一種具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及利用光學(xué)手段進(jìn)行檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭。 背景技術(shù) [0002] 隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，壓力傳感器在石油、化工、醫(yī)療、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用。MEMS（微電機(jī)械系統(tǒng)）技術(shù)的發(fā)展使得傳感器更加小型化、集成化，同時(shí)性能也大幅度提升。光纖技術(shù)的引入為MEMS壓力傳感器提供了更高的靈敏度和抗干擾能力，將光纖與MEMS相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的壓力監(jiān)測(cè)。 [0003] 現(xiàn)有的MEMS光纖壓力傳感探頭包括依次設(shè)置的光發(fā)射部件100、光纖光柵傳感器本體200和光電探測(cè)器300。圖1給出了一種現(xiàn)有的MEMS光纖壓力傳感探頭的具體結(jié)構(gòu)，其中，光發(fā)射部件100包括激光源101、光纖102、準(zhǔn)直透鏡103、起偏器104和1/4波片105，光纖光柵傳感器本體200包括電光晶體201和檢偏器203，電光晶體201設(shè)置有敏感元件202（如MEMS膜片）。在MEMS光纖壓力傳感探頭進(jìn)行壓力檢測(cè)的過(guò)程中，首先激光源101發(fā)出單色光，通過(guò)光纖102傳輸?shù)綔?zhǔn)直透鏡103，準(zhǔn)直透鏡103將光束聚焦并準(zhǔn)直；光束經(jīng)過(guò)起偏器104后，光波的偏振狀態(tài)被調(diào)制；經(jīng)過(guò)1/4波片105后，偏振光波的偏振狀態(tài)進(jìn)一步調(diào)整，使其變?yōu)閳A偏振光；當(dāng)施加壓力給電光晶體201時(shí)，敏感元件202（如MEMS膜片）會(huì)發(fā)生形變，電光晶體 201的折射率會(huì)因施加壓力而改變；經(jīng)過(guò)電光晶體201調(diào)制后的光信號(hào)到達(dá)檢偏器203。檢偏器203的作用是選擇性地過(guò)濾特定偏振狀態(tài)的光，以便于后續(xù)的信號(hào)檢測(cè)；經(jīng)過(guò)檢偏器203的光信號(hào)最終到達(dá)光電探測(cè)器300；光電探測(cè)器300將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，用于后續(xù)分析。 [0004] 然而，環(huán)境因素（如溫度、濕度等）會(huì)影響MEMS光纖壓力傳感探頭的壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，因此對(duì)MEMS光纖壓力傳感探頭進(jìn)行環(huán)境補(bǔ)償尤為重要。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭。 [0006] 所采用的技術(shù)方案具體如下： [0007] 一種具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭，包括依次設(shè)置的光發(fā)射部件、光纖光柵傳感器本體和光電探測(cè)器，還包括補(bǔ)償部件，所述光電探測(cè)器的輸出端連接所述補(bǔ)償部件，所述補(bǔ)償部件包括環(huán)境參數(shù)檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)處理器； [0008] 所述環(huán)境參數(shù)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)目標(biāo)時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)，所述環(huán)境參數(shù)包括溫度和濕度中的至少一種； [0009] 所述數(shù)據(jù)處理器獲取所述目標(biāo)時(shí)間段的所述光纖光柵傳感器本體檢測(cè)到的光譜曲線，以及所述環(huán)境參數(shù)，獲取所述補(bǔ)償環(huán)境參數(shù)對(duì)所述光纖光柵傳感器本體的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的干擾影響；根據(jù)所述光纖光柵傳感器本體的實(shí)際布拉格波長(zhǎng)和原本布拉格波長(zhǎng)，所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)前后的曲線特征，以及所述干擾影響，獲取所述光纖光柵傳感器本體對(duì)于所述環(huán)境參數(shù)的受干擾程度；根據(jù)所述干擾影響和所述受干擾程度，獲取補(bǔ)償參量，根據(jù)所述補(bǔ)償參量對(duì)所述光譜曲線進(jìn)行補(bǔ)償。 [0010] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述干擾影響的獲取過(guò)程，包括： [0011] 獲取所述目標(biāo)時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)對(duì)應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)序列中的各個(gè)極值點(diǎn)，并根據(jù)相鄰的兩個(gè)極值點(diǎn)之間的環(huán)境參數(shù)的差異，得到環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征； [0012] 根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)序列，獲取環(huán)境參數(shù)的變化趨勢(shì)特征，所述變化趨勢(shì)特征用于表征環(huán)境參數(shù)為上升或者下降的趨勢(shì)程度； [0013] 根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征和變化趨勢(shì)特征，得到所述干擾影響，所述干擾影響與所述環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征和變化趨勢(shì)特征均正相關(guān)。 [0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)前后的曲線特征的獲取過(guò)程，包括： [0015] 根據(jù)所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)，將所述光譜曲線分割成第一曲線段和第二曲線段，所述第一曲線段為所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)之前的曲線段，所述第二曲線段為所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)之后的曲線段； [0016] 獲取所述第一曲線段和第二曲線段所處區(qū)域的面積，并獲取所述第一曲線段和第二曲線段所處區(qū)域的面積差異。 [0017] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述受干擾程度的獲取過(guò)程，包括： [0018] 根據(jù)所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)和原本布拉格波長(zhǎng)，獲取波長(zhǎng)差異； [0019] 根據(jù)所述面積差異、波長(zhǎng)差異和所述干擾影響，得到所述受干擾程度，所述受干擾程度與所述面積差異、波長(zhǎng)差異和所述干擾影響均正相關(guān)。 [0020] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)的獲取過(guò)程，包括：獲取所述光譜曲線中的最大峰值點(diǎn)，將所述最大峰值點(diǎn)所處位置的波長(zhǎng)作為所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)； [0021] 所述原本布拉格波長(zhǎng)由所述光纖光柵傳感器本體的有效折射率和光柵周期計(jì)算得到。

1.一種具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭，包括依次設(shè)置的光發(fā)射部件、光纖光柵傳感器本體和光電探測(cè)器，其特征在于，還包括補(bǔ)償部件，所述光電探測(cè)器的輸出端連接所述補(bǔ)償部件，所述補(bǔ)償部件包括環(huán)境參數(shù)檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)處理器； 所述環(huán)境參數(shù)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)目標(biāo)時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)，所述環(huán)境參數(shù)包括溫度和濕度中的至少一種； 所述數(shù)據(jù)處理器獲取所述目標(biāo)時(shí)間段的所述光纖光柵傳感器本體檢測(cè)到的光譜曲線，以及所述環(huán)境參數(shù)，獲取所述環(huán)境參數(shù)對(duì)所述光纖光柵傳感器本體的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的干擾影響；根據(jù)所述光纖光柵傳感器本體的實(shí)際布拉格波長(zhǎng)和原本布拉格波長(zhǎng)，所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)前后的曲線特征，以及所述干擾影響，獲取所述光纖光柵傳感器本體對(duì)于所述環(huán)境參數(shù)的受干擾程度；根據(jù)所述干擾影響和所述受干擾程度，獲取補(bǔ)償參量，根據(jù)所述補(bǔ)償參量對(duì)所述光譜曲線進(jìn)行補(bǔ)償； 所述干擾影響的獲取過(guò)程，包括： 獲取所述目標(biāo)時(shí)間段的環(huán)境參數(shù)對(duì)應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)序列中的各個(gè)極值點(diǎn)，并根據(jù)相鄰的兩個(gè)極值點(diǎn)之間的環(huán)境參數(shù)的差異，得到環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征； 根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)序列，獲取環(huán)境參數(shù)的變化趨勢(shì)特征，所述變化趨勢(shì)特征用于表征環(huán)境參數(shù)為上升或者下降的趨勢(shì)程度； 根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征和變化趨勢(shì)特征，得到所述干擾影響，所述干擾影響與所述環(huán)境參數(shù)波動(dòng)特征和變化趨勢(shì)特征均正相關(guān)； 所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)前后的曲線特征的獲取過(guò)程，包括： 根據(jù)所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)，將所述光譜曲線分割成第一曲線段和第二曲線段，所述第一曲線段為所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)之前的曲線段，所述第二曲線段為所述光譜曲線中所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)之后的曲線段； 獲取所述第一曲線段和第二曲線段所處區(qū)域的面積，并獲取所述第一曲線段和第二曲線段所處區(qū)域的面積差異。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭，其特征在于，所述受干擾程度的獲取過(guò)程，包括： 根據(jù)所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)和原本布拉格波長(zhǎng)，獲取波長(zhǎng)差異； 根據(jù)所述面積差異、波長(zhǎng)差異和所述干擾影響，得到所述受干擾程度，所述受干擾程度與所述面積差異、波長(zhǎng)差異和所述干擾影響均正相關(guān)。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有環(huán)境補(bǔ)償功能的MEMS光纖壓力傳感探頭，其特征在于，所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)的獲取過(guò)程，包括：獲取所述光譜曲線中的最大峰值點(diǎn)，將所述最大峰值點(diǎn)所處位置的波長(zhǎng)作為所述實(shí)際布拉格波長(zhǎng)；