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公开(公告)号：CN118518020A
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202310179772.5
申请日：2023-02-17
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 本发明提供了一种多芯光纤传感器的三维形状重构方法及系统，属于光纤器件领域。所述方法首先测量多芯光纤传感器中的每根纤芯的光谱，然后利用每根纤芯的光谱获得应变，最后利用应变完成三维形状重构。所述方法包括：第一步，采集光谱；第二步，利用光谱获得中心波长和波长漂移；第三步，利用中心波长和波长漂移获得应变；第四步，利用应变获得曲率；第五步，利用曲率获得每个检测点的坐标。本发明方法简单、数学解释性强，而且稳定性高，易于实现，计算速度快。另外，本发明方法适用范围广，解决了检测点三阶不可导的情况下Frenet标架失效问题。
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公开(公告)号：CN116625261A
公开(公告)日：2023-08-22
申请号：CN202310313531.5
申请日：2023-03-28
Applicant: 北京信息科技大学 , 广州市南沙区北科光子感知技术研究院
Abstract: 本发明提供了一种基于光纤光栅传感网络的飞行器机翼形变监测方法，包括：飞行器机翼沿横向进行n等分，沿纵向进行m等分，将飞行器机翼划分为n×m个单元；每个单元内沿对角线相连，将飞行器机翼换分为2×(n×m)个三角形监测单元，其中，n大于m；在每个三角监测单元的内接圆的圆心处作为应变监测点，粘贴光纤光栅的光栅，2×(n×m)个光栅构成监测光栅阵列；光谱仪采集2×(n×m)个三角监测单元的应变监测点的应变信息，并发送至终端数据处理器，通过逆有限元法对飞行器机翼的整体变形进行重构。本发明飞行器机翼形变节点重构误差进一步缩小，实现飞行器机翼形变监测更加准确，在机翼实时形状监测方面具有应用前景。
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公开(公告)号：CN116539187A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310316143.2
申请日：2023-03-29
Applicant: 北京信息科技大学 , 广州市南沙区北科光子感知技术研究院
IPC: G01K11/32 , A61B34/20 , G01K11/3206 , G01K15/00 , G01B11/16
Abstract: 本发明提供了一种多芯光纤传感系统的手术环境温度自解耦方法，包括：采集多芯光纤的旁轴纤芯的波长漂移量，以及多芯光纤的中心纤芯的波长漂移量，利用多芯光纤的旁轴纤芯的波长漂移量，与多芯光纤的中心纤芯的波长漂移量做差，对手术环境温度自解耦。本发明利用多芯光纤的中心纤芯的传感单元对弯曲和扭转应变不敏感的特性，测量得到环境中的温度和拉压应变信息，并以此作为基准，校正旁轴纤芯上的温度应变信息，从而实现温度和应变的解耦。
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公开(公告)号：CN112558254B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202011444586.2
申请日：2020-12-08
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: G02B6/46
Abstract: 一种用于植光纤柔性材料传感器固定结构，固定结构包括固定器、位移平台、旋转平台和套筒；其中，旋转平台设置在套筒上端部，旋转平台内部活动设置有移动走珠，移动走珠上端部固定设置有位移平台，位移平台上开设有位移轨道，位移轨道上滑动设置有旋转仪，固定器下端部开设有螺纹孔，固定器螺纹连接在旋转仪上。本发明解决了现有的固定器不具有耐磨损的功能，且不具备加紧固定的功能，光纤软体材料容易脱落的问题。
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公开(公告)号：CN115900574A
公开(公告)日：2023-04-04
申请号：CN202211332537.9
申请日：2022-10-28
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
IPC: G01B11/16
Abstract: 本发明提供了一种用于三维变形监测的光纤传感器，所述光纤传感器包括：多芯光纤，所述多芯光纤包括中心纤芯和围绕所述中心纤芯的多根旁轴纤芯，其中，多根所述旁轴纤芯的每一根旁轴纤芯等间距刻制光栅。本发明提采用一个多芯光纤布拉格光栅制备传感器，用飞秒激光在多芯光纤的旁轴纤芯上等间距刻出栅区，一定数量的光栅和光纤本身构成形变监测的传感器，器件结构简单，稳定性可靠，可实现对物体三位形变的监测，成本较低、重复性高，易于实现器件的批量加工。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115727782A
公开(公告)日：2023-03-03
申请号：CN202211300796.3
申请日：2022-10-24
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
Abstract: 本发明提供了一种温度对多芯光纤光栅传感器三维重构影响的测试方法，包括：a、将多芯光纤光栅传感器沿曲率为15.38m‑1的路径固定在曲率试验件上；b、对所述多芯光纤光栅传感器在‑50℃至150℃范围内进行多次升温或降温处理；c、采集不同温度下的所述多芯光纤光栅传感器的三维重构坐标，绘制不同温度下的三维图形，对比不同温度对所述多芯光纤光栅传感器的三维重构图形的影响。本发明实现在多芯光纤传感器测量中温度的解耦，测试不同温度对多芯光纤传感器三维重构的影响，以确定光纤光栅传感器的有效工作的温度范围，提高多芯光纤传感器的测量精度。
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公开(公告)号：CN115708719A
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202211341508.9
申请日：2022-10-28
Applicant: 广州市南沙区北科光子感知技术研究院 , 北京信息科技大学
IPC: A61B34/30
Abstract: 本发明提供了一种用于三维重构的软体操作器包括，圆柱形结构的软体载体，所述软体载体内以螺旋的方式嵌入光纤，所述光纤上刻有光栅阵列；所述软体载体内部贯穿所述软体载体开设第一通孔，以及围绕所述第一通孔开设的第二通孔，所述第一通孔为圆形通孔，所述第二通孔为半圆形通孔。本发明在操作器内布设螺旋光纤光栅进行形状反馈，在操作器外布设镍钛记忆合金导丝约束最大弯曲角度，解决了直线型光纤伸缩弯曲形变范围小的问题，满足微创手术软体操作器大伸缩和各向弯曲形变时的测量需求，并且可以防止气压输入故障时操作器的弯曲扭转出现变故。
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公开(公告)号：CN115661347A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211300790.6
申请日：2022-10-24
Applicant: 北京信息科技大学 , 广州市南沙区北科光子感知技术研究院
Abstract: 本发明提供了一种多芯光纤的主动形状感知手术探针的三维重构方法，包括：a、当软体探测部件发生形变时，采集多芯光纤内每根纤芯的的布拉格光栅的波长；b、对多芯光纤内的每根纤芯进行波长‑应变曲线标定，通过标定的波长‑应变曲线计算每根纤芯的的应变；c、通过每根纤芯的应变计算每根纤芯的的弯曲曲率，d、通过每根纤芯的弯曲曲率进行曲率拟合，通过弗莱纳标架进行三维重构。本发明将光纤光栅传感理论和运动学模型相结合、通过在探针中嵌入多芯光纤光栅传感器，利用探针结构各点的测量应变的物理量信息，拟合重构出柔性变形的三维结构形态，实时监测和调控探针，以保证手术的顺利和成功的进行。
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公开(公告)号：CN112730327B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202011392589.6
申请日：2020-12-02
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 为了实现对折射率和溶液PH值的同时测量，本发明提出一种基于光纤内空腔粗锥干涉结构的折射率PH值双参数传感器。本发明采用光纤熔接放电制作内空腔粗锥结构，配合在光纤锥区修饰水凝胶的方法，制成所需的光纤折射率PH值双参数传感器。本发明的有益效果：采用光纤干涉结构配合端面涂覆水凝胶的方法，避免了传统电化学法的电测干扰；所发明的器件结构机械强度较好，稳定性可靠；本发明可实现三光束干涉结构，从而实现光谱细分，提高测量精确度。
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