EuroWire March 2020

Articolo tecnico

Estensimetro ottico con sistema di interrogazione a codice pseudo-casuale A cura di William E Hodges, Abhishek P Jawale, Damon E Pate, Ryan C McEntire, Simon G Jackowski e Elliot J Panicco, Università della Carolina del Nord a Charlotte, Engineering Senior Design, Charlotte, Carolina del Nord, Stati Uniti

Riassunto Il presente

Il team era giunto alla conclusione che il materiale necessario per questo progetto doveva essere un cavo in fibra ottica monomodale da collegare a un ricetrasmettitore laser da 10 gigabit tramite connettori LC. di trasferimento dati richiesta, era stato deciso che il ricetrasmettitore dovesse essere del tipo a fattore di forma SFP+ e che fosse provvisto di un convertitore dati Ethernet per inviare/ricevere ed elaborare i dati. Il codice pseudo-casuale sarà generato e inviato attraverso il cavo in fibra ottica. Il cavo disporrà di un codice sorgente di base che effettuerà una comparazione continua del codice ricevuto. Quando si applicherà una deformazione al cablaggio, verrà visualizzato un “offset” dovuto all’aumento della distanza di percorrenza del codice. In conclusione, è possibile realizzare estensimetri di elevata precisione utilizzando cavi in fibra ottica monomodali standard anziché utilizzare costosi cavi a reticolo di Bragg in fibra ottica. Il codice pseudo-casuale inviato attraverso il cavo sarà utilizzato per misurare le forze di trazione applicate al cavo. Queste lunghe stringhe di codice consentiranno al programma di rilevare un ritardo misurabile dai dati inizialmente ricevuti quando non c’era alcuna deformazione. Per raggiungere la velocità

estensimetri a filo e un altro sulle fibre ottiche. Si desiderava tenere un ulteriore laboratorio per illustrare l’ampia gamma di applicazioni dei cavi a fibre ottiche, comprese quelle delle applicazioni estensimetriche. La soluzione proposta consisteva nella progettazione e nella creazione di un estensimetro ottico che utilizzasse un codice pseudo-casuale per misurare la deformazione. Questa soluzione era auspicabile perché si tratta della struttura più semplice ed economica per un estensimetro ottico con un livello di precisione superiore rispetto a un estensimetro a filo tradizionale. Al termine del progetto, doveva essere presentato un estensimetro ottico perfettamente funzionale che utilizza il codice pseudo-casuale unitamente a un’apparecchiatura di prova da usare nel laboratorio di strumentazione. Tutti i documenti che descrivono la funzionalità dell’apparecchiatura di prova e la logica del codice devono essere consegnati per l’eventuale risoluzione dei problemi in futuro. 2.2 Specifiche del progetto 2.2.1 Specifiche di prestazione PS1: L’estensimetro ottico deve essere altrettanto preciso quanto il metodo del reticolo di Bragg in fibra ottica, che misura valori di microdeformazione fino a 2x10 -3 PS2: LabVIEW raccoglierà i dati a 10Hz e mostrerà i risultati in tempo reale durante il funzionamento PS3: Il costo del materiale dovrebbe rimanere inferiore ai 1.000 dollari PS4: Il cavo in fibra ottica utilizzato nella prova deve essere inferiore a un metro

articolo e discuterà lo scopo e la funzione di un estensimetro ottico che utilizza un codice pseudo-casuale. Il lavoro di ricerca e completamento di questo progetto è stato realizzato con l’obiettivo di creare uno strumento di laboratorio che potrà essere utilizzato dagli studenti del programma di ingegneria meccanica dell’Università della Carolina del Nord a Charlotte. Gli studenti hanno già a disposizione degli strumenti di laboratorio per la misura della deformazione che possono utilizzare e studiare, ma si desiderava realizzare un estensimetro di tipo industriale più preciso a scopo didattico. 1 Introduzione I cavi in fibra ottica sono diventati un supporto molto versatile per operazioni come il trasferimento dati e per i sensori, anche se per questi ultimi SONO necessari cavi in fibra ottica particolari chiamati FBG (reticolo di Bragg in fibra ottica). Questi cavi a fibre ottiche richiedono un’inscrizione precisa nel cavo per creare l’indice di rifrazione necessario, e ciò si traduce in un prodotto finale più costoso. Lo scopo di questo studio è di creare un estensimetro evitando l’utilizzo del cablaggio FBG. Diversamente, la deformazione applicata al cavo in fibra ottica sarà calcolata misurando l’allungamento dei cavi. Il team impegnato nel progetto ha iniziato questo studio svolgendo un’immensa attività di ricerca sulle applicazioni delle fibre ottiche e delle attrezzature laser per fibre ottiche, nonché la ricerca di uno specifico software necessario per elaborare i dati dalle fibre ottiche. Il ricorso alle consulenze degli esperti di facoltà per questo progetto ha svolto un ruolo importante nei progressi compiuti. illustrerà

2 Parte principale 2.1 Panoramica del progetto

L’Università della Carolina del Nord di Charlotte desiderava creare e attivare un laboratorio aggiuntivo per il corso di strumentazione che utilizzava un estensimetro ottico. Attualmente, il corso sta tenendo un laboratorio sugli

2.2.2 Verifiche delle prestazioni V1:

Gli estensimetri a filo precalibrati saranno utilizzati per testare inizialmente i risultati da verificare

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