Medición distribuida de torsión de alta resolución espacial habilitada por OFDR utilizando fibra hilada

Área de la Ciencia:

• Detección por Fibra Óptica
• Ciencia de Materiales
• Metrología

Sus antecedentes:

• La detección distribuida ofrece ventajas sobre la detección puntual para aplicaciones de monitorización.
• La fibra unimodal hilada (SMF) posee propiedades estructurales únicas que pueden ser explotadas para la detección.
• La reflectometría óptica en el dominio de la frecuencia (OFDR) es una técnica para mediciones ópticas de alta resolución.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar un sensor de torsión distribuido de alta resolución espacial.
• Investigar el mecanismo de detección de la fibra unimodal hilada (SMF) bajo torsión.
• Evaluar el rendimiento del sensor en términos de medición del ángulo y la dirección de torsión.

Principales métodos:

• Se utilizó fibra unimodal hilada (SMF) como elemento sensor.
• Se empleó la reflectometría óptica en el dominio de la frecuencia (OFDR) para la interrogación de señales.
• Se analizó el desplazamiento de frecuencia en el espectro de la señal de retrodispersión de Rayleigh (RBS).

Principales resultados:

• Se logró un sensor de torsión distribuido con una resolución espacial de 1.56 cm.
• Se estableció una relación de ajuste cúbico entre el desplazamiento de frecuencia medido y el ángulo de torsión (±180°).
• Se demostró la capacidad de identificar la dirección de la torsión basándose en los desplazamientos espectrales.

Conclusiones:

• El sensor propuesto basado en OFDR en SMF proporciona medición de torsión distribuida de alta resolución con identificación de dirección.
• Esta tecnología tiene un potencial significativo para la monitorización de la seguridad estructural, intervenciones médicas y diseño biomimético.
• La estructura helicoidal única de la SMF hilada es clave para su rendimiento como sensor de torsión.