[发明专利]用于确定相关联对象的位置和/或形状的光学感测系统

权利要求书

1.一种用于确定相关联对象(O)的位置和/或形状的光学感测系统(1)，所述系统包括：

-一个或多个光纤(10)，其用于空间固定在所述相关联对象(O)上、空间固定在所述相关联对象(O)中或空间固定于所述相关联对象(O)，每个光纤具有一个或多个光纤芯(9)，

-多个光纤芯，其具有沿所述光纤芯(9)的完整长度延伸的一个或多个光纤布拉格光栅(FBG，8)，在所述完整长度上，所述对象(O)的所述位置和/或形状要被确定，

-反射计(REFL，12)，其被光学连接到所述一个或多个光纤(10)，所述反射计被光学布置用于测量在沿所述多个光纤芯的多个采样点处的应变，以及

-处理器(PROC，14)，其被可操作地连接到所述反射计，以基于从所述多个光纤芯所测量的应变来确定所述对象的所述位置和/或形状，

其中，所述反射计，当在频域中工作时，被布置用于执行在中心波长(λ₀)周围从第一波长到第二波长的波长扫描，以确定所述位置和/或形状，所述一个或多个光纤布拉格光栅(FBG，8)沿所述光纤芯(9)的所述完整长度延伸，所述一个或多个光纤芯中的每个具有沿所述光纤芯的所述完整长度的空间调制的反射(r)，使得对应的反射谱在所述波长扫描中能被检测。

2.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，至少一个光纤芯(9)具有沿所述完整长度延伸的单个光纤布拉格光栅(FBG，8)，在所述完整长度上，所述对象的所述位置和/或形状要被确定。

3.根据权利要求2所述的光学感测系统，其中，所述单个光纤布拉格光栅在沿所述完整长度的多个区域(7)中啁啾，使得所述光纤芯中的每个采样点均具有有效的分离的共振波长，每个采样点在所述波长扫描中能被检测。

4.根据权利要求3所述的光学感测系统，其中，所述多个区域彼此部分交叠(3)。

5.根据权利要求3所述的光学感测系统，其中，所述单个光纤布拉格光栅(FBG，8)在沿所述完整长度的所述多个区域(7)中线性啁啾。

6.根据权利要求3、4或5所述的光学感测系统，其中，所述区域内的啁啾波长(6)被选择为使得相位的对应相干长度长于连续采样点之间的步长(Δz)。

7.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，至少一个光纤芯(9)具有沿所述完整长度延伸的多个光纤布拉格光栅(FBG，7)，每个光纤布拉格光栅具有不同于其他光纤布拉格光栅的共振波长，每个光栅对应于采样波长。

8.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，所述系统被布置用于在N个维度中感测位置和/或形状，所述多个光纤芯(9)等于N+l，从而允许使用额外的光纤芯来进行温度补偿和/或细长应变。

9.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，所述多个光纤芯(9)被置于一个光纤(10)内，所述光纤芯在中心光纤芯周围螺旋扭曲。

10.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，所述相关联对象为医学导管、医学检查探头、医学传感器、建筑检查传感器、水下传感器、地质传感器。