多芯光纤形状传感器

扭曲补偿高动态

通过外部扭曲补偿和本征自旋标定，并在相位解调中融入去跳变滤波，实现高精度动态形状重建。

Li, Sheng · Li, Qingrui · 丁振扬 · 刘琨 · Huafang, Wang · Hua, Peidong · Guo, Haohan · Teng, Zhang · Ji, Liu · Junfeng, Jiang · 刘铁根

Mechanical Systems and Signal Processing 2024

参数信息

传感空间分辨率
45 μm
重建精度提升倍数（外部扭曲补偿）
18
重建精度提升倍数（本征自旋率标定）
20
最大重建误差
0.61 %
形状重建速度提升倍数
10

技术优势

重建速度提高近10倍

相位解调方法避免了互相关计算的开销，动态形状重建速度比传统互相关方法提高近10倍，而精度保持在同一水平。

精度提升18倍和20倍

分别利用外部扭曲补偿和本征自旋率标定方法，重建精度相比未补偿时分别提高18倍和20倍以上，有效抑制多芯光纤的扭转误差。

高空间分辨率45 μm

通过追踪OFDR中的光相位并结合相位去跳变滤波算法，实现动态应变传感，空间分辨率达到45 μm，可分辨微小形变位置。

重建误差仅0.61%

与基于互相关的传统方法相比，提出的相位解调方法具有相同的重建精度，最大重建误差为0.61%，满足高精度应用需求。

应用场景