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基于OFDR的三维场重构技术介绍与汇总
关键词:OFDR、分布式光纤传感、三维场重构
1、概述
OFDR分布式光纤传感技术使用的传感器体积小,精度高,空间分辨率低,通过OFDR分布式光纤传感技术可监测不同结构健康情况,同时可以监测到结构可能存在的微小缺陷,为了使结构各位置应变或温度变化情况显示更直观,昊衡科技研发了一款三维强度展示软件,可将测试数据通过颜色映射到三维模型对应位置,使用此软件即可实时观察测试物不同位置的应变或温度变化情况,精准定位缺陷位置,实现数据可视化。
2、软件介绍
软件可通过TCP协议传输实时数据或导入txt数据进行回放。软件可导入wrl格式3D模型,导入后可通过移动鼠标获取模型不同位置的坐标信息,根据现场光纤布设选择合适的线型设定传感点位置,线形有直线、弧形、螺旋、圆和圆柱五种。
直线:可将每段直线布设的光纤首尾位置定位,确定每段光纤传感点数,并确定三维模型中相应坐标,即可将整段传感点数据均分显示在设定好的直线位置,且自动对数据线性插值,使数据显示更为平滑,将多条直线坐标数据设定好后,可选定两组或两组以上的直线重构,即每条线段相邻两个点做线性插值,将多条线转换为面形式显示。图1为直线类型数据回放图。
a.重构前
b.重构后
图1. 直线类型数据回放
弧形:和直线一样,确定好传感点数后设定坐标,即可在平面上显示弧形,通过不同颜色展示弧形位置强度大小。图2为直线与弧形组合展示的数据回放图。
图2. 直线与弧形组合展示图
螺旋:在圆柱上螺旋布设光纤,标定同一轴向的首尾传感点,这样可以将每一圈光纤传感点均分,设定对应的螺距,即可精准将测试数据通过颜色映射在三维模型上,打开重构功能后将相邻两圈数据线性插值,补充空白位置数据,将螺旋数据转换为圆柱显示。图3为螺旋类型数据回放图。
a.重构前
b.重构后
图3. 螺旋类型数据回放图
圆:在圆柱上环向布设的光纤可通过定位每一圈光纤首尾传感点位置,确定传感点坐标位置,可将测试数据通过颜色映射在弧面上,打开重构将相邻两圈圆环数据线性插值,补充空白数据,将弧形数据转换为弧面显示。图4为圆类型数据回放图。
a.重构前
b.重构后
图4. 圆类型数据回放图
圆柱:在圆柱体表面沿轴向布设光纤,确定每段光纤首尾传感点位置及传感点对应坐标位置,即可对相邻光纤数据线性插值,补充空白数据,将线条数据转换为弧面显示。图5为圆柱类型数据回放图。
a.重构前
b.重构后
图5. 圆柱类型数据回放图
3、总结
昊衡科技研发的三维强度软件既可实时接收OFDR分布式光纤传感器测试数据监测物体各位置应变或温度变化情况,也可导入txt测试数据进行数据回放。此软件不仅可以接收OFDR分布式光纤传感数据,也可通过网口接收其他光纤解调设备测试数据;软件使用可根据实际情况选用合适的线形,软件内重构插值方法为线性插值;也可根据不同场景与材料根据客户要求定制不同的线形与插值算法。
昊衡科技:
一家集研发、生产、销售于一体的高科技公司,专业从事工业级自校准光学测量与传感技术开发,也是国内首家实现OFDR技术商用化的公司。目前,昊衡科技已推出多款高精度高分辨率产品,水平比肩国际同类型产品,主要应用于光学链路诊断、光学多参数测量、高精度分布式光纤温度和应变传感测试。已与全球多个国家和地区企业建立良好的合作关系,并取得诸多成果。
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成果。