OFDR是目前最尖端的光纖傳感技術(shù)，具有分布式、超高空間分辨率和溫度應(yīng)變測量精度。昊衡科技致力于OFDR技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)，目前已推出多款商用OFDR光頻域反射儀。其中，OSI系列高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)專用于光纖傳感測量領(lǐng)域，空間分辨率高達1mm，應(yīng)變測量精度為±1με，可以在一根光纖上同時測量成千上萬傳感點。
本文講述法蘭盤應(yīng)變測量實例，在法蘭盤結(jié)構(gòu)件上布設(shè)一根光纖，采用OSI-S高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)，演示如何通過一根光纖實現(xiàn)結(jié)構(gòu)件應(yīng)變場分布測量，并結(jié)合三維應(yīng)變場重構(gòu)軟件進行直觀顯示。
試樣介紹：
圍繞法蘭盤底部圓盤分布六根圓柱及中心圓柱支撐頂部圓盤，底部圓盤與支撐柱以焊接方式固死，頂部圓盤與支撐柱通過螺絲進行連接。為制造應(yīng)變場的差異，將法蘭盤左側(cè)拆掉一根圓柱支撐，頂部圓盤右側(cè)設(shè)計了一片凹面。
圖1. 法蘭盤與三維應(yīng)變場重構(gòu)軟件
光纖布設(shè)：
在頂部圓盤表面采用一根耐彎曲聚酰亞胺光纖沿圓盤圓環(huán)方向布設(shè)，并將光纖彎曲延伸布設(shè)到五根圓柱支撐上，使用502膠水固定。傳感光纖一端連接OSI高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)的DUT接口，另一端熔接ERE尾端反射消除器進行尾端處理。
測試過程：
先慢慢擰緊法蘭盤中間螺絲，然后松開，再按壓頂部圓盤局部位置，OSI高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)全程實時測量法蘭盤圓盤表面和支撐的應(yīng)變分布。
測試結(jié)果：
整個加載過程的最大應(yīng)變值約為±200με，OSI以50Hz的采樣率和±4με的測量精度，實時獲取整根光纖各時刻的應(yīng)變分布曲線，結(jié)合三維應(yīng)變場軟件重構(gòu)應(yīng)變場，并在實物圖上進行直觀展示。應(yīng)變場的測試結(jié)果如下圖所示
圖2. 螺絲擰緊過程的應(yīng)變分布
圖3. 螺絲松開過程的應(yīng)變分布
圖4. 按壓局部位置的應(yīng)變分布
OFDR分布式光纖傳感技術(shù)能夠以mm級空間分辨率在一根光纖上同時測量成千上萬傳感點，非常適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和多種結(jié)構(gòu)件的應(yīng)變分布測量。結(jié)合三維應(yīng)變場軟件，還可以實時重構(gòu)應(yīng)變場，直觀顯示各時刻的應(yīng)變分布。
