Se um espectro se dividir em dois picos, como o software lidará com isso?
Em aplicações de sensoriamento com FBG (Fiber Bragg Grating), se o espectro de reflexão de uma única grade apresentar “divisão de pico” (Peak Splitting), isso geralmente é causado pelo efeito de birrefringência introduzido por tensões transversais não uniformes (separação do índice de refração efetivo nos dois eixos de polarização ortogonais da fibra: n_{\text{eff},x} \neq n_{\text{eff},y}) ou por um gradiente não uniforme de deformação/temperatura ao longo da linha da seção da grade.
O processamento do software do demodulador após a detecção de picos duplos depende do algoritmo de busca de pico embutido no software e do modo de reconhecimento configurado no sistema:
1. Lógica de Processamento no Nível do Software de Busca de Pico e Algoritmo
-
Modo de Rastreamento de Pico Principal (Max Peak Tracking / Método de Detecção de Pico):
- O software seleciona o valor de pico máximo com maior intensidade de potência óptica (refletividade) como o valor de comprimento de onda para esse ponto de medição.
- Fenômeno Potencial：Se a altura dos dois picos flutuar alternadamente com a variação da força externa (intensidades semelhantes), o pico rastreado pelo software pode saltar entre os dois, levando a ruído de salto no valor de comprimento de onda demodulado.
-
Método do Centroide / Centro de Gravidade (Centroid / Center of Gravity Algorithm):
- O software realiza um cálculo de integral ponderado pela intensidade da curva espectral de reflexão dentro da janela de comprimento de onda definida.
- Fenômeno Potencial：Se a linha espectral da grade se dividir em dois picos, o comprimento de onda central calculado pelo método do centroide geralmente cairá na posição do vale entre os dois picos, incapaz de refletir com precisão a mudança de quantidade física real de qualquer estado de polarização específico ou posição específica.
-
Modo de Reconhecimento de Lista de Múltiplos Picos (Multi-peak Identification / Lista Absoluta de Picos):
- Se o software do demodulador ativar a função de reconhecimento de múltiplos picos em todo o espectro, desde que os dois picos divididos excedam o limiar de potência (Threshold) e a proeminência (Prominence) definidos, o sistema os reconhecerá como dois picos de comprimento de onda independentes.
- Fenômeno Potencial：Se o sistema usar por padrão “mapeamento de ordenação crescente de comprimento de onda para número de série do sensor”, um pico de comprimento de onda extra no canal causará o desalinhamento da sequência correspondente de todos os sensores de grade subsequentes (Channel Misalignment).
-
Modo de Rastreamento de Janela Fixa (ROI / Range Filtering):
- Se o software permitir que o usuário defina um intervalo de rastreamento de comprimento de onda fixo para cada sensor (por exemplo, definir que um ponto de medição específico só busca dentro do intervalo de 1549.0\text{ nm} \sim 1551.0\text{ nm}):
- Quando mais de 1 pico aparece dentro do intervalo, o software geralmente aciona um “alarme de anomalia de múltiplos picos” ou extrai apenas um único pico com a maior energia ou mais próximo do comprimento de onda inicial dentro do intervalo.
- Se o software permitir que o usuário defina um intervalo de rastreamento de comprimento de onda fixo para cada sensor (por exemplo, definir que um ponto de medição específico só busca dentro do intervalo de 1549.0\text{ nm} \sim 1551.0\text{ nm}):
2. Contramedidas e Recomendações na Aplicação de Engenharia
- Otimização da Estrutura e Embalagem：Durante a instalação e embalagem do sensor, evite o máximo possível a compressão pontual ou pressão lateral não uniforme na seção da grade do FBG, e use processos de embalagem razoáveis (como embalagem em microtubo de metal) para manter a uniformidade da força na seção da grade.
- Ajuste de Algoritmo e Limiar：No software de aquisição de dispositivos como o OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator, o limiar de potência (Threshold) para o reconhecimento espectral pode ser aumentado razoavelmente para filtrar picos secundários divididos, ou mudar para o modo de bloqueio de janela de comprimento de onda fixo para evitar o desalinhamento do ponto de medição.
