Как рассчитывается пространственная кривизна с использованием различий в деформации в многожильных решетках?
Пространственная кривизна рассчитывается с использованием разницы деформаций в многожильных решетках, используя принцип, согласно которому механическая деформация, в частности изгиб, вызывает разный уровень деформации по поперечному сечению датчика.
Вот разбивка принципа расчета:
-
Измерение дифференциальной деформации: Датчик формы на основе решетки Брэгга OFSCN® (OFSCN® Fiber Bragg Grating Shape Sensor), ссылка на который находится здесь: OFSCN® Fiber Bragg Grating Shape Sensor, обычно включает в себя несколько решеток Брэгга (FBG), встроенных в многожильное волокно или расположенных в виде пучка одножильных волокон, расположенных на известных радиальных расстояниях и угловых разнесениях вокруг центральной оси (например, три решетки с интервалом 120 градусов). Когда датчик изгибается, FBG на внешнем радиусе изгиба испытывают растягивающую деформацию (удлинение), в то время как FBG на внутреннем радиусе испытывают сжимающую деформацию (укорачивание). FBG на нейтральной оси испытывают минимальную деформацию.
-
Соотношение деформации и кривизны: Измеренная деформация (ε) на каждой FBG напрямую связана с локальной кривизной (κ), радиальным расстоянием (r) FBG от нейтральной оси и ее угловым положением относительно плоскости изгиба. Точно измеряя сдвиг длины волны каждой FBG, можно определить индивидуальные значения деформации.
-
Расчет кривизны: Имея несколько пространственно распределенных измерений деформации, можно составить набор уравнений. Эти уравнения коррелируют измеренные значения деформации с геометрией датчика (радиальным расстоянием и угловым положением каждой FBG) для решения двух составляющих локальной кривизны (изгиб в двух ортогональных плоскостях) и соответствующего угла изгиба. По сути, разница деформаций обеспечивает необходимые данные для триангуляции плоскости и величины изгиба.
Этот метод позволяет реконструировать трехмерную форму датчика путем интегрирования информации о локальной кривизне вдоль его длины.
Технология, лежащая в основе этого, включает в себя высоконастроенные решения, такие как предлагаемые датчиком формы на основе решетки Брэгга OFSCN® (OFSCN® Fiber Bragg Grating Shape Sensor), которые могут быть созданы с использованием многожильных решеток Брэгга OFSCN (OFSCN Multicore Fiber Bragg Gratings).
Вот несколько визуальных представлений таких датчиков:
Более подробную информацию вы можете найти на страницах наших продуктов:
OFSCN® Fiber Bragg Grating Shape Sensor
OFSCN Multicore Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (Bare)