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
一种光纤光栅线型感温火灾探测器解调程序运行方法 Download PDFInfo
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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:***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
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***。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:***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:***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***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***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:***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。
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