ΔX             (2)

K₃、K₄获得方式：如图8所示的标定装置，利用温度、压力/应变加载装置27对传感单元12加载温度与压力/应变，利用SM125解调仪28标定光纤法珀腔腔长，从而标定K₃、K₄的值。

如图8所示，将本发明的传感单元12单独放入温度、压力/应变加载装置27中，传感单元12输出端与SM125解调仪28相连，将SM125解调仪28连接到计算机18。SM125解调仪28内置光源发出的光进入传感单元12，利用温度、压力/应变加载装置27对传感单元12加载温度与压力/应变，由温度与应力/应变调制后的光信号返回SM125解调仪28，打开计算机上的SM125的解调程序，运行解调程序得到光纤法珀腔的标定腔长值。利用SM125解调仪28，标定光纤法珀腔腔长，从而标定K₃、K₄。

步骤一中的标定实验，在进行双参量测量前完成，式(1)用于对由光纤法珀腔返回的干涉谱导致解调光纤光栅对温度测量造成的影响进行补偿。

步骤二：解调光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅的反射中心波长的漂移量。

利用如图1所示的装置示意图，传感单元12感知外界温度、压力/应变，利用三波长数字相位解调算法解调光纤法珀腔的腔长变化量ΔL，利用边缘滤波法解调光纤光栅反射中心波长的变化量Δλ。其中，Δλ包含了光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁与光纤光栅由于温度的变化所引起的反射中心波长实际的漂移量Δλ₂，光纤光栅反射中心波长实际的漂移量Δλ₂可表示为：

Δλ₂＝Δλ-Δλ₁          (3)

步骤三：求解温度变化量ΔT与压力/应变变化量ΔX。

温度变化量ΔT与光纤光栅反射中心波长的实际漂移量Δλ₂之间的关系为：

Δλ₂＝AΔT           (4)

其中A为常数，称为光纤光栅的温度灵敏系数，对于裸光纤光栅传感结构，其值为A＝λ_B(α+ξ)，α为光纤光栅所用光纤的热膨胀系数；ξ为光纤光栅所用光纤的热光系数；λ_B为光纤光栅自由状态时的反射中心波长。需要说明的是，一是由于掺杂成分与掺杂浓度的不同，各种光纤的热膨胀系数和热光系数有较大差别，从而导致A值的差异；二是由于光纤光栅的制作与退火工艺条件的不同，也会导致A值的差异。因此在实际应用中，需要通过标定才能用于实际温度测量。如图9所示的实验装置示意图，宽谱光源5发出的光由1×2的3dB耦合器9传入传感单元12，传感单元12置入温度加载装置22中，温度加载装置22对传感单元12进行温度加载，经过温度调制后的传感单元12中的光信号，经过1×2的3dB耦合器9返回被光谱仪25探测。利用光谱仪25检测相应温度下光纤光栅传感结构的反射中心波长，从而标定获得A值。

利用公式(1)、(2)、(3)、(4)，得到温度变化量ΔT可表示为：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{{-K}_3\mathrm{\Δ\λ}+(A+K_1)\mathrm{\ΔL}}{K_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(5\right)$

压力/应变的变化量ΔX为：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{{-K}_3\mathrm{\Δ\λ}+(A+K_1)\mathrm{\ΔL}}{K_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(6\right)$

利用式(5)、(6)最终获得环境中温度与压力/应变的变化量。

Claims (5)

1.一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置，其特征在于，该装置包括：光源模块、3dB耦合器、环形器、传感单元和解调单元；各部件之间采用单模光纤进行光信号传输；

所述光源模块包括三个窄带光源与一个宽谱光源，三个窄带光源的光谱与宽谱光源的光谱互不重叠；所述传感单元包括光纤法珀腔传感结构与光纤光栅传感结构；所述解调单元包括1×3密集波分复用器(DWDM)、1×2粗波分复用器(CWDM)、光电探测器、信号调理电路、数据采集卡与计算机；

光源模块中发出的三束窄带激光与一束宽谱光由四根单模光纤同时传输到4×1的3dB耦合器后，四束光经耦合入射到环形器中，然后传入传感单元；

传入传感单元的光信号先入射进入光纤光栅传感结构，符合光纤光栅反射中心波长的光波被反射，其它光波透射进入光纤法珀腔传感结构并在其中发生多光束干涉，干涉光返回光纤光栅传感结构并由其直接透射，干涉光与光纤光栅的反射光形成叠加光谱；

叠加光谱经过1×2的3dB耦合器分别入射进入1×3DWDM与1×2CWDM，将光信号分为五路；1×3DWDM与三个窄带光源相匹配，由1×3DWDM输出的三束光用于解调光纤法珀腔的腔长；1×2CWDM输出的两束光用于光纤光栅反射中心波长的解调；五路光信号经光电探测器转换为电信号并进入信号调理单元，电信号经过信号调理单元转变为数字信号由数据采集卡传输到计算机进行存储，通过对电信号进行解调，获取光纤法珀腔的腔长变化量和光纤光栅反射中心波长的漂移量。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置，其特征在于，所述传感单元为光纤法珀腔与无应力封装的光纤光栅组成的复合传感器，或者为光纤法珀压力/应变传感器与光纤光栅温度传感器的串联结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤法珀腔与光纤光栅双参量联合测量的高速解调装置，其特征在于，所述的窄带光源为分布式反馈激光器，所述的宽谱光源采用放大自发辐射光源或者基于掺杂光纤的超荧光光源。

4.基于权利要求1所述的高速解调装置的高速解调方法，其特征在于，该高速解调方法实现步骤如下：

步骤一：进行标定实验；

获取解调光纤光栅反射中心波长导致的误差漂移量Δλ₁与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系，如下所示：

Δλ₁＝K₁ΔT+K₂ΔX          (1)

获取光纤法珀腔的腔长变化量ΔL与环境温度变化量ΔT、压力/应变变化量ΔX之间的关系：

ΔL＝K₃ΔT+K₄ΔX            (2)

K₁、K₂、K₃和K₄为四个系数，由标定试验获得；

步骤二：解调光纤法珀腔的腔长变化量与光纤光栅的反射中心波长的漂移量；

利用高速解调装置进行光信号测量，在计算机中利用三波长数字相位解调方法解调得到光纤法珀腔的腔长变化量ΔL，利用边缘滤波法解调得到光纤光栅反射中心波长的漂移量Δλ；光纤光栅反射中心波长的实际漂移量Δλ₂表示为：

Δλ₂＝Δλ-Δλ₁             (3)

步骤三：求解温度变化量ΔT与压力/应变变化量ΔX；

根据公式(4)获得温度变化量ΔT：

$\mathrm{\ΔT}=\frac{K_4\mathrm{\Δ\λ}-K_2\mathrm{\ΔL}}{H_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(4\right)$

根据公式(5)获得压力/应变的变化量ΔX：

$\mathrm{\ΔX}=\frac{-K_3\mathrm{\Δ\λ}+(A+K_1)\mathrm{\ΔL}}{K_{4}A+K_1{K}_4-K_2{K}_3}---\left(5\right)$

其中，A是光纤光栅的温度灵敏系数；

利用式(4)、(5)最终获得环境中温度与压力/应变的变化量。

5.根据权利要求4所述的高速解调方法，其特征在于，所述的步骤一中，通过下面标定实验来确定K₁，具体是：

将所述的高速解调装置中的传感单元置入温度加载装置中，温度加载装置对传感单元进行温度加载，传感单元中经过温度调制后的光信号，被解调单元探测，在计算机中利用线性滤波法解调获得光纤光栅反射中心波长的漂移量Δλ；Δλ包含光纤光栅反射中心波长的解调误差漂移量Δλ₁与光纤光栅由于温度变化所引起的实际中心波长漂移量；

在高速解调装置的环形器的输出端连接光谱仪，传感单元中经过温度调制后的光信号，被光谱仪探测，获得光纤光栅反射中心波长的实际漂移量；通过解调漂移量与实际漂移量之间的差值，获得由于温度变化引起光纤光栅反射中心波长的误差解调漂移量Δλ₁，从而标定获得K₁。