一种利用外加应变对物体应变位置测试装置和方法转让专利

申请号 : CN202110757134.8

文献号 : CN113532303B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 陈杏藩刘一石

申请人 : 浙江大学

摘要 :

本发明公开了一种利用外加应变对物体应变位置测试装置和方法。光源驱动电路和光源连接,光源、光电探测器、传感光纤均连接到2×2光耦合器,传感光纤紧密缠绕在被测物体的表面;通过外加应力施加装置实现对缠绕后的传感光纤位置与探测时间之间的标定,消除了单纯依靠测量时间与光纤应力位置、物体应力位置的换算误差;建立了光纤一维坐标与被测物体表面二维坐标的关系,更精确实现了物体应变位置的测量。本发明用于包括变直径物体在内的任意的复杂表面,解决了传统直接利用曲面形状对应光纤一维长度的累计误差的问题。

权利要求 :

1.一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:测试方法采用物体应变位置测试装置,物体应变位置测试装置包括光源驱动电路(1)、光源(2)、2×2光耦合器(3)、光电探测器(4)和传感光纤(7);光源驱动电路(1)和光源(2)连接,光源(2)的光输出端连接到2×2光耦合器(3)一侧的一端,2×2光耦合器(3)一侧的另一端和光电探测器(4)连接,2×2光耦合器(3)另一侧的一端和传感光纤(7)的一端连接,传感光纤(7)紧密缠绕在被测物体(9)的表面;

方法包括:

步骤1:物体应变位置标定;

步骤2:物体应变位置测试;

所述步骤2:物体应变位置测试,具体为:

步骤2.1:将传感光纤(7)紧贴均匀缠绕在被测物体(9)的外周面;

步骤2.2:光源驱动电路(1)发出脉冲信号到光源(2),驱动光源(2)发出一束脉冲光,实时记录光电探测器(4)接收到传感光纤(7)各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;

步骤2.3:当实时记录的背向散射光强信号达到和光源(2)没有发出脉冲光时光电探测器(4)所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,停止记录光电探测器(4)探测接收的信号,分析时域上背向散射光强信号是否存在应力响应信号,并获得应力响应信号的时间;

步骤2.4:在步骤1获得的时间标定值和空间标定值之间的关系中,寻找应力响应信号时间的前一个时间标定值与后一个时间标定值,及两个时间标定值对应的空间标定值,利用插值方法求得实际的空间标定值作为实际发生应变的传感光纤(7)上的位置;

步骤2.5:再通过传感光纤(7)上的位置与被测物体(9)表面位置之间的几何对应关系,转换获得实际发生应变的被测物体(9)表面位置;

所述的步骤1:物体应变位置标定,具体为:

将传感光纤(7)缠绕在已知柱体物体的表面外壁上,实现了物体表面应力位置标定系统的搭建;

然后使用应力施加装置对已知柱体物体表面各个位置施加压力,确定施加压力的物体表面的空间位置,作为物体表面的空间标定值;

测量物体表面各个位置产生的背向散射光强信号到达光电探测器(4)所用的时间值,作为物体表面的时间标定值,从而建立空间位置与测量时间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:所述的传感光纤(7)以螺旋绕线方式紧贴均匀缠绕在被测物体(9)的外周面。

3.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:物体应变位置测试装置还包括电路检测模块(5)和计算机(6),光源驱动电路(1)和光电探测器(4)均连接到电路检测模块(5),电路检测模块(5)和计算机(6)连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:物体应变位置测试装置还包括应变施加装置(8),应变施加装置(8)沿平行于被测物体(9)长度方向布置在被测物体(9)侧方,用于施加压力到被测物体(9)表面的传感光纤(7)上。

5.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:所述的步骤1:物体应变位置标定,具体为:步骤1.1:将传感光纤(7)紧贴均匀缠绕在已知柱体物体的外周面,将应变施加装置(8)在传感光纤(7)外向传感光纤(7)的多处施加应力,使得传感光纤(7)每间隔一段长度有一处被应变施加装置(8)施加应力并保持;

传感光纤(7)被施加应力的多处位置在沿物体轴向上的位置表示为x1、x2、…、xn、xn+1,作为物体表面的空间标定值;

步骤1.2:光源驱动电路(1)发出脉冲信号到光源(2),驱动光源(2)发出一束脉冲光,实时记录光电探测器(4)接收到传感光纤(7)各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;

步骤1.3:当实时记录的背向散射光强信号达到和光源(2)没有发出脉冲光时光电探测器(4)所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,停止记录光电探测器(4)探测接收的信号,分析并存储时域上背向散射光强信号的各个峰值的时间;

步骤1.4:重复步骤1.2‑1.3,进行多次试验,取时域上信号每个峰值的多次试验中的时间平均值作为物体表面的时间标定值;

步骤1.5:将每个时间标定值和各自的空间标定值对应,建立时间标定值和空间标定值之间的关系。

6.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:所述的被测物体(9)为圆柱体,且传感光纤(7)以螺旋缠绕方式均匀缠绕,通过下述公式获得实际发生应变的被测物体(9)表面位置:xm=[(tm‑tn)xn+(tn+1‑tm)xn+]/(tn+1‑tn)

ym=(tm‑tn)lm/(tn+1‑tn)

其中,xn表示传感光纤(7)绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置(8)施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体(9)受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤(7)缠绕的第n圈,rm为被测物体(9)的半径,lm表示传感光纤(7)缠绕在被测物体(9)时沿周向方向的周长,角标m表示该物理量为测量量。

7.根据权利要求1所述的一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,其特征在于:所述的被测物体(9)为圆柱体,且传感光纤(7)以螺旋缠绕方式均匀缠绕,且10(xn+1‑xn)<2πrn,步骤2.5中按照以下公式处理获得实际发生应变的被测物体(9)表面位置:xm=xn

ym=(tm‑tn)yn/(tn+1‑tn)

其中,xn表示传感光纤(7)绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置(8)施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体(9)受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤(7)缠绕的第n圈,m表示该物理量为测量量,yn表示光纤线圈第n圈的周长。

说明书 :

一种利用外加应变对物体应变位置测试装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及如何实现对物体应变位置进行测试的装置和方法,尤其是一种利用外加应变对物体应变位置测试装置和方法。

背景技术

[0002] 光时域反射技术具有监测范围广,分布连续式,响应带宽大,适应恶劣环境等优势,利用光纤中背向散射的信号来进行长距离分布式测量。被应用于超远距离的环境监测中,对外界环境变化进行监测。
[0003] 现有技术通常通过背向散射的时间差来判断物体应变发生的实际位置,光纤中距离L与自脉冲光发出后,该点背向散射光强信号探测时间t有如下关系:
[0004] L=t·c/n
[0005] 其中,c为真空中光速,n为光在光纤以某种模式下传输时该模式的有效折射率。而在现有技术中,光通常呈直线长距离分布,呈现线测量状态,上式中的产生的时间误差以c/n为比例反应在距离上,因此只要控制时间误差就可以有效的控制距离误差。
[0006] 在日常实践过程中,发现背景技术中有如下不足:
[0007] 1)将光纤缠绕在物体上时呈现面上应力测量时,不同于直线长距离分布的线应力测量,利用时间计算面上的位置会由于光纤的缠绕特性导致的面上位置测量的位置估计误差。特别的,将光纤缠绕在表面不均匀物体上,例如变直径,变形状物体时,利用时间计算一维光纤坐标解算二维物体表面坐标时,有单个光纤环长度计算偏差带来的累计误差;
[0008] 2)没有与面上应力位置标定对应的位置的实时监测与解算方法。

发明内容

[0009] 为了解决背景技术中存在的问题,本发明提出了一种利用外加应变对物体应变位置标定与测试方法。
[0010] 本发明所采用的技术方案是:
[0011] 本发明包括光源驱动电路、光源、2×2光耦合器、光电探测器和传感光纤;光源驱动电路和光源连接,光源的光输出端连接到2×2光耦合器一侧的一端,2×2光耦合器一侧的另一端和光电探测器连接,2×2光耦合器另一侧的一端和传感光纤的一端连接,传感光纤紧密缠绕在被测物体的表面。
[0012] 所述的传感光纤以螺旋绕线方式紧贴均匀缠绕在被测物体的外周面。
[0013] 所述的被测物体的表面是凸面或平面。
[0014] 优选地,所述的被测物体为类柱体,通常为圆柱体。
[0015] 具体实施中,所述的被测物体可以为飞行器的部位或者部件,但不限于此。
[0016] 还包括电路检测模块和计算机,光源驱动电路和光电探测器均连接到电路检测模块,电路检测模块和计算机连接。
[0017] 还包括应变施加装置,应变施加装置沿平行于被测物体长度方向布置在被测物体侧方,用于施加压力到被测物体表面的传感光纤上。
[0018] 由于传感光纤紧贴缠绕在被测物体外,被测物体表面的应变会传递到传感光纤上,导致经过传感光纤的光产生不同的影响和变化,进而同光电探测器探测接收的信号进行判断分析获得,被测物体表面的应变情况和结果。
[0019] 二、一种利用外加应变对物体应变位置测试方法,方法包括:
[0020] 步骤1:物体应变位置标定;
[0021] 步骤2:物体应变位置测试。
[0022] 所述的步骤1:物体应变位置标定,具体为:
[0023] 将传感光纤缠绕在已知柱体物体的表面外壁上,实现了物体表面应力位置标定系统的搭建;
[0024] 然后使用应变施加装置对已知柱体物体表面各个位置施加压力,并精确地确定施加压力的物体表面的空间位置,作为物体表面的空间标定值;
[0025] 测量物体表面各个位置产生的背向散射光强信号到达光电探测器所用的时间值,作为物体表面的时间标定值,从而建立空间位置与测量时间的对应关系。
[0026] 所述的步骤1:物体应变位置标定,具体为:
[0027] 步骤1.1:将传感光纤紧贴均匀缠绕在已知柱体物体的外周面,将应变施加装置在传感光纤外向传感光纤的多处施加应力,使得传感光纤每间隔一段长度有一处被应变施加装置施加应力并保持;
[0028] 传感光纤被施加应力的多处位置在沿物体轴向上的位置表示为x1、x2、。。。、xn、xn+1,作为物体表面的空间标定值;
[0029] 步骤1.2:光源驱动电路发出脉冲信号到光源,驱动光源发出一束脉冲光,实时记录光电探测器接收到传感光纤各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;
[0030] 步骤1.3:当实时记录的背向散射光强信号达到和光源没有发出脉冲光时光电探测器所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,停止记录光电探测器探测接收的信号,分析并存储时域上背向散射光强信号的各个峰值的时间;
[0031] 步骤1.4:重复步骤1.2‑1.3,进行多次试验,取时域上信号每个峰值的多次试验中的时间平均值作为物体表面的时间标定值;
[0032] 步骤1.5:将每个时间标定值和各自的空间标定值对应,建立时间标定值和空间标定值之间的关系。
[0033] 所述步骤2:物体应变位置测试,具体为:
[0034] 步骤2.1:将传感光纤紧贴均匀缠绕在被测物体的外周面;
[0035] 步骤2.2:光源驱动电路发出脉冲信号到光源,驱动光源发出一束脉冲光,实时记录光电探测器接收到传感光纤各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;
[0036] 步骤2.3:当实时记录的背向散射光强信号达到和光源没有发出脉冲光时光电探测器所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,停止记录光电探测器探测接收的信号,分析时域上背向散射光强信号是否存在应力响应信号,并获得应力响应信号的时间;
[0037] 步骤2.4:在步骤1获得的时间标定值和空间标定值之间的关系中,寻找应力响应信号时间的前一个时间标定值与后一个时间标定值,及两个时间标定值对应的空间标定值,利用插值方法求得实际的空间标定值作为实际发生应变的传感光纤上的位置;
[0038] 步骤2.5:再通过传感光纤上的位置与被测物体表面位置之间的几何对应关系,转换获得实际发生应变的被测物体表面位置。
[0039] 所述的被测物体为圆柱体,且传感光纤以螺旋缠绕方式均匀缠绕,通过下述公式获得实际发生应变的被测物体表面位置:
[0040] xm=[(tm‑tn)xn+(tn+1‑tm)xn+1]/(tn+1‑tn)
[0041] ym=(tm‑tn)lm/(tn+1‑tn)
[0042]
[0043] 其中,xn表示传感光纤绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤缠绕的第n圈,rm为被测物体的半径,lm表示传感光纤缠绕在被测物体时沿周向方向的周长,角标m表示该物理量为测量量。
[0044] 所述的被测物体为圆柱体,且传感光纤以螺旋缠绕方式均匀缠绕,且10(xn+1‑xn)<2πrn,步骤2.5中按照以下公式处理获得实际发生应变的被测物体表面位置:
[0045] xm=xn
[0046] ym=(tm‑tn)yn/(tn+1‑tn)
[0047] 其中,xn表示传感光纤绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤缠绕的第n圈,m表示该物理量为测量量,yn表示光纤线圈第n圈的周长。
[0048] 所述的应力响应信号,为应力施加前与应力施加后光电探测器在该应力施加点对应的时信号有至少2倍的增强。
[0049] 本发明通过将传感光纤缠绕在被测物体表面实现对被测物体表面的应力实时监测。通过外加应变施加装置实现对缠绕后的传感光纤位置与探测时间之间的标定,消除了单纯依靠测量时间与光纤应力位置、物体应力位置的换算误差。通过建立了光纤一维坐标与被测物体表面二维坐标的关系,更加精确地实现了物体应变位置的测量。
[0050] 本发明的有益效果是:
[0051] 本发明有效解决了背景技术中没有与面上应力位置标定对应的位置测试方法的问题,进而实现了对物体表面应力位置的实时监测与计算。
[0052] 本发明用于包括变直径物体在内的任意的复杂凸表面,解决了传统直接利用曲面形状对应光纤一维长度的累计误差的问题。

附图说明

[0053] 为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0054] 图1:被测物体应变位置标定与解算系统图;
[0055] 图2:光源光强随时间变化波形图;
[0056] 图3:施加标定应变时输出波形示意图;
[0057] 图4:无外部应变时输出波形示意图;
[0058] 图5:某点受到外力时解算示意图;
[0059] 图6:物体应变位置解算示意图。
[0060] 图7:物体实际应变位置解算示意图。
[0061] 图中:光源驱动电路(1)、光源(2)、2×2光耦合器(3)、光电探测器(4)、电路检测模块(5)、计算机(6)、传感光纤(7)、应变施加装置(8)、被测物体(9)。

具体实施方式

[0062] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0063] 如图1所示,装置包括光源驱动电路1、光源2、2×2光耦合器3、光电探测器4、传感光纤7和应变施加装置8;光源驱动电路1和光源2连接,光源2的光输出端连接到2×2光耦合器3一侧的一端,2×2光耦合器3一侧的另一端和光电探测器4连接,2×2光耦合器3另一侧的一端和传感光纤7的一端连接,,2×2光耦合器3另一侧的另一端和传感光纤7另一端均作为空端口,连接尾纤。应变施加装置8为可以为任意材质的贴合被测物体9轴向方向某一周向位置的条状物体,应变施加装置8沿平行于被测物体9长度方向布置在被测物体9侧方,用于施加压力到被测物体9表面的传感光纤7上。其中主要由光源驱动电路1、光源2、2×2光耦合器3、光电探测器4、电路检测模块5构成了光时域反射计模块。
[0064] 具体实施中,如图1所示,传感光纤7以螺旋绕线方式紧贴均匀缠绕在被测物体9的外周面。具体实施可见,将传感光纤7单层缠绕在被测物体9的表面外壁,使得传感光纤7完全覆盖在被测物体9欲测量应变位置的表面上。
[0065] 还包括电路检测模块5和计算机6,光源驱动电路1和光电探测器4均连接到电路检测模块5,电路检测模块5和计算机6连接。
[0066] 由于传感光纤7紧贴缠绕在被测物体9外,被测物体9表面的应变会传递到传感光纤7上,导致经过传感光纤7的背向散射光强增加,进而同光电探测器4探测接收的信号进行判断分析获得,被测物体9表面的应变情况和结果。
[0067] 具体地,光源驱动电路1驱动光源2发出光入射到2×2光耦合器3中,经2×2光耦合器3传输到传感光纤7中,光在沿传感光纤7传输过程中在传感光纤7各处均产生背向散射光强信号,背向散射光强信号返回到2×2光耦合器3,进而经2×2光耦合器3传输到光电探测器4被探测接收。
[0068] 光传输到传感光纤7的每一处都会产生背向散射光强信号,离2×2光耦合器3越近的传感光纤7位置产生背向散射光强信号的时间越早,背向散射光强信号经过的光程越短,探测接收到背向散射光强信号的时刻越早。
[0069] 被测物体9应变处会导致传感光纤7产生的背向散射光强信号不同,产生较大的幅值变化,由光电探测器4探测接收不同时刻的信号,进行判断背向散射光强信号的变化,进而确定获得背向散射光强信号的来源和情况,进而判断被测物体9表面的应变位置和情况。
[0070] 本发明实施例及其实施情况如下:
[0071] 步骤1:物体应变位置标定;
[0072] 步骤1.1:将传感光纤7以螺旋绕线方式紧贴均匀缠绕在已知柱体物体的外周面,将应变施加装置8在传感光纤7外向传感光纤7的多处施加应力,使得传感光纤7每间隔一段长度有一处被应变施加装置8施加应力并保持;
[0073] 具体实施中,是用平行于物体轴向布置的应变施加装置8沿径向方向施加压力到物体表面外的传感光纤7上,使得传感光纤7沿同一轴向的螺旋缠绕各处均被施加压力。传感光纤7被施加应力的多处位置在沿物体轴向上的位置表示为x1、x2、。。。、xN,作为物体表面的空间标定值;
[0074] 步骤1.2:光源驱动电路1发出脉冲信号到光源2,驱动光源2发出一束脉冲光,实时记录光电探测器4接收到传感光纤7各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;
[0075] 光源驱动电路1由电路检测模块5进行控制,使得光源2输出脉冲光,其光强波形图如图2。
[0076] 背向散射光强信号通过光电探测器4进行收集,并由电路检测模块5进行数据采集,采集的光强波形图如图3,光强尖峰与应变施加装置8下的传感光纤7圈数相同;记录尖峰值到电路检测模块5中,并最终传输到计算机6,供显示。
[0077] 步骤1.3:脉冲光传播经过完传感光纤7各处后,背向散射光强信号就不会再有产生,即脉冲光到达传感光纤7末端时候产生了最后的背向散射光强信号。因此当实时记录的背向散射光强信号达到和光源2没有发出脉冲光时光电探测器4所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,即当探测器数据信号平稳为底噪后,停止记录光电探测器4探测接收的信号,分析并存储时域上背向散射光强信号的各个峰值的时间;
[0078] 步骤1.4:重复步骤1.2‑1.3,进行多次试验,取时域上信号每个峰值的多次试验中的时间平均值作为物体表面的时间标定值,并传输给计算机;多次实验后取平均值记录为标定数据。
[0079] 步骤1.5:将每个时间标定值和各自的空间标定值对应,建立时间标定值和空间标定值之间的关系。峰值的数量和传感光纤7被施加应力的位置的数量相同,一个时间标定值对应一个空间标定值。
[0080] 实施例标定产生的数据如下,设在0时刻电路检测模块5驱动光源2,在标定时电路检测模块5接收到信号峰的时间分别为t1,…,tN,作为物体表面的时间标定值,其中N为线圈圈数。
[0081] 标定完成后移除应变施加装置8。移除应变施加装置8后,物体无外部应变时输出波形图示意图如图4。
[0082] 由此,本发明有效解决了背景技术中单独利用时间进行物体表面应力位置计算的累计误差问题,进而实现了精确地对物体表面应力位置的标定。
[0083] 步骤2:物体应变位置测试。
[0084] 步骤2.1:将传感光纤7以螺旋绕线方式紧贴均匀缠绕在被测物体9的外周面;实现了物体表面应力位置测试系统的搭建。
[0085] 步骤2.2:光源驱动电路1发出脉冲信号到光源2,驱动光源2发出一束脉冲光,实时记录光电探测器4接收到传感光纤7各处的背向散射光强信号,将开始记录时间设定为零时刻;
[0086] 步骤2.3:当实时记录的背向散射光强信号达到和光源2没有发出脉冲光时光电探测器4所探测接收的背向散射光强信号大小相同时,停止记录光电探测器4探测接收的信号,分析时域上背向散射光强信号是否存在应力响应信号,若存在,则读取该应力响应信号的时间;
[0087] 实施例测量产生的数据如下,设在0时刻电路检测模块5驱动光源2,存在背向散射光强信号的极值输出波形图示意图如图5所示,可以看到发生了应变变化,电路检测模块5接收到应力响应信号的时间为tm,其中tn≤tm<tn+1,tn、tn+1分别表示应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值
[0088] 步骤2.4:在步骤1获得的时间标定值和空间标定值之间的关系中,寻找极值记录的时间的前一个时间标定值与后一个时间标定值,及两个时间标定值对应的空间标定值,利用插值方法求得实际的空间标定值作为实际发生应变的传感光纤7上的位置;
[0089] 步骤2.5:再通过传感光纤7上的位置与被测物体9表面位置之间的几何对应关系,转换获得实际发生应变的被测物体9表面位置。实现了物体表面应力位置测试系统的实时解算和测量。
[0090] 被测物体9为圆柱体,且传感光纤7以螺旋缠绕方式均匀缠绕,如图6,通过下述公式获得实际发生应变的被测物体9表面位置:
[0091] xm=[(tm‑tn)xn+(tn+1‑tm)xn+1]/(tn+1‑tn)
[0092] ym=(tm‑tn)lm/(tn+1‑tn)
[0093]
[0094] 其中,xn表示传感光纤7绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置8施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体9受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤7缠绕的第n圈,rm为被测物体9的最大半径,lm表示传感光纤7缠绕在被测物体9时沿周向方向的周长,角标m表示该物理量为测量量。
[0095] 被测物体9为圆柱体,且传感光纤7以螺旋缠绕方式均匀缠绕。对于表面不均匀的被测物体,如图7,对于任意满足条件的n,都有下述关系式,xn+1‑xn<<2πrn,成立时,步骤2.5中按照以下公式处理获得实际发生应变的被测物体9表面位置:
[0096] xm=xn
[0097] ym=(tm‑tn)yn/(tn+1‑tn)
[0098] 其中,xn表示传感光纤7绕已知柱体物体缠绕时被应变施加装置8施加压力在沿已知柱体物体轴向的第n个位置,tm、tn、tn+1分别表示应力响应信号的时间、应力响应信号时间的前一个时间标定值、应力响应信号时间的后一个时间标定值,xm、ym分别表示被测物体9受应变位置在圆柱体的外周面上沿轴向、周向的坐标位置,n表示传感光纤7缠绕的第n圈,rn为被测物体9的最大半径,lm表示传感光纤7缠绕在被测物体9时沿周向方向的周长,m表示该物理量为测量量,yn表示光纤线圈第n圈的周长。
[0099] 本发明在上述具体实施的基础上,后续可进一步扩展,包括
[0100] 1.对单个物体采取多条传感光纤与多探测器组的形式进行标定,解算;
[0101] 2.对物体采取横向缠绕与纵向缠绕结合的双缠绕方法进行标定与位置解算;
[0102] 3.在利用布里渊散射的同时,在多温度标定实现获取快速温度变化环境下,通过温度测量进行的免标定的机械应变位置解算方法;
[0103] 4.在利用拉曼散射的同时,用于测量分布式面上各点温度变化的位置标定与解算。
[0104] 以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或变型,都应涵盖在本发明的保护范围之内。