一种基于相位解调的光纤形状测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于光纤形状传感领域，具体涉及一种基于相位解调的光纤形状测量装置及方法，对多芯光纤进行形状传感。本发明专利技术提首先对测量信号和参考信号的调谐激光器扫频范围进行校准，通过对测量信号与参考信号的相位做差得到差分相位，进一步对其进行滤波去除相位跳变。最后利用去噪后的差分相位以及人工神经网络模型进行形状重建。本发明专利技术解决了重采样过程中由于扫频范围存在偏差造成的位置偏差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤形状传感领域，具体涉及基于相位解调和神经网络的光纤形状测量装置及方法，对多芯光纤进行形状传感。

技术介绍

1、光纤形状传感是通过测量多芯光纤截面的应变，通过多个纤芯应变之间的关系对光纤的形状与位置进行构建。基于光频域反射计的分布式光纤形状传感技术具有无需视觉辅助、抗电磁干扰、结果紧凑灵魂等优点，因此该技术在土木工程、航空航天、生物医疗等领域具有广泛的应用价值。如何提高形状传感精度是该技术迈向实用化的关键问题，为此本专利技术提出了一种基于相位解调光频域反射计和人工神经网络的形状传感方法来提高形状传感精度。

2、首先，基于相位解调的光频域反射计进行形状传感需要对光纤进行两次测量，即光纤无形变状态下作为参考信号，对光纤施加形变的状态下作为测量信号。对参考信号和测量信号进行软件重采样时，由于调谐激光器两次测量时的扫频范围会存在微小的差异，导致两次测量的理论空间分辨率即相邻数据点的步长存在微小的差异。这种偏差会随着光纤长度的增加而累积，导致解调的差分相位的误差逐渐增大，严重影响传感精度。针对这一问题，大多都是在系统中增加校准频率的仪器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相位解调的光纤形状测量装置，包括可调谐激光器、辅助干涉仪、主干涉仪和数据采集卡；可调谐激光器通过第一1:99光纤耦合器分为两条光路，两条光路分别与辅助干涉仪和主干涉仪连接，辅助干涉仪、主干涉仪输出与数据采集卡连接；其特征在于：辅助干涉仪包括第一1:1光纤耦合器、延时光纤、第二1:1光纤耦合器、第一平衡探测器；第一1:99光纤耦合器能量占比为1%的路光与第一1:1光纤耦合器连接；第一1:1光纤耦合器将光分为两条光路，其中一条光路通过延时光纤与第二1:1光纤耦合器连接，另一路与第二1:1光纤耦合器直接连接；两路信号经第二1:1光纤耦合器在第一平衡探测器上拍频；主干涉仪包括第二1:...

【技术特征摘要】

1.一种基于相位解调的光纤形状测量装置，包括可调谐激光器、辅助干涉仪、主干涉仪和数据采集卡；可调谐激光器通过第一1:99光纤耦合器分为两条光路，两条光路分别与辅助干涉仪和主干涉仪连接，辅助干涉仪、主干涉仪输出与数据采集卡连接；其特征在于：辅助干涉仪包括第一1:1光纤耦合器、延时光纤、第二1:1光纤耦合器、第一平衡探测器；第一1:99光纤耦合器能量占比为1%的路光与第一1:1光纤耦合器连接；第一1:1光纤耦合器将光分为两条光路，其中一条光路通过延时光纤与第二1:1光纤耦合器连接，另一路与第二1:1光纤耦合器直接连接；两路信号经第二1:1光纤耦合器在第一平衡探测器上拍频；主干涉仪包括第二1:99光纤耦合器、偏振控制器、光纤环形器、1:1保偏光纤耦合器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第二平衡探测器、第三平衡探测器、光纤；第一1:99光纤耦合器能量占比为99%的光与第二1:99光纤耦合器连接；第二1:99光纤耦合器能量占比为1%的光与偏振控制器连接，偏振控制器输出与1:1保偏光纤耦合器连接；第二1:99光纤耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，陈天乐，唐明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：