技术领域
[0001] 本申请涉及传感器技术领域,尤其涉及一种光纤光栅传感器的校准平台。
相关背景技术
[0002] 光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种,基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器,光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量,在对被测量物进行监测时,为了保证被检测物检测的准确性,需要对光纤光栅传感器进行校准,而使用校准平台,可是普通的校准平台在使用时,由于需要校准的物理量项目不同,所使用的校准设备不同,全部堆放在平台上,非常混乱,并且对于校准系统的校准不够准确全面,不能够对校准的设备进行监测,影响光纤光栅传感器校准结果,因此我们提出了一种光纤光栅传感器的校准平台。
具体实施方式
[0019] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,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的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0020] 本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在,应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本申请中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。除非另有特别说明,本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有设备制备得到。
[0021] 在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外,在本申请中,术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。 在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本申请中,“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项个或复数项个的任意组合。例如,“ a,b,或c中的至少一项个”,或,“a,b,和c中的至少一项个”,均可以表示:a, b, c, a‑b即a和b, a‑c, b‑c, 或a‑b‑c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
[0022] 如图1‑图5所示:本申请实施例提供一种光纤光栅传感器的校准平台,包括:平台本体1,所述平台本体1的左侧设有校准系统,所述校准系统具体为搭建在计
算机8的主机内部的数据处理系统,对光纤光栅传感器的检测数据进行校准处理;
平台本体1的内部左侧设有电源模块3,平台本体1的内部右侧转动设有切换柱13,且在所述切换柱13的外侧呈环形阵列设有多个矩形槽14,并且在所述矩形槽14内部均活动连接有连接平台15和连接在连接平台15上的不同检测项目的校准机构11,所述连接平台15的右侧和中部均活动插接限位机构,所述限位机构限位连接平台15收纳在所述矩形槽14内部;
所述平台本体1的在所述电源模块3的中部上侧活动插接提升板10,所述提升板10
活动插接在矩形槽14内部而提升所述连接平台15。
[0023] 具体而言:传动电机2带动切换柱13转动,转动至相对的检测组的校准机构11位于正上方,与平台本体1上端中部矩形口相对应,然后启动电动伸缩杆9,带动提升板10向右位移,从而插接在连接平台15的下端,而提升连接平台15,使得连接平台15的上端校准机构11向上位移而露出至平台本体1上端中部矩形口上部,而使得校准机构11的各元器件的连接端口和显示屏均位于平台本体1的上端;传动电机2每次转动的角度可以为360度的设置校准机构11组数之商。
[0024] 如图4所示:所述连接平台15的相对端面右侧和中部均开有限位槽16,所述限位槽16的内部均活动插接限位柱17,所述限位柱17的上端设有限位片19,所述限位柱17的下端固定连接矩形槽14的底端,且限位柱17插接在限位槽16内部的外侧在限位片19下端套接有复位弹簧4。
[0025] 具体而言:限位柱17限位插接在限位槽16内部,且复位弹簧4始终处于挤压状态,这样在提升板10抽离连接平台15下端时,使得连接平台15收纳进入矩形槽14内部,而使得切换柱13能够转动。
[0026] 如图4所示:所述限位柱17的中部还开设有稳定腔18,所述稳定腔18的内部活动插接稳定杆12,所述稳定杆12的连接端固定连接在限位槽16的内端。
[0027] 具体而言:稳定腔18和稳定杆12配合使用,能够使得限位柱17在限位槽16的内部位移更加稳定,并且使得连接平台15上下位移稳定。
[0028] 如图2所示:所述连接平台15的左端下部和提升板10的右端均设有相对的斜面。
[0029] 具体而言:斜面状态能够使得提升板10向左位移时,插接至连接平台15下端。
[0030] 如图2所示:所述提升板10的左端固定连接有电动伸缩杆9,且所述电动伸缩杆9固定连接在平台本体1的左端,所述提升板10还活动贯穿插接平台本体1的内部左侧支板。
[0031] 具体而言:电动伸缩杆9采用市场上现有的伸缩杆,电动伸缩杆9能够带动提升板10左右位移。
[0032] 如图1所示:所述切换柱13的左右两端通过轴承转动插接在平台本体1的内部左侧支板和平台本体1的右侧壁,所述切换柱13的右端转轴固定连接有传动电机2,且所述传动电机2固定连接 在平台本体1的右侧壁外端,并且所述传动电机2每次转动的角度为设定角度;所述平台本体1的左端固定连接有储存壳体7,所述储存壳体7的内部放置有计算
机8,所述储存壳体7的上端还固定连接有防护壳体5,所述防护壳体5的内部设有显示屏6。
[0033] 具体而言:显示屏6采用市场上现有的显示屏,连接计算机8的主机,而显示计算机8处理的数据。
[0034] 如图5所示:所述校准系统具体为搭建在计算机8的主机内部的数据处理系统,对光纤光栅传感器的检测数据进行校准处理步骤如下:步骤1、通过光纤光栅传感器校准实验获得多组检测数据列,获得各个检测数据的输入数据列以及相同的输入数据的标准数据列,且通过检测数据列与标准数据列之差得到偏移数据列;
步骤2、根据偏移数据列和标准数据列,得到检测数据列的精确度;
步骤3、根据偏移数据列、标准数据列和精确度,得到检测数据列的精确相似度;
步骤4、根据精确相似度,得到光纤光栅传感器检测数据的标准差异度;
步骤5、根据标准差异度和精确度,得到准确度异常的光纤光栅传感器,并对异常的光纤光栅传感器进行再次校准。
[0035] 如图5所示:所述根据偏移数据列和标准数据列,得到检测数据列的精确度的方法,包括:获得所述偏移数据列中的最大值和最小值;
计算所述偏移量序列的平均值,计算标准数据列的标准差;
根据所述偏移量序列的平均值、所述标准数据列的标准差、所述偏移量序列中的
最大值和最小值,得到各光纤光栅传感器检测的精确度,根据如下公式计算各光纤光栅传感器检测的精确度:
[0036] 其中, 为第x个光纤光栅传感器在检测结束后的精确度, 为第x个光纤光栅传感器在检测的偏移量序列中最大值, 为第x个光纤光栅传感器在检测的偏移量序列中最小值, 为第x个光纤光栅传感器在检测的偏移量的偏移量序列的平均值, 为第x个光纤光栅传感器在检测的标准数据列的标准差。
[0037] 如图5所示:所述根据偏移数据列、标准数据列和精确度,得到检测数据列的精确相似度方法,包括:获得任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度之间差的
绝对值;
利用动态时间规整算法计算一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度多次
测量与标准精确度序列之间的差异度;
根据绝对值以及差异度,得到任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度
与标准精确度相似度;
根据如下公式计算一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度
相似度:
;
其中, 表示光纤光栅传感器检测数据相对于标准数据的相似度, 表示光
纤光栅传感器检测数据, 表示光纤光栅传感器的精确数据。
[0038] 如图5所示:所述根据精确相似度,得到光纤光栅传感器检测数据的标准差异度的方法包括:任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度相似度之差得
到差异数据,且取这个光纤光栅传感器相同输入数据下的多组数据的相似度之差得到差异数据集,
将得到的差异数据集求和,得到标准差异度。
[0039] 具体而言:根据标准差异度的大小,差异度的值较大,则可以表明校准机构11中的器件存在损坏,需要更换校准机构11中的损坏器件,反之差异度的值较小,则表明光纤光栅传感器准确度较差。
[0040] 使用原理:校准机构11的各个检测器件的输出端和最后的输出端均输出连接计算机8输入端,然后输入至搭建在计算机8的主机内部的数据处理系统,对光纤光栅传感器的检测数据进行校准处理;在对光纤光栅传感器的某项数据进行检测时,初始状态,电动伸缩杆9带动提升板
10抽离连接平台15的下端,使得各个连接平台15收纳在矩形槽14内部,然后启动传动电机
2,传动电机2带动切换柱13转动,转动至相对的检测组的校准机构11位于正上方,与平台本体1上端中部矩形口相对应,然后启动电动伸缩杆9,带动提升板10向右位移,从而插接在连接平台15的下端,而提升连接平台15,使得连接平台15的上端校准机构11向上位移而露出至平台本体1上端中部矩形口上部,而使得校准机构11的各元器件的连接端口和显示屏均位于平台本体1的上端,这样其他检测组的校准机构11就会转动至平台本体1的平台下方,而不会造成平台的混乱现象;
并且再对光纤光栅传感器的某项数据进行检测时,首先检测光纤光栅传感器检测
的多组最终数据的精确度,若多组最终数据的精确度与标准数据列的精确度相同,则表示光纤光栅传感器检测的数据具有较高的准确度;
若多组最终数据的精确度与标准数据列的精确度相差较大,然后再次对多组最终
数据的精确度进行分析,即获得任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度之间差的绝对值;
利用动态时间规整算法计算一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度多次
测量与标准精确度序列之间的差异度,根据绝对值以及差异度,得到任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度相似度,任意一个输入数据的光纤光栅传感器检测的精确度与标准精确度相似度之差得到差异数据,且取这个光纤光栅传感器相同输入数据下的多组数据的相似度之差得到差异数据集,将得到的差异数据集求和,得到标准差异度,根据标准差异度的大小,差异度的值较大,则可以表明校准机构11中的器件存在损坏,需要更换校准机构11中的损坏器件,反之差异度的值较小,则表明光纤光栅传感器准确度较差。
[0041] 以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例,而是要符合与本申请所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。