[发明专利]温度不敏感的光纤形状重构系统

权利要求书

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；所述光纤为普通的单模光纤；

所述第一光纤段和第二光纤段铺设在所述待测物上后，对所述第一光纤段和第二光纤段及其周边的待测物区域涂覆环氧树脂胶水层，以将所述第一光纤段和第二光纤段固定在所述待测物上，其中环氧树脂胶水层的厚度大于或者等于所述光纤的直径，仅第一光纤段和第二光纤段包裹在环氧树脂胶水层内，连接段处于实际环境中，以快速地实现两光纤段的热传导平衡，使温度对两光纤段的影响达到实时相同；所述激光探测仪为可调谐扫频激光器，可调谐扫频激光器基于OFDR光频域反射技术进行信号采集；

所述待测物的厚度越厚，可测量的弯曲曲率越小；

通过将同一条光纤的两光纤段重叠对应设置在待测物的上下两面，对两光纤采集到的信号进行关联处理，消除温度对曲率测量的影响，从而使得物体应变形状重构时的准确度较高。

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，所述光纤横截面的直径越大，可测量的弯曲曲率越小。

3.根据权利要求2所述的温度不敏感的光纤形状重构系统，其特征在于，所述光纤的直径为0.4mm。

4.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，所述待测物的厚度为0.1mm～0.3mm。