CN113776587A - 一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法，通过在储氢气瓶上缠绕光纤光栅并带应变传感器，通过加氢枪连接光纤法兰对储氢气瓶的内胆的充胀变形以及储氢气瓶复合材料结构的变形的双重形变信号进行感知、解调与分析，实时监测储氢气瓶的应力应变情况，通过反演识别和定位储氢气瓶的疲劳损伤结构，结合大数据云平台分析技术进一步对比和确认数据，实现了实时监测车载储氢气瓶的应力状态的功能，便于及时采取有效的防护措施，保障储氢气瓶的安全可靠，综合实现了车载储氢气瓶的实时监测和预警功能。

Description

一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法

技术领域

本发明属于车载储氢气瓶实时监测技术领域，具体涉及一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法。

背景技术

中国车用氢能产业正处于快速起步阶段，然而相对于燃料电池汽车、加氢站及相关产业的快速发展，我国对氢能源利用安全技术的***性研究相对匮乏，落后于产业发展的现实需求，尚不具备支撑产业健康快速发展的能力。一是我国氢能安全技术研究基础薄弱，氢能安全技术研究主要集中在氢燃料电池安全、氢行为、涉氢设备的材料相容性等基础领域，研究力量分散、深度不足，涉氢设备、材料和部件的安全可靠性测试方法和检测认证手段缺乏，燃料电池安全、整车安全、储氢罐安全研究不能包括实际应用过程的所有事故场景，加氢站安全技术研究接近空白。二是我国不具备国外普遍使用的供氢***装备的产业化能力，与之相关的安全技术研究处于空白状态。国外供氢***压力普遍是70MPa，由于技术和制造能力限制，我国车载用氢压力为35MPa。35MPa供氢压力极大降低了氢能汽车的行驶里程，增加了氢气的储存运输成本。目前国内70MPaⅢ型气瓶已经进入装车实验阶段，但尚未正式装车使用。未来70MPa***的装车应用是必然趋势，这就要求储氢气瓶必须有与之相对应的可靠检验测试标准和方法做保障。三是车载储氢气瓶燃料汽车动力能源的安全性问题，车载气瓶监测准确性直接关系到生命财产安全和社会稳定。车载气瓶的缺陷，疲劳等问题已成为储氢燃料汽车的一个普遍隐患。因此，需要建立一套车载气瓶实时监测预警***，在车载气瓶快速充气过程中对气瓶进行实时在线监测、预警、预报及紧急处理，对保证储氢燃料汽车的运营安全显得尤为重要。此外，本专利方法应用后，可在后续的科研实验、储氢行业、汽车行业推广应用，将有力的提升我国氢能的能源利用，极大的改善我国能源卡脖子问题。

目前，储氢气瓶检验比较好的监测方式是应变电测法技术、声发射技术、超声波技术等。应变电测法的工作原理就是利用电阻的应变效应来测量气瓶，对环境的要求比较好，电信号不够稳定，容易受到电磁干扰导致数据报误；声发射技术进行气瓶检测，主要检测气瓶瓶体内部和表面的缺陷，但是声发射易受到环境的干扰，无法满足气瓶运行中的应力状态监测；超声波应力技术的工作原理主要是利用超声波来实现气瓶的应力测量，可以测量气瓶的残余应力、工作应力、表面应力，但是由于该监测技术无法做到实时、在线监测，所以不能满足车载实时应力状态监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法，用于实时监测车载储氢气瓶的应力状态。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，包括储氢气瓶、光纤光栅并带应变传感器、加氢枪、上位机、云平台；储氢气瓶包括内胆和覆盖在内胆外侧的复合材料层，储氢气瓶的开口处设有瓶阀，瓶身固定有与储氢气瓶唯一对应的二维码；光纤光栅并带应变传感器螺旋缠绕在储氢气瓶的内胆的表面，并且在内胆成型后的复合材料层的表面继续缠绕，从瓶阀的出纤口处引出；光纤光栅并带应变传感器缠绕形成的线圈的层数为偶数，同一层线圈间平行，第奇数层线圈的方向与第偶数层线圈的方向交叉；加氢枪上设有光纤法兰接口，用于在加氢枪对接瓶阀加氢时连接瓶阀的出纤口处引出的光纤光栅并带应变传感器、采集储氢气瓶在快速充放氢气时的应变数据，光纤法兰接口的另一端连接上位机；上位机包括依次连接的光路模块和电路模块，用于实时接收、处理光纤光栅并带应变传感器感知氢气瓶的应变数据并通过网络上传云平台，根据储氢气瓶的特征模型判断储氢气瓶的应力集中情况、评估受损程度、评估储氢气瓶的寿命特征；云平台用于根据大数据下的储氢气瓶在充放压力下的应变场时序数据建立数据库和储氢气瓶的特征模型。

按上述方案，光纤光栅并带应变传感器包括若干根按照一定间距平行共面放置的光纤，和采用包覆型工艺涂敷的包覆所有光纤的包层。

按上述方案，光路模块包括依次连接的高速扫频光源、光耦合器和光信号分路调制模块；光信号分路调制模块包括梳状滤波器；高速扫频光源用于产生宽调谐范围、高稳定性的窄带光信号并输入若干个光耦合器；光耦合器用于将窄带光信号分路成多通道光信号；梳状滤波器和光纤光栅并带应变传感器分别连接在光耦合器的输出端，梳状滤波器用于得到透射光信号，光纤光栅并带应变传感器用于根据储氢气瓶在快速冲放下的物理量变化得到调制的反射光信号。

进一步的，电路模块包括依次连接的光电转换模块、多通道数据采集模块、AD模块、FPGA芯片、DA模块、特征生成模块、特征识别模块、数据异常监控模块、报警模块；光电转换模块包括集成光子芯片和光电探测器，光电转换模块用于将收到的光信号转换为电流信号并发送至多通道数据采集模块；多通道数据采集模块用于采集电流信号进行滤波、放大并发送至AD模块；AD模块用于对收到的电流信号进行模数转换处理并发送至FPGA芯片；FPGA芯片用于对收到的信号进行调理并发送至DA模块；DA模块用于对收到的信号进行数模转换处理并发送至特征生成模块；特征生成模块用于将具有特征点的电信号转换为模拟储氢气瓶的物理量并上传至云平台；特征识别模块用于根据二维码识别储氢气瓶，并从云平台调取对应的储氢气瓶的特征模型；数据异常监控模块用于根据储氢气瓶的特征模型评估判断当前储氢气瓶是否出现异常，并在判断异常时向报警模块发送报警信号；报警模块用于发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

按上述方案，上位机还包括无线通信模块和存储模块；无线通信模块用于在上位机和云平台之间建立通信；存储模块用于存储实时的监测数据、评估结论和报警记录。

一种光纤传感的车载储氢气瓶服役监测方法，包括以下步骤：

S0：搭建基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，具体步骤如下；

S01：将若干根光纤按照一定间距平行共面放置，采用包覆型工艺涂敷的包覆所有光纤，制备出光纤光栅并带应变传感器；将光纤光栅并带应变传感器螺旋缠绕在储氢气瓶的内胆的表面，并且在内胆成型后的复合材料层的表面继续缠绕，从瓶阀的出纤口处引出；光纤光栅并带应变传感器缠绕形成的线圈的层数为偶数，同一层线圈间平行，第奇数层线圈的方向与第偶数层线圈的方向交叉；在储氢气瓶的瓶身设置与储氢气瓶唯一对应的二维码，将储氢气瓶安装在车辆上；

S02：在加氢站的加氢枪上设置光纤法兰接口，光纤法兰接口的另一端连接上位机；在上位机中设置依次连接的光路模块和电路模块；光路模块包括依次连接的高速扫频光源、光耦合器和光信号分路调制模块；光信号分路调制模块中的梳状滤波器和光纤光栅并带应变传感器分别连接在光耦合器的输出端；电路模块包括依次连接的光电转换模块、多通道数据采集模块、AD模块、FPGA芯片、DA模块、特征生成模块、特征识别模块、数据异常监控模块、报警模块；光电转换模块包括集成光子芯片和光电探测器；上位机通过网络连接云平台；

S03：在车辆出厂前，扫描车载的储氢气瓶瓶身的二维码，上位机将储氢气瓶的特征数据和二维码上传云平台，云平台建立储氢气瓶数据库和储氢气瓶的特征模型；

S1：车辆进入加氢站，扫描车载的储氢气瓶瓶身的二维码，上位机的电路模块的特征识别模块根据二维码识别储氢气瓶，并从云平台调取对应的储氢气瓶的特征模型；

S2：加氢枪对接瓶阀加氢，加氢枪的光纤法兰接口连接瓶阀的出纤口处引出的光纤光栅并带应变传感器，光纤光栅并带应变传感器采集储氢气瓶在快速充放氢气时的实时应变数据并保存至加氢站的上位机；

S3：上位机解调储氢气瓶在快速充放氢气时的充胀变形的物理量，并上传至云平台；

S4：云平台根采用大数据神经网络深度学***台数据库和储氢气瓶的特征模型，分析储氢气瓶的充涨变形特征、预测储氢气瓶的典型特征风险；

S5：上位机根据储氢气瓶的特征模型监控储氢气瓶在快速冲放氢气时的时序数据，判断当前是否存在应力集中现象，通过识别车载储氢气瓶的疲劳特征评估受损程度，对车载储氢气瓶的寿命特征进行分析判断；若判断当前储氢气瓶出现异常，则发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

进一步的，所述的步骤S2中，具体步骤为：

S21：上位机的光路模块的高速扫频光源产生宽调谐范围、高稳定性的窄带光信号并输入若干个光耦合器；

S22：光耦合器将窄带光信号分路成多通道光信号；

S23：多通道光信号通过梳状滤波器得到透射光信号；储氢气瓶在快速冲放氢气时的瓶身的物理量产生细微变化调制在通过光纤光栅并带应变传感器的反射光信号上；

S24：光路模块将表征储氢气瓶的实时应变的反射光信号发送至电路模块的光电转换模块。

进一步的，所述的步骤S3中，具体步骤为：

S31：光电转换模块采用信号波长-相位映射解调技术，通过集成光子芯片将光纤光栅并带应变传感器的反射光信号根据不同波长映射到不同空间位置，由布置在对应的不同空间位置的光电探测器接收反射光信号，并转换为电流信号并发送至多通道数据采集模块；

S32：多通道数据采集模块采集电流信号进行滤波、放大并发送至AD模块；AD模块对收到的电流信号进行模数转换处理并发送至FPGA芯片；FPGA芯片对收到的信号进行调理并发送至DA模块；DA模块对收到的信号进行数模转换处理并发送至特征生成模块；

S33：特征生成模块将经过上述处理转换得到的电信号转换为模拟储氢气瓶的物理量，通过重构和解算反射谱的中心波长得到储氢气瓶上各测点处的应变信息，并计算反演储氢气瓶的结构应变场；将计算得到的应变场数据上传至云平台。

进一步的，所述的步骤S5中，具体步骤为：

S51：上位机的数据异常监控模块根据储氢气瓶的特征模型评估判断当前储氢气瓶是否出现异常，并在判断异常时向报警模块发送报警信号；

S52：报警模块发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

一种计算机存储介质，其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行一种光纤传感的车载储氢气瓶服役监测方法。

本发明的有益效果为：

1.本发明的一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置和方法，通过在储氢气瓶的内胆上缠绕光纤光栅并带应变传感器，并在内胆成型后的复合材料表面再次缠绕光纤光栅并带应变传感器，在加氢站设置具有可连接储氢气瓶光纤光栅法兰的光通信器件的加氢枪，通过加氢枪连接光纤法兰对储氢气瓶的内胆的充胀变形以及储氢气瓶复合材料结构的变形的双重形变信号进行感知、解调与分析，实时监测储氢气瓶的应力应变情况，快速感知损伤位置和气瓶裂纹程度，反演识别和定位储氢气瓶的疲劳损伤结构，实现了实时监测车载储氢气瓶的应力状态的功能。

2.本发明对每一个具有光纤光栅应变传感器的储氢气瓶设置唯一的特征识别二维码，通过扫描气瓶的特征二维码，识别储氢气瓶寿命疲劳数据并结合大数据云平台分析技术进一步对比和确认数据，及时采取有效的防护措施，保障储氢气瓶的安全可靠，综合实现了车载储氢气瓶的实时监测和预警功能。

3.本发明基于目前***性缺乏安全利用氢能源技术的现状，以光纤光栅并带应变传感器和大数据分析技术，有效提升了车载储氢气瓶实时监测的准确性、可靠性，满足了能源行业的发展需求，支撑起了产业健康快速发展；通过科研试验可快速投入产业化，填补了我国氢能源行业储氢气瓶健康监测部分的空白，促进了车载储氢气瓶的行业发展。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图。

图2是本发明实施例的基于大数据云平台分析储氢气瓶充胀变形特征的流程图。

图3是本发明实施例的光纤光栅并带传感器剖面图。

图4是本发明实施例的交替螺旋缠绕有光纤光栅并带传感器的储氢气瓶立体图。

图5是本发明实施例的带瓶阀的交替螺旋缠绕有光纤光栅并带传感器的储氢气瓶剖面图。

图6是本发明实施例的第一方向的监测与诊断评估云平台的连接关系图。

图7是本发明实施例的第二方向的监测与诊断评估云平台的连接关系图。

图中：1.光纤光栅并带传感器；2.储氢气瓶的内胆；3.内胆表面的复合材料；4.储氢气瓶；5.储氢气瓶的瓶身特征二维码；6.储氢气瓶的瓶阀处光纤光栅并带传感器出纤口；7.加氢枪的光纤法兰接口；8.加氢枪；9.储氢气瓶的瓶阀；10.上位机云平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，本发明的实施例包括光纤光栅并带传感器缠绕气瓶监测技术、储氢气瓶并带光纤与加氢站数据通讯技术、基于大数据云平台分析储氢气瓶充胀变形特征方法。

光纤光栅并带传感器缠绕气瓶监测技术

常见的裸光纤光栅虽然具备优异的应变传感性能，但是储氢气瓶实际工程项目中工作环境复杂多变，裸露时极易被折断导致监测信号中断，而且粘贴时极不方便，大大增加了时间成本和经济成本。因此为了改善这些问题，设计出一种传感性能优良且能适应恶劣环境的光纤光栅并带传感器对储氢气瓶健康监测技术具有十分关键的作用。目前市场上用到的带状光缆仅仅用于信号传输，它是将若干根光纤按照一定间距平行放置，不允许交叉，各个光纤互相平行共面，然后使用紫外固化材料对光纤进行涂敷，使用固化灯进行结构固化。故发明一种光纤光栅并带应变传感器结构，将所有光纤全部包覆，选用包覆型工艺涂敷光纤，成型结构如图3。

在储氢气瓶的内胆上以交替螺旋缠绕光纤光栅并带应变传感器，并且在内胆成型后的复合材料表面再次缠绕光纤光栅并带应变传感器，为了保障光纤光栅传感器的可靠性、有效性，考虑储氢气瓶封装缠绕监测工艺，如图4，确保光纤光栅并带传感器在使用过程中获得尽可能小的应变传递损耗，其次整个传感器尺寸要兼顾储氢气瓶实际工程项目中的成型工艺，在不影响储氢气瓶的成型稳定性为前提，采用独特光纤光栅并带封装传感器，不同于普通的线型细光纤，其带状结构强度大大增加，具有密度高、连接方便、体积小、易分支等优点，并且带状光纤光栅应变传感器具有多芯结构，比传统的普通光纤在机械性能、应变传递性能、拉伸性能等方面更优。并带结构强度高、抵御恶劣环境的应力应变性能好，且抗弯性能较传统通信光缆都大大改善，而且降低了传统带状光缆加工制造的成本。

储氢气瓶并带光纤与加氢站数据通讯技术

储氢气瓶瓶阀处为光纤光栅带状应变传感器缠绕出纤口，在加氢枪上布设连接的光纤法兰，用于采集车载氢气瓶快速充放下的应变数据，加氢枪上用于连接出纤口的光纤后续端连接加氢站的解调仪模块，解调设备与电脑终端实现一体化，并且连接大数据云平台，实现车载气瓶快速充放下疲劳特征的实时监测。

基于大数据云平台分析储氢气瓶充胀变形特征方法

车载储氢气瓶大数据云平台的数据处理上位机具有多通道数据采集模块、光电转换模块、AD模拟电路单元、FPGA芯片、储存模块、D/A数字电路转换单元、特征生成模块、特征识别模块、数据异常监控单元、报警模块和无线通信模块。光路部分主要由高速扫频光源、光信号分路调制等构成。模拟电路模块接收经多通道采集模块获取的数据信号并对该信号进行滤波、放大、模数转换处理，提高传输信号的载噪比；模拟电路输出端与FPGA芯片相连高速扫频光源产生宽调谐范围、高稳定性的窄带光信号，经多个光耦合器分路成多通道，再通过作用于梳状滤波器或者光栅，得到调制的光信号(梳状滤波器是透射信号，光栅是反射信号)，最后将该光信号进行光电转换，通过釆样、信号处理的方法解调出储氢气瓶充胀变形物理量的变化。

基于信号波长-相位映射解调技术，采用集成光子芯片将传感器的反射光根据不同波长映射到不同空间位置，通过在不同空间位置探测器接收传感器的反射信号，来重构和解算光栅阵列的反射谱的中心波长。得到车载氢气瓶上各测点处的应变信息，进行结构应变场的计算反演，即根据氢气瓶上各离散测点的信息，计算得到整个氢气瓶的应变场数据。

根据整个氢气瓶在充放压力下的应变场信息，基于大数据神经网络深度学***台数据库。通过扫描储氢气瓶瓶身的二维码识别储气瓶的特征数据，储气瓶出纤口与加氢枪光纤连接，加氢枪后端光纤数据与上位机时刻连接，通过上位机云平台数据库监控气瓶快速冲放的时序数据，与进而判断是否存在应力集中现象，评估车载储氢气瓶的受损程度，从而判断车载储氢气瓶的寿命特征。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，其特征在于：包括储氢气瓶、光纤光栅并带应变传感器、加氢枪、上位机、云平台；

储氢气瓶包括内胆和覆盖在内胆外侧的复合材料层，储氢气瓶的开口处设有瓶阀，瓶身固定有与储氢气瓶唯一对应的二维码；

光纤光栅并带应变传感器螺旋缠绕在储氢气瓶的内胆的表面，并且在内胆成型后的复合材料层的表面继续缠绕，从瓶阀的出纤口处引出；光纤光栅并带应变传感器缠绕形成的线圈的层数为偶数，同一层线圈间平行，第奇数层线圈的方向与第偶数层线圈的方向交叉；

加氢枪上设有光纤法兰接口，用于在加氢枪对接瓶阀加氢时连接瓶阀的出纤口处引出的光纤光栅并带应变传感器、采集储氢气瓶在快速充放氢气时的应变数据，光纤法兰接口的另一端连接上位机；

上位机包括依次连接的光路模块和电路模块，用于实时接收、处理光纤光栅并带应变传感器感知氢气瓶的应变数据并通过网络上传云平台，根据储氢气瓶的特征模型判断储氢气瓶的应力集中情况、评估受损程度、评估储氢气瓶的寿命特征；云平台用于根据大数据下的储氢气瓶在充放压力下的应变场时序数据建立数据库和储氢气瓶的特征模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，其特征在于：光纤光栅并带应变传感器包括若干根按照一定间距平行共面放置的光纤，和采用包覆型工艺涂敷的包覆所有光纤的包层。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，其特征在于：光路模块包括依次连接的高速扫频光源、光耦合器和光信号分路调制模块；光信号分路调制模块包括梳状滤波器；高速扫频光源用于产生宽调谐范围、高稳定性的窄带光信号并输入若干个光耦合器；光耦合器用于将窄带光信号分路成多通道光信号；梳状滤波器和光纤光栅并带应变传感器分别连接在光耦合器的输出端，梳状滤波器用于得到透射光信号，光纤光栅并带应变传感器用于根据储氢气瓶在快速冲放下的物理量变化得到调制的反射光信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，其特征在于：电路模块包括依次连接的光电转换模块、多通道数据采集模块、AD模块、FPGA芯片、DA模块、特征生成模块、特征识别模块、数据异常监控模块、报警模块；光电转换模块包括集成光子芯片和光电探测器，光电转换模块用于将收到的光信号转换为电流信号并发送至多通道数据采集模块；多通道数据采集模块用于采集电流信号进行滤波、放大并发送至AD模块；AD模块用于对收到的电流信号进行模数转换处理并发送至FPGA芯片；FPGA芯片用于对收到的信号进行调理并发送至DA模块；DA模块用于对收到的信号进行数模转换处理并发送至特征生成模块；特征生成模块用于将具有特征点的电信号转换为模拟储氢气瓶的物理量并上传至云平台；特征识别模块用于根据二维码识别储氢气瓶，并从云平台调取对应的储氢气瓶的特征模型；数据异常监控模块用于根据储氢气瓶的特征模型评估判断当前储氢气瓶是否出现异常，并在判断异常时向报警模块发送报警信号；报警模块用于发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，其特征在于：上位机还包括无线通信模块和存储模块；无线通信模块用于在上位机和云平台之间建立通信；存储模块用于存储实时的监测数据、评估结论和报警记录。

6.一种基于权利要求1至5中任意一项所述的基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S0：搭建基于光纤传感的车载储氢气瓶服役监测装置，具体步骤如下；

S01：将若干根光纤按照一定间距平行共面放置，采用包覆型工艺涂敷的包覆所有光纤，制备出光纤光栅并带应变传感器；将光纤光栅并带应变传感器螺旋缠绕在储氢气瓶的内胆的表面，并且在内胆成型后的复合材料层的表面继续缠绕，从瓶阀的出纤口处引出；光纤光栅并带应变传感器缠绕形成的线圈的层数为偶数，同一层线圈间平行，第奇数层线圈的方向与第偶数层线圈的方向交叉；在储氢气瓶的瓶身设置与储氢气瓶唯一对应的二维码，将储氢气瓶安装在车辆上；

S02：在加氢站的加氢枪上设置光纤法兰接口，光纤法兰接口的另一端连接上位机；在上位机中设置依次连接的光路模块和电路模块；光路模块包括依次连接的高速扫频光源、光耦合器和光信号分路调制模块；光信号分路调制模块中的梳状滤波器和光纤光栅并带应变传感器分别连接在光耦合器的输出端；电路模块包括依次连接的光电转换模块、多通道数据采集模块、AD模块、FPGA芯片、DA模块、特征生成模块、特征识别模块、数据异常监控模块、报警模块；光电转换模块包括集成光子芯片和光电探测器；上位机通过网络连接云平台；

S03：在车辆出厂前，扫描车载的储氢气瓶瓶身的二维码，上位机将储氢气瓶的特征数据和二维码上传云平台，云平台建立储氢气瓶数据库和储氢气瓶的特征模型；

S1：车辆进入加氢站，扫描车载的储氢气瓶瓶身的二维码，上位机的电路模块的特征识别模块根据二维码识别储氢气瓶，并从云平台调取对应的储氢气瓶的特征模型；

S2：加氢枪对接瓶阀加氢，加氢枪的光纤法兰接口连接瓶阀的出纤口处引出的光纤光栅并带应变传感器，光纤光栅并带应变传感器采集储氢气瓶在快速充放氢气时的实时应变数据并保存至加氢站的上位机；

S3：上位机解调储氢气瓶在快速充放氢气时的充胀变形的物理量，并上传至云平台；

S4：云平台根采用大数据神经网络深度学***台数据库和储氢气瓶的特征模型，分析储氢气瓶的充涨变形特征、预测储氢气瓶的典型特征风险；

S5：上位机根据储氢气瓶的特征模型监控储氢气瓶在快速冲放氢气时的时序数据，判断当前是否存在应力集中现象，通过识别车载储氢气瓶的疲劳特征评估受损程度，对车载储氢气瓶的寿命特征进行分析判断；若判断当前储氢气瓶出现异常，则发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述的步骤S2中，具体步骤为：

S21：上位机的光路模块的高速扫频光源产生宽调谐范围、高稳定性的窄带光信号并输入若干个光耦合器；

S22：光耦合器将窄带光信号分路成多通道光信号；

S23：多通道光信号通过梳状滤波器得到透射光信号；储氢气瓶在快速冲放氢气时的瓶身的物理量产生细微变化调制在通过光纤光栅并带应变传感器的反射光信号上；

S24：光路模块将表征储氢气瓶的实时应变的反射光信号发送至电路模块的光电转换模块。

8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于：所述的步骤S3中，具体步骤为：

S31：光电转换模块采用信号波长-相位映射解调技术，通过集成光子芯片将光纤光栅并带应变传感器的反射光信号根据不同波长映射到不同空间位置，由布置在对应的不同空间位置的光电探测器接收反射光信号，并转换为电流信号并发送至多通道数据采集模块；

S32：多通道数据采集模块采集电流信号进行滤波、放大并发送至AD模块；AD模块对收到的电流信号进行模数转换处理并发送至FPGA芯片；FPGA芯片对收到的信号进行调理并发送至DA模块；DA模块对收到的信号进行数模转换处理并发送至特征生成模块；

S33：特征生成模块将经过上述处理转换得到的电信号转换为模拟储氢气瓶的物理量，通过重构和解算反射谱的中心波长得到储氢气瓶上各测点处的应变信息，并计算反演储氢气瓶的结构应变场；将计算得到的应变场数据上传至云平台。

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于：所述的步骤S5中，具体步骤为：

S51：上位机的数据异常监控模块根据储氢气瓶的特征模型评估判断当前储氢气瓶是否出现异常，并在判断异常时向报警模块发送报警信号；

S52：报警模块发出声光报警提醒人员及时维护或更换储氢气瓶。

10.一种计算机存储介质，其特征在于：其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行如权利要求6至权利要求9中任意一项所述的一种光纤传感的车载储氢气瓶服役监测方法。

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