[发明专利]用于形状感测的光纤传感器、光学形状感测设备、系统和方法

权利要求书

1.一种用于形状感测的光纤传感器，包括：

光纤，其具有被嵌入其中的数量为至少四条的纤芯(1至6)，所述数量为至少四条的纤芯被布置为与所述光纤的纵向中心轴线(0)间隔开，所述数量的纤芯(1至6)包括具有至少两条纤芯(1、3、5)的第一子集和具有至少两条纤芯(2、4、6)的第二子集，所述第二子集的所述纤芯(2、4、6)被布置为提供在所述纤维传感器(12’)的形状感测测量方面的冗余，其中，所述第一子集的所述纤芯(1、3、5)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上相对于彼此进行分布，并且所述第二子集的每条纤芯(2)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上相对于所述第一子集的两条相邻纤芯(1、3)以非等距方式进行布置，其中，被布置在所述第一子集的两条相邻纤芯(1、3、5)之间的所述第二子集的纤芯(2、4、6)具有以下角度位置：与所述第一子集的所述两条相邻纤芯(1、3、5)中的一条相比，所述角度位置更靠近所述第一子集的所述两条相邻纤芯(1、3、5)中的另一条。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述第一子集的所述纤芯(1、3、5)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上相对于彼此被等距地布置，并且所述第二子集的所述纤芯围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上相对于彼此被等距地布置。

3.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，纤芯的所述第一子集包括被布置在距所述纵向中心轴线(0)的径向距离处的三条纤芯，并且纤芯(2、4、6)的所述第二子集包括被布置在距所述纵向中心轴线(0)的径向距离处的三条纤芯(2、4、6)。

4.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述第二子集的一条纤芯(2)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上的角度位置与所述第一子集的两条相邻纤芯(1、3)中的一条的角度位置之间的角度比所述第一子集的所述两条相邻纤芯(1、3)的角度位置之间的角度的一半小至少10％。

5.根据权利要求3所述的光纤传感器，其中，所述第二子集的一条纤芯(2)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上的角度位置与所述第一子集的两条相邻纤芯(1、3)中的一条的角度位置之间的角度在20°至40°的范围内。

6.根据权利要求3所述的光纤传感器，其中，所述第二子集的一条纤芯(2)围绕所述中心轴线(0)在方位角方向上的角度位置与所述第一子集的两条相邻纤芯(1、3)中的一条的角度位置之间的角度为大约30°。

7.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述第二子集的所述纤芯(2、4、6)的光学性质不同于所述第一子集的所述纤芯的光学性质。

8.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述第一子集的所述纤芯(1、3、5)具有在其非应变状态下响应于被引入到所述纤芯(1、3、5)中的光的第一谐振波长，并且所述第二子集的所述纤芯(2、4、6)具有在其非应变状态下响应于被引入到所述纤芯(2、4、6)中的光的第二谐振波长，所述第二谐振波长不同于所述第一谐振波长。

9.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，纤芯的所述第一子集的所述纤芯(1、3、5)和纤芯的所述第二子集的所述纤芯(2、4、6)具有距所述中心轴线(0)的相等的距离。

10.根据权利要求1所述的光纤传感器，其中，所述光纤芯还包括被布置在所述纤维的所述中心轴线上的中心纤芯(0)。

11.一种光学形状感测设备，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的光纤传感器。