Optická tenzometrie, NDTmechanika.fs.cvut.cz/content/files/ZIE/ZIE_3_2015.pdfFotoelasticimetrie...
Transcript of Optická tenzometrie, NDTmechanika.fs.cvut.cz/content/files/ZIE/ZIE_3_2015.pdfFotoelasticimetrie...
Optická tenzometrie, NDT
Optická vlákna Bezkontaktní extenzometry Plošné sledování deformací
•Moaré•Fotoelasticimetrie•DIC, SPATE, ESPI, Sherografie
NDT •AE•Ultrazvuk•RTG
Optické vlákno
vnější plastový obal
aramidová výztužvnitřní vložka
Ochrana optického vlákna
primární ochrana(polyakrilát, poliamid, ...)[ø150-250μm]
plášť(sklo, n=1,46)[ø125μm]
jádro(sklo, n=1,48)[ø8-10μm]
Optické vlákno
optický zdroj
spektrometr
spektrometr
vlnová délka [nm]
spektrum z optického zdroje
část spektra odražená zpět mřížkou
vlnová délka [nm]
vlnová délka [nm]
optickýrozbočovač
Braggova mřížka
posun spektra způsobený zkrácením mřížky
posun spektra způsobený prodloužením mřížky- Δ + Δ
Braggova vlnová délka ...
..2 nB
Λ
jádro plášťBraggova vln. délka ...
n … efektivní index lomu jádra opt. vlákna … perioda mřížky [nm]
kε … defromační koeficient
kT … teplotní koefficient teploty
p … defromačně optický koeficient
… koeficient teplotní roztažnosti opt. vlákna
ξ … teplotně optický koeficient
Relativní změma změna Braggovy vlnové délky způsobená deformací a změnou teploty
..2 nB
Tkεk=λ
ΔλT
B
B ..
εp)(λ=Δλ BBSTRAIN.1.
ΔTξ)+(αλΔλ BTEMPB ...
Nekonstantní pole deformace
Typická odezva FBG snímače konstantní jednosá deformace
Zkreslení odraženého spektra během tahové zkoušky kompozitu nekonstatní pole defromace
Odezva FBG snímače na nekonstantní jednosou deformaci způsobena nestejnoměrnou změnou periody mřížky
Aparatury
Zdroj: www.hbm.comZdroj: www.hbm.com
Zdroj: www.micronoptics.comZdroj: www.micronoptics.com
Zdroj: www.hbm.comZdroj: www.hbm.com
Aplikace - sledování křídla Křídlo letadla kategorie UL Phoenix
Air U15 2 vlákna 11 snímačů v hlavním
nosníku Kořenové žebro
10 FBG sensors - tlak
1 FBG sensor - tah
Instlace – Phoenix Air Ústí nad Orlicí
Statická destrukční zkouška (VUT Brno)
Bezkontaktní extenzometry Videoextenzometr (značky)
Laserový extenzometr (sledování vybraného
místa – virtuální značky)
Zdroj: www.zwick.comZdroj: www.zwick.com
Moaré Projekční
Stínové
Fotoelasticimetrie
Digitální korelace obrazu
ESPI - Elektronic Speckle Pattern Interferometry
Sherography
Akustická emise
Akustická emise
RTG
Ultrazvuk
Metoda vířivých proudů (eddy current)
Zdroje Hoffmann, K.: An Introduction to Measurements using
Strain Gages, 1989 HBM Darmstadt Valenta, F. , kol.: Pružnost pevnost III, 2003, ČVUT v
Praze Kopec, B. a kol.:Nedestruktivní zkoušení materiálů a
konstrukcí 2008, Brno,CERM www.dantecdynamic.com www.ndt-ed.org TechNote TN-702-2, Introduction to Stress Analysis bythe PhotoStress® Method, 2011 Micro-Measurements Růžička, M., Dvořák, M., Doubrava, K.: Strain
measurements with the FBG optical sensors, 2012, EAN 2012: Proceedings of the 50th Annual Conference on Experimental Stress Analysis