Оптическое считывание положения и/или формы

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Заявка на изобретение №: 
2012115444
Дата публикации: 
Воскресенье, Октябрь 27, 2013

1. Способ измерения для многожильного волокна, содержащий этапы при которых:

обнаруживают изменения оптической длины в некоторых из жил в многожильном волокне вплоть до некоторой точки на многожильном оптоволокне, и

определяют местоположение или направление наведения в точке на многожильном волокне на основании выявленных изменений оптической длины.

2. Способ по п.1, в котором определение заключается в том, что определяют как местоположение, так и направление наведения в точке.

3. Способ по п.1, в котором точность определенного местоположения или направления наведения является лучшей, чем 0,5% оптической длины многожильного волокна вплоть до точки на многожильном волокне.

4. Способ по п.1, в котором определение заключается в том, что определяют форму, по меньшей мере, участка многожильного волокна на основании выявленных изменений оптической длины.

5. Способ по п.1, в котором определение заключается в том, что рассчитывают угол изгиба многожильного волокна в любом положении вдоль многожильного волокна на основании выявленных изменений длины вплоть до указанного положения, а затем, определяют форму участка многожильного волокна в положении на основании рассчитанного угла изгиба.

6. Способ по п.5, в котором угол изгиба рассчитывается в двух или трех измерениях.

7. Способ по п.1, в котором обнаружение заключается в том, что выявляют инкрементное изменение оптической длины в некоторых из жил в многожильном волокне для каждой из многочисленных длин сегментов вплоть до точки на многожильном волокне, и при этом, выявленные изменения оптической длины основаны на комбинации инкрементных изменений.

8. Способ по п.7, в котором этап обнаружения включает в себя обнаружение фазовой характеристики светового сигнала, отраженного в, по меньшей мере, двух из многочисленных жил от многочисленных длин сегментов, и в котором деформация в волокне на длинах сегментов вызывает сдвиг по фазе отраженного светового сигнала от длин сегментов в указанных двух жилах.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий в том, что непрерывно контролируют фазовую характеристику по оптической длине многожильного волокна.

10. Способ по п.7 дополнительно содержащий этапы, на которых:

обнаруживают отраженную картину релеевского рассеяния в отраженном световом сигнале для каждой длины сегмента,

сравнивают отраженную картину релеевского рассеяния с эталонной картиной релеевского рассеяния для каждой длины сегмента, и

определяют фазовую характеристику для каждой длины сегмента на основании указанного сравнения.

11. Способ по п.7 дополнительно содержащий этапы, на которых:

определяют параметр скручивания, связанный с многожильным волокном в точке многожильного оптоволокна на основании выявленных изменений оптической длины многожильного волокна.

12. Способ по п.11, в котором определение местоположения или направления наведения в точке на многожильном волокне основано на определенном параметре скручивания.

13. Способ по п.11 дополнительно содержащий этапы, на которых:

вносят поправку на определенный параметр скручивания на каждой из длин сегментов.

14. Способ по п.11, в котором многожильное волокно включает в себя три периферийных жилы, разнесенные вокруг четвертой жилы вдоль центра многожильного волокна, способ дополнительно содержит этапы при которых:

определяют фазовую характеристику светового сигнала, отраженного в каждой из четырех жил от каждой длины сегмента, и при этом, деформация в многожильном волокне на одной или более длин сегментов вызывает сдвиг по фазе отраженного светового сигнала в каждой из четырех жил, усредняют фазовые характеристики для трех периферийных жил,

комбинируют усредненную фазовую характеристику с фазовой характеристикой четвертой жилы для удаления деформации общего вида, и

определяют параметр скручивания из комбинированной фазовой характеристики.

15. Способ по п.7 дополнительно содержащий этапы, на которых:

определяют ориентацию многожильного волокна в точке на многожильном волокне на каждой из длин сегментов,

вносят поправку на определенную ориентацию при определении местоположения в точке на многожильном волокне на основании выявленных изменений оптической длины.

16. Способ по п.7, в котором многожильное волокно отличается номинальной интенсивностью закручивания, дополнительно состоящий в том, что:

определяют угол поворота многожильного волокна в точке на многожильном оптоволокне на каждой из длин сегментов по сравнению с номинальной интенсивностью закручивания многожильного волокна, определяют коэффициент вобуляции для многожильного волокна посредством ограничения многожильного волокна криволинейной ориентацией в одной плоскости, и

вносят поправку на коэффициент вобуляции при определении местоположения в точке на многожильном волокне на основании выявленных изменений оптической длины.

17. Способ по п.1, в котором многожильное волокно спирально обернуто и отличается номинальной интенсивностью закручивания, способ дополнительно состоит в том, что:

определяют отклонение номинальной интенсивности закручивания в точке вдоль многожильного волокна, и

вносят поправку на отклонение интенсивности закручивания.

18. Способ по п.1, в котором направление наведения соответствует углу изгиба многожильного волокна в положении вдоль многожильного волокна, определенном на основании сигналов ортонормальной деформации.

19. Способ по п.1, в котором изменения оптической длины определяются посредством расчета изменения оптической фазы на каждой длине сегмента вдоль многожильного волокна и развертывания изменения оптической фазы для определения оптической длины.

20. Способ по п.1 дополнительно содержащий этапы, на которых:

пропускают свет с, по меньшей мере, двумя состояниями поляризации вдоль многожильного волокна, и

комбинируют отражения света с, по меньшей мере, двумя состояниями поляризации при определении местоположения или направления наведения в точке на многожильном волокне на основании выявленных изменений оптической длины.

21. Способ по п.20, в котором два состояния поляризации включают в себя первое состояние поляризации и второе состояние поляризации, которые являются, по меньшей мере, номинально ортогональными, и способ дополнительно состоит в том, что:

используют контроллер поляризации для пропускания первого светового сигнала в первом состоянии поляризации по многожильному волокну,

используют контроллер поляризации для пропускания второго светового сигнала во втором состоянии поляризации по многожильному волокну,

рассчитывают независимые от поляризации изменения оптической длины в некоторых из жил многожильного волокна вплоть до точки на многожильном волокне с использованием отражений первого и второго световых сигналов.

22. Способ по п.11 дополнительно содержащий этапы, на которых:

определяют вызванные изгибом изменения оптической длины вдоль многожильного волокна и учитывают вызванные изгибом изменения оптической длины при определении параметра скручивания.

23. Способ по п.22 дополнительно состоящий в том, что: рассчитывают изгиб на одной из длин сегментов, возводят в квадрат рассчитанный изгиб,

умножают возведенный в квадрат изгиб на постоянную для получения произведения изгиба, комбинируют произведение изгиба с определенными изменениями оптической длины внешней жилы многожильного волокна на одной длине сегмента.

24. Устройство для осуществления измерений многожильного волокна, содержащее:

схему обнаружения, сконфигурированную для обнаружения изменения оптической длины жил в многожильном волокне вплоть до некоторой точки на многожильном волокне, и

схему расчета, сконфигурированную для определения местоположения или направления наведения в точке на многожильном волокне на основании обнаруженных изменений оптической длины.

25. Устройство по п.24, в котором схема расчета сконфигурирована для определения, как местоположения, так и направления наведения в точке.

26. Устройство по п.24, в котором точность определенного местоположения или направления наведения является лучшей, чем 0,5% оптической длины многожильного волокна вплоть до точки на многожильном волокне.

27. Устройство по п.24, в котором схема расчета сконфигурирована для определения формы, по меньшей мере, участка многожильного волокна на основании обнаруженных изменений оптической длины.

28. Устройство по п.24, в котором схема расчета сконфигурирована для расчета угла изгиба многожильного волокна в любом положении вдоль многожильного волокна на основании обнаруженных изменений длины вплоть до указанного положения, а затем, определения формы участка многожильного волокна в указанном положении на основании рассчитанного угла изгиба.

29. Устройство по п.24, в котором схема обнаружения сконфигурирована для обнаружения инкрементного изменения оптической длины в некоторых из жил в многожильном волокне для каждой из многочисленных длин сегментов вплоть до точки на многожильном волокне, и при этом, обнаруженные изменения оптической длины основаны на комбинации инкрементных изменений.

30. Устройство по п.29, в котором схема обнаружения сконфигурирована для обнаружения фазовой характеристики светового сигнала, отраженного в по меньшей мере двух из многочисленных жил от многочисленных длин сегмента, и в котором деформация в волокне на длинах сегментов вызывает сдвиг по фазе отраженного светового сигнала от длин сегментов в двух жилах.

31. Устройство по п.30, в котором схема обнаружения сконфигурирована для контроля фазовой характеристики непрерывно по оптической длине многожильного волокна.

32. Устройство по п.29, в котором схема обнаружения сконфигурирована для обнаружения отраженной картины релеевского рассеяния в отраженном световом сигнале для каждой длины сегмента, при этом схема расчета сконфигурирована для сравнения отраженной картины релеевского рассеяния с эталонной картиной релеевского рассеяния для каждой длины сегмента, и определения фазовой характеристики для каждой длины сегмента на основании сравнения.

33. Устройство по п.29, в котором схема расчета сконфигурирована для определения параметра скручивания, связанного с многожильным волокном в точке на многожильном волокне, на основании обнаруженных изменений оптической длины многожильного волокна.

34. Устройство по п.33, в котором определение местоположения или направления наведения в точке на многожильном волокне основано на определенном параметре скручивания.

35. Устройство по п.33, в котором схема расчета сконфигурирована для внесения поправки для определенный параметр скручивания на каждой из длин сегментов.

36. Устройство по п.33, в котором многожильное волокно включает в себя три периферийных жилы, разнесенные вокруг четвертой жилы вдоль центра многожильного волокна, схема обнаружения сконфигурирована для определения фазовой характеристики светового сигнала, отраженного в каждой из четырех жил от каждой длины сегмента, деформация в многожильном волокне на одной или более длин сегментов вызывает сдвиг по фазе отраженного светового сигнала в каждой из четырех жил, и схема расчета сконфигурирована для усреднения фазовых характеристик для трех периферийных жил, комбинирования усредненной фазовой характеристики с фазовой характеристикой четвертой жилы для удаления деформации общего вида и определения параметра скручивания из комбинированной фазовой характеристики.

37. Устройство по п.29, в котором многожильное волокно отличается номинальной интенсивностью закручивания, схема расчета сконфигурирована для определения угла поворота многожильного волокна в точке на многожильном волокне на каждой из длин сегментов по сравнению с номинальной интенсивностью закручивания многожильного волокна, и схема расчета сконфигурирована для определения коэффициента вобуляции для многожильного волокна посредством ограничения многожильного оптоволокна криволинейной ориентацией в одной плоскости, и внесения поправки на коэффициент вобуляции при определении местоположения в точке на многожильном волокне на основании обнаруженных изменений оптической длины.

38. Устройство по п.24, в котором схема расчета сконфигурирована для определения изменений оптической длины посредством расчета изменения оптической фазы на каждой длине сегмента вдоль многожильного волокна и развертывания изменения оптической фазы для определения оптической длины.

39. Устройство по п.24, дополнительно содержащее:

лазер, сконфигурированный для передачи света с, по меньшей мере, двумя состояниями поляризации вдоль многожильного волокна,

при этом схема расчета сконфигурирована для комбинирования отражений света с по меньшей мере двумя состояниями поляризации при определении местоположения или направления наведения в точке на многожильном волокне на основании обнаруженных изменений оптической длины.

40. Устройство по п.39, в котором два состояния поляризации включают в себя первое состояние поляризации и второе состояние поляризации, которые являются, по меньшей мере, номинально ортогональными, устройство дополнительно содержит контроллер поляризации, сконфигурированный для пропускания первого светового сигнала в первом состоянии поляризации по многожильному волокну и пропускания второго светового сигнала во втором состоянии поляризации по многожильному волокну, и при этом, схема расчета сконфигурирована для расчета независимых от поляризации изменений оптической длины в некоторых из жил в многожильном волокне вплоть до точки на многожильном волокне с использованием отражений первого и второго световых сигналов.

41. Носитель информации, хранящий команды программы, которые, когда при выполнении на компьютеризированном измерительном устройстве, побуждают компьютеризированное измерительное устройство производить измерения многожильного волокна посредством выполнения следующих этапов на которых:

обнаруживают изменения оптической длины некоторых из жил в многожильном волокне вплоть до некоторой точки на многожильном волокне, и

определяют местоположение или направление наведения в точке на многожильном волокне на основании обнаруженных изменений оптической длины.