阅读说明：本技术 一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质 (Magnetic field induction measuring system, method, control device and storage medium ) 是由 朱惠君 薛鹏 白金刚 毛志松 邬耀华 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质,包括：控制模块、光源、环形器、磁场感应装置和解调仪,环形器包括第一端、第二端和第三端,光源与环形器的第一端连接,磁场感应装置与环形器的第二端连接,解调仪的输入端与环形器的第三端连接,磁场感应装置包括至少一个传感单元,传感单元包括电磁敏感模块以及设置在电磁敏感模块上的设置有光纤编码的光纤,解调仪和光源分别与控制模块连接,通过基于光纤编码技术测量的电磁能量值不受干扰,能够防止出现测量干扰的问题,提高测量结果的准确度。(The invention discloses a magnetic field induction measuring system, a magnetic field induction measuring method, a magnetic field induction measuring control device and a storage medium, wherein the magnetic field induction measuring system comprises the following components: control module, the light source, the circulator, magnetic field induction system and demodulation appearance, the circulator includes first end, second end and third end, the light source is connected with the first end of circulator, magnetic field induction system is connected with the second end of circulator, the input of demodulation appearance is connected with the third end of circulator, magnetic field induction system includes at least one sensing unit, sensing unit includes the electromagnetic sensitive module and sets up the optic fibre that is provided with the optic fibre code on the electromagnetic sensitive module, demodulation appearance and light source are connected with control module respectively, do not receive the interference through the electromagnetic energy value based on the measurement of optic fibre coding technique, can prevent to appear the problem of measuring the interference, improve the degree of accuracy of measuring result.)

一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质

技术领域

本发明涉及光纤领域，尤其是一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质。

背景技术

目前，常规电磁磁场感应采用电子雷达方式进行测量，该测量方式容易受到被干扰，导致测量结果不准确。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质，能够防止出现测量干扰的问题，提高测量结果的准确度。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种磁场感应测量系统，包括：控制模块、光源、环形器、磁场感应装置和解调仪，所述环形器包括第一端、第二端和第三端，所述光源与所述环形器的第一端连接，所述磁场感应装置与所述环形器的第二端连接，所述解调仪的输入端与所述环形器的第三端连接，所述磁场感应装置包括至少一个传感单元，所述传感单元包括电磁敏感模块以及设置在所述电磁敏感模块上的设置有光纤编码的光纤，所述解调仪和所述光源分别与所述控制模块连接。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：在设置有光纤编码的光纤上设置电磁敏感模块，电磁敏感模块受到电磁场的作用会产生形变，电磁敏感模块的形变会使光纤中的光纤编码产生形变，从而导致光纤编码的波长产生变化，控制模块可以控制光源开启和关闭，发送光波对光纤中光纤编码进行识别、探测，可以根据解调仪检测的光纤编码的变化值得到对应的电磁能量值，通过基于光纤编码技术测量的电磁能量值不受干扰，利用光纤传输的稳定性能够防止出现测量干扰的问题，提高测量结果的准确度。

进一步，所述磁场感应装置包括至少两个通过光纤连接的传感单元。

进一步，每两个相连的所述传感单元U字形设置。

进一步，所述光纤编码向所述电磁敏感模块的正投影落入到所述电磁敏感模块内。

进一步，所述所述电磁敏感模块为稀土合金板。

进一步，所述稀土合金板与所述设置有光纤编码的光纤粘接。

进一步，所述光源为脉冲宽带光源。

进一步，所述光纤编码包括至少两个不同波长的光纤光栅。

进一步，每两个相邻的所述光纤光栅的间隔相同。

第二方面，本发明实施例提供了一种磁场感应测量方法，应用于磁场感应测量系统，所述磁场感应测量系统包括：控制模块、光源、环形器、磁场感应装置和解调仪，所述环形器包括第一端、第二端和第三端，所述光源与所述环形器的第一端连接，所述磁场感应装置与所述环形器的第二端连接，所述解调仪的输入端与所述环形器的第三端连接，所述磁场感应装置包括至少一个传感单元，所述传感单元包括电磁敏感模块以及设置在所述电磁敏感模块上的设置有光纤编码的光纤，所述解调仪和所述光源分别与所述控制模块连接；

所述磁场感应测量方法包括以下步骤：

所述控制模块控制所述光源输出光波；

所述控制模块控制所述解调仪对所述光波经所述磁场感应装置中的光纤编码反射回来的反射光进行检测，得出光纤编码中的光纤光栅的当前波长值；

所述控制模块根据当前波长值与初始波长值得出波长变化值；

所述控制模块根据波长变化值得出对应电磁能量值。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：在设置有光纤编码的光纤上设置电磁敏感模块，电磁敏感模块受到电磁场的作用会产生形变，电磁敏感模块的形变会使光纤中的光纤编码产生形变，从而导致光纤编码的波长产生变化，可以控制控制模块对光源的开启和关闭进行控制，向光纤中光纤编码发送光波，可以控制解调仪检测从光纤编码反射回来的反射光，得出光纤编码中的光纤光栅的当前波长值，根据当前波长值与初始波长值得出波长变化值，再根据波长变化值得出对应电磁能量值，利用光纤传输的稳定性能够防止出现测量干扰的问题，提高电磁能量值的测量结果的准确度。

进一步，所述磁场感应装置包括至少两个通过光纤连接的所述传感单元，每两个相连的所述传感单元U字形设置，至少两个所述传感单元中的所有所述光纤编码呈矩阵排列；

所述所述控制模块根据能量变化值得出对应电磁能量值之后还包括以下步骤：

所述控制模块根据所述光纤编码在所述磁场感应装置上的位置对应信息，将每个所述光纤编码中的光纤光栅的所述波长变化值对应的电磁能量值形成电磁能量值矩阵数组得出电磁场分布图形和电磁能量变化图形。

第三方面，本发明实施例提供了测量控制装置，包括：存储器、控制处理器及存储在所述存储器上并可在所述控制处理器上运行的计算机程序，所述控制处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的磁场感应测量方法。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：测量控制装置可以控制控制模块对光源的开启和关闭进行控制，向光纤中光纤编码发送光波，可以控制控制模块对光源的开启和关闭进行控制，向光纤中光纤编码发送光波，可以控制解调仪检测从光纤编码反射回来的反射光，得出光纤编码中的光纤光栅的当前波长值，根据当前波长值与初始波长值得出波长变化值，再根据波长变化值得出对应电磁能量值，利用光纤传输的稳定性能够防止出现测量干扰的问题，提高电磁能量值的测量结果的准确度。

第四方面，本发明实施例提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第二方面所述的磁场感应测量方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的一种磁场感应测量系统的示意图；

图2是本发明的一个实施例的一种磁场感应测量系的光纤示意图；

图3是本发明的一个实施例的一种磁场感应测量系统的光纤编码的示意图；

图4是本发明的一个实施例的一种磁场感应测量方法流程图；

图5是本发明的另一个实施例的一种磁场感应测量方法流程图；

图6是本发明的一个实施例的一种测量控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明提供了一种磁场感应测量系统、方法、控制装置及存储介质，包括：控制模块、光源、环形器、磁场感应装置和解调仪，环形器包括第一端、第二端和第三端，光源与环形器的第一端连接，磁场感应装置与环形器的第二端连接，解调仪的输入端与环形器的第三端连接，磁场感应装置包括至少一个传感单元，传感单元包括电磁敏感模块以及设置在电磁敏感模块上的设置有光纤编码的光纤，解调仪和光源分别与控制模块连接。在设置有光纤编码的光纤上设置电磁敏感模块，电磁敏感模块受到电磁场的作用会产生形变，电磁敏感模块的形变会使光纤中的光纤编码产生形变，从而导致光纤编码的波长产生变化，控制模块可以控制光源开启和关闭，发送光波对光纤中光纤编码进行识别、探测，可以根据解调仪检测的光纤编码的波长变化值得到对应的电磁能量值，通过基于光纤编码技术测量的电磁能量值能够不受干扰，可以防止出现测量干扰的问题，从而提高测量结果的准确度。

参照图1-3，本发明实施例提供了一种磁场感应测量系统，包括：控制模块110、光源120、环形器130、磁场感应装置140和解调仪150，环形器130包括第一端、第二端和第三端，光源120与环形器130的第一端连接，磁场感应装置140与环形器130的第二端连接，解调仪150的输入端与环形器130的第三端连接，磁场感应装置140包括至少一个传感单元310，传感单元310包括电磁敏感模块141以及设置在电磁敏感模块141上的设置有光纤编码210的光纤142，解调仪150和光源120分别与控制模块110连接。

在设置有光纤编码210的光纤142上设置电磁敏感模块141，电磁敏感模块141受到电磁场的作用会产生形变，电磁敏感模块141的形变会使光纤中的光纤编码210产生形变，从而导致光纤编码210的波长产生变化，控制模块110可以控制光源120开启和关闭，发送光波对光纤中光纤编码210反射回来的反射波进行检测，得到光纤编码210的当前波长值，根据当前波长值与初始波长值可以得到波长变化值，可以根据解调仪150检测的光纤编码210的波长变化值得到对应的电磁能量值，通过基于光纤编码技术测量的电磁能量值能够不受干扰，可以防止出现测量干扰的问题，从而提高测量结果的准确度。

需要说明的是，光源120为脉冲宽带光源120。脉冲宽带光源120能够为一种磁场感应测量系统提供稳定的光波输出，光波的波长段可根据所需的光纤编码210数量确定。现有光纤光栅加工工艺中，光纤光栅的存在波长误差，那么光波的波长段的计算公式可以为：

其中F_n为光波的波长段、F_r为光纤光栅的波长误差、F_l为3dB带宽、n为光纤编码210数量。光源120还可以是其他激光器，本实施不作唯一限定。

需要说明的是，本实施例中的环形器130的第一端、第二端和第三端依次排列并且三个端口的单向通行方向一致，由于整体结构上涉及多个光学部件，因此应尽量减小光纤内损耗以保证测量的准确性。

需要说明的是，光纤编码210为光纤反射编码，光源120输出的光波能够经光纤编码210反射到解调仪150中进行检测。

参照图3，磁场感应装置140包括至少两个通过光纤连接的传感单元310，每两个相连的传感单元310为U字形设置。磁场感应装置140可以包括多个传感单元310，每个传感单元310通过光纤进行连接，则多个传感单元310连接组成的磁场感应装置140的形状可以是S形，每个传感单元310中的设置有光纤编码210的光纤142粘接在电磁敏感模块141之上，每两个相连的传感单元310为U字形设置，多个传感单元310能够使光纤编码210排列形成一个多元矩阵，例如形成10*10的光纤编码210矩阵，当电磁敏感模块141受到电磁波的作用会产生应变，其应变能够影响光纤，光纤的形变影响光纤编码210波长产生变化，控制模块110可以根据解调仪150检测的数据分析得出每个光纤编码210的波长组合，实现对识别磁场感应装置140中的每个光纤编码210的点位进行识别，可以根据光纤编码210中各光纤光栅的波长变化值，计算出该光纤编码210波长变化对应的电磁能量值，再将光纤编码210与装置上的矩阵位置对应，能够形成矩阵上的每一个点的电磁能量矩阵数组，以此完成电磁场分布图形和能量强弱。结合发射机，就可计算出产生电磁场物体与磁场感应装置140之间的距离，能够防止出现测量干扰的问题，提高测量结果的准确度。

在一实施例中，电磁敏感模块141的材料可以是稀土，可以将稀土制作成稀土合金板，稀土合金板与设置有光纤编码210的光纤142粘接粘接在一起，当稀土合金板受到电磁波的作用会产生应变，影响光纤形变，从而影响光纤中的光纤编码210的波长变化，控制模块110可以根据解调仪150检测的数据分析得出每个光纤编码210的波长组合，实现对磁场感应装置140中的每个光纤编码210的点位进行识别，根据光纤编码210中各光纤光栅波长变化值，计算出该光纤编码210波长变化对应的电磁能量值，再将光纤编码210与装置上的矩阵位置对应，形成矩阵上的每一个点的电磁能量矩阵数组，以此完成电磁场分布图形和能量强弱，能够防止出现测量干扰的问题，提高测量结果的准确度。需要说明的是，对于电磁敏感模块141的材料还可以是其他材料，本实施例不作唯一限定。

在一实施例中，光纤编码210包括至少两个不同波长的光纤光栅，每两个相邻的光纤光栅的间隔相同，那么生成的光纤编码210可以是异波长光纤反射编码组，但本实施例对于光纤编码210的光纤光栅结构不作唯一限定。例如：光纤编码210中的光纤光栅的间距可以不相等。

参照图4，基于上述实施例中的磁场感应测量系统的磁场感应测量方法，包括以下步骤：

S410,控制光源输出光波；

S420,控制解调仪对光波经磁场感应装置中的光纤编码反射回来的反射光进行检测，得出光纤编码中的光纤光栅的当前波长值；

S430,根据当前波长值与初始波长值得出波长变化值；

S440,根据波长变化值得出对应电磁能量值。

在设置有光纤编码的光纤上设置电磁敏感模块，电磁敏感模块受到电磁场的作用会产生形变，电磁敏感模块的形变会使光纤中的光纤编码产生形变，从而导致光纤编码的波长产生变化，可以控制控制模块对光源的开启和关闭进行控制，向光纤中光纤编码发送光波，可以控制解调仪检测从光纤编码反射回来的反射光，得出光纤编码的当前波长值，根据当前波长值与初始波长值得出波长变化值，再根据波长变化值得出对应电磁能量值，利用光纤传输的稳定性能够防止出现测量干扰的问题，提高电磁能量值的测量结果的准确度。

参照图5，上述磁场感应测量方法实施例中的步骤根据能量变化值得出对应电磁能量值之后还包括以下步骤：

S510，控制模块根据光纤编码在磁场感应装置上的位置对应信息，将每个光纤编码中的光纤光栅的波长变化值对应的电磁能量值形成电磁能量值矩阵数组得出电磁场分布图形和电磁能量变化图形。

通过对的光纤编码的波长变化值对应的电磁能量值进行矩阵排列，可以得出电磁场分布图形和电磁能量变化图形，可以结合发射机，计算出产生电磁场的物体与磁场感应装置之间的距离，通过基于光纤编码技术测量的电磁能量值能够防止出现测量干扰的问题，提高测量结果的准确度。

参照图6，图6是本发明一个实施例提供的测量控制装置600的示意图。本发明实施例的测量控制装置600内置于磁场感应测量系统中，包括一个或多个控制处理器610和存储器620，图6中以一个控制处理器610及一个存储器620为例。

控制处理器610和存储器620可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器620作为非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器620可选包括相对于控制处理器610远程设置的存储器620，这些远程存储器620可以通过网络连接至该测量控制装置600。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的装置结构并不构成对测量控制装置600的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

实现上述实施例中应用于测量控制装置600的磁场感应测量方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器620中，当被控制处理器610执行时，执行上述实施例中应用于测量控制装置600的磁场感应测量方法，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S410至步骤S440、图5中的方法步骤S510。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明的一个实施例还提供了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图6中的一个控制处理器610执行，可使得上述一个或多个控制处理器610执行上述方法实施例中的磁场感应测量方法，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S410至步骤S440、图5中的方法步骤S510。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。