CN115597641A - 一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法及系统 - Google Patents
一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种光纤法布里‑珀罗传感器的动态腔长解调方法及系统，首先使用光谱检测设备获取光纤法布里‑珀罗传感器的反射光谱信号，并对反射光谱信号中的反射光谱强度进行处理，得到修正后的反射光谱强度，利用修正后的反射光谱强度构造椭圆，进行椭圆参数拟合，得到初始相位差作为腔长解调参数的估算值，利用修正后的反射光谱强度和腔长解调参数的估算值进行光纤法布里‑珀罗传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长解调信号并进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算多个波长对应的动态腔长的平均值，作为光纤法布里‑珀罗传感器最终的动态腔长。本发明中的动态腔长解算方法及系统可实现对光纤法布里‑珀罗传感器的实时动态腔长解调。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法及系统。
背景技术
光纤法布里-珀罗传感器在诸多领域得到了应用，特别是在动态信号传感领域，如声音和振动传感，具有噪声低的优势。随着高速光纤光谱技术发展，其在光纤法布里-珀罗传感器动态信号检测领域应用的需求逐步增加，可以实现对腔长的绝对测量。在光谱域进行腔长检测，传统的方法是采用傅里叶变换法，但该方法实现的腔长解调精度受光谱宽度限制，与此同时，相关改进算法如Zoom-FFT、CZT等方法，对腔长解调精度的提高有限。另外，以互相关算法等为代表的参数估计方法，需要设置大量的匹配干涉量，在进行高精度解调时，计算量巨大，难以满足实时检测要求。
发明内容
为了解决目前光谱域腔长解调算法运算量大的问题，实现光纤法布里-珀罗传感器的实时动态腔长解调，本发明提出一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调算法，实现动态腔长快速、实时、低噪声解调。
本发明解决技术问题采用的技术方案为：一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长快速解调算法，具体包含以下步骤：
S1、使用光谱检测设备以等波长间隔采样的方式获取光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱信号，得到不同的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
S2、对获取的反射光谱强度进行处理，消除光谱包络影响，得到修正后的反射光谱强度；
S3、利用修正后的反射光谱强度构造椭圆，进行椭圆参数拟合，得到初始相位差作为腔长解调参数的估算值；
S4、利用修正后的反射光谱强度和腔长解调参数的估算值进行光纤法布里-珀罗传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长解调信号；
S5、对各波长对应的腔长解调信号进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算各波长处的动态腔长的平均值，作为光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
优选地，步骤S1中的反射光谱强度的计算公式为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，L为光纤法布里-珀罗传感器的腔长，λ(n)为第n个波长。
优选地，步骤S2具体为：
S21、计算获取的各波长对应的反射光谱强度的直流幅值和交流幅值；
S22、利用反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对反射光谱强度进行修正，获得修正后的反射光谱强度。
优选地，步骤S21中反射光谱强度的直流幅值和交流幅值的计算公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，Imax(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极大值，Imin(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极小值。
优选地，步骤S22中利用反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对反射光谱强度进行修正，修正公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，I′(n)为第n个波长对应的修正后的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值。
优选地，步骤S3具体为：
S31.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数和组长提取两组修正后的反射光谱强度；
S32.将两组修正后的反射光谱强度作为x,y坐标，构建椭圆曲线；
S33.用椭圆曲线进行椭圆参数拟合，获得椭圆方程式中的各椭圆曲线参数的拟合值；
S34.根据各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，作为腔长解调参数的估算值；
S35.重复步骤S32至S34，计算得到各波长对应的腔长解调参数的估算值。
优选地，步骤S34中根据各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，具体公式为：
式中，θ(k)为第k个波长处的初始相位差，k＝1,…,N-M-Ns+1，N为提取的反射光谱的波长数，M为提取的每组修正后反射光谱强度的个数，即组长，Ns为提取的两组修正后反射光谱强度的起始波长间隔数，a,c,b,f分别为椭圆曲线参数，sign(f)是符号函数，指取参数f的符号。
优选地，步骤S4具体包括如下步骤：
S41.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数取两个反射光谱强度；
S42.利用腔长解调参数的估算值对两个反射光谱强度进行修正，获得正交解调信号；
S43.对正交解调信号进行正交信号解调计算，获得对应波长处的传感器相位；
S44.根据光纤法布里-珀罗传感器的相位与腔长的关系，计算得出各波长对应的腔长解调信号。
优选地，步骤S44中根据光纤法布里-珀罗传感器的相位与腔长的关系，计算得出各波长对应的腔长解调信号，计算公式具体为：
式中，L(k)为光纤法布里-珀罗传感器第k个波长对应的腔长，λ(k)为第k个波长，
为第k个波长对应的传感器相位，k＝1,…,N-M-Ns+1。
一种使用上述光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的解调系统，包括反射光谱采集单元、光谱包络修正单元、解调参数椭圆拟合单元、腔长解算单元和动态腔长解调单元，
反射光谱采集单元用于采集光纤法布里-珀罗传感器的的反射光谱信号，得到波长间隔均匀的预设数量的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
光谱包络修正单元用于对获得的预设数量的反射光谱强度进行修正，得到修正后的反射光谱强度；
解调参数椭圆拟合单元用于对修正后的反射光谱强度进行椭圆参数拟合，得到各波长对应的腔长解调参数的估算值；
腔长解算单元用于计算得出光纤法布里-珀罗传感器各波长对应的腔长解调信号；
动态腔长解调单元用于对获得的各波长的腔长解调信号进行处理，得出光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
上述光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法及系统，首先使用光谱检测设备采集光纤法布里-珀罗传感器的的反射光谱信号，得到波长间隔均匀的预设数量的波长以及各波长对应的反射光谱强度；然后对获得的反射光谱强度进行修正，得到修正后的反射光谱强度；接着对修正后的反射光谱强度进行椭圆参数拟合，得到腔长解调参数的估算值；再计算得出光纤法布里-珀罗传感器各波长对应的腔长解调信号；最后对获得的各波长对应的腔长解调信号进行处理，得出光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。本发明提出的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解算方法，可实现光纤法布里-珀罗传感器的实时动态腔长解调。
附图说明
图1为本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的流程图；
图2为本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的腔长解调参数解算流程图；
图3为本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的各波长对应的腔长解调流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
在一个实施例中，一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，包括以下步骤：
S1、使用光谱检测设备以等波长间隔采样的方式获取光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱信号，得到不同的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
S2、对获取的反射光谱强度进行处理，消除光谱包络影响，得到修正后的反射光谱强度；
S3、利用修正后的反射光谱强度构造椭圆，进行椭圆参数拟合，得到初始相位差作为腔长解调参数的估算值；
S4、利用修正后的反射光谱强度和腔长解调参数的估算值进行光纤法布里-珀罗传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长解调信号；
S5、对各波长对应的腔长解调信号进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算各波长处的动态腔长的平均值，作为光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
具体地，参见图1，图1是本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的流程图。
一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，首先使用光谱检测设备以等波长间隔采样方式获取光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱信号，得到不同的波长以及各波长对应的反射光谱强度；然后对反射光谱强度进行处理，消除光谱包络，获得修正后反射光谱强度；然后利用修正后反射光谱强度进行椭圆参数拟合，得到初始相位差作为腔长解调参数的估算值；接着利用修正后反射光谱强度和腔长解调参数的估算值进行传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长解调信号；最后对各波长对应的腔长解调信号进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算多个波长对应的动态腔长的平均值，作为光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
由于光纤法布里-珀罗传感器两反射面的反射率较低，这时传感器的干涉近似于双光束干涉，反射光谱强度随波长变化成余弦响应形式，并且具有一定的光谱包络，为了方便后续反射光谱信号处理，需要首先去除光谱包络的影响。另外，对于光纤法布里-珀罗传感器，不同波长对应的动态腔长变化值相同，通过对多个波长对应的动态腔长变化值的解算结果取平均值，能有效降低系统噪声，提高检测灵敏度。
在一个实施例中，步骤S1中的反射光谱强度的计算公式为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，L为光纤法布里-珀罗传感器的腔长，λ(n)为第n个波长。
具体地，对于反射端反射率较低的弱反型光纤法布里-珀罗传感器，干涉过程可以看成简单的双光束干涉，光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱强度为：
其中，I为的反射光谱强度，A为反射光谱强度的直流幅值，B为反射光谱强度的交流幅值，L为光纤法布里-珀罗传感器的腔长，λ为波长。
当有两个不同波长λ1和λ2的光波输入时，两个波长对应的光纤法布里-珀罗传感器反射光谱强度可以表示为：
其中，L为光纤法布里-珀罗传感器的腔长，A1、B1为波长λ1对应的反射光谱强度的直流幅值和交流幅值，A2、B2为波长λ2对应的反射光谱强度的直流幅值和交流幅值，
为光纤法布里-珀罗传感器的相位，
为两个波长的初始相位差。
当外界物理量改变引起光纤法布里-珀罗传感器腔长发生变化时，会引起
变化，通过对
的检测即可获得腔长的动态变化情况，从而实现对外界待测物理量的传感。由上述公式可以看出，I1和I2实际上为传感器在不同初始相位条件下的干涉输出，根据光纤传感器的多相相位检测方法的基本思想，利用I1和I2可以构造出传感器的双路多相干涉信号，利用双路多相检测算法即可完成传感器相位
的检测，再根据
与腔长L的关系即可解算出腔长L的值。
在一个实施例中，步骤S2具体为：
S21、计算获取的各波长对应的反射光谱强度的直流幅值和交流幅值；
S22、利用反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对反射光谱强度进行修正，获得修正后的反射光谱强度。
在一个实施例中，步骤S21中反射光谱强度的直流幅值和交流幅值的计算公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，Imax(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极大值，Imin(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极小值。
具体地，对反射光谱信号等波长间隔采样，采样波长数为N，采样波长间隔为Δλ，反射光谱信号中各波长为λ(n)，对应的反射光谱强度为I(n)，表示第n个波长处λ(n)的反射光谱强度，其中n＝1,2,…N。
采用包络检波方法获得反射光谱的上包络曲线和下包络曲线，不同波长对应的上包络值和下包络值作为该波长相应的反射光谱强度极大值Imax(n)和极小值Imin(n)，并依此计算得到不同波长处的反射光谱强度的直流幅值A(n)和交流幅值B(n)。
在一个实施例中，步骤S22中利用反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对反射光谱强度进行修正，修正公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，I′(n)为第n个波长对应的修正后的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值。
具体地，利用直流幅值和交流幅值对反射光谱强度进行修正，获得修正后反射光谱强度，具体公式如下：
可见，修正后反射光谱已消除包络影响，并且已实现归一化。
在一个实施例中，步骤S3具体为：
S31.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数和组长提取两组修正后的反射光谱强度；
S32.将两组修正后的反射光谱强度作为x,y坐标，构建椭圆曲线；
S33.用椭圆曲线进行椭圆参数拟合，获得椭圆方程式中的各椭圆曲线参数的拟合值；
S34.根据各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，作为腔长解调参数的估算值；
S35.重复步骤S32至S34，计算得到各波长对应的腔长解调参数的估算值。
在一个实施例中，步骤S34中根据各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，具体公式为：
式中，θ(k)为第k个波长处的初始相位差，也即解调参数的估算值，k＝1,…,N-M-Ns+1，N为提取的反射光谱的波长数，M为提取的每组修正后反射光谱强度的个数，即组长，Ns为提取的两组修正后反射光谱强度的起始波长间隔数，a,c,b,f分别为椭圆曲线参数，sign(f)是符号函数，指取参数f的符号。
参见图2，图2为本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的腔长解调参数解算流程图。
一种光纤法布里-珀罗传感器的腔长解调参数的解算流程，具体包括如下步骤：
1)对第k个波长λ(k)，以预设起始波长间隔数和组长提取两组修正后的反射光谱强度。
例如，有N个波长数，则对应N个修正后反射光谱强度I′(n),n＝1,2,...,N，假设每组的起始波长间隔数为Ns，每组长度为M，则提取的第k(k＝1,…,N-M-Ns+1)个波长对应的两组反射光谱强度为：
以N＝512，Ns＝4，M＝10为例，512个波长数对应512个修正后发射光谱强度：I′(1),I′(2),I′(3),...,I′(512)，则：
提取的第1个(k＝1)波长对应的两组修正后反射光谱强度为：
提取的第2个(k＝2)波长对应的两组修正后反射光谱强度为：
依次类推，可以提取第499个(k＝N-M-Ns+1＝512-10-4+1＝499)波长对应的两组修正后反射光谱强度为：
将上述公式(8)中每个波长处提取的两组修正后反射光谱强度用坐标表示为：
其中，m＝0,1,…,M-1，Ns为两组反射光谱起始波长间隔数，M为每组中提取的修正后反射光谱强度的个数，即组长。
通过公式(6)对公式(9)解算，可以得到：
其中，θ(k)为两个波长的的初始相位差，可以表示为：
由此可见，两个波长之间存在初始相位差θ(k)，且θ(k)与腔长L、波长λ(k)、起始波长间隔数Ns和波长间隔Δλ有关。通过选取适当的Ns值，可以设置θ(k)在合适的取值范围内，以利于进行多相相位检测。
2)利用上述两组修正后的反射光谱强度x(m)、y(m)作为x,y坐标构建如下椭圆曲线。
式中，
为传感器相位，对于不同的m，由于波长不同，
随之变化，θ(k)为第k个波长处的初始相位差，也即第k个波长处的腔长解调参数的估算值，x(m)和y(m)为两路具有不同初始相位差的波长对应的反射光谱强度。
3)用椭圆曲线进行椭圆参数拟合，获得椭圆方程式中的各椭圆曲线参数a,b,c,d,e,f的拟合值。
椭圆方程可用隐式方程表示：
ax2+bxy+cy2+dx+ey+f＝0 (13)
式中，a,b,c,d,e,f是椭圆曲线参数。
实现椭圆曲线拟合方法有多种，如投票聚类算法和最优化方法等，从而可获得a,b,c,d,e,f各椭圆参数拟合值。
4)根据椭圆曲线参数a,b,c,d,e,f的拟合值计算对应波长处的初始相位差，作为腔长解调参数的估算值：
公式(12)和(13)均是椭圆曲线的表达式，将公式(12)展开消元整理，并与公式(13)比较，可以得出公式(12)中的腔长解调参数的估算值θ(k)和公式(13)中的椭圆曲线参数a,b,c,d,e,f之间的关系如下：
式中，sign(f)是符号函数，指取参数f的符号。
根据上式，利用步骤3)中获得的椭圆曲线参数a,b,c,d,e,f值可计算得到腔长解调参数的估算值θ(k)。
5)对各个波长λ(k)，重复步骤1)至4)，计算得到各个波长对应的腔长解调参数的估算值θ(k)。
在一个实施例中，步骤S4具体包括如下步骤：
S41.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数取两个对应的反射光谱强度；
S42.利用腔长解调参数的估算值对两个反射光谱强度进行修正，获得正交解调信号；
S43.对正交解调信号进行正交信号解调计算，获得对应波长处的传感器相位；
S44.根据光纤法布里-珀罗传感器的相位与腔长的关系，计算得出各波长对应的腔长解调信号。
在一个实施例中，步骤S44的腔长计算公式具体为：
式中，L(k)为光纤法布里-珀罗传感器第k个波长对应的腔长，λ(k)为第k个波长，
为第k个波长对应的传感器相位，k＝1,…,N-M-Ns+1。
具体地，参见图3，图3为本发明一实施例中的光纤法布里-珀罗传感器的各波长对应的腔长解调流程图。
利用修正后的反射光谱信号和腔长解调参数进行光纤法布里-珀罗传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长信号的过程包括如下步骤：
1)对第k(k＝1,…,N-M-Ns+1)个波长λ(k)，以预设起始波长间隔数取以下两个修正后反射光谱强度：
根据公式(6)，上述公式中的u1和u2可以表示如下：
其中，
2)利用腔长解调参数θ(k)值对u1和u2进行修正，获得一对正交解调信号SR和CR：
根据式(17)，u1和u2可化简为：
则正交解调信号SR和CR为：
3)利用正交解调信号SR和CR进行正交信号解调计算，获得对应波长处的传感器相位：
4)根据光纤法布里-珀罗腔传感器的相位与腔长的关系，计算得到各波长对应的腔长解调信号：
进一步地，步骤S5中对各波长对应的腔长解调信号进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算各波长处的动态腔长的平均值，作为光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
具体地，光纤法布里-珀罗传感器的腔长解调信号包括静态分量和动态分量，具体可用如下公式表示：
L(k)＝L0+dL(k) (22)
式中，L0为腔长解调信号的静态分量，dL(k)为腔长解调信号的动态分量，即为波长λ(k)处由外界待测物理量引起的动态腔长。
对各波长λ(k)处解调的腔长解调信号L(k)进行去直流后获得动态腔长dL(k)，计算多个波长处dL(k)值的平均值
并将平均值作为最终的动态腔长dL：
在一个实施例中，基于光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的动态腔长解调系统，包括反射光谱采集单元、光谱包络修正单元、解调参数椭圆拟合单元、腔长解算单元和动态腔长解调单元，
反射光谱采集单元用于采集光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱信号，得到波长间隔均匀的预设数量的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
光谱包络修正单元用于对获得的预设数量的反射光谱强度进行修正，得到修正后的反射光谱强度；
解调参数椭圆拟合单元用于对修正后的反射光谱强度进行椭圆参数拟合，得到各波长对应的腔长解调参数的估算值；
腔长解算单元用于计算得出光纤法布里-珀罗传感器各波长对应的腔长解调信号；
动态腔长解调单元用于对获得的各波长对应的腔长解调信号进行处理，得出光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
关于基于光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的动态腔长解调系统的具体限定可以参见上文中对于光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法的限定，在此不再赘述。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参考实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、使用光谱检测设备以等波长间隔采样的方式获取光纤法布里-珀罗传感器的反射光谱信号，得到不同的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
S2、对获取的所述反射光谱强度进行处理，消除光谱包络影响，得到修正后的反射光谱强度；
S3、利用所述修正后的反射光谱强度构造椭圆，进行椭圆参数拟合，得到初始相位差作为腔长解调参数的估算值；
S4、利用所述修正后的反射光谱强度和所述腔长解调参数的估算值进行光纤法布里-珀罗传感器的腔长解算，得出各波长对应的腔长解调信号；
S5、对所述各波长对应的腔长解调信号进行去直流处理，得到动态腔长，通过计算各波长处的动态腔长的平均值，作为光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
2.如权利要求1所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S1中的反射光谱强度的计算公式为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，L为光纤法布里-珀罗传感器的腔长，λ(n)为第n个波长。
3.如权利要求2所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
S21、计算所述获取的各波长对应的反射光谱强度的直流幅值和交流幅值；
S22、利用所述反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对所述反射光谱强度进行修正，获得修正后的反射光谱强度。
4.如权利要求3所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S21中反射光谱强度的直流幅值和交流幅值的计算公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值，Imax(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极大值，Imin(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的极小值。
5.如权利要求4所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S22中利用所述反射光谱强度的直流幅值和交流幅值对所述反射光谱强度进行修正，修正公式具体为：
式中，n为波长数，n＝1,2,…N，I(n)为第n个波长对应的反射光谱强度，I′(n)为第n个波长对应的修正后的反射光谱强度，A(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的直流幅值，B(n)为第n个波长对应的反射光谱强度的交流幅值。
6.如权利要求5所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S31.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数和组长提取两组修正后的反射光谱强度；
S32.将所述两组修正后的反射光谱强度作为x,y坐标，构建椭圆曲线；
S33.用所述椭圆曲线进行椭圆参数拟合，获得椭圆方程式中的各椭圆曲线参数的拟合值；
S34.根据所述各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，作为腔长解调参数的估算值；
S35.重复步骤S32至S34，计算得到各波长对应的腔长解调参数的估算值。
7.如权利要求6所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S34中根据所述各椭圆曲线参数的拟合值计算对应波长处的初始相位差，具体公式为：
式中，θ(k)为第k个波长处的初始相位差，k＝1,…,N-M-Ns+1，N为提取的反射光谱的波长数，M为提取的每组修正后反射光谱强度的个数，即组长，Ns为提取的两组修正后反射光谱强度的起始波长间隔数，a,c,b,f分别为椭圆曲线参数，sign(f)是符号函数，指取参数f的符号。
8.如权利要求7所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括如下步骤：
S41.从修正后的反射光谱强度中，在对应波长处以预设起始波长间隔数取两个反射光谱强度；
S42.利用所述腔长解调参数的估算值对所述两个反射光谱强度进行修正，获得正交解调信号；
S43.对所述正交解调信号进行正交信号解调计算，获得对应波长处的传感器相位；
S44.根据光纤法布里-珀罗传感器的相位与腔长的关系，计算得出各波长对应的腔长解调信号。
9.如权利要求8所述的光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调方法，其特征在于，所述步骤S44中根据光纤法布里-珀罗传感器的相位与腔长的关系，计算得出各波长对应的腔长解调信号，计算公式具体为：
式中，L(k)为光纤法布里-珀罗传感器第k个波长对应的腔长，λ(k)为第k个波长，
为第k个波长对应的传感器相位，k＝1,…,N-M-Ns+1。
10.一种光纤法布里-珀罗传感器的动态腔长解调系统，采用如权利要求1-9中任一项所述的动态腔长解调方法进行动态腔长解调，其特征在于，该系统包括反射光谱采集单元、光谱包络修正单元、解调参数椭圆拟合单元、腔长解算单元和动态腔长解调单元，
所述反射光谱采集单元用于采集光纤法布里-珀罗传感器的的反射光谱信号，得到波长间隔均匀的预设数量的波长以及各波长对应的反射光谱强度；
所述光谱包络修正单元用于对获得的预设数量的反射光谱强度进行修正，得到修正后的反射光谱强度；
所述解调参数椭圆拟合单元用于对修正后的反射光谱强度进行椭圆参数拟合，得到各波长对应的腔长解调参数的估算值；
所述腔长解算单元用于计算得出光纤法布里-珀罗传感器各波长对应的腔长解调信号；
所述动态腔长解调单元用于对获得的各波长对应的腔长解调信号进行处理，得出光纤法布里-珀罗传感器最终的动态腔长。
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