温度不敏感的光纤形状重构系统技术方案

本发明专利技术提供一种温度不敏感的光纤形状重构系统，包括激光探测仪、光纤、待测物和处理装置，光纤中第一光纤段固定在待测物的上表面，第二光纤段固定在待测物的下表面上且与第一光纤段重叠对应，第一光纤段的第一端与激光探测仪连接，另一端通过连接段与第二光纤段连接；处理装置对激光探测仪采集获得的参考信号和测量信号做时频域转换和互相关运算，得到光纤上各处的波长漂移值，针对第一光纤段与第二光纤段在待测物上的各个对应位置，将第一光纤段在对应位置处的波长漂移值减去第二光纤段在对应位置处的波长漂移值，并将相减得到的波长漂移值除以二，获得光纤在该对应位置处的波长漂移值，计算出对应的弯曲曲率，重构出光纤形状。

Temperature-insensitive Optical Fiber Shape Reconstruction System

The invention provides a temperature-insensitive optical fiber shape reconstruction system, including a laser detector, optical fibers, objects to be measured and a processing device, in which the first optical fiber segment is fixed on the upper surface of the object to be measured, the second optical fiber segment is fixed on the lower surface of the object to be measured and corresponds to the first optical fiber segment overlapping, the first end of the first optical fiber segment is connected with the laser detector, and the other end is connected with the laser detector through the connecting section. The second optical fiber segment is connected; the processing device performs time-frequency domain conversion and cross-correlation operation on the reference and measurement signals acquired by the laser detector, and obtains the wavelength drift values of all parts of the optical fiber. For each corresponding position of the first optical fiber segment and the second optical fiber segment on the object to be measured, the wavelength drift values of the first optical fiber segment at the corresponding position are subtracted from the corresponding position of the second optical fiber segment. The wavelength drift value is divided by two. The wavelength drift value of the fiber at the corresponding position is obtained. The corresponding curvature is calculated and the shape of the fiber is reconstructed.

【技术实现步骤摘要】
温度不敏感的光纤形状重构系统
本专利技术属于分布式光纤传感领域，具体涉及一种温度不敏感的光纤形状重构系统。
技术介绍
形状重构技术可以应用于多个领域。医疗上，传统内窥镜在介入人体过程中，更多的凭借医生的经验，容易发生穿孔、刮擦等医疗事故，而基于形状探知的智能内窥镜能够获知内部结构，从而为医生实施检查和治疗提供有效信息，避免上述危险情况的发生。除此之外，微创手术使用的医用导管、导丝嵌入光纤的方法同样可以达到该目的。飞行器设计上，机翼采用固定传感光纤的方法，可以有效的模拟出机翼形态，侦测到形状变化。目前使用的形状重构技术多是采用电阻应变片或曲率传感器串联，单个传感单元获取单个应变或曲率信息，确定该信息于坐标位置的关系，然后基于离散点的位置信息进行曲线拟合。但是该方法具有空间分辨率不够的明显缺点，分布的传感单元之间的间隔越大，拟合曲线和实际曲线的空间误差越大。除此之外，曲率信息不只是由物体应变来决定，还会受到周围环境温度的影响，所以对温度敏感同样是该装置和方法的劣势。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于温度不敏感的光纤形状重构系统，以解决目前物体应变曲线重构时对温度敏感且准确度较低的问题。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度不敏感的光纤形状重构系统，其特征在于，包括激光探测仪、光纤、待测物和处理装置，所述光纤包括第一光纤段、第二光纤段和连接段，所述第一光纤段固定在所述待测物的上表面上，第二光纤段固定在所述待测物的下表面上且与所述第一光纤段重叠对应，所述第一光纤段的第一端与所述激光探测仪连接，另一端通过所述连接段与所述第二光纤段连接；所述激光探测仪向所述光纤提供激光信号，基于后向瑞利散射效应，采集获得所述待测物在初始状态下的参考信号以及在测量状态下的测量信号；所述处理装置对所述参考信号和测量信号做时频域转换和互相关运算，得到所述光纤上各处的波长漂移值，针对所述第一光纤段与第二光纤段在所述待测物上的各个对...

【技术特征摘要】
1.一种温度不敏感的光纤形状重构系统，其特征在于，包括激光探测仪、光纤、待测物和处理装置，所述光纤包括第一光纤段、第二光纤段和连接段，所述第一光纤段固定在所述待测物的上表面上，第二光纤段固定在所述待测物的下表面上且与所述第一光纤段重叠对应，所述第一光纤段的第一端与所述激光探测仪连接，另一端通过所述连接段与所述第二光纤段连接；所述激光探测仪向所述光纤提供激光信号，基于后向瑞利散射效应，采集获得所述待测物在初始状态下的参考信号以及在测量状态下的测量信号；所述处理装置对所述参考信号和测量信号做时频域转换和互相关运算，得到所述光纤上各处的波长漂移值，针对所述第一光纤段与第二光纤段在所述待测物上的各个对应位置，将所述第一光纤段在对应位置处的波长漂移值减去所述第二光纤段在对应位置处的波长漂移值，并将相减得到的波长漂移值除以二，获得所述光纤在该对应位置处的波长漂移值，并且根据所述光纤在各个对应位置处波长漂移值计算出对应的弯曲曲率，从而根据所述光纤在各个对应位置处的波长漂移值和弯曲曲率，重构出光纤的形状。2.根据权利要求1所述的温度不敏感的光纤形状重构系统，其特征在于，所述激光探测仪为可调谐扫频激光器。3.根据权利要求1所述的温度不敏感...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹国路，邵聪，吕雷，朱涛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50