DK2583076T3 - System til at måle og overvåge tøjningen på objekter belastet af eksterne kræfter - Google Patents
System til at måle og overvåge tøjningen på objekter belastet af eksterne kræfter Download PDFInfo
- Publication number
- DK2583076T3 DK2583076T3 DK11740730.4T DK11740730T DK2583076T3 DK 2583076 T3 DK2583076 T3 DK 2583076T3 DK 11740730 T DK11740730 T DK 11740730T DK 2583076 T3 DK2583076 T3 DK 2583076T3
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- optical sensors
- optical
- group
- sensors
- axis
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 254
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
- G01M11/085—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT] the optical fiber being on or near the surface of the DUT
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0091—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by using electromagnetic excitation or detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Claims (20)
1. System til at måle og overvåge tøjningerne af et to- eller tre-dimensionelt objekt, omfattende: - mindst en gruppe af optiske sensorer, idet hver af nævnte optiske sensorer er tilvejebragt inden i mindst et fiberoptisk kabel, - en optisk interrogatormaskine (M) til at generere et lyssignal ved en given frekvens, der skal sendes, i nævnte mindst ene fiberoptiske kabel, og til at modtage svarsignaler fra nævnte optiske sensorer og til at bestemme bølgelængdens forskydning af nævnte optiske sensorer fra deres nominale værdi eller kalibreringsværdi, der bestemmes ved tidspunktet for fastgørelsen af det fiberoptiske kabel på selve objektet, når det er i hviletilstand, det vil sige, når nævnte objekt ikke udsættes for nogen ekstern kraft; og - en computer (C) til at beregne objektets tøjning i forhold til mindst en af to eller tre referenceakser X, Y og Z; idet nævnte computer (C) er forbindelig til nævnte forespørgselsmaskine (M) og til at modtage data vedrørende forskydningens bølgelængde af hver af nævnte optiske sensorer i forhold til deres kalibreringsværdier; kendetegnet ved at nævnte mindst ene gruppe af optiske sensorer skal anvendes på nævnte objekt ifølge en forudbestemt geometrisk konfiguration, idet nævnte mindst ene gruppe omfattende et antal sensorer mindst lig med antallet af dimensioner af nævnte objekt; idet mindst to optiske sensorer skal placeres på det samme plan, og ved at hver af nævnte optiske sensorer er fjernt fra en neutral akse af nævnte objekt, idet nævnte neutrale akse er aksen langs hvilken en kraft anvendt på nævnte objekt ikke har nogen deformationseffekt på nævnte optiske sensorer, og ved at nævnte forudbestemte geometriske konfiguration er valgt på en sådan måde, at et plan, der passerer gennem nævnte neutrale akse af nævnte objekt, passerer mellem nævnte to optiske sensorer.
2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved at når objektet er tredimensionelt, nævnte mindst ene gruppe af optiske sensorer omfatter mindst tre optiske sensorer (SI, S2, S3) anvendt på nævnte objekt, så de danner, på et samme referenceplan, en trekantet form, særligt en flerhed af grupper af mindst tre optiske sensorer (SI, S2, S3), hvor hver af disse er anbragt på et respektivt referenceplan.
3. System ifølge krav 2, kendetegnet ved at hver gruppe yderligere omfatter mindst en yderligere optisk sensor (S4) anvendt i et plan vinkelret på referenceplanet af hver gruppe af mindst tre optiske sensorer (SI, S2, S3) og er hældet i forhold til objekttorsionsaksen, fortrinsvis ved 45° i forhold til nævnte akse.
4. System ifølge krav 1, kendetegnet ved at når objektet er todimensionelt, nævnte mindst ene gruppe af optiske sensorer omfatter mindst to optiske sensorer (S5, S6); idet nævnte mindst to optiske sensorer (S5, S6) anvendes på en første objektoverflade, hver tilvejebragt ved den frie ende af armene af en imaginær linje, der er i alt væsentligt L-formet, idet særligt en flerhed af grupper af mindst to optiske sensorer (S5, S6) er tilvejebragt på nævnte første overflade.
5. System ifølge krav 4, kendetegnet ved at for hver gruppe af to optiske sensorer (S5, S6) er tilvejebragt mindst en yderligere optisk sensor (S7) placeret ved forbindelsespunktet mellem de to forgreninger af nævnte linje for at være hældet i forhold til objekttorsionsaksen, fortrinsvis ved 45° i forhold til nævnte akse.
6. System ifølge et hvilket som helst af kravene 3-5, kendetegnet ved at på den anden overflade af objektet, modstående til nævnte første overflade hvor mindst en første gruppe af optiske sensorer (S5, S6) er tilvejebragt, mindst en første gruppe af mindst to optiske sensorer (S5', S6') er tilvejebragt; idet nævnte mindst to optiske sensorer (S5', S6') anvendes på den frie ende af hver arm af en imaginær linje, der er i alt væsentligt L-formet, så hver optiske sensor (S51, S6') af nævnte mindst ene gruppe på nævnte anden overflade er spejlbillede af en respektiv optisk sensor (S5, S6) af nævnte mindst ene gruppe på den første overflade af objektet.
7. System ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved at de optiske sensorer i hver gruppe er placeret ved en maksimumafstand fra den neutrale akse.
8. System ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at hver af nævnte optiske sensorer er i et respektivt fiberoptisk kabel, særligt er nævnte kabler forbundet til at danne en optisk fiberkæde, idet nævnte optiske fiberkæde er forbundet til den optiske interrogatormaskine (M) med en optisk forbinder, idet nævnte fiberoptiske kabler er forbindelige med den optiske interrogatormaskine (M) med en tilsvarende optisk forbinder.
9. System ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at de optiske sensorer fremstilles ved hjælp af en fiberoptisk kabeldel, der er modificeret således, at nævnte fiberoptiske kabeldel har et anderledes refraktivt indeks end resten af det fiberoptiske kabel.
10. Fremgangsmåde til at måle og overvåge tøjninger af et to- eller tre-dimensionelt objekt udsat for en eller flere eksterne kræfter ved hjælp af systemet i et hvilket som helst af de foregående krav, hvis fremgangsmåde omfatter de følgende trin: a) at tilvejebringe mindst en gruppe af optiske sensorer omfattende mindst et antal sensorer lig med antallet af dimensioner af nævnte objekt til anvendelse på nævnte objekt i mindst et optisk fiberkabel; b) at placere og at lime nævnte mindst ene gruppe af optiske sensorer; c) at forbinde nævnte mindst ene fiberoptiske kabel til en optisk interrogatormaskine (M); d) at sende et lyssignal fra nævnte optiske interrogatormaskine (M) til nævnte mindst ene fiberoptiske kabel med konsekvent virkning af nævnte lyssignal med hver af de optiske sensorer af nævnte mindst ene gruppe; e) at sende et svarsignal fra hver af nævnte optiske sensorer til den optiske interrogatormaskine (M); f) at modtage fra den optiske interrogatormaskine (M) nævnte svarsignaler sendt fra hver af nævnte optiske sensorer; g) at beregne, via nævnte optiske interrogatormaskine (M), målet af tøjning defineret som forskellen på værdien af bølgelængden af hver optiske sensor efter deformation af objektet og kalibreringsværdien af den samme optisk sensor, e.g. værdien af bølgelængden af den optiske sensor fastgjort ved tidspunktet for fastgørelsen af det fiberoptiske kabel på objektet; h) at sende målet af tøjning til en computer (C) forbundet til nævnte optiske interrogatormaskine (M); i) at beregne tøjningen af nævnte objekt via nævnte computer (C) i forhold til den hver eksterne kraftanvendelsesakse på nævnte objekt; kendetegnet ved at nævnte mindst en gruppe af optiske sensorer skal anvendes og limes på nævnte objekt ifølge en forudbestemt geometrisk konfiguration; idet mindst to optiske sensorer, skal placeres og limes på det samme plan; og ved at hver af nævnte optiske sensorer skal positioneres fjernt fra en neutral akse af nævnte objekt; idet nævnte neutrale akse er aksen langs hvilken en kraft anvendt på nævnte objekt har ingen deformationseffekt på nævnte optiske sensorer, og ved at nævnte forudbestemte geometriske konfiguration er valgt på en sådan måde, at et plan, der passerer gennem nævnte neutrale akse af nævnte objekt, passerer mellem nævnte to optiske sensorer.
11. Fremgangsmåde ifølge tidligere krav, kendetegnet ved at, når objektet er tre-dimensionelt, trin a) tilvejebringer anvendelse af mindst en gruppe af tre optiske sensorer (SI, S2, S3), særligt anvendelse på nævnte objekt afen flerhed af grupper af tre optiske sensorer (SI, S2, S3).
12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved at trin a) tilvejebringer anvendelse af mindst en yderligere optisk sensor (SI, S2, S3) for hver gruppe på nævnte objekt.
13. Fremgangsmåde ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved at trin b) af nævnte fremgangsmåde tilvejebringer at positionere og lime hver gruppe af tre optiske sensorer (SI, S2, S3) på nævnte objekt ifølge en trekantet geometrisk anordning, hver gruppe på et relevant referenceplan.
14. Fremgangsmåde ifølge krav 11 eller 12, kendetegnet ved at trin b) tilvejebringer at positionere og lime hver gruppe af mindst en yderligere optisk sensor (S4) på et plan, der er ortogonalt i forhold til hvert referenceplan, og hældet i forhold til objekttorsionsplanet, fortrinsvis med en vinkel på 45°.
15. Fremgangsmåde ifølge tidligere krav, kendetegnet ved at når objektet er et todimensionelt et, da omfatter trin a) anvendelsen af mindst en gruppe af to optiske sensorer (S5, S6) på en første overflade af nævnte objekt.
16. Fremgangsmåde ifølge krav 15, kendetegnet ved at trin a) omfatter en eller flere grupper af mindst to optiske sensorer (S5', S6') på den anden overflade, modstående i forhold til den første overflade.
17. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 15 - 16, kendetegnet ved at trin a) tilvejebringer mindst en yderligere sensor (S7) for hver gruppe af optiske sensorer.
18. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 15 - 16, kendetegnet ved at trin b) tilvejebringer at positionere og lime hver gruppe af mindst to optiske sensorer (S5, S6) på nævnte første overflade ifølge en i alt væsentligt L-formet anordning, hvor nævnte mindst to optiske sensorer (S5, S6) er positionet ved frie ender af de to arme af nævnte L-form.
19. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 16 - 17, kendetegnet ved at trin b) tilvejebringer at positionere og lime en eller flere grupper af mindst to optiske sensorer (S51, S6') på nævnte første overflade ifølge en i alt væsentligt L-formet anordning; idet nævnte mindst to optiske sensorer (S5', S6') er positioneret ved frie ender af de to arme af nævnte L-form, og hver gruppe af mindst to optiske sensorer (S51, S6') er et spejlbillede i forhold til en relevant gruppe af mindst to sensorer (S51, S6') på den første overflade af objektet.
20. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 15 - 19, kendetegnet ved at trin b) tilvejebringer at positionere og lime mindst en yderligere sensor på nævnte første overflade eller på nævnte anden overflade, hvor arme af nævnte L-form mødes, fortrinsvis 45° hældet i forhold til nævnte akse.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITRM2010A000333A IT1400612B1 (it) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Sistema per misurare e monitorare la deformazione di oggetti sollecitati da forze esterne . |
| PCT/IT2011/000203 WO2011158273A2 (en) | 2010-06-18 | 2011-06-16 | System for measuring and monitoring the strain on objects stressed by external forces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK2583076T3 true DK2583076T3 (da) | 2019-04-08 |
Family
ID=43385726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK11740730.4T DK2583076T3 (da) | 2010-06-18 | 2011-06-16 | System til at måle og overvåge tøjningen på objekter belastet af eksterne kræfter |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2583076B1 (da) |
| DK (1) | DK2583076T3 (da) |
| ES (1) | ES2716816T3 (da) |
| IT (1) | IT1400612B1 (da) |
| PT (1) | PT2583076T (da) |
| RS (1) | RS58483B1 (da) |
| WO (1) | WO2011158273A2 (da) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105338919B (zh) * | 2013-06-28 | 2018-08-28 | 皇家飞利浦有限公司 | 利用多条光纤的光学形状感测 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6597822B1 (en) * | 1999-04-02 | 2003-07-22 | Ifos, Inc. | Multiplexable fiber-optic strain sensor system with temperature compensation capability |
| US6854327B2 (en) * | 2002-11-06 | 2005-02-15 | Shell Oil Company | Apparatus and method for monitoring compaction |
| AU2007286268B2 (en) * | 2006-08-09 | 2011-06-30 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of applying a string of interconnected strain sensors to an object, a pliable support structure, and method of producing a mineral hydrocarbon fluid |
| US7512502B1 (en) * | 2006-11-28 | 2009-03-31 | Southeastern Louisiana University | Method and apparatus for analyzing deformation and predicting failure in solid-state objects |
| US7520176B1 (en) * | 2006-12-05 | 2009-04-21 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method for real-time structure shape-sensing |
| WO2008115375A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Luna Innovations Incorporated | Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter |
-
2010
- 2010-06-18 IT ITRM2010A000333A patent/IT1400612B1/it active
-
2011
- 2011-06-16 DK DK11740730.4T patent/DK2583076T3/da active
- 2011-06-16 ES ES11740730T patent/ES2716816T3/es active Active
- 2011-06-16 EP EP11740730.4A patent/EP2583076B1/en active Active
- 2011-06-16 WO PCT/IT2011/000203 patent/WO2011158273A2/en active Application Filing
- 2011-06-16 PT PT11740730T patent/PT2583076T/pt unknown
- 2011-06-16 RS RS20190364A patent/RS58483B1/sr unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1400612B1 (it) | 2013-06-14 |
| PT2583076T (pt) | 2019-04-02 |
| WO2011158273A2 (en) | 2011-12-22 |
| ES2716816T3 (es) | 2019-06-17 |
| EP2583076A2 (en) | 2013-04-24 |
| RS58483B1 (sr) | 2019-04-30 |
| ITRM20100333A1 (it) | 2011-12-19 |
| WO2011158273A3 (en) | 2012-03-29 |
| EP2583076B1 (en) | 2018-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10132614B2 (en) | Dissimilar cores in multicore optical fiber for strain and temperature separation | |
| RU2213328C2 (ru) | Система датчиков поперечной деформации на основе волоконно-оптических решеток | |
| US20130308138A1 (en) | Fiber optic sensor for determining 3d shape | |
| US7772541B2 (en) | Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter | |
| CN100510645C (zh) | 光纤光栅三维力/位移传感器 | |
| EP2721434B1 (en) | Co-registration of cores in multicore optical fiber sensing systems | |
| CN101943568B (zh) | 用于检测大的反复形变的纤维应变传感器以及测量系统 | |
| US10620018B2 (en) | Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor | |
| Duncan et al. | Characterization of a fiber-optic shape and position sensor | |
| WO2008115375A1 (en) | Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter | |
| MacPherson et al. | Tunnel monitoring using multicore fibre displacement sensor | |
| US20220057238A1 (en) | Optical shape sensing system and method | |
| Peters et al. | Fiber optic sensors for assessing and monitoring civil infrastructures | |
| US20180172536A1 (en) | FIBER OPTIC PRESSURE APPARATUS, METHODS, and APPLICATIONS | |
| KR20210154025A (ko) | 카이랄 동작 변곡점 벡터 측정이 가능한 브래그 격자 기반의 광섬유 센서 및 그 제작 방법 | |
| DK2583076T3 (da) | System til at måle og overvåge tøjningen på objekter belastet af eksterne kræfter | |
| Kang et al. | Strain measurements on a cantilever beam with fiber Bragg grating sensors using a pair of collimators | |
| JP7208397B2 (ja) | オフセットコア光ファイバを用いた高分解能分布センサ | |
| Barino et al. | Loading condition estimation using long-period fiber grating array | |
| Zheng et al. | Design and investigation of a novel vector displacement sensor using fiber Bragg grating technology | |
| Peters et al. | Optical fiber sensors | |
| EP4118394A1 (en) | System for measuring microbends and arbitrary micro-deformations along a three-dimensional space | |
| WO2021064685A1 (en) | Device and method for measuring a three-dimensional shape of a structure, in particular a wind turbine blade | |
| CN105115440B (zh) | 一种基于光纤光栅传感器的局部位移测量方法 | |
| Lebang et al. | Detection of displacement using glass optical fiber sensor with various configuration |