OFDR de alta resolución con combinación de redes de fibra, desmodulación de fase y métodos de correlación cruzada

Área de la Ciencia:

• Detección por Fibra Óptica
• Metrología Óptica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• La resolución espacial es crucial para la reflectometría de dominio de frecuencia óptica (OFDR).
• La OFDR sensible a la fase (Φ-OFDR) ofrece un alto potencial de resolución espacial pero es susceptible al ruido.
• El desvanecimiento coherente y el ruido del sistema causan fluctuaciones en los resultados de Φ-OFDR.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de detección de deformación basado en OFDR con alta resolución espacial.
• Superar las limitaciones de ruido de la OFDR sensible a la fase.
• Lograr una medición precisa y completa de la distribución de deformación.

Principales métodos:

• Combinación de desmodulación de fase (utilizando algoritmos de promediación de desplazamiento de frecuencia y suma de vectores rotatorios) con análisis adaptativo de correlación cruzada de ventana.
• Los algoritmos FSAV y RVS suprimen el ruido de desvanecimiento coherente para una localización precisa de la deformación.
• La ventana adaptativa de correlación cruzada se ajusta a regiones de deformación continuas y uniformes basándose en los resultados de la desmodulación de fase.

Principales resultados:

• Se logró una resolución espacial de 0.27 mm para los límites de deformación dentro de un rango de deformación de 100-700 με.
• Se demostró un error cuadrático medio que se aproxima al 0.94% para la medición de deformación.
• Tiempo de procesamiento de aproximadamente 0.035 s para una longitud de desmodulación de 1.6 m.

Conclusiones:

• El método propuesto proporciona una localización espacial precisa de los límites de deformación y mediciones de deformación estables.
• Suprime eficazmente el ruido, mejorando la fiabilidad de la detección de deformación basada en OFDR.
• Demuestra un potencial significativo para aplicaciones de OFDR de alta resolución que requieren un análisis preciso de la distribución de deformación.