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空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法技术

技术编号:42759314 阅读:42 留言:0更新日期:2024-09-18 13:46
本申请揭示了一种空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,方法包括:按预设规则对目标光纤内的各个外芯进行分组,得到纤芯组集,所述纤芯组集包括至少两个纤芯组;通过为各个纤芯组设置相互错开的光栅阵列,得到三维形状传感器组集,所述三维形状传感器组集包括至少两段三维形状传感器;获取所述三维形状传感器组集中各个三维形状传感器的应变数据,并基于所述应变数据对目标光纤的三维形状进行重构。通过根据目标光纤内的多个外芯构建至少两段三维形状传感器,增加目标光纤三维形状传感器的传感长度,面对不同纤芯数量的光纤,可以构建不同段数个三维形状传感器,进而可以灵活增加不同纤芯数量光纤的传感长度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感,尤其涉及空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法


技术介绍

1、光纤三维形状传感技术是近些年发展起来的一种接触式的物体三维姿态测量方法,利用光纤横截内的二维应变沿轴向的分布,来实现光纤的三维形状重构。通过将光纤粘贴或者嵌入到物体上,实现对物体形状的同步测量。多芯光纤三维形状传感器具有尺寸微小、耐高温、抗电磁干扰、测量精度与灵敏度高等优点,在介入治疗、软体机器人、飞行器和结构健康监测等领域具有巨大的应用潜力。

2、利用光栅解调仪和多芯光纤光栅阵列是实现光纤三维形状传感的主要技术方案之一。多芯光纤是一种在共同包层中包含多个纤芯的光纤,在利用该技术方案进行三维形状传感时,至少需要对多芯光纤中的4个纤芯进行测量解调(1个纤芯位于光纤的几何中心,用于补偿温度和轴向拉伸;其余三个纤芯呈中心对称分布在光纤中心外围,用于重构光纤的曲率半径和弯曲方向)。为了实现多点的测量,需要在每一个纤芯中串联具有不同中心波长光栅阵列,每个光栅具有各自的工作波长范围,可以独立工作。

3、由于目前光栅解调仪的光源带宽一般为40nm-60本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述按预设规则对目标光纤内的各个外芯进行分组,得到纤芯组集的步骤,包括:

3.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述按预设规则对目标光纤内的各个外芯进行分组,得到纤芯组集的步骤,还包括:

4.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述通过为各个纤芯组设置相互错开的波分复用光栅阵列,得到三维形状传感器组...

【技术特征摘要】

1.一种空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述按预设规则对目标光纤内的各个外芯进行分组,得到纤芯组集的步骤,包括:

3.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述按预设规则对目标光纤内的各个外芯进行分组,得到纤芯组集的步骤,还包括:

4.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述通过为各个纤芯组设置相互错开的波分复用光栅阵列,得到三维形状传感器组集的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的空分波分混合复用光栅阵列的光纤三维形状传感方法,其特征在于,所述获取各个三维形状传感器的应变数据的步骤,包括:

6.根据权利要求5所述的空分波分混合复用光栅阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王义平孟彦杰付彩玲
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:

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