The measured condition, which requires that calculated strainsmatch measured strains, is introduced. Thus, measured strains areexpressed at the inner radius in corresponding directions as a func-tion of the unknown coefficients kand k:
Ík
.
1,
....
...
2
0
ƒÃm
() exp
.ik
d
=
k
2
+
k
2
.
+
+ k.2
2
2
0
ƒÃm
45() exp
.ik
d
=
k
. k
2i
+
+
. k.2
2i
(11)Hence:
............
...........
0 =
+
2
2
0
ƒÃm
()d
=
+
2
2
0
ƒÃm
45()d
Ík
.
1 k = (1
+
i)(
+
)
2
2
0
ƒÃm
45()
.
iƒÃm
()
exp
ik
d
Ík
.
0 k =
.(1
+
i)
2
2
0
(2
+
(k
+
2)(
+
))ƒÃm
45()
.
(2
+
i(k
+
2)(
+
))ƒÃm
()
exp
i(k
+
2)
d
(12)This latter expression (12) of coefficients kand kdepends onlyon exploitable measured strains and replaces the expression (5).Obviously, the fast Fourier transform can be used as well for veryefficient computations. Finally contact stresses (i.e., pressure andshear stresses) are determined by taking r = Rsin (6).Nevertheless, all inverse methods are ill-posed, in other words,there is a lack of stability: thus very small input variations (forexample measurement noise or even quadrature errors) can leadto very large output variations. As explained by Weisz-Patraultet al. (2011), this inverse method using series expansions, theill-posedness is easily identifiable. Indeed, the computation ofcoefficients kand kaccording to (12) leads to quadrature errors.Let explain the underlying ideas with a random error of order ofmagnitude e > 0: for each term of sums involved in (6), the erroris amplified byRs/Rmk, thus the resulting stress components areroughly affected by the following error:
e
~
N
k=0
Rs
Rm
k
¨
N¨+‡
+
‡
(13)In order to overcome stability problems, regularization techniquesare used. Most of the time for iterative methods that aim atminimizing a cost function representing the difference betweenmeasurements and computations, regularization consists in addingan additional condition in the cost function; for example the deriva-tives of the searched fields, which tend to smooth them, largeoscillations being a typical clue of bad conditioning. For analyticalinverse methods with series expansions, it is clear that regulariza-tion techniques simply consist in truncating sums. Two concurrenttrends can be mentioned: convergence on the one hand: the trun-cation order should be large enough so that truncated sums aregood approximations of corresponding infinite sums, and lack ofstability on the other hand: the truncation order should not betoo large so that amplified errors do not affect too much the solu-tion. A compromise should be found. Weisz-Patrault et al. (2011)proposed a rule of thumb in order to determine automaticallythe appropriate truncation order with some simple criteria relatedto the inputs. However, amplified coefficientsk
(Rs/Rm)kandk(Rs/Rm)kare more directly related to ill-posedness. Thus, thebest option is likely to truncate sums according to the evolution ofthese amplified coefficients as shown in Fig. 14 that corresponds topilot tests described in Section 5. In this paper, the truncation orderhas been determined manually. No algorithm that automaticallyselects the appropriate truncation order, according to the ampli-fied coefficients, has been developed, however this aspect shouldbe investigated for future industrial applications.3. Experimental apparatusIn this section the measurement loop is described. Itsunderlying principle relies on optical fiber Bragg grating (FBG)strain sensors. Mechanical performances of FBG sensors suchas tensile and fatigue properties have been studied recentlyby Frieling and Walther (2013). In this study, FBG sensorsare glued into blind bores beneath the surface of a . 42 mmdiameter cylindrical piece of metal (the plug). This plug isthen inserted into the roll as shown in Fig. 4(a) in orderto perform real-time strain measurements during the rollingprocess, a few hundreds of m close to the roll contact sur-face.The FBG acts as a local sensor characterized by its Bragg wave-length Bragg= 2 neff, where neffis the effective refractive indexof the waveguide of the optical fiber, and the pitch of the grat-ing. At a usual scale (a few tenths of Kelvin and a few hundreds ofm/m), this sensor is mainly sensitive to both temperature vari-ations
T and longitudinal strain variations
ƒÃ, and to a lesserextent, to hydrostatic pressure variations
P according to the fol-lowing relationship (Ferdinand et al., 2009):
Bragg
Bragg
=
a
ƒÃ
+
b
T
+
c
P with:
....
... a
0.78
~
10.6 (m/m).1
b
7.7
~
10.6 K.1
c
.2.94
~
10.6 bar.1
Bragg centered on 1550 nm
(14)In our configuration, the wavelength shifts
Braggof the FBGsglued into the plug mainly depend on the longitudinal strain
ƒÃ,even if an hydrostatic pressure effect could also be observed, butthis last component is usually negligible in most applications,therefore leading to a first and simplified relationship:
FBG strain sensitivity calibration experiments are first performed
at room temperature on the optical fiber itself before being
glued into the plug. To do so, calibrated masses m are attached
to the optical fiber, pulling with vertical force Ff = mg. In such
สภาพวัดซึ่งจะต้องมีการคำนวณว่าสายพันธุ์ที่วัด strainsmatch, เป็นที่รู้จัก ดังนั้นสายพันธุ์วัด areexpressed ที่รัศมีด้านในทิศทางที่สอดคล้องกันเป็น-การบำบัดของค่าสัมประสิทธิ์ที่ไม่รู้จัก Kand k:?
?? IK
.
1
....
...
? 2 0 ƒÃm ?? (?) ประสบการณ์? .ik? ? d? = ? k ? 2 + k 2 ? ? + ? ? + K.2 2 ? 2? 0 ƒÃm 45 (?) ประสบการณ์? .ik? ? d? = ? k ? k 2i + ? + ? ? ? K.2 2i (11) ดังนั้น: ............ ........... ? = 0 + ? 2 ? 2 0 ƒÃm ?? (?) d? =? + ? 2? 2? 0 ƒÃm 45 (?) d? ?? IK . 1 k = (1 + i) (? + ?) 2? 2? 0 ƒÃm 45 (?) . iƒÃm ?? (?) ประสบการณ์? IK? ? d? ?? IK . 0? k = . (1 + i) 2? 2? 0 (2 + (k + 2) ( + )) ƒÃm 45 (?) . (2 + ฉัน (k + 2) ( + )) ƒÃm ?? (?) exp ? ฉัน (k + 2)? ? d? (12) นี้การแสดงออกหลัง (12) ของสัมประสิทธิ์? Kand kdepends? onlyon สายพันธุ์ที่วัดโหว่และแทนที่การแสดงออก (5) .Obviously, ฟูริเยร์ได้อย่างรวดเร็วแปลงสามารถนำมาใช้เป็นอย่างดีสำหรับการคำนวณ veryefficient สุดท้ายติดต่อความเครียด (เช่นความดัน andshear ความเครียด) จะถูกกำหนดโดยการ r = Rsin (6) .Nevertheless ทุกวิธีการผกผันจะไม่ดีถูกวางในคำอื่น ๆ ที่มีการขาดของความมั่นคง: จึงมีขนาดเล็กมากรูปแบบการป้อนข้อมูล (ตามตัวอย่างการวัด เสียงหรือแม้กระทั่งข้อผิดพลาดการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส) สามารถ leadto รูปแบบการแสดงผลมีขนาดใหญ่มาก ตามที่อธิบายไว้โดย Weisz-Patraultet อัล (2011) วิธีการผกผันนี้โดยใช้การขยายชุด theill-posedness ระบุตัวตนได้อย่างง่ายดาย อันที่จริงการคำนวณ ofcoefficients Kand kaccording ไป (12) นำไปสู่การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส errors.Let อธิบายความคิดพื้นฐานที่มีข้อผิดพลาดแบบสุ่มของการสั่งซื้อ ofmagnitude จ> 0:? สำหรับแต่ละระยะของผลรวมที่เกี่ยวข้องใน (6), erroris ขยายโดย? ? R / Rm k จึงส่วนประกอบความเครียดส่งผลให้ได้รับผลกระทบ areroughly โดยข้อผิดพลาดต่อไปนี้: อี?? ~ ? n k = 0 ? อาร์เอสRm ? k ?? ¨ ไม่มี¨ ?? ?? + ‡ + ?? ‡ (13) เพื่อที่จะเอาชนะปัญหาความมั่นคง techniquesare regularization ใช้ ส่วนใหญ่เวลาสำหรับวิธีการซ้ำที่มีจุดมุ่งหมาย atminimizing ฟังก์ชั่นค่าใช้จ่ายที่เป็นตัวแทนของความแตกต่าง betweenmeasurements และการคำนวณ, regularization ประกอบด้วยใน addingan เงื่อนไขเพิ่มเติมค่าใช้จ่ายในการทำงาน; ตัวอย่างเช่น Deriva tives ของเขตการสืบค้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะราบรื่นพวกเขา largeoscillations เป็นเบาะแสตามแบบฉบับของเครื่องที่ไม่ดี สำหรับวิธีการ analyticalinverse กับขยายชุดก็เป็นที่ชัดเจนว่าเทคนิคการ regulariza-เพียงประกอบด้วยในการตัดทอนผลรวม สอง concurrenttrends สามารถกล่าวถึง: บรรจบบนมือข้างหนึ่ง: เพื่อ Trun ไอออนบวกควรมีขนาดใหญ่พอเพื่อให้จำนวนเงินที่ถูกตัดทอนประมาณ aregood ของจำนวนเงินที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่สอดคล้องกันและขาด ofstability ในมืออื่น ๆ : คำสั่งตัดไม่ควร betoo ขนาดใหญ่เพื่อให้ขยาย ข้อผิดพลาดที่ไม่ส่งผลกระทบมากเกินไป Solu-การ ประนีประนอมควรจะพบ Weisz-Patrault et al, (2011) เสนอกฎของหัวแม่มือเพื่อตรวจสอบ automaticallythe เพื่อการตัดที่เหมาะสมหลักเกณฑ์ง่ายๆ relatedto ปัจจัยการผลิต อย่างไรก็ตามค่าสัมประสิทธิ์การขยาย ??? k ?? (อาร์เอส / Rm) Kand ??? k ?? (อาร์เอส / Rm) kare อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับป่วย posedness ดังนั้นตัวเลือก thebest มีแนวโน้มที่จะตัดจำนวนเงินตามวิวัฒนาการ ofthese ค่าสัมประสิทธิ์การขยายดังแสดงในรูป 14 ที่สอดคล้องกับการทดสอบ topilot อธิบายไว้ในมาตรา 5 ในบทความนี้ orderhas ตัดได้รับการพิจารณาด้วยตนเอง อัลกอริทึมที่ automaticallyselects เพื่อการตัดที่เหมาะสมตามค่าสัมประสิทธิ์ Ampli-กระแสไฟได้รับการพัฒนา แต่ด้านนี้ shouldbe สอบสวน applications.3 อุตสาหกรรมในอนาคต ทดลอง apparatusIn ส่วนนี้วงวัดอธิบายไว้ หลักการ Itsunderlying อาศัยใยแก้วนำแสง Bragg ตะแกรง (FBG) เซ็นเซอร์ความเครียด การแสดงกลของเซ็นเซอร์ FBG แรงดึง suchas และคุณสมบัติความเมื่อยล้าได้รับการศึกษา recentlyby Frieling และวอลเธอร์ (2013) ในการศึกษานี้ FBG sensorsare ติดกาวเข้าสุ่ตาบอดใต้พื้นผิวของ 42 mmdiameter ชิ้นส่วนของโลหะทรงกระบอก (ปลั๊ก) ปลั๊กอินนี้แทรก isthen เป็นม้วนดังแสดงในรูป 4 (ก) ในการดำเนินการ orderto เรียลไทม์วัดความเครียดในช่วง rollingprocess, ไม่กี่ร้อย? m ใกล้กับม้วนติดต่อ sur-face.The FBG ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ท้องถิ่นที่โดดเด่นด้วยคลื่นความยาวแบร็กของตนหรือไม่ Bragg = 2 NEFF ที่ neffis indexof การหักเหของแสงที่มีประสิทธิภาพในท่อนำคลื่นของใยแก้วนำแสงและระดับเสียงของ GRAT ไอเอ็นจี ในระดับปกติ (ไม่กี่สิบของเคลวินและไม่กี่ร้อย? m / m) เซ็นเซอร์นี้เป็นส่วนใหญ่มีความไวต่ออุณหภูมิวารี ations- T และรูปแบบสายพันธุ์ยาวƒÃและ lesserextent, การเปลี่ยนแปลงความดันP ตาม ความสัมพันธ์ Fol-ควายเหล็ก (เฟอร์ดินานด์, et al, 2009.) ? Bragg ? แบร็ก= ƒÃ + ขT + คP กับ: .... ... 0.78 ?? ~ 10.6 (? m / m) 1 ข7.7 ?? ~ 10.6 K.1 ค.2.94 ?? ~ 10.6 bar.1 ? ? Bragg มีศูนย์กลางอยู่ที่ 1550 นาโนเมตร? (14) ในการกำหนดค่าของเรากะความยาวคลื่น? Braggof FBGsglued เข้าปลั๊กส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความยาว สายพันธุ์ƒÃแม้ว่าผลความดันอาจจะมีการตั้งข้อสังเกต butthis องค์ประกอบสุดท้ายมักจะเป็นเล็กน้อยในการใช้งานมากที่สุดจึงนำไปสู่ความสัมพันธ์ที่แรกและง่าย: FBG ทดลองการสอบเทียบความไวความเครียดจะดำเนินการครั้งแรกที่อุณหภูมิห้องในใยแก้วนำแสงของตัวเองก่อน การติดกาวเข้าเสียบ ต้องการทำเช่นนั้นฝูงสอบเทียบม. จะแนบไปใยแก้วนำแสง, การดึงด้วยแรงในแนวตั้ง Ff = มิลลิกรัม เช่นใน
การแปล กรุณารอสักครู่..

การวัดสภาพซึ่งต้องคำนวณ strainsmatch วัดสายพันธุ์ที่เป็นที่รู้จัก ดังนั้น จากวัด areexpressed ที่ภายในรัศมีในทิศทางที่สอดคล้องกันเป็น func ของสัมประสิทธิ์ที่ไม่รู้จัก kand K :
Í K
.
1
. . . . . . . . . . . . . .
2
0
ƒÃ M
( ) EXP
อิก
D
=
K
2
k
2
k.2
2
2
0
m
ƒÃ 45 ( )
exp . ผม
D
=
K
K
2i
k.2
2i
(11)Hence:
............
...........
0 =
2
2
0
ƒÃm
()d
=
2
2
0
ƒÃm
45()d
Ík
.
1 k = (1
i)(
)
2
2
0
ƒÃm
45()
.
iƒÃm
()
exp
ik
d
Ík
.
0 k =
.(1
i)
2
2
0
(2
(k
2)(
))ƒÃm
45()
.
(2
i(k
2)(
))ƒÃm
()
exp
i(k
2)
d
( 12 ) สำนวนหลังนี้ ( 12 ) ของสัมประสิทธิ์ kand kdepends onlyon exploitable วัดสายพันธุ์แทนและการแสดงออก ( 5 ) . อย่างชัดเจน , การแปลงฟูเรียร์อย่างรวดเร็วสามารถใช้เป็นอย่างดี สำหรับ veryefficient การคำนวณ . ในที่สุดก็ติดต่อความเครียด ( เช่น ความดัน andshear stresses ) จะถูกกำหนดโดยการใช้ R = ศรี น ( 6 ) อย่างไรก็ตามวิธีการผกผันทั้งหมดป่วยวาง , ในคำอื่น ๆขาดเสถียรภาพ จึงน้อยมาก ( การใส่รูปแบบการวัดสัญญาณรบกวนหรือข้อผิดพลาดพื้นที่แม้ ) สามารถสร้างรูปแบบแสดงผลขนาดใหญ่มาก โดยอธิบายไวสซ์ patraultet อัล ( 2011 ) นี้ผกผันโดยใช้การขยายชุด theill posedness จะระบุได้อย่างง่ายดาย แน่นอน , การคำนวณ ofcoefficients kand kaccording ( 12 ) ไปสู่พื้นที่ข้อผิดพลาดให้อธิบายถึงความคิดที่มีความคลาดเคลื่อนของการ ofmagnitude E > 0 สำหรับแต่ละเทอมของผลรวมที่เกี่ยวข้องกับ ( 6 ) , erroris โดยขยาย RS / RM K , ดังนั้น ความเครียดที่เกิดขึ้น ส่วนประกอบ areroughly ผลกระทบจากข้อผิดพลาดต่อไปนี้ :
E
? ~
n
k = 0 =
RS ) K ¨
n ¨‡
‡
( 13 ) เพื่อที่จะเอาชนะปัญหาความมั่นคง techniquesare ผิดกฎหมายใช้ .ส่วนใหญ่ของเวลาของวิธีการที่มุ่ง atminimizing ต้นทุนฟังก์ชันแสดงความแตกต่างและผิดกฎหมายต่างๆ betweenmeasurements , ประกอบด้วย addingan เพิ่มเติมเงื่อนไขในค่าใช้จ่ายในการทำงาน ตัวอย่างเช่น deriva tives ของการสืบค้นข้อมูล ซึ่งมักจะราบรื่น พวกเขา largeoscillations เป็นเบาะแสทั่วไปเครื่องปรับอากาศไม่ดีสำหรับ analyticalinverse วิธีการที่มีการกระจายอนุกรม เป็นที่ชัดเจนว่า เทคนิค , regulariza เพียงแค่ประกอบด้วยตัดทอนผลรวม สอง concurrenttrends สามารถกล่าวถึง : บรรจบกัน ในมือข้างหนึ่ง : การสั่ง trun ควรมีขนาดใหญ่เพียงพอเพื่อให้ตัดทอนผลรวม aregood การสอดคล้องกันผลรวมอนันต์ และขาด ofstability บนมืออื่น ๆ :การตัดเพื่อไม่ให้ betoo ขนาดใหญ่เพื่อขยายข้อผิดพลาดไม่มีผลต่อมากเกินไป solu tion . การประนีประนอมควรจะพบ ไวสซ์ patrault et al . ( 2011 ) ได้เสนอกฎง่ายๆในการตรวจสอบที่เหมาะสมเพื่อ automaticallythe ตัดกับเกณฑ์บางอย่างง่ายที่มีผลต่อข้อมูล อย่างไรก็ตาม อัตราค่า K
( RS ) ) kand K ( RS ) ) แคร์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับผม posedness . ดังนั้นตัวเลือกที่ดีที่สุดคือแนวโน้มที่จะตัดทอนผลรวมตามวิวัฒนาการของ amplified ) ดังแสดงในรูปที่ 14 ที่สอดคล้อง topilot การทดสอบที่อธิบายไว้ในมาตรา 5 ในกระดาษนี้ ตัด orderhas ถูกกำหนดด้วยตนเอง ไม่มีวิธีที่ automaticallyselects คำสั่งการตัดที่เหมาะสมตามไป ampli fied ) ได้รับการพัฒนา แต่ด้านนี้ควรตรวจสอบสำหรับงานอุตสาหกรรมในอนาคต 3 . ทดลอง apparatusin ส่วนนี้วัดห่วงจะอธิบาย itsunderlying หลักการอาศัยเส้นใยแก้วนำแสงแบร็กตะแกรง ( 2 ) สายพันธุ์เซ็นเซอร์การแสดงของเซ็นเซอร์ เช่น เครื่องกล 2 แรงดึงและความเหนื่อยล้า คุณสมบัติได้รับการศึกษาและ recentlyby frieling Walther ( 2013 ) ในการศึกษานี้ , 2 sensorsare ติดกาวเป็น bores ตาบอดภายใต้พื้นผิวของ 42 mmdiameter ทรงกระบอกชิ้นโลหะ ( ปลั๊ก ) นี้เสียบ 2540-2542 แทรกเข้ามา ดังแสดงในรูปม้วน4 ( ) ทั้งนี้ในการวัดความเครียดแบบเรียลไทม์ระหว่าง rollingprocess , ไม่กี่ร้อยเมตร ใกล้ ติดต่อม้วน sur-face.the 2 ทำหน้าที่เป็นท้องถิ่นเซนเซอร์ลักษณะความยาวของคลื่นนำ แบร็ก = 2 ทั้งหลายที่ neffis ประสิทธิภาพของดัชนีที่คลื่นของใยแก้วนำแสง และ ระดับเสียงของ ทวด ไอเอ็นจีในระดับปกติ ( ไม่กี่หนึ่งในสิบของเคลวินและไม่กี่ร้อย m / m ) , เซ็นเซอร์นี้ส่วนใหญ่จะไวต่ออุณหภูมิวารี ations
T
ƒÃตามยาวและความเครียดต่าง ๆและใน lesserextent , ความดันอุทกสถิตการเปลี่ยนแปลง
P ตามไปตามตำรา lowing ความสัมพันธ์ ( Ferdinand et al . , 2009 ) :
แบร็ก
แบร็ก
=
A
ƒÃ
B
T
C
P :
. . . . . . . . . . . . . . เป็น
~
? 0.78 10.6 ( M / M ) 1
B
~
? 7.7 106 k.1
C
~
? . 2.94 จำนวนบาร์ 1
แบร็กเป็นศูนย์กลางใน 1550 nm
( 14 ) ในการปรับแต่งของเรา แสงกะ
braggof ที่ fbgsglued เข้าปลั๊กส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับƒÃเมื่อย
ตามยาว แม้ว่าผลความดันอาจยัง จะสังเกต butthis ส่วนประกอบสุดท้ายมักจะเป็นเล็กน้อยในการใช้งานมากที่สุด จึงนำไปสู่ความสัมพันธ์ครั้งแรกและประยุกต์ :
ความไวของการสอบเทียบการทดลองมี 2 สายพันธุ์แสดงครั้งแรก
อุณหภูมิห้องบนไฟเบอร์ออปติคอลตัวเองก่อนที่จะถูก
ติดกาวเป็นปลั๊ก ทำดังนั้นการสอบเทียบมวล M จะแนบ
กับใยแก้วด้วยแรงดึงในแนวตั้ง FF = mg เช่น
การแปล กรุณารอสักครู่..
