1. Principio de detección de forma 2D basado en OFDR

 

El principio de la detección de forma OFDR implica unir una fibra óptica al objeto a medir. Cuando la forma cambia, la tecnología OFDR se utiliza para recopilar datos de deformación dentro de la fibra óptica. Estos datos se procesan utilizando algoritmos específicos para reconstruir la forma de la fibra óptica (es decir, la forma del objeto bajo prueba).

 

Reconstruir la forma de la fibra se aproxima a reconstruir una curva espacial. Despreciando los efectos de la temperatura y considerando la flexión pura, los datos de deformación del punto de detección obtenidos por OFDR se pueden convertir en datos de curvatura para ese punto, a saber:

Donde ε es la deformación inducida por la flexión, d es la distancia entre el punto de medición de la deformación y el eje neutro (es decir, el grosor del objeto bajo prueba), R es el radio de curvatura, y k es la curvatura en ese punto.

Usando la resolución espacial de la adquisición de la deformación como la longitud de la unidad fundamental para la reconstrucción de la forma, es decir, | OA | = L_{Por el Sr. Sp}En la Figura 1. Después de doblarse, el punto A gira hasta el punto A'. Las coordenadas del punto A' son:

Para las coordenadas de la siguiente unidad fundamental, el punto B, se puede usar una fórmula similar para representarla en el sistema de coordenadas xtras. Rotando las coordenadas obtenidas por θ₂, se puede obtener el incremento de coordenadas del punto B transformado en el sistema de coordenadas xy. Por analogía, rotar las coordenadas de todos los puntos subsiguientes por sus ángulos respectivos produce todos los puntos en la fibra óptica en el sistema de coordenadas original. La conexión de estos puntos con una curva suave da la forma de la fibra óptica.

 

Forma 2. OFDR que detecta exactitud

 

Durante la reconstrucción de la forma de la fibra óptica OFDR, la posición de un punto subsiguiente depende de la posición y de los incrementos de coordenadas del punto precedente. Los errores de cálculo introducidos por factores tales como cambios en las propiedades ópticas de la fibra y la precisión de medición de la deformación se acumulan a lo largo de toda la curva. Por lo tanto, cuanto mayor sea la longitud de medición, mayor será el error al final de la fibra óptica.

Para garantizar la precisión de la medición de la forma, generalmente recomendamos una longitud de detección de 2-3 metros. La longitud específica requerida debe determinarse basándose en análisis prácticos. Típicamente, el error de posición para la detección de la forma OFDR a lo largo de la dirección de la longitud de la fibra es aproximadamente 0,3%. Por ejemplo, el error a 1 metro es 1 m * 0.3% = 0.003m.