專利名稱：光學(xué)曲率監(jiān)測(cè)裝置的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以光學(xué)方法監(jiān)測(cè)變形的領(lǐng)域，并且特別地，涉及對(duì)結(jié)構(gòu)比如深海柔性管或者構(gòu)造的檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
深海柔性管通常用于輸送從離岸源頭排出的碳水化合物。在美國(guó)石油協(xié)會(huì)出版的標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn) API RP 17B "Recommended Practice for Flexible Pipe”中顯著地描述了這樣的管。柔性豎管將海底設(shè)施如托座在海床上的井道鉆頭連接到海面設(shè)施如浮動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。 柔性豎管必須能夠承受大的機(jī)械應(yīng)力，顯著地必須能夠承受由其自身的重量產(chǎn)生的應(yīng)力， 這些大的機(jī)械應(yīng)力由內(nèi)部和外部壓力、海面設(shè)施在漲水和洋流的影響下的運(yùn)動(dòng)所造成的曲率或者彎曲半徑的變化所引起。一種已知的用于減小這些豎管承受的動(dòng)態(tài)應(yīng)用斬方案是使用扶強(qiáng)材，所述扶強(qiáng)材形成鞘并且能夠繞豎管安裝以增強(qiáng)豎管的剛性并限制豎管的在臨界區(qū)域的曲率，顯著地， 限制豎管的與海面設(shè)施接近的上部的曲率。根據(jù)這些彎曲扶強(qiáng)材到豎管的一個(gè)特定應(yīng)用， 所述彎曲扶強(qiáng)材具有借助于凸緣被固定到海面設(shè)施的上端并且沿豎管的長(zhǎng)度在可變長(zhǎng)度上延伸。柔性管同軸地安裝到彎曲扶強(qiáng)材內(nèi)。由此，與接近海面的漲水和洋流的影響無(wú)關(guān)地，柔性管保持了顯著地高于其最小可接受彎曲半徑MBR(表示最小受彎(或彎曲)半徑) 的曲率半徑，并且由此不會(huì)被損壞。這些彎曲扶強(qiáng)材還能夠安裝到豎管的接近海床的部分上以再次限定它們的曲率。由于這些彎曲扶強(qiáng)材是承受強(qiáng)應(yīng)力的主要部件，需要確保這些彎曲扶強(qiáng)材在可能超過(guò)20年的使用壽命中保持正常狀態(tài)。由此已經(jīng)構(gòu)思了如下思想，即使用嵌入在它們的厚度內(nèi)的監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)地記錄這些彎曲扶強(qiáng)材的變形，以檢測(cè)它們處正確的運(yùn)行狀態(tài)。這些測(cè)量還能夠用以確定所述豎管或者彎曲扶強(qiáng)材隨時(shí)間而承受的累積動(dòng)態(tài)應(yīng)力，用以估計(jì)它們的疲勞狀態(tài)。文獻(xiàn)WO 2005-088375公開(kāi)了監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的彎曲的裝置。該監(jiān)測(cè)裝置包括具有旋轉(zhuǎn)中心軸的可變形剛性桿。所述中心桿典型地由玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂制成?？勺冃蝿傂詶U繞其外周設(shè)有并固定了三個(gè)光學(xué)變形傳感器。光學(xué)傳感器包括與桿平行的光纖并且設(shè)有類(lèi)似于光學(xué)變形測(cè)量?jī)x地操作的光刻Bragg光柵。三個(gè)Bragg光柵具有若干毫米大小的相同長(zhǎng)度。全部三個(gè)光學(xué)傳感器沿桿位于相同的軸向側(cè)，即，它們的三個(gè)中心包括在與桿的軸線垂直的一個(gè)相同平面中。光纖被收納在桿的外周處形成的槽中。與這三個(gè)傳感器連接的光電裝置能夠用以測(cè)量Bragg光柵反射的波長(zhǎng)，并根據(jù)所述測(cè)量的波長(zhǎng)推導(dǎo)出三個(gè)光纖在所述三個(gè)Bragg光柵處所經(jīng)歷的三個(gè)軸向變形ε a、eb、ε C。一旦由此測(cè)量到三這三個(gè)軸向變形，則可以根據(jù)這些測(cè)量結(jié)果通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出三個(gè)未知量變形剛性桿在該三個(gè)Bragg 光柵的區(qū)域中的曲率半徑P ；彎曲面關(guān)于變形剛性桿的角度定向Ψ ；和最后地，變形剛性桿所經(jīng)受的均勻軸向拉伸ε，所述均勻軸向拉伸ε是例如外部張力/壓縮應(yīng)力或者熱膨脹現(xiàn)象的結(jié)果。在上述文獻(xiàn)的第觀頁(yè)上詳細(xì)說(shuō)明的該計(jì)算還包括假設(shè)已知的參數(shù)變形剛性桿和傳感器的幾何尺寸；和顯著地，關(guān)于三個(gè)Bragg光柵關(guān)于變形剛性桿的軸線的相對(duì)位置的參數(shù)。這樣的監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)有傳感器的變形剛性桿可以嵌入在彎曲扶強(qiáng)材的撓性可靠的部分的厚度內(nèi)，并且與彎曲扶強(qiáng)材和豎管的軸線平行。由此，當(dāng)柔性豎管投入使用時(shí)，彎曲扶強(qiáng)材的運(yùn)動(dòng)使變形剛性桿撓變并且由此傳感器提供表示扶強(qiáng)材的曲率的信號(hào)?；谶@些信號(hào)，計(jì)算曲率半徑和桿的彎曲面的定向。這些數(shù)據(jù)然后能夠被實(shí)時(shí)處理，例如用以在曲率半徑或者受彎半徑減小到臨界閾值下方時(shí)觸發(fā)報(bào)警，或者被記錄用于隨后的處理例如以評(píng)估疲勞損傷和剩余壽命期望。在文獻(xiàn)FR 2871511, WO 2006-021751和2007年4月30日至5月3日在休斯頓舉辦的“Offshore Technology Conference (海洋技術(shù)會(huì)議)”出版的參考為OTC 19051的 "Faigue Monitoring of Flexible Risers,Using Novel Shape-Sensing Technology(使用新型形變感應(yīng)技術(shù)的柔性豎管疲勞監(jiān)測(cè))”中，顯著地說(shuō)明了這樣的裝置，這些文獻(xiàn)還公開(kāi)了圓柱狀變形剛性桿之外的其它幾何形狀的變形剛性桿的使用，例如八角形或者三角形的幾何形狀。在出版物OTC 19051中，變形剛性桿包括Bragg光柵型的四個(gè)光學(xué)變形傳感器，添加第四個(gè)光學(xué)變形傳感器是為產(chǎn)生冗余。該出版物還在第2頁(yè)公開(kāi)了根據(jù)所測(cè)量的四個(gè)軸向變形ε 、ε 2, ε3、ε 4計(jì)算彎曲面的定向的曲率的方法。該計(jì)算方法還包括計(jì)算四個(gè) Bragg光柵關(guān)于變形剛性桿的軸線的相對(duì)位置。施加到彎曲扶強(qiáng)材的彎曲半徑在實(shí)際中在若干米和無(wú)限大之間變化。在實(shí)際中， 測(cè)量曲率并且安裝有這些彎曲扶強(qiáng)材以能夠測(cè)量的變形剛性桿的受彎半徑P需要精確地大于:3m。由于曲率Cu是曲率半徑或者受彎半徑的倒數(shù)(Cu= 1/P)，則雖然使用曲率來(lái)處理測(cè)量精度的問(wèn)題更為簡(jiǎn)單，但能夠考慮使用這兩個(gè)大小中的任一個(gè)。曲率的測(cè)量范圍因此是從0至0. 33m-10本應(yīng)用所要求的曲率測(cè)量精度典型地必須大于士0. 0015ΠΓ1，需要該精度水平以進(jìn)行疲勞損傷分析。另外，為便于制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝這些總體長(zhǎng)度可能超過(guò)數(shù)十米的變形剛性桿，期望這些變形剛性桿能夠卷繞成為0. 5m至Im大小的最小曲率半徑?，F(xiàn)在，設(shè)有變形剛性桿的光纖必須不能大于0. 5%的相對(duì)拉伸，因?yàn)椴蝗?，則存在光纖被損傷的危險(xiǎn)。這是為什么意圖被安裝到海洋柔性豎管的彎曲扶強(qiáng)材的變形剛性桿在實(shí)際中具有小的直徑的原因，所述小的直徑的大小典型地為5mm至10mm，使得可以減小光纖在變形剛性桿被彎曲到其最小受彎半徑時(shí)所經(jīng)受的最大拉伸(見(jiàn)WO 2005-088375第25頁(yè))。但是，該小的直徑的缺點(diǎn)在于會(huì)減小曲率測(cè)量的精度，從而在實(shí)際中當(dāng)變形桿的直徑的大小為IOmm以下時(shí)，特別地難以實(shí)現(xiàn)士0. 0015m-1的精度的目標(biāo)。就測(cè)量精度問(wèn)題而言的另一個(gè)主要因素在于變形剛性桿由玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂制成，這意味著非不顯著的伸展被引入到各個(gè)幾何參數(shù)中桿的直徑、槽的形狀、光纖之間的角偏移、光纖與桿的中心軸之間的距離等。使用環(huán)氧樹(shù)脂將光纖固定以桿的外周也產(chǎn)生了應(yīng)力。所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)成為測(cè)量誤差的根源。這樣的組合材料由于它們的制造方面的原因而總體上具有大小在于十分之幾毫米右的常見(jiàn)尺寸公差。另外，桿的直徑越小，這些常見(jiàn)公差產(chǎn)生的誤差更大。由此在實(shí)際中，在IOmm直徑的變形玻璃纖維剛性桿的情況中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)曲率測(cè)量的誤差通常能夠超過(guò)士0. 003ΠΓ1，這是令人不滿意的。
解決該問(wèn)題的第一方案是在制造出每個(gè)變形剛性桿之后，系統(tǒng)地測(cè)試每個(gè)變形剛性桿的測(cè)量精度，并僅保留實(shí)現(xiàn)所要求的精度水平的變形剛性桿。但是，該方案帶來(lái)了高的報(bào)廢率并且在經(jīng)濟(jì)上不可行。第二方案是用已經(jīng)被高精度地成形的、具有高的彈性極限的金屬分節(jié)件(section piece)生產(chǎn)變形剛性桿，例如通過(guò)冷拉獲得的并且尺寸公差在百分之一毫米內(nèi)的鈦分節(jié)件。但是，該方案在經(jīng)濟(jì)上并不是非常具有吸引力。解決該問(wèn)題的第三方案是增大變形剛性桿的直徑，如出版物OTC 19051中所教示的，在該文獻(xiàn)中提出了 75mm的直徑。該方案提高了對(duì)于大的受彎直徑的測(cè)量精度。但是， 其缺點(diǎn)在于增大了在不損傷光纖的情況下變形剛性桿能夠兼容的最小受彎半徑，并且這樣一方面提出了關(guān)于所述桿的儲(chǔ)存和處理的問(wèn)題，另一方面使得無(wú)法測(cè)量小的受彎半徑。在實(shí)際中，75mm直徑的變形剛性桿應(yīng)該被儲(chǔ)存在15m直徑的卷線車(chē)上并且在不產(chǎn)生早期疲勞失效的危險(xiǎn)的前提下不能用于持續(xù)地測(cè)量小于15m至20m的受彎半徑，彎曲扶強(qiáng)材僅在非常惡劣的天氣或者暴風(fēng)雨的條件下才可能達(dá)到小于15m至20m的受彎半徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求解決測(cè)量曲率的精度的問(wèn)題，而同時(shí)避免前述的缺點(diǎn)。由此，本發(fā)明涉及深海柔性管扶強(qiáng)材的曲率的監(jiān)測(cè)裝置的校正方法，所述監(jiān)測(cè)裝置設(shè)有變形桿，所述變形桿具有中心軸和被保持壓接于所述桿的周邊的至少三個(gè)光學(xué)傳感器，所述方法包括如下步驟針對(duì)繞所述中心軸的彎曲面的各種連續(xù)定向，使所述桿彎曲到相同的曲率半徑；測(cè)量所述傳感器在彎曲期間的變形；根據(jù)所測(cè)量的變形，將每個(gè)傳感器的變形外推為以所述彎曲面的定向?yàn)楹瘮?shù)的正弦函數(shù)；根據(jù)外推出的所述正弦函數(shù)之間的角偏移并且根據(jù)外推出的正弦曲線的幅值計(jì)算誤差校正系數(shù)。根據(jù)一個(gè)可選方案，計(jì)算所述誤差校正系數(shù)包括根據(jù)所述外推出的正弦曲線的幅值計(jì)算所述至少三個(gè)光學(xué)傳感器相對(duì)于所述中心軸的實(shí)際位置。根據(jù)另一個(gè)可選方案，所述桿在每次彎曲操作之后回位到大致地直的姿態(tài)。根據(jù)又一個(gè)可選方案，通過(guò)將具有預(yù)定曲率的校正元件壓接于所述桿的外周以彎曲所述桿。根據(jù)另一個(gè)可選方案，防止所述桿相對(duì)于其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述校正元件被安裝成能夠繞所述中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)另一個(gè)可選方案，兩個(gè)支撐件將所述桿保持到位，所述校正元件在所述兩個(gè)支撐件之間被壓接于所述桿，所述支撐件允許所述桿繞大致地垂直于所述桿的中心軸的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)。根據(jù)再一個(gè)可選方案，每個(gè)光學(xué)傳感器包括一定長(zhǎng)度的光纖，所述光纖包括Bragg 光柵并且被壓接于所述桿的外周。根據(jù)一個(gè)可選方案，所述光纖的具有各種長(zhǎng)度的所述Bragg光柵沿著所述桿的中心軸被配置于相同水平。根據(jù)另一個(gè)可選方案，在所述Bragg光柵的區(qū)域中施加所述彎曲。根據(jù)另一個(gè)可選方案，對(duì)傳感器的正弦函數(shù)的外推建立了如下類(lèi)型的函數(shù)ε」= Ajo+Aj^cos ( α ) +Bjl^sin ( α )
其中Ajl是一次諧波的相位分量，Bjl是一次諧波的正交相位分量，這些分量基于所述變形測(cè)量通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)法確定，α是繞所述中心軸的彎曲面的定向。根據(jù)另一個(gè)可選方案，至少一個(gè)比所述一次諧波更高階的諧波被通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)法確定，并且如果所述更高階諧波與所述一次諧波的比超過(guò)閾值，則重復(fù)所述變形測(cè)量。


根據(jù)下面參考附圖借助于非限定性的示例給出的關(guān)于本發(fā)明的描述，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，在附圖中圖1是被結(jié)合到海面工作站的設(shè)有彎曲扶強(qiáng)材的柔性豎管的截面?zhèn)纫晥D；圖2是設(shè)有監(jiān)測(cè)裝置的彎曲扶強(qiáng)材的截面俯視圖；圖3是校正所述監(jiān)測(cè)裝置的校正臺(tái)架的側(cè)視圖，其中示出了彎曲標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)離桿；圖4是圖3的臺(tái)架的截面正視圖；圖5是校正監(jiān)測(cè)裝置的校正臺(tái)架的側(cè)視圖，其中彎曲標(biāo)準(zhǔn)與桿接觸；圖6是圖4的臺(tái)架的截面正視圖；圖7是標(biāo)準(zhǔn)的另一角位置情況下的臺(tái)架的截面正視圖，所述標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)離桿；圖8該所述標(biāo)準(zhǔn)的該角位置情況下的臺(tái)架的截面正視圖，所述標(biāo)準(zhǔn)與桿接觸；圖9是屬于臺(tái)架的桿支撐件的截面正視圖；圖10是圖9的桿支撐件的截面?zhèn)纫晥D；圖11是圖9的桿支撐件在桿的彎曲期間的截面俯視圖；圖12是圖9的桿支撐件在桿的另一彎曲期間的截面?zhèn)纫晥D；圖13是圖9的桿支撐件的截面?zhèn)纫晥D，其中桿支撐件設(shè)有用于桿的緊固件，所述桿處于靜止?fàn)顟B(tài)；圖14是圖9的桿支撐件的截面?zhèn)纫晥D，其中桿支撐件設(shè)有用于桿的緊固件，所述桿處于彎曲狀態(tài)；圖15是圖9的桿支撐件的截面?zhèn)纫晥D，其中所述桿處于靜止?fàn)顟B(tài)并且設(shè)有保護(hù)鞘；圖16是圖9的桿支撐件的截面?zhèn)纫晥D，其中所述桿被彎曲并且設(shè)有保護(hù)鞘；和圖17繪出根據(jù)監(jiān)測(cè)裝置提供的一組測(cè)量點(diǎn)外推出的正弦曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了結(jié)構(gòu)的曲率的監(jiān)測(cè)裝置的校正方法，所述結(jié)構(gòu)特別地是構(gòu)造或者深水豎管彎曲扶強(qiáng)材。監(jiān)測(cè)裝置設(shè)有變形桿，所述變形桿具有中心軸并且?guī)в兄辽偃齻€(gè)被保持于所述桿的外周的光學(xué)傳感器。本發(fā)明提出以相同的受彎半徑而在不同的彎曲面中對(duì)變形桿施加彎曲。根據(jù)傳感器測(cè)量的變形，外推為出作為彎曲面的函數(shù)的變形的正弦函數(shù)，以推導(dǎo)出光學(xué)傳感器的誤差校正系數(shù)。誤差校正系數(shù)的計(jì)算可以顯著地包括至少計(jì)算所述三個(gè)光學(xué)傳感器關(guān)于中心軸的實(shí)際位置。因此，該計(jì)算方法使得可以精確地而不產(chǎn)生破壞地確定所述桿的影響到曲率測(cè)量的主要幾何特征，特別是光學(xué)傳感器如Bragg光柵關(guān)于桿的中心軸的位置。為考慮到光學(xué)傳感器的作為桿的曲率的函數(shù)的變形中的非線性行為，計(jì)算所述傳感器的實(shí)際位置是有利的。該非線性行為在變形桿具有正常尺寸公差時(shí)特別地顯著。計(jì)算光學(xué)傳感器的實(shí)際位置由此使得可以建立變形桿及其傳感器的精確的幾何模型。由此，即使變形桿具有正常的尺寸公差，S卩如果在一方面圖中的名義尺寸與另一方面制造后的實(shí)際尺寸之間存在明顯的不相符，則仍可以實(shí)現(xiàn)具有良好精度的曲率測(cè)量。 如下面將要說(shuō)明的，如果根據(jù)拉伸測(cè)量計(jì)算曲率時(shí)重復(fù)使用所計(jì)算的實(shí)際尺寸而不是使用名義尺寸，測(cè)量精度將顯著地變得更好。因此，本發(fā)明使得可以降低裝備有儀器的變形桿的廢品率、保持經(jīng)濟(jì)的制造方法和安裝方法、并且使小直徑的傳感器能夠測(cè)量小的受彎半徑而同時(shí)極大地改進(jìn)對(duì)于即使大的受彎半徑的曲率測(cè)量的精度。圖1示出了通常已知為豎管的柔性管10，其從海平面12向海床14大體上豎直地行進(jìn)。該柔性管10具有被固定到示出的水面設(shè)施的水面端部16。另外，該水面端部16被壓入彎曲扶強(qiáng)材18，彎曲扶強(qiáng)材18的上端20被保持在平臺(tái)上的固定位置，而下端22繞管 10朝向海床14延伸過(guò)例如5米至10米的距離。在靜止和不彎曲時(shí)，該彎曲扶強(qiáng)材18具有對(duì)稱軸線A。彎曲扶強(qiáng)材18用于限定管10在接近水面12處的彎曲幅值。彎曲扶強(qiáng)材18 典型地由聚合物材料制成，例如由聚安基甲酸酯制成。彎曲扶強(qiáng)材18的材料的剛性有利地比柔性管的材料的剛性高。在圖1中，彎曲扶強(qiáng)材18具有從上端20朝向下端22變窄的環(huán)形截面。在彎曲扶強(qiáng)材18的整個(gè)長(zhǎng)度上，安裝變形傳感器M以監(jiān)測(cè)彎曲扶強(qiáng)材18的彎曲幅值和彎曲面的定向。現(xiàn)在將參考圖2以描述與彎曲扶強(qiáng)材18關(guān)聯(lián)的監(jiān)測(cè)裝置。圖2示出了形成變形剛性桿的棒材26的橫截面。棒材沈嵌入在彎曲扶強(qiáng)材18的厚度中向下直到彎曲扶強(qiáng)材 18的下端22附近。所述棒材沈具有繞中心軸C的圓形截面。棒材沈具有約IOmm左右的大小的直徑，例如在4mm至15mm之間的范圍內(nèi)。在所述棒材沈的整個(gè)長(zhǎng)度上，繞軸線C以均勻角向間隔形成縱向槽觀?？v向槽觀在本示例中間隔開(kāi)近似120°光纖四、30、31被用樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂保持在這些槽28中的每一個(gè)槽觀中。這些光纖四、30、31在所述棒材21的整個(gè)長(zhǎng)度上沿長(zhǎng)度方向延伸，而棒材21本身在彎曲扶強(qiáng)材 18的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。由此，光纖四、30、31從下端22向上端20延伸并且延伸過(guò)它們被連接到信號(hào)處理部件的位置。Bragg光柵通過(guò)本質(zhì)上已知的光刻技術(shù)被蝕刻到光纖四、30、 31內(nèi)。每個(gè)Bragg光柵具有若干毫米大小的長(zhǎng)度，并且類(lèi)似于光學(xué)傳感器地作用以測(cè)量光纖在平行于其主軸的方向上的拉伸。該主軸另外大致上平行于棒材26的中心軸C。根據(jù)在文獻(xiàn)WO 2005-088375中顯著地說(shuō)明的人所熟知的分布式測(cè)量原理，每個(gè)光纖配置有若干個(gè)Bragg光柵，典型地配置有3至10個(gè)根本在彎曲扶強(qiáng)材的整個(gè)長(zhǎng)度上的光柵，光纖的其余部分作用于傳輸光學(xué)信號(hào)的通道。光纖四、30、31全部具有相同數(shù)目的Bragg光柵，所述光柵以相同的方式分布并且分布在沿三個(gè)光纖四、30、31的相同位置處。在與棒材沈的中心軸C垂直的截面中觀察到的一個(gè)基本曲率測(cè)量區(qū)具有與所述截面垂直的三個(gè)Bragg光柵，這三個(gè)Bragg光柵被蝕刻在三個(gè)光纖四、30、31的同一位置處，使得三個(gè)Bragg光柵與所述截面相交。之后，棒材沈包括若干基本曲率測(cè)量區(qū)域典型地3至10個(gè)測(cè)量區(qū)域，所述測(cè)量區(qū)域沿彎曲扶強(qiáng)材的長(zhǎng)度分布。棒材沈可以由玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成。這樣的材料具有剛性和柔性，并且整體上適于支撐光學(xué)傳感器。另外，這樣的材料能夠隨動(dòng)彎曲扶強(qiáng)材18的長(zhǎng)度方向上的變形。棒材沈可以被包含在保護(hù)鞘內(nèi)。
考慮到曲率測(cè)量區(qū)域中的一個(gè)測(cè)量區(qū)域，如圖2中更為詳細(xì)地示出的一個(gè)測(cè)量區(qū)域，該區(qū)域因此包括光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器由被蝕刻到所述三個(gè)光纖四、30、31上并且繞棒材沈的外周分布的三個(gè)Bragg光柵。三個(gè)傳感器使得可以在該測(cè)量區(qū)域中完整地確定棒材沈的彎曲區(qū)的定向和該彎曲的幅值，并且結(jié)果能夠測(cè)量彎曲扶強(qiáng)材18的變形。三個(gè)傳感器中的兩個(gè)傳感器足夠完整地確定棒材26的彎曲面和該彎曲的幅值，第三個(gè)傳感器用以在棒材26經(jīng)歷曲率之外的具有未知幅值的均勻軸向變形時(shí)校正其余兩個(gè)傳感器所提供的信號(hào)。彎曲扶強(qiáng)材18中的棒材沈的該軸向變形基本上是由于棒材沈與彎曲扶強(qiáng)材18之間的摩擦和/或與溫度相關(guān)聯(lián)的影響(熱膨脹)的原因所造成的。被蝕刻到三個(gè)光纖四、30、31上的三個(gè)Bragg光柵的位置在圖2的截面中被關(guān)于中心軸C確定并且表示為柱坐標(biāo)，所述位置包括與測(cè)量曲率相關(guān)的五個(gè)主要尺寸rl、r2、 r3、φ2、φ3。半徑rl、r2、r3分別是中心軸3距離三個(gè)光纖29、30、31分離開(kāi)的距離，這些三個(gè)距離在橫截面中的與所提到的曲率測(cè)量區(qū)域?qū)?yīng)的面中確定。角度φ2是一方面連接中心軸C和第一光纖四的線段與另一方面連接中心軸C和第二光纖30的線段之間的夾角， 該角度在橫截面中的與所提到的曲率測(cè)量區(qū)域?qū)?yīng)的面中測(cè)量。角度φ3是一方面連接中心軸C和第一光纖四的線段與另一方面連接中心軸C和第三光纖31的線段之間的夾角， 該角度在橫截面中的與所提到的曲率測(cè)量區(qū)域?qū)?yīng)的面中測(cè)量。如果棒材沈被優(yōu)良地生產(chǎn)出，則實(shí)際的制造后尺寸將等于圖中的名義尺寸三個(gè)半徑rl、r2、r3將相等，并且兩個(gè)角度φ2、φ3分別等于120°和。在理想狀態(tài)下，一方面根據(jù)三個(gè)光學(xué)傳感器四、30、31分別測(cè)量的拉伸ε 、ε2、ε 3并且另一方面根據(jù)前述的棒材沈的名義尺寸，可以精確地計(jì)算曲率。能夠應(yīng)用于該理想狀態(tài)的計(jì)算方法的一個(gè)示例在文獻(xiàn)W02005-088375的第四頁(yè)上詳細(xì)示出。但是，在真實(shí)棒材的情況中，實(shí)際的制造后尺寸可能與名義尺寸顯著地不同。由此，在圖2中所示，特別地由于棒材沈的制造方面的原因，并且更為特別地由于光纖四、30、 31所粘結(jié)到其中的槽觀的尺寸的原因，尺寸rl、r2、r3、cp2、φ3并不等于名義尺寸。在玻璃纖維棒材26具有IOmm的平均直徑的情況中，名義尺寸與實(shí)際尺寸之間的差異對(duì)于半徑 rl、r2、r3可以容易地超過(guò)0. 2mm，而對(duì)于角度φ2、φ3可以容易地超過(guò)5°。這樣即是，如果使用名義尺寸而不是實(shí)際尺寸來(lái)根據(jù)拉伸ε 、ε 2、ε 3計(jì)算曲率將會(huì)導(dǎo)致曲率計(jì)算中的誤差容易地超過(guò)0. 003m-10與棒材沈的幾何形狀關(guān)聯(lián)的該誤差對(duì)于期望的應(yīng)用是不可接受的，尤其是因?yàn)檎`差與那些測(cè)量誤差累積，所述測(cè)量誤差顯著地是與拉伸測(cè)量和殘余應(yīng)力相差的測(cè)量誤差。基于拉伸測(cè)量的誤差是Bragg光柵的測(cè)量誤差和相關(guān)聯(lián)的光電器件的測(cè)量誤差。 現(xiàn)今的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)拉伸的測(cè)量，該測(cè)量的精度約為3 μ m/m( S卩，在3. 10_6 = 0. 0003% 內(nèi))?；诶鞙y(cè)量的該誤差反過(guò)來(lái)對(duì)于曲率測(cè)量產(chǎn)生誤差，所產(chǎn)生的誤差整體上與棒材沈的平均直徑成反比。在IOmm直徑的棒材的情況中，引入到曲率中的誤差具有士0. 0006m-1 的大小。即使當(dāng)棒材沈靜止時(shí)，此時(shí)沒(méi)有彎曲或者沒(méi)有軸向變形，光纖四、30、31仍承受殘余應(yīng)力的作用。這些殘余應(yīng)力在光纖四、30、31被粘結(jié)到槽觀內(nèi)時(shí)顯著地被引入到光纖四、 30、31。粘結(jié)劑的干燥顯著地在靜止時(shí)將預(yù)載荷引入到光纖四、30、31。這些殘余應(yīng)力導(dǎo)致了 Bragg光柵進(jìn)行的拉伸測(cè)量中存在偏差。該偏差可以容易地超過(guò)100 μ m/m，并且因此非常顯著地引入典型地超過(guò)0. OlnT1的曲率測(cè)量誤差，校正與殘余應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的誤差的一個(gè)方案是在棒材沈靜止和保持為直形時(shí)測(cè)量三個(gè)光纖四、30、31的三個(gè)拉伸ε Ir、ε 2r、ε 3r，并且然后從測(cè)量中取得的拉伸ε 1、ε 2、 ε 3中減去這些基準(zhǔn)值。但是，該校正在實(shí)際中的問(wèn)題在于限制了其效率。具體地，棒材 26在其制造和運(yùn)輸時(shí)總體上被纏繞，這意味著難以使棒材沈良好地伸直而不在其中引入張力，所引入的張力產(chǎn)生將與前述的殘余應(yīng)力組合的應(yīng)力并且因此地使所述校正無(wú)效。因此，優(yōu)先地使用適當(dāng)?shù)牟考舨?6保持在直的位置中，以使在與殘余應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的拉伸 ε Ir、ε 2r、a3r的測(cè)量步驟期間的張力最小化，所述適當(dāng)?shù)牟考缡强讖脚c棒材的外徑精確地匹配的直金屬管型的支撐件。在實(shí)踐中，如果采取這樣的預(yù)防措施，曲率測(cè)量中與殘余應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的誤差能夠降低到士0. 0005m-1以下。由此，在具有IOmm直徑的玻璃纖維棒材沈的情況中，曲率測(cè)量的總的誤差能夠通過(guò)將各種前述誤差即與殘余應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的0. 0005m-1的誤差(校正后)、與拉伸測(cè)量相關(guān)聯(lián)的0. 0006m-1的誤差、及最后如果使用棒材沈的名義尺寸計(jì)算曲率時(shí)與棒材沈的幾何不完美性相關(guān)聯(lián)的可能高達(dá)0.003ΠΓ1的誤差相加而得到?？偟恼`差因此在本情況中超過(guò)士0. 004ΠΓ1，假定應(yīng)用要求精度在士0. 0015m-1以內(nèi)，則該總的誤差根本不能令人滿意。通過(guò)預(yù)告實(shí)現(xiàn)棒材沈的實(shí)際主要尺寸，然后作用這些實(shí)際尺寸而不是名義尺寸進(jìn)行曲率計(jì)算，能夠相當(dāng)大地減小與棒材沈的幾何不完美性相關(guān)聯(lián)的誤差。另外，這一方法使得可以以高的精度水平確定棒材26的實(shí)際主要尺寸，在實(shí)際中該精度水平在百分之幾毫米內(nèi)，典型地在士0.02mm內(nèi)。之后，通過(guò)在曲率計(jì)算中使用這些實(shí)際尺寸而不是名義尺寸，與棒材26的幾何不完美性相關(guān)聯(lián)的誤差能夠被降低到士0. 0005m-1以下的水平。在本該情況中，總的曲率測(cè)量誤差能夠被保持在令人滿意的大小為士0. 0015m-1的水平。圖3和圖5示意性地繪出了用于校正監(jiān)測(cè)裝置的校正臺(tái)架4的側(cè)視圖。圖4和圖 6繪出了同一臺(tái)架4的正視圖。校正臺(tái)架4包括具有意圖與桿沈接觸的面的校正元件40。 該面具有以預(yù)定的曲率半徑延伸的通道，例如10米大小的曲率半徑。該曲率半徑足夠小以限制校正誤差的幅值。該通道意圖接收桿26以對(duì)桿沈施加該曲率半徑或者受彎半徑。校正元件40安裝在引導(dǎo)環(huán)42上，以繞桿沈形成圓。校正元件40繞中心軸C旋轉(zhuǎn)。校正臺(tái)架4包括遠(yuǎn)端支撐件44和45。校正元件40被定位在支撐件44和45之間的大體中間位置。校正元件40被安裝成使得其能夠在引導(dǎo)環(huán)42上經(jīng)由致動(dòng)器41旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器41允許校正元件40徑向移動(dòng)，以使校正元件40進(jìn)一步遠(yuǎn)離桿沈或者將校正元件40 壓接于桿26。支撐件44和45具有各自的鉸鏈軸46和47，意圖用于限定桿沈關(guān)于臺(tái)架4 的自由度。校正期間用于測(cè)量曲率的區(qū)域包括在三個(gè)光纖中形成的三個(gè)Bragg光柵，所述測(cè)量曲率的區(qū)域有利地被定位成接近元件40的中心，即被定位在支撐件44和45之間的中間位置。在校正期間，桿沈的光纖被連接到測(cè)量Bragg光柵的特征波長(zhǎng)的光電器件48。 器件48在實(shí)際中根據(jù)這些波長(zhǎng)使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員迄今已知的方法確定光纖四、30、 31中的每個(gè)光纖的Bragg光柵的軸向變形。所測(cè)量的變形典型地在正1500 μ m/m或者負(fù) 1500 μ m/m(士0. 15% )之間變化。器件48連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50以記錄針對(duì)各種彎曲面定向的光纖變形測(cè)量結(jié)果。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50配置有處理部件，所述處理部件能夠外推出每個(gè)傳感器的變形關(guān)于彎曲面的角度的正弦函數(shù)。在圖3和圖4中，桿沈處于靜止。致動(dòng)器41將校正元件40保持為離開(kāi)桿桿26。 在圖5和圖6中，桿沈已經(jīng)被校正元件40彎曲到預(yù)定的曲率半徑或者受彎半徑。致動(dòng)器 41將校正元件40保持為壓接桿26。在校正期間，校正元件40被置于繞軸線C的各種角位置。在這些角位置中的每個(gè)角位置中，元件40彎曲桿沈以將元件的受彎半徑施加到桿26。元件40的每個(gè)角位置對(duì)應(yīng)于桿26的彎曲面的定向。元件40能夠以角度遞增的方式彎曲桿沈。元件40能夠顯著地繞桿沈以每5°、10°或者20°的方式施加彎曲。在圖7和圖8中，元件40被置于關(guān)于豎直方向偏移角度α 1的角位置。在圖8中， 元件40由致動(dòng)器41致動(dòng)并且使桿沈彎曲以將元件的曲率半徑或者受彎半徑施加到桿26。 桿26的彎曲面具有α 1的傾角。在本彎曲期間，由所述彎曲引起的變形通過(guò)三個(gè)傳感器測(cè)量。有利地，在桿沈的再次相繼彎曲之間，桿沈回位到靜止時(shí)的大致直的姿態(tài)。這樣避免了容易引起測(cè)量誤差的扭力被施加到桿26。如圖3、圖4和圖7所示，元件40被保持為離開(kāi)桿沈。結(jié)果，桿沈回位到其大致地為直形的靜止姿態(tài)。另外可以構(gòu)思出使用直的模板以使桿26回位到其靜止姿態(tài)。在本示例中，校正元件40的與桿沈接觸的面是凸形的。同等地可以構(gòu)思出通過(guò)將桿沈保持在校正元件40和被定位朝向桿沈的凹形標(biāo)準(zhǔn)之間的位置而施加預(yù)定的曲率半徑或者受彎半徑。圖9至圖12示出了支撐件45的優(yōu)選示例的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)意圖將桿沈中的彎曲力矩的大小限定成桿沈被保持在關(guān)于支撐件45的位置而同時(shí)允許桿沈繞垂直于中心軸 C的軸線旋轉(zhuǎn)。支撐件45的上端具有叉形上端。鉸鏈軸47被樞轉(zhuǎn)安裝在所述叉的兩個(gè)相對(duì)面之間。鉸鏈軸47包括第一框架471和第二框架472。第一框架471被安裝成能夠關(guān)于支撐件45繞大體上與桿沈靜止時(shí)的中心軸C垂直的軸線D樞轉(zhuǎn)。第一框架471被安裝成能夠經(jīng)由軸473樞轉(zhuǎn)。軸473關(guān)于所述叉的轉(zhuǎn)動(dòng)可以用滾珠軸承或者保持架滾針軸承來(lái)引導(dǎo)，以限制桿26彎曲時(shí)作用于桿沈的摩擦或者寄生應(yīng)力。第二框架472被安裝成能夠在桿沈靜止時(shí)關(guān)于第一框架471繞大致地與軸線C和軸線D垂直的軸線E樞轉(zhuǎn)。第二框架472被安裝成能夠經(jīng)由軸474樞轉(zhuǎn)。軸474關(guān)于第一框架471的樞轉(zhuǎn)可以同樣地利用滾珠軸承或者保持架滾針軸承來(lái)弓丨導(dǎo)，以限制桿26彎曲時(shí)作用于桿沈的摩擦或者寄生應(yīng)力。 軸線C、D和E是正割的。在圖9和圖10中，鉸鏈軸47被置于桿沈靜止時(shí)的位置。在圖11中，彎曲在包括軸線D的彎曲面中被施加于桿26。在圖12中，彎曲在與軸線D垂直的彎曲面中被施加于桿 26。在本實(shí)施方式中，元件40被直接壓接于桿沈。桿沈由此非常精確地適應(yīng)于預(yù)定的曲率半徑或者受彎半徑。但是，該應(yīng)用方法可以在桿沈中引起小的軸向張力。為限制該張力，支撐件44將有利地具有類(lèi)似于支撐件45的結(jié)構(gòu)，允許桿沈繞與中心軸C垂直的兩個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)。圖13和圖14示出了配置有鞘52的支撐件45，桿沈經(jīng)由鞘52安裝在鉸鏈軸47 中。鞘52的橫截面的外周具有大致地矩形的形狀。第二框架472具有的孔具有相應(yīng)的形狀，以防止鞘52關(guān)于第二框架472的任意轉(zhuǎn)動(dòng)。鞘52與第二框架472之間的配合、鞘的表面光潔度及鞘外周的材料將被選擇成使得鞘52以最小的摩擦而在第二框架472中沿中心軸C滑動(dòng)。鞘52在其中部具有長(zhǎng)度方向的孔。桿沈穿過(guò)該長(zhǎng)度方向的孔。鞘52具有壓桿沈的構(gòu)件56，以防止桿沈繞中心軸C轉(zhuǎn)動(dòng)。另外還可以構(gòu)思使用其它的部件防止桿26繞軸線C旋轉(zhuǎn)。特別地，可以構(gòu)思使用具有在所述長(zhǎng)度方向孔上開(kāi)口的長(zhǎng)度方向槽的鞘。使用夾具部件，能夠使該槽的面彼此間更近以減小孔的直徑并且由此防止桿沈旋轉(zhuǎn)。為在桿沈中施加恒定張力并且為使桿在兩次彎曲操作之間回位到靜止位置，臺(tái)架4有利地具有沿中心軸C將張力引入到桿中的回位部件。在所示的示例中，回位部件包括壓縮彈簧M。彈簧M意圖在鞘52的端止動(dòng)部和第二框架472的長(zhǎng)度方向端部之間被壓縮。鞘52可以局部地具有外周為圓形的截面，以接收螺旋彈簧M。支撐件44同樣地安裝有回位彈簧是不必要的。桿沈由此可以使用未示出的設(shè)置在該鉸鏈軸46內(nèi)的鞘而被安裝在46中。在圖13中，桿沈靜止。彈簧M在該姿態(tài)中可以潛在施加張力，以確保桿桿沈以保持直形的狀態(tài)而靜止地支撐在支撐件上?？梢詼y(cè)量桿26在靜止時(shí)的變形以確定由于該張力而引入的測(cè)量偏差。在圖14中，彎曲被施加到桿沈。由于桿的在支撐件44和支撐件 45之間的部分的拉伸，鞘52沿軸線C朝向支撐件44進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。由此，彈簧M被壓縮。在圖13和圖14中所示的示例中，桿回位部件被定位在鉸鏈軸47處。但是，還可能會(huì)構(gòu)思出其它的替代方案。特別地，可以構(gòu)思所安裝的支撐件44或者支撐件45中的一個(gè)支撐件具有沿軸線C關(guān)于地面進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)的能力，并且包括回位部件。圖15和圖16示出了通過(guò)支撐件44和支撐件45保持桿沈的替代方案。為保護(hù)桿沈，桿沈被布置于在支撐件44和支撐件45之間延伸的柔性鞘43中。鞘52容納鞘43的一端，并且肩部形成柔性鞘43沿軸線C的平移運(yùn)動(dòng)的端止動(dòng)部。柔性鞘43就其通過(guò)任意適當(dāng)?shù)氖侄卫@軸線C旋轉(zhuǎn)而言是不可以移動(dòng)的。柔性鞘43的內(nèi)徑稍大于桿沈的外徑，這兩個(gè)直徑之間的差異優(yōu)選地小于3mm，以使柔性鞘43和桿沈之間的曲率差最小化。由此，例如在校正元件40具有5m的曲率半徑或者受彎半徑的情況中，其中桿沈具有IOmm的外徑并且柔性鞘43具有12mm的內(nèi)徑，桿沈的曲率與柔性鞘43的曲率的最大的差具有0. OOOOSnT1 的大小，這意味著與該差相關(guān)聯(lián)的校正誤差與目標(biāo)精度水平(士0. 0015m-1)相比較小。優(yōu)選地，柔性鞘43被制成使得與桿沈的摩擦被盡可能地減小。柔性鞘43的內(nèi)徑可以顯著地涂覆具有小的摩擦系數(shù)的材料或者由具有小的摩擦系數(shù)的材料制成，如聚四氟乙烯。在本示例中，校正元件40與柔性鞘43接觸以施加元件40的受彎半徑或者曲率半徑。由此，保護(hù)桿26使其不與元件40接觸。如在圖13和圖14的示例，回位彈簧M被以壓縮狀態(tài)沿著軸線C被布置在鞘52和第二框架472之間。意圖但并不示出地，防止桿沈繞軸線C關(guān)于柔性鞘43旋轉(zhuǎn)?？梢岳缤ㄟ^(guò)使用可移動(dòng)夾緊部件局部地將桿沈壓接于鞘52阻擋繞軸線 C旋轉(zhuǎn)的該自由度。在使用柔性鞘43的實(shí)施方式中，與殘余應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的誤差能夠用桿回位到其直形姿態(tài)時(shí)的拉伸測(cè)量來(lái)校正。由于柔性鞘43的存在，相對(duì)地限制了桿的軸向應(yīng)力。有利地， 在各種彎曲角施加到桿之后，進(jìn)行拉伸測(cè)量。由此，拉伸測(cè)量將呈現(xiàn)一定的冗余度，保證能夠精確地計(jì)算殘余應(yīng)力。
處理部件使用一組測(cè)量點(diǎn)通過(guò)迄今已知的方式來(lái)確定預(yù)定周期的正弦函數(shù)，在本示例中，所述預(yù)定周期是360°或者2 π弧度。使用迭代最小二乘法顯著地確定每個(gè)函數(shù)， 例如設(shè)定待確定的正弦函數(shù)的周期。使用非常多次的測(cè)量在監(jiān)測(cè)裝置的校正中引入冗余。 根據(jù)這些測(cè)量外推出的正弦函數(shù)因此是高度精確的，因?yàn)榫哂蠫aussian特性的誤差相互抵消。下面另外說(shuō)明了基于傅里葉級(jí)數(shù)計(jì)算正弦函數(shù)的一個(gè)方法。該方法基于通過(guò)對(duì)測(cè)量點(diǎn)插值而對(duì)周期函數(shù)的傅里葉級(jí)數(shù)裂項(xiàng)。下文中，i將用作彎曲測(cè)量的后綴，i在1至η之間變化，η是采取的彎曲測(cè)量的次數(shù)。α Jf標(biāo)識(shí)第i次測(cè)量的彎曲面的角度。本示例將基于在間隔開(kāi)固定的角度增量Δ α的彎曲面中的彎曲測(cè)量。Δ α由此通過(guò)α = 2π/η定義(弧度)。由此，Qi表示為α j = (i-1) * Δ α = (i-1)拉ji /η。由此，對(duì)于Δ α = 5° (角度)，η = 72。使用間隔開(kāi)固定的角度的彎曲面使得更易于使校正臺(tái)架自動(dòng)化并且允許相當(dāng)大地簡(jiǎn)化與外推為正弦函數(shù)相差的計(jì)算。對(duì)于第j個(gè)傳感器的待外推出的正弦變形函數(shù)ε j,表示為如下形式 ε j = Ajo+Aj^cos ( α ) +Bjl^sin ( α )
權(quán)利要求
1.深海柔性管扶強(qiáng)材(18)的曲率的監(jiān)測(cè)裝置的校正方法，所述監(jiān)測(cè)裝置設(shè)有變形桿 (26)，所述變形桿06)具有中心軸(C)和被保持壓接于所述桿06)的周邊的至少三個(gè)光學(xué)傳感器(四、30、31)，所述方法包括如下步驟針對(duì)繞所述中心軸的彎曲面的各種連續(xù)定向， 使所述桿06)彎曲到相同的曲率半徑； 測(cè)量所述傳感器O9、30、31)在彎曲期間的變形；根據(jù)所測(cè)量的變形，將每個(gè)傳感器的變形的正弦函數(shù)外推為彎曲面的定向的函數(shù)； 計(jì)算誤差校正系數(shù)為外推出的所述正弦函數(shù)之間的角偏移的函數(shù)和外推出的正弦曲線的幅值的函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校正方法，其特征在于，計(jì)算所述誤差校正系數(shù)包括計(jì)算所述至少三個(gè)光學(xué)傳感器相對(duì)于所述中心軸(C)的實(shí)際位置為所述外推出的正弦曲線的幅值的函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的校正方法，其特征在于， 所述桿06)在每次彎曲操作之后回位到大致直的姿態(tài)。
4.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校正方法，其特征在于，通過(guò)將具有預(yù)定曲率的校正元件GO)壓接于所述桿06)的外周以彎曲所述桿(沈)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的校正方法，其特征在于，防止所述桿06)相對(duì)于其中心軸(C)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述校正元件GO)被安裝成能夠繞所述中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的校正方法，其特征在于，兩個(gè)支撐件將所述桿保持到位，所述校正元件GO)在所述兩個(gè)支撐件之間被壓接于所述桿(26)，所述支撐件允許所述桿繞大致地垂直于所述桿的中心軸(C)的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校正方法，其特征在于，每個(gè)光學(xué)傳感器(30)包括一定長(zhǎng)度的光纖，所述光纖包括Bragg光柵并且被壓接于所述桿的外周。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校正方法，其特征在于，所述光纖的具有各種長(zhǎng)度的所述Bragg光柵沿著所述桿的中心軸被配置于相同水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的校正方法，其特征在于， 在所述Bragg光柵的區(qū)域中施加所述彎曲。
10.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校正方法，其特征在于， 對(duì)傳感器的正弦函數(shù)的外推建立了如下類(lèi)型的函數(shù)ε j = Ajo+Aj^cos ( α ) +Bjl^sin ( α )其中Α"是一次諧波的相位分量，B"是一次諧波的正交相位分量，這些分量基于所述變形測(cè)量通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)法確定，α是繞所述中心軸的彎曲面的定向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的校正方法，其特征在于，至少一個(gè)比所述一次諧波更高階的諧波被通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)法確定，并且如果所述更高階諧波與所述一次諧波的比超過(guò)閾值，則重復(fù)所述變形測(cè)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及柔性深海管線的扶強(qiáng)材(18)的曲率的監(jiān)測(cè)裝置的校正方法，所述監(jiān)測(cè)裝置設(shè)有變形桿(26)，所述變形桿(26)具有中心軸(C)和被保持壓接于所述桿(26)的周邊的至少三個(gè)光學(xué)傳感器(29、30、31)，所述方法針對(duì)繞所述中心軸的彎曲面的不同的連續(xù)定向包括如下步驟使桿(26)根據(jù)相同的曲率半徑彎曲；測(cè)量傳感器(29、30、31)在所述彎曲期間的變形；根據(jù)彎曲面的定向，使用所測(cè)量的變形外推為每個(gè)傳感器的變形的正弦函數(shù)；根據(jù)外推出的正弦函數(shù)之間的角偏移并且根據(jù)外推出的正弦曲線的幅值計(jì)算誤差校正系數(shù)。
文檔編號(hào)G01M11/08GK102246001SQ200980149296
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者揚(yáng).尼古拉斯, 菲利普.倫貝伊 申請(qǐng)人:泰克尼普法國(guó)公司