OFDRシステムにおける永久分散による距離再定位方法に基づく大規模ストレンスセンサ

科学分野:

• 光電子機器
• 光ファイバーセンサー

背景:

• 光ファイバーの大規模なストレスは,スペクトルベースの光周波数領域反射測定 (OFDR) で重要な距離参照エラーを引き起こす.
• これらの誤差は位置セグメントの不一致と測定精度の低下につながり,構造的健康モニタリングやその他の分野でのアプリケーションを制限します.

研究 の 目的:

• OFDRシステムにおけるストレスの誘発による空間的不一致を修正するための新しい方法を開発し,実証する.
• OFDRを用いた分散型ストレンスセンシングの精度と信頼性を向上させる.

主な方法:

• 距離再定位法 (DRM) が提案され,ファイバー内の参照マーカーとしてフェムト秒レーザーで刻まれた永久分散 (PS) 配列を使用した.
• DRMは,隣接するファイバーセグメントを位置変更されたPSの位置に並べ替えて,局所的な再調節中にストレスの誘発された空間的不一致の自己修正を可能にします.
• PSは2.29mの領域に12cmの間隔で挿入され,軽微な挿入損失で約25dBの増幅を提供しました.

主要な成果:

• DRMは,OFDRシステムにおける大規模なストレートによって引き起こされる空間的不一致を効果的に修正します.
• 参照信号と測定信号の間でレイリー反射スペクトルの相関性と精度が向上しました.
• 空間解像度 6. 4 mm の 1 m のセグメントで最大 5000 m の分散ストレスを検知することが実証されました.

結論:

• 提案されたDRMは,OFDRシステムにおけるリアルタイム分散型の大規模なストレスを検出するためのシンプルで実用的なソリューションを提供します.
• この方法は,かなりのストレスの変動のある困難な環境でのストレスの測定の性能と精度を大幅に改善します.