1. principe de détection de forme basé sur OFDR 2D

 

Le principe de la détection de forme OFDR consiste à attacher une fibre optique à l'objet à mesurer. Lorsque la forme change, la technologie OFDR est utilisée pour collecter des données de contrainte dans la fibre optique. Ces données sont ensuite traitées à l'aide d'algorithmes spécifiques pour reconstruire la forme de la fibre optique (c'est-à-dire la forme de l'objet testé).

 

La reconstruction de la forme de la fibre se rapproche de la reconstruction d'une courbe spatiale. En négligeant les effets de la température et en considérant la flexion pure, les données de déformation du point de détection obtenues par OFDR peuvent être converties en données de courbure pour ce point, à savoir:

Où ε est la contrainte induite par la flexion, d est la distance entre le point de mesure de la contrainte et l'axe neutre (c'est-à-dire l'épaisseur de l'objet soumis à l'essai), R est le rayon de courbure et k est la courbure en ce point.

En utilisant la résolution spatiale d'acquisition de contrainte comme longueur d'unité fondamentale pour la reconstruction de forme, c.-à-d. | OA | = L_SprAprès la flexion se produit, le point A tourne au point A'. Figure 1. Les coordonnées du point A' sont alors:

Pour les coordonnées de l'unité fondamentale suivante, le point B, une formule similaire peut être utilisée pour la représenter dans le système de coordonnées x₁yι. En faisant tourner les coordonnées obtenues par θ₂, l'incrément de coordonnées du point B transformé dans le système de coordonnées xy peut être obtenu. Par analogie, la rotation des coordonnées de tous les points suivants par leurs angles respectifs donne tous les points sur la fibre optique dans le système de coordonnées d'origine. La connexion de ces points avec une courbe lisse donne la forme de la fibre optique.

 

2. Précision de détection de forme OFDR

 

Pendant la reconstruction de forme de fibre optique OFDR, la position d'un point suivant dépend de la position et des incréments de coordonnées du point précédent. Les erreurs de calcul introduites par des facteurs tels que les changements dans les propriétés optiques de la fibre et la précision de la mesure des contraintes s'accumulent tout au long de la courbe. Par conséquent, plus la longueur de mesure est longue, plus l'erreur à la fin de la fibre optique est grande.

Pour assurer la précision de la mesure de la forme, nous recommandons généralement une longueur de détection de 2 à 3 mètres. La longueur spécifique requise devrait être déterminée sur la base d'une analyse pratique. Typiquement, l'erreur de position pour la détection de forme OFDR le long de la direction de la longueur de fibre est d'environ 0,3%. Par exemple, l'erreur à 1 mètre est de 1 m * 0,3% = 0,003 m.