BR102015017281B1

BR102015017281B1 - Cabo de captação de pressão, sistema de medição e método para determinar pressão distribuída ao longo de um cabo

Info

Publication number: BR102015017281B1
Application number: BR102015017281-8A
Authority: BR
Inventors: William Albert Challener; Sabarni Palit
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2014-07-21
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2021-08-03
Also published as: EP2977738A1; BR102015017281A2; EP2977738B1; US9240262B1; US20160018277A1

Abstract

cabo de captação de pressão, sistema de medição e método trata-se de um cabo de captação de pressão que inclui, em uma realização, uma fibra óptica que tem um primeiro núcleo e um segundo núcleo. o primeiro núcleo se estende ao longo de um comprimento do cabo, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do primeiro núcleo ao longo do comprimento do cabo. o primeiro núcleo tem um primeiro índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do primeiro núcleo. o segundo núcleo se estende ao longo do comprimento, é espaçado a uma distância do primeiro núcleo, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do segundo núcleo ao longo do comprimento do cabo. o segundo núcleo tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do segundo núcleo. o segundo índice de modo é diferente do primeiro índice de modo, em que a luz se propaga ao longo do segundo núcleo a uma velocidade diferente do que ao longo do primeiro núcleo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um cabo de captação de pressão que inclui, em uma realização, uma fibra óptica que tem um primeiro núcleo e um segundo núcleo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Vários dispositivos foram desenvolvidos para medir as condições ambientais de uma dada localização, tais como temperatura ou pressão. Entretanto, inúmeras localizações apresentam desafios a muitos desses dispositivos. Por exemplo, muitos dispositivos podem não ser apropriados para o uso em ambientes de temperatura mais elevada, tais como poços geotérmicos, poços de petróleo, ou similares.

[003] Determinados conjuntos de procedimentos de captação de fundo de poço convencionais (por exemplo, para aplicações de petróleo, gás ou geotérmicas) usam tensão distribuída, temperatura e/ou captação acústica. A captação de pressão ao longo do comprimento de um cabo (ou ao longo da profundidade de um poço ou furo) pode ser realizada com o uso de sensores acondicionados separadamente que são emendados ao longo de um comprimento de um cabo. Por exemplo, a pressão hidrostática pode ser convertida em tensão longitudinal ao longo de um eixo geométrico do sensor, com a tensão longitudinal usada na determinação de pressão. Entretanto, o processo de acondicionamento e emenda de sensores ao longo de um cabo impõe limites práticos aos números de sensores de pressão ao longo do comprimento do cabo e, consequentemente, limita os números de localizações para as quais a pressão pode ser determinada. A emenda de sensores no cabo e/ou o uso de tensão axial convertida aumenta o custo, complexidade e/ou instrumentação da captação de pressão distribuída. Como abordagens convencionais também podem fornecer resolução reduzida e/ou apresentar desvantagens alternativas ou adicionais. Por exemplo, determinadas abordagens convencionais podem fornecer informações para localizações distintas, limitadas, de um ambiente remoto.

[004] A temperatura, a tensão e/ou a acústica podem ser medidas ao longo do comprimento de uma fibra óptica por meio de medições de dispersão de Raman, Brillounou Rayleigh, com resolução de distância a cerca de um metro ao longo do comprimento do cabo possível. Entretanto, as medições de pressão distribuída (por exemplo, a medição contínua ou aproximadamente contínua de pressão ao longo de um comprimento de um cabo) podem não ter capacidade para serem feitas da mesma maneira.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Em uma realização, um cabo de captação de pressão é dotado de uma fibra óptica que inclui um primeiro núcleo e um segundo núcleo. O primeiro núcleo se estende internamente ao longo de um comprimento do cabo, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do primeiro núcleo ao longo do comprimento do cabo. O primeiro núcleo tem um primeiro índice de modo correspondente à velocidade de propagação de luz ao longo do primeiro núcleo. O segundo núcleo se estende internamente ao longo do comprimento da fibra, é espaçado de uma distância do primeiro núcleo, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do segundo núcleo ao longo do comprimento da fibra. O segundo núcleo tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do segundo núcleo. O segundo índice de modo é diferente do primeiro índice de modo, sendo que a luz se propaga ao longo do segundo núcleo a uma velocidade diferente que ao longo do primeiro núcleo.

[006] Em outra realização, é fornecido um sistema de medição que inclui um cabo de captação de pressão, uma fonte de luz, uma unidade de detecção e uma unidade de processamento. O cabo de captação de pressão inclui uma fibra óptica que tem um núcleo de transmissão e um núcleo de recepção. O núcleo de transmissão se estende internamente ao longo de um comprimento da fibra, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do núcleo de transmissão ao longo do comprimento da fibra. O núcleo de transmissão tem um primeiro índice de modo correspondente à velocidade de propagação de luz ao longo do núcleo de transmissão. O núcleo de recepção se estende internamente ao longo do comprimento do cabo, é espaçado de uma distância do núcleo de transmissão, e é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do núcleo de recepção ao longo do comprimento da fibra. O núcleo de recepção tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do núcleo de recepção, sendo que o segundo índice de modo é diferente do primeiro índice de modo, em que a luz se propaga ao longo do núcleo de recepção a uma velocidade diferente do que ao longo do núcleo de transmissão. A fonte de luz é configurada para fornecer energia luminosa para o núcleo de transmissão, e a unidade de detecção é configurada para detectar sinais do núcleo de recepção formados em resposta à energia luminosa no núcleo de transmissão. A unidade de processamento é configurada para determinar uma distribuição de pressão com base nos sinais do núcleo de recepção detectados com a unidade de detecção.

[007] Em outra realização, é fornecido um método para medir pressão distribuída ao longo de um comprimento de um cabo. O método inclui transmitir, por meio de uma fonte de luz, energia luminosa por um primeiro núcleo de uma fibra óptica em um cabo de captação de pressão, sendo que o primeiro núcleo tem um primeiro índice de modo correspondente à velocidade de propagação de luz ao longo do primeiro núcleo. O método também inclui receber, através de uma unidade de detecção, sinais de um segundo núcleo do cabo de captação de pressão formado em resposta à transmissão da energia luminosa pelo primeiro núcleo. O segundo tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do segundo núcleo que é diferente do primeiro índice de modo, em que a luz se propaga ao longo do segundo núcleo a uma velocidade diferente do que ao longo do primeiro núcleo. Além disso, o método inclui determinar, com o uso de um ou mais processadores, uma distribuição de pressão ao longo de um comprimento do cabo de captação de pressão com base nos sinais recebidos do segundo núcleo por meio da unidade de detecção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemáticos de um sistema de medição de acordo com várias realizações.

[009] A Figura 2 é um diagrama em corte transversal esquemático de um cabo de captação de acordo com várias realizações.

[010] A Figura 3 ilustra propagação de sinais ao longo de núcleos de um cabo de captação de pressão de acordo com várias realizações.

[011] A Figura 4 é um gráfico de sinais detectados mostrados na Figura 3.

[012] A Figura 5 é uma vista em corte transversal esquemática de um cabo de captação de pressão de acordo com várias realizações.

[013] A Figura 6 é uma vista de uma porção central do cabo da Figura 5.

[014] A Figura 7 é uma vista lateral do cabo da Figura 5.

[015] A Figura 8 é uma vista em corte transversal esquemática de um cabo de captação de pressão de acordo com várias realizações.

[016] A Figura 9 é uma vista lateral esquemática de um cabo de captação de pressão que tem câmaras separadas de modo vedado de acordo com várias realizações.

[017] A Figura 10 é um fluxograma de um método para determinar pressão distribuída ao longo de um cabo de acordo com várias realizações.

[018] A Figura 11 é um fluxograma de um método para determinar pressão em localizações ao longo de um cabo de acordo com várias realizações.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[019] Várias realizações serão mais bem entendidas quando lidas em conjunto com as figuras anexas. Na medida em que as figuras ilustram diagramas dos blocos funcionais de várias realizações, os blocos funcionais não são necessariamente indicativos da divisão entre os conjuntos de circuitos de hardware. Assim, por exemplo, um ou mais dos blocos funcionais (por exemplo, processadores, controladores ou memórias) podem ser implantados em uma peça de hardware avulsa (por exemplo, um processador de sinal de propósito geral ou memória de acesso aleatório, disco rígido, ou similares) ou múltiplas peças de hardware. De maneira similar, quaisquer programas podem ser programas autônomos, podem ser incorporados como subrotinas em um sistema operante, podem ser funções em um pacote de software instalado, e similares. Deve ser entendido que as várias realizações não são limitadas às disposições e instrumentalidade mostradas nas figuras.

[020] Conforme usados no presente documento, os termos “sistema,” “unidade,” ou “módulo” podem incluir um sistema de hardware e/ou software que opera para realizar uma ou mais funções. Por exemplo, um módulo, unidade, ou sistema pode incluir um processador, controlador, ou outro dispositivo de computador com base em lógica que realize operações com base em instruções armazenadas em um meio de armazenamento legível por computador tangível e não transitório, tal como uma memória de computador. Alternativamente, um módulo, unidade, ou sistema pode incluir um dispositivo que utiliza fiação que realiza operações com base em lógica que utiliza fiação do dispositivo. Os módulos ou unidades mostrados nas figuras anexas podem representar o hardware que opera com base em software ou instruções por meio de fiação, o software que dirige o hardware a realizar as operações, ou uma combinação dos mesmos. O hardware pode incluir circuitos eletrônicos que incluam e/ou sejam conectados a um ou mais dispositivos com base em lógica, tais como microprocessadores, processadores, controladores, ou similares. Esses dispositivos podem ser dispositivos prontos para uso que são programados ou instruídos de modo apropriado a realizar operações descritas no presente documento a partir das instruções descritas acima. Além disso, ou alternativamente, um ou mais desses dispositivos podem ser ligados por fiação a circuitos lógicos para realizar essas operações.

[021] Conforme usado no presente documento, um elemento ou etapa enunciados no singular e precedidos das palavras "um" ou "uma" deve ser entendido como não excluindo o plural de ditos elementos ou etapas, a menos que essa exclusão seja explicitamente declarada. Além disso, as referências a uma "uma realização" não se destinam a ser interpretadas como excluindo a existência de outras realizações que também incorporam os recursos enunciados. Além disso, a menos que declarado explicitamente o contrário, realizações "que compreendem" ou "que têm" um elemento ou uma pluralidade de elementos que tenham uma propriedade em particular podem incluir elementos adicionais como esses que não têm essa propriedade.

[022] De modo geral, várias realizações proporcionam captação de pressão distribuída ao longo de um cabo sem costura, sem emenda. O cabo pode incluir, por exemplo, uma fibra óptica cercada por um revestimento externo de plástico ou metal ao redor da fibra. Em algumas realizações, o cabo pode incluir outras fibras para medir propriedades adicionais, tal como temperatura, acústica, ou similares. Em várias realizações, a pressão pode ser medida continuamente ou quase continuamente ao longo do comprimento do cabo. A título de exemplo, o comprimento do cabo pode ser dividido em segmentos, sendo determinada pressão para cada segmento, em contraste com sistemas que determinam pressão em localizações distintas com trechos de cabo para os quais a pressão não é determinada colocados entre as localizações distintas. Conforme usado no presente documento, captação de pressão distribuída contínua pode ser entendida como determinar pressões para segmentos contíguos ou adjacentes de um comprimento de cabo, em contraste com captação de pressão descontínua que pode ser entendido como determinar pressões para localizações distintas separadas por um comprimento de cabo para o qual a pressão não é determinada. Em outras realizações, a pressão pode ser medida ou determinada apenas em pontos específicos (por exemplo, pontos específicos correspondentes localização de Grades de Bragg gravadas na fibra). Pode ser notado que, em realizações com o uso de Grades de Bragg, as Grades de Bragg gravadas na fibra podem ser conectadas por trechos de fibra entre as Grades de Bragg, mas não há emenda na fibra.

[023] Várias realizações reveladas no presente documento utilizam um cabo que tem uma fibra óptica com múltiplos núcleos separados por uma distância lateral e que se estendem ao longo de um comprimento do cabo. Os núcleos, que são configurados para a passagem de luz, são configurados para permitir a passagem de luz ao longo dos núcleos a diferentes velocidades (por exemplo, os núcleos compreendem materiais diferentes). De modo geral, em algumas realizações, um núcleo pode ser configurado em forma de um núcleo de transmissão para a transmissão de luz (por exemplo, um pulso de energia luminosa de duração ou comprimento predeterminados ou, como outro exemplo, uma iluminação contínua por uma faixa de comprimentos de onda) dentro e ao longo do comprimento do cabo, enquanto um núcleo diferente pode ser configurado em forma de um núcleo de recepção. A pressão exercida no cabo ao longo do comprimento do cabo desvia a luz do núcleo de transmissão para o núcleo de recepção. A quantidade de energia luminosa desviada para o núcleo de transmissão em uma determinada posição ao longo do comprimento do cabo é proporcional a ou corresponde de outra maneira à pressão exercida no cabo na dada posição. A energia luminosa desviada pode se deslocar através do núcleo de recepção e ser detectada por um detector acoplado ao núcleo de recepção. Se um pulso de luz para injetado no núcleo de transmissão, então o tempo de recepção da luz do núcleo de recepção corresponde ou se relaciona à localização ao longo do cabo na qual a energia foi desviada para o núcleo de recepção. Por exemplo, após um pulso ser enviado por um núcleo de transmissão, sinais de reflexo causados pelo desvio de energia para dentro do núcleo de recepção podem ser recebidos ou detectados. Os sinais de reflexo podem ser agrupados com base no tempo de recepção para associar cada sinal de reflexo à localização ao longo do comprimento do cabo à qual o sinal de reflexo particular correspondente. Então, para cada localização ou segmento do cabo, a pressão pode ser determinada com o uso da força do sinal (ou sinais) que foi associado ao comprimento ou segmento em particular. Por exemplo, em algumas realizações, o cabo pode ser separado em segmentos contíguos ou adjacentes de cerca de dez metros de comprimento. A pressão para cada segmento pode ser determinada, de modo que uma medição de pressão distribuída contínua que tem uma resolução de cerca de dez metros pode ser determinada ao longo do comprimento do cabo.

[024] Em algumas realizações, uma faixa ampla decomprimentos de onda é injetada no núcleo de transmissão. Quando uma faixa ampla de comprimentos de onda é continuamente injetada dentro do núcleo de transmissão, então, em localizações específicas dentro da fibra óptica nas quais há Grades de Bragg sintonizadas para diferentes comprimentos de onda para acoplar luz do núcleo de transmissão dentro do núcleo de recepção, a energia luminosa é desviada dentro do núcleo de recepção a uma força proporcional à pressão externa no àquela localização. A medição subsequente da força de luz que sai do núcleo de recepção no comprimento de onda de uma Grade de Bragg em particular então fornece a medida da pressão no cabo na localização daquela grade em particular. Em várias realizações, em vez de uma faixa ampla de comprimentos de onda, a fonte de luz pode ser um laser sintonizável que varre a faixa de comprimentos de onda das Grades de Bragg na fibra.

[025] Pelo menos um efeito técnico de várias realizações inclui proporcionar a medição de pressão em vários pontos em uma localização remota (por exemplo, um poço ou fundo de poço). Pelo menos um efeito técnico de várias realizações inclui fornecer medição de distribuição de pressão (por exemplo, distribuição de pressão contínua) ao longo de um comprimento de um cabo. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações é a redução ou eliminação de empacotamento separado e/ou emenda de sensores individuais a um cabo ou fibra. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações é proporcionar instrumentação simplificada para medições de pressão distribuída. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações é conveniência e/ou exatidão aperfeiçoada das leituras de pressão ao longo de um comprimento de um cabo (por exemplo, profundidade de um poço). Pelo menos um efeito técnico de várias realizações inclui um aumento na captação de localizações para um dado ambiente remoto ou comprimento de cabo. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações inclui medições de integração de pressão com outras medições tais como temperatura e tensão. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações inclui aumento nas informações sobre interações entre fraturas naturais e induzidas em um ambiente remoto, entendimento aperfeiçoado de dinâmica de produção de um poço, e/ou entendimento aperfeiçoado de fluxo e geologia de um ambiente remoto, por exemplo, para comprimento, largura, e/ou condutividade de uma fratura escorada.

[026] A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de medição 100 formado de acordo com várias realizações. O sistema de medição 100 é configurado para medir uma ou mais condições ambientais de uma localização remota 104. Na realização ilustrada, o sistema de medição 100 é configurado para medir ou determinar a pressão da localização remota 104. O sistema de medição mostrado 100 é configurado para determinar uma distribuição de pressão contínua ao longo de um comprimento de um cabo disposto na localização remota 104. A localização remota 104 pode ser submetida a condições ambientais que podem ser prejudiciais para um determinado equipamento eletrônico, tal como termopares. Por exemplo, a localização remota 104 pode ser um poço geotérmico, poço de óleo, ou poço de gás, entre outros. Como um exemplo a mais, a localização remota pode ser um furo de poço usado em conjunto com fratura hidráulica. A localização remota 104 mostrada na Figura 1 é mostrada com uma configuração de modo geral vertical para clareza e facilidade de ilustração; entretanto, por exemplo, em várias realizações, a localização remota pode também ter porções ou volumes orientados de maneira horizontal. A localização remota 104 pode ser entendida como remota porque a localização remota 104 está localizada a uma distância dos componentes do sistema de medição 100 configurados para gerar e/ou receber um sinal do equipamento de captação disposto dentro da localização remota 104. Assim, a geração de sinal e/ou equipamento de processamento de sinal, por exemplo, pode ser mantido sob diferentes condições ambientais das da localização remota 104.

[027] O sistema de medição 100 mostrado na Figura 1 inclui um cabo de captação de pressão 111, uma fonte de luz 120, uma unidade de detecção 150, e uma unidade de processamento 130. A fonte de luz 120, a unidade de detecção 150, e a unidade de processamento 130 estão conectadas de modo operável (ou direta ou indiretamente) ao cabo de captação de pressão 111. O cabo de captação de pressão 111 inclui uma fibra óptica 110 encerrada dentro do cabo de captação de pressão 111. De modo geral, em várias realizações, a fonte de luz 120 é configurada para gerar luz 106 que é transmitida para a fibra óptica 110. A luz 106, por exemplo, pode ser um sinal óptico que tem um comprimento de pulso ou comprimento de onda predeterminados. A fibra óptica mostrada 110 é uma fibra óptica que tem múltiplos núcleos, pelo menos um dos quais (por exemplo, o núcleo de transmissão 112) recebe a luz 106. A luz 106 é transmitida através da fibra óptica 110 ao longo do núcleo de transmissão 112, com um sinal de retorno 108 gerado dentro de pelo menos um núcleo adicional (por exemplo, núcleo de recepção 114) da fibra óptica 110 em resposta à luz 106 (por exemplo, energia luminosa do núcleo de transmissão pode ser desviada por meio de diafonia para o núcleo de recepção, com mais ou menos energia luminosa desviada à medida que a pressão aumenta). Com base em um tempo de recepção (por exemplo, um tempo relativo a um envio inicial da luz 106, uma recepção de um reflexo da luz 106 por meio do núcleo de transmissão, ou outro ponto no tempo) ou comprimento de onda, a localização ao longo do comprimento do cabo de captação de pressão 111 ao qual uma porção do sinal de retorno 108 corresponde pode ser determinada. A unidade de processamento 130 é configurada para obter (por exemplo, receber) o sinal de retorno 108, por exemplo, por meio da unidade de detecção 150. A unidade de processamento 130 também é configurada para identificar as porções do sinal de retorno 108 associadas a localizações em particular ao longo do cabo de captação de pressão 111 com base no tempo de recepção ou detecção ou comprimento de onda, e determinar uma pressão para cada localização em particular com base na porção identificada correspondente do sinal de retorno 108. Na realização ilustrada, o cabo de captação de pressão 111 é mostrado disposto verticalmente dentro da localização remota 104, enquanto a fonte de luz 120 e a unidade de processamento 130 estão dispostas a uma distância da localização remota 104. Assim, apenas o cabo de captação de pressão 111 é submetido às condições ambientais da localização remota 104, enquanto a fonte de luz 120 e a unidade de processamento 130 não são.

[028] A fibra óptica mostrada 110 inclui uma fibra óptica com um núcleo de transmissão 112 e um núcleo de recepção 114. O cabo de captação de pressão 111 inclui um revestimento protetor 113 que cerca a fibra óptica 110 ao longo do comprimento da fibra óptica 110. Conforme usado no presente documento, um núcleo de uma fibra óptica é configurado para fornecer uma trajetória ou passagem para uma transmissão de energia luminosa ao longo do comprimento da fibra óptica. Um núcleo de uma fibra óptica pode ser entendido como um membro que se estende ao longo de um comprimento da fibra óptica, e que é adaptado ou configurado para a passagem de luz através do mesmo ao longo do comprimento. Um núcleo pode ser chamado no presente documento de um guia de onda. Um núcleo pode ser feito de um material sólido, ou pode ser formado com o uso de uma de abertura que contenha ar. Dependendo do material usado e/ou do comprimento da fibra óptica ao longo da qual o núcleo corre, o núcleo pode exigir uma área em corte transversal suficiente para permitir a passagem de luz. Por exemplo, determinadas fibras ópticas podem incluir algumas aberturas em corte transversal relativamente pequenas (por exemplo, cercando um núcleo) que não são grandes o bastante para uma passagem de luz eficiente ou prática ao longo do comprimento da fibra óptica. Com os propósitos de clareza e de evitar dúvidas, essas aberturas que não são grandes o bastante para a passagem de luz prática ou eficiente ao longo do comprimento de uma fibra óptica não são núcleos. Assim, o tamanho de uma abertura pode impedir substancialmente a abertura de operar como um núcleo ou fornecer propagação de luz suficiente para ser um núcleo. Conforme usado no presente documento, impedir substancialmente a propagação de luz ao longo do comprimento de um cabo pode ser entendido como impedir ou não fornecer uma quantidade de luz eficiente, eficaz, ou útil para ser transmitida ao longo do comprimento do cabo. Por exemplo, em algumas realizações, uma fibra óptica pode ter o comprimento de cerca de um quilômetro ou mais, e aberturas que têm um diâmetro de cerca de 0,4 micrômetro ou menos podem ser muito pequenas para fornecer uma quantidade de luz eficiente, eficaz, ou útil a ser transmitida ao longo do comprimento das mesmas e podem ser entendidas como não sendo núcleos.

[029] Além disso, um núcleo de uma fibra óptica conforme usado no presente documento é configurado para receber luz de uma fonte de fora e/ou para fornecer luz para um detector ou coletor de fora. Com o propósito de clareza e de evitar dúvidas, essas aberturas não configuradas para receber luz de uma fonte de fora ou fornecer luz para um compartimento de fora não são núcleos. Por exemplo, aberturas relativamente grandes podem ser utilizadas em várias fibras para fornecer compressibilidade; entretanto, se as aberturas não são adaptadas para receber ou fornecer luz conforme discutido no presente documento, essas aberturas não são núcleos.

[030] O cabo de captação de pressão 111 mostrado inclui um primeiro segmento 116, um segundo segmento 117, e um terceiro segmento 118, que são contiguamente posicionados ao longo do comprimento de cabo de captação de pressão 111. A pressão pode ser determinada para cada segmento para fornecer uma distribuição de pressão contínua ao longo do comprimento do cabo de captação de pressão 111. Pode ser notado que a disposição particular da Figura 1 é esquemática por natureza e fornecida apenas com propósitos ilustrativos, e que outras disposições podem ser utilizadas na prática. Por exemplo, o cabo de captação de pressão 111 pode ter cerca de 1 quilômetro de comprimento ou mais, e os segmentos podem ter, em várias realizações, cerca de 1 metro de comprimento, cerca de 5 metros de comprimento, ou cerca de 10 metros de comprimento, entre outros. Assim, por exemplo, a pressão pode ser determinada para cada um dentre uma pluralidade de segmentos que têm um comprimento de cerca de 1 metro ao longo do comprimento de um cabo, com a distribuição de pressão contínua dotada de uma resolução de cerca de 1 metro. Além disso, embora dois núcleos sejam mostrados na Figura 1, núcleos adicionais podem estar presentes em várias realizações.

[031] Pode ser notado que os núcleos na realização ilustrada são configurados de modo que a velocidade de luz que passa através de cada um dos núcleos seja diferente. Por exemplo, um primeiro núcleo (por exemplo, núcleo de transmissão 112) pode ter um primeiro índice de modo e um segundo núcleo (por exemplo, núcleo de recepção 114) pode ter um segundo índice de modo diferente. Conforme usado no presente documento, o índice de modo de um núcleo corresponde à velocidade de luz através do núcleo. Quanto mais alto o índice de modo de um núcleo, mais baixa a velocidade de luz através do núcleo.

[032] Os núcleos podem ser formados com o uso de uma variedade de técnicas ou estruturas. A Figura 2 ilustra um corte transversal de uma fibra 200 que tem núcleos de diferente construção. A fibra 200 inclui dois primeiros núcleos 210 dispostos em lados opostos de um segundo núcleo 220. Os dois primeiros núcleos 210 podem ser configurados em forma de núcleos ocos ou de ar, enquanto o segundo núcleo 220 pode ser configurado em forma de um núcleo sólido. Na realização ilustrada, um dos ou ambos primeiros núcleos 210 podem ser configurados em forma de um núcleo de transmissão, e o segundo núcleo 220 pode ser configurado em forma de um núcleo de recepção.

[033] Em algumas fibras microestruturadas, um núcleo sólido é cercado por um arranjo periódico de furos ou aberturas que geram um índice de eficácia mais baixo ao redor do centro a fim de confinar a luz no núcleo. O segundo núcleo 220 na realização ilustrada é formado como um núcleo sólido cercado por um arranjo 222 de aberturas 224. Pode ser notado que as aberturas 224 não são configuradas para a passagem de luz através das mesmas e não são núcleos conforme usados no presente documento.

[034] Em outro tipo de fibra, um arranjo de furo periódico pode cercar um núcleo oco. O arranjo externo de furos pode formar um cristal fotônico de alta refletividade para confinar a luz dentro do núcleo central oco da fibra. Um núcleo oco formado dessa maneira pode ser particularmente adequado para poço para portar potência de laser alta, porque a maior parte da energia luminosa é localizada dentro do núcleo oco em vez de dentro do vidro que forma outras porções da fibra. Além disso, um núcleo oco pode ser projetado para dispersão zero ou próxima de zero a um comprimento específico de onda de modo que pulsos estreitos não se alargam significativamente durante a propagação. Consequentemente, núcleos ocos podem ser particularmente apropriados para portar pulsos ópticos curtos, de alta potência, tais como a luz 106. Os primeiros núcleos 210 na realização ilustrada são formados como núcleos ocos cercados por um arranjo 212 de aberturas 214. Pode ser notado que as aberturas 214 não são configuradas para a passagem de luz através das mesmas e não são núcleos conforme usado no presente documento.

[035] Conforme visto na Figura 2, a fibra 200 inclui três núcleos - a saber, dois primeiros núcleos 210 (por exemplo, núcleos ocos) dispostos em lados opostos de um segundo núcleo avulso 220 (por exemplo, um núcleo sólido). Embora apenas um primeiro núcleo 210 e um segundo núcleo 220 possam ser exigidos para enviar e receber sinais em várias realizações (por exemplo, um núcleo de transmissão e um núcleo de recepção), o uso de dois primeiros núcleos 210 pode ser empregado para fornecer simetria axial, por exemplo, para fabricação aperfeiçoada. Para utilizar a fibra 200, um pulso de luz estreito, de alta potência (por exemplo, luz 106) pode ser injetado em um dos primeiros núcleos 210. À medida que o pulso se propaga ao longo do primeiro núcleo 210 dentro do qual o pulso foi injetado, uma leve sobreposição entre o perfil de modo 251 do primeiro núcleo 210 dentro do qual o pulso foi injetado e o perfil de modo 261 do segundo núcleo 220 resulta em que a luz é desviada do primeiro núcleo 210 para o segundo núcleo 220 por meio de diafonia entre os núcleos. A quantidade de luz transferida pode ser relativamente pequena. Por exemplo, para uma fibra de 10 quilômetros, se 90% de luz injetada para transmitida através de um núcleo oco até a extremidade do núcleo oco, a diafonia (por exemplo, uma quantidade nominal ou base de diafonia na ausência de pressão ou a uma pressão padrão ou referência) é de cerca de cerca de 1%/quilômetro ou sobre -20 dB/quilômetro em algumas realizações. Em contraste, em aplicações em telecomunicação, pode ser indesejável ter diafonia entre núcleos vizinhos, porque a diafonia pode causar sinal distorção. Consequentemente, fibra de telecomunicações de múltiplos núcleos típica tem níveis de diafonia relativamente mais baixos, por exemplo, -40 dB/quilômetro ou menos. Para a fibra 200, entretanto, porque a transferência de luz do primeiro núcleo 210 para o segundo núcleo 220 é utilizada para determinar pressão, pelo menos uma quantidade mínima de diafonia eficaz é exigida de modo que o sinal de retorno (por exemplo, o sinal que resulta da diafonia) pode ser suficientemente forte para ser utilizado na determinação de pressão. Entretanto, se muita luz for transferida (ou a diafonia estiver em um nível muito alto), a luz transferida do primeiro núcleo 210 para o segundo núcleo 220 pode por sua vez ser transferida de volta do segundo núcleo 220 para o primeiro núcleo 210, o que tanto reduz o sinal no segundo núcleo 220 (por exemplo, o sinal de retorno 108 que pode ser usado para determinar pressão) e distorce a quantidade de luz no primeiro núcleo 210. Consequentemente, a fibra 200 pode ser configurada (por exemplo, o tamanho, o material, e colocação dos núcleos podem ser configurados) para otimizar ou fornecer um nível aceitável de diafonia entre os núcleos para fornecer um sinal suficientemente grande para uso na determinação de pressão enquanto se elimina, minimiza, ou reduz a um nível aceitável a quantidade de diafonia reversa (ou transferência de luz a partir do segundo núcleo 220 (por exemplo, o núcleo de recepção) para o primeiro núcleo 210 (por exemplo, o núcleo de transmissão)).

[036] Conforme mencionado acima, os índices de modo (ou velocidade da luz através dos núcleos) são diferentes para o primeiro núcleo 210 (ou núcleo de transmissão) e para o segundo núcleo 220 (ou núcleo de recepção). Por exemplo, o índice de modo para o primeiro núcleo 210 (que é oco) pode ser cerca de 1. Em contraste, o segundo núcleo 220 pode ser feito de um material sólido tal como sílica fundida e ter um índice de modo de cerca de 1,5 (por exemplo, cerca de 1,48). A velocidade de luz que se desloca em uma guia de onda ou núcleo é dada pela razão entre a velocidade da luz em um vácuo e o índice de modo da guia de onda ou núcleo. A luz se propaga cerca de 50% mais rápido por um núcleo oco ou guia de onda que por um núcleo sólido ou guia de onda que tem um índice de modo de cerca de 1,5. A diferença em velocidade de luz ao longo dos núcleos pode ser usada para determinar a localização em que uma porção particular de um sinal é transferida (por exemplo, devido à pressão no cabo) de um núcleo de transmissão para um núcleo de recepção. A quantidade de pressão para uma porção do sinal de retorno (e consequentemente para a localização ao longo do cabo correspondente à porção do sinal) pode ser determinada com base em uma quantidade de diafonia, que pode ser representada pela força da porção do sinal de retorno. De modo geral, quanto maior a pressão em uma localização ao longo de um cabo, maior a diafonia e, consequentemente, quanto maior a força da porção do sinal de retorno associado à localização ao longo do cabo. (Pode ser notado, entretanto, que em realizações alternativas, uma fibra poderia ser projetada de modo que um aumento na pressão resultaria em uma diminuição na diafonia.) A relação particular usada para determinar pressão com base na força de sinal de retorno pode ser empiricamente medida, determinada, ou calibrada para um dado cabo, e usada pela unidade de processamento 130 para determinar pressão com base no sinal de retorno 108.

[037] A Figura 3 ilustra a propagação de luz ao longo dos núcleos de uma fibra em tempos diferentes, a saber, um primeiro tempo 300, um segundo tempo 302, um terceiro tempo 304, e um quarto tempo 306. Sinais de luz são mostrados propagando-se ao longo do primeiro núcleo 210 dentro do qual um pulso de luz (por exemplo, luz 106) é transmitido e do segundo núcleo 220 que recebe energia luminosa desviada do primeiro núcleo 210 sob a influência de pressão externa nos pontos A e B. Na realização ilustrada, para clareza, a pressão externa e sinais induzidos por diafonia são mostrados apenas para os pontos A e B; entretanto, pode ser notado que um dado sinal pode corresponder a uma faixa de pontos (por exemplo, um dado sinal pode corresponder ao sinal para a faixa da fibra 200, tal como um segmento), e que sinais para pontos ou faixas podem estar presentes.

[038] Em um tempo inicial (antes dos tempos mostrados na Figura 3), um pulso de luz é introduzido dentro do primeiro núcleo 210 da fibra 200. O pulso de luz é representado pela caixa 310 na Figura 3. No primeiro tempo 300, à medida que o pulso de luz 310 se propaga ao longo da fibra 200 (para a direita em uma direção de injeção 360 conforme visto na Figura 3), o pulso de luz 310 chega à localização A, e é submetido a uma pressão externa. Como resultado, uma porção do pulso de luz 310 é transmitida para o segundo núcleo 220 como uma primeira porção de sinal de retorno 320. Quanto maior a pressão na localização A, mais forte a primeira porção de sinal de retorno 320 vai ser. Pode ser notado que a porcentagem do pulso de luz 310 que é transferida para o segundo núcleo 220 como a primeira porção de sinal de retorno 320 pode ser relativamente pequena. Por exemplo, a quantidade de luz transferida pode ser da ordem de cerca de 0,1% em algumas realizações. Após o pulso de luz 310 passar a localização A, tanto o pulso de luz quanto a primeira porção de sinal de retorno 320 continuam a se deslocar para a direita conforme visto na Figura 3 para a localização B. Entretanto, pelo fato do índice de modo para o primeiro núcleo 210 ser mais baixo que o índice de modo para o segundo núcleo 220, o pulso de luz 310 se desloca para a localização B a uma velocidade maior que a primeira porção de sinal de retorno 320.

[039] No segundo tempo 302, o pulso de luz 310 chegou à localização B, e uma porção do pulso de luz 310 é transmitida para o segundo núcleo 220 como uma segunda porção de sinal de retorno 330. A força da segunda porção de sinal de retorno 330 corresponde à pressão externa exercida na fibra 200 na localização B. Quanto mais alta a pressão externa na localização B, mais forte a segunda porção de sinal de retorno 330 vai ser. Conforme visto na Figura 3, a primeira porção de sinal de retorno 320 não chegou ainda na localização B porque o pulso de luz 310 se desloca mais rápido através do primeiro núcleo 210 do que a primeira porção de sinal de retorno 320 se desloca através do segundo núcleo 220. Consequentemente, a segunda porção de sinal de retorno 330, embora desviada ou transferida para o segundo núcleo 220 em um tempo posterior ao da primeira porção de sinal de retorno 320, está em frente da, ou antes, da primeira porção de sinal de retorno 320 na direção de deslocamento. Após o tempo 302, o pulso de luz 310, a segunda porção de sinal de retorno 320, e a primeira porção de sinal de retorno 320 continuam a se deslocar para a direita conforme visto na Figura 3, com o pulso de luz 310 deslocando-se mais rápido através do primeiro núcleo 210 do que a segunda porção de sinal de retorno 330 e a primeira porção de sinal de retorno 320 se deslocam através do segundo núcleo 220. Conforme visto na Figura 3, um primeiro espelho 211 é disposto em uma extremidade do primeiro núcleo 210, e atua para refletir o pulso de luz 310 (por exemplo, para a esquerda em uma direção de retorno 370 conforme visto na Figura 3). Além disso, um segundo espelho 221 é disposto em uma extremidade do segundo núcleo 220, e atua para refletir a segunda porção de sinal de retorno 330 e a primeira porção de sinal de retorno 320 (por exemplo, para a esquerda conforme visto na Figura 3). Assim, o pulso de luz 310 pode se deslocar em uma direção de injeção 360 da fonte de luz para o primeiro espelho 211, e então retornar em uma direção de retorno 370. Porções de sinal de retorno podem ser geradas à medida que o pulso de luz se desloca na direção de retorno 370 bem como na direção de injeção 360. Porções de sinal de retorno geradas enquanto o pulso de luz 310 se desloca na direção de injeção 360 são refletidas pelo segundo espelho 221 para um detector, e porções de sinal de retorno geradas enquanto o pulso de luz 310 se desloca na direção de retorno 370 se deslocam diretamente (por exemplo, sem reflexo) para o detector. A fibra 200 pode ser entendida como tendo uma extremidade de injeção 361 e uma extremidade de reflexo ou extremidade de retorno 371. Pode ser notado que em algumas realizações, em vez de um espelho na extremidade de um núcleo, um circuito pode encaminhar luz de um determinado núcleo para um núcleo adicional para retornar em uma direção para a fonte de luz. Por exemplo, um circuito pode se juntar aos dois primeiros núcleos 210 mostrados na Figura 2, de modo que a luz seja enviada ao longo da fibra em uma direção ao longo de um dos primeiros núcleos 210 e retornada em uma direção oposta ao longo do outro dos primeiros núcleos 210.

[040] No terceiro tempo 304, o pulso de luz 310 refletiu para fora do espelho 211 e se deslocou para a esquerda conforme visto na Figura 3 para chegar de novo na localização B. O segundo sinal de retorno 330 e o primeiro sinal de retorno 320 foram refletidos para fora do espelho 221, mas não chegaram à localização B porque o pulso de luz 310 se desloca mais rápido devido ao índice de modo mais baixo do primeiro núcleo 210 com relação ao segundo núcleo 220. Uma vez mais, uma porção do pulso de luz 310 é transmitida para o segundo núcleo 220, dessa vez como terceira porção de sinal de retorno 340, sendo que a força da terceira porção de sinal de retorno 330 corresponde à pressão externa exercida na fibra 200 na localização B. Após o pulso de luz 310 passar a localização B, o pulso de luz 310, bem como a terceira porção de sinal de retorno 340, a segunda porção de sinal de retorno 330, e a primeira porção de sinal de retorno 320 continuam a se deslocar para a esquerda conforme visto na Figura 3 para a localização A. Mais uma vez, pelo fato de um índice de modo para o primeiro núcleo 210 ser mais baixo que o índice de modo para o segundo núcleo 220, o pulso de luz 310 se desloca para a localização B a uma velocidade maior que a primeira porção de sinal de retorno 320, que a segunda porção de sinal de retorno 330, e que a terceira porção de sinal de retorno 340. Além disso, conforme visto na Figura 3 no tempo 304, a terceira porção de sinal de retorno 340, embora desviada ou transferida para o segundo núcleo 220 em um tempo posterior ao da primeira porção de sinal de retorno 320 e ao da segunda porção de sinal de retorno 330, está na frente da, ou antes, da primeira porção de sinal de retorno 320 e da segunda porção de sinal de retorno 330 na direção de deslocamento.

[041] No quarto tempo 306, o pulso de luz 310 passou pela localização B e se deslocou para a esquerda para chegar de novo na localização A. O terceiro sinal de retorno 340, o segundo sinal de retorno 330, e o primeiro sinal de retorno 320 também se deslocaram para a esquerda desde o terceiro tempo 304, mas não chegaram à localização A porque o pulso de luz 310 se desloca mais rápido devido ao índice de modo mais baixo do primeiro núcleo 210 com relação ao segundo núcleo 220. Uma vez mais, a porção do pulso de luz 310 é transmitida para o segundo núcleo 220, dessa vez como quarta porção de sinal de retorno 350, sendo que a força da quarta porção de sinal de retorno 350 corresponde à pressão externa exercida na fibra 200 na localização A. Pelo fato de tanto a quarta porção de sinal de retorno 350 quanto a primeira porção de sinal de retorno 320 ter sido transferida na localização A, e pelo fato de que a pressão na localização A vai ser similar tanto no primeiro tempo 300 quanto no quarto tempo 306 (presumindo-se que a fibra 200 é relativamente curta com relação à velocidade da luz através da fibra 200), a força da quarta porção de sinal de retorno 350 e da primeira porção de sinal de retorno 310 vai ser similar. Após o pulso de luz 310 passar a localização A, o pulso de luz 310, bem como a quarta porção de sinal de retorno 350, a terceira porção de sinal de retorno 340, a segunda porção de sinal de retorno 330 e a primeira porção de sinal de retorno 320 continuam a se deslocar para a esquerda conforme visto na Figura 3 para além da localização A. Por exemplo, os sinais podem se deslocar para uma ou mais unidades de detecção acopladas de maneira operacional aos núcleos na extremidade da fibra 200 dentro da qual o pulso de luz 310 foi originalmente injetado. Os sinais vão chegar à unidade de detecção(s) em diferentes tempos com base no tempo de geração dos sinais e na velocidade dos sinais através dos núcleos. Por exemplo, o pulso de luz refletido 310, que se desloca através do primeiro núcleo 210 vai chegar primeiro. Dentre as porções de sinal de retorno, a quarta porção de sinal de retorno 350, que tem seu menor deslocamento através do segundo núcleo 220, vai chegar ao detector primeiro, seguida pela terceira porção de sinal de retorno 340, que é seguida pela segunda porção de sinal de retorno 330, que é por sua vez seguida pela primeira porção de sinal de retorno 320.

[042] A Figura 4 ilustra as porções de sinal de retorno plotadas ao longo de um eixo geométrico horizontal de tempo de chegada em uma unidade de detecção. Um tempo inicial ou de disparo é indicado em 402. O tempo de disparo 402 pode ser iniciado em um tempo de recepção ou detecção do pulso de luz 310 em uma unidade de detecção. Por exemplo, uma unidade de detecção pode ser acoplada de maneira operacional ao primeiro núcleo 210 através do qual o pulso de luz refletida ou retornada 310 se desloca na direção de retorno para a extremidade da fibra 200 em que o pulso de luz 310 foi injetado. Como o pulso de luz 310 permaneceu no primeiro núcleo 210 (ou núcleo de transmissão) através do qual a luz se desloca mais rápido que no segundo núcleo 220 (ou núcleo de recepção), o pulso de luz 310 vai chegar a uma extremidade de injeção (por exemplo, a extremidade em que o pulso de luz 310 é injetado no interior da fibra 200) antes que qualquer das porções de sinal de retorno formado ou gerado por diafonia durante o deslocamento do pulso de luz 310 através do primeiro núcleo 210. A recepção do pulso de luz 310 pode ser usada como um gatilho para começar a amostragem do segundo núcleo 220 para porções de sinal de retorno, ou usada como um tempo de referência para determinar as localizações ao longo do comprimento de cabo que correspondem às várias porções de sinal de retorno.

[043] Conforme visto na Figura 4, a quarta porção de sinal de retorno 350 é detectada primeiramente, seguida pela terceira porção de sinal de retorno 340, seguida pela segunda porção de sinal de retorno 320, que é seguida pela primeira porção de retorno de sinal 310. Mais uma vez, a primeira porção de sinal de retorno 320 e a quarta porção de sinal de retorno 350 correspondem à pressão na localização A, e a segunda porção de sinal de retorno 330 e a terceira porção de retorno 340 correspondem à pressão na localização B. Na realização ilustrada, a pressão na localização A é maior que a pressão na localização B, uma vez que a amplitude da primeira porção de sinal de retorno 320 e da quarta porção de sinal de retorno 350 é maior que a amplitude da segunda porção de sinal de retorno 330 e da terceira porção de sinal de retorno 340. A relação particular entre a pressão em uma dada localização e a amplitude da(s) porção (porções) de sinal de retorno correspondente(s) pode ser determinada empiricamente, por exemplo, como parte de um processo de calibração para um cabo.

[044] Pode se esperar que as amplitudes de sinais de retorno correspondentes para a mesma localização sejam similares devido à curta diferença no tempo entre a passagem do pulso de luz 310 pela localização dada na direção de injeção e a passagem do pulso de luz 310 pela localização dada na direção de retorno. Consequentemente, para uma dada localização, as amplitudes dos sinais correspondentes (um gerado na direção de injeção e um gerado na direção de retorno) podem ser adicionadas, divididas proporcionalmente, ou combinadas de outra maneira para fornecer uma amplitude combinada ou sinal que é usada para determinar a pressão para a dada localização. Além disso, ou alternativamente, as amplitudes das porções de sinal correspondentes para as direções diferentes para a mesma localização podem ser comparadas, e se as porções de sinal diferirem por mais que uma quantidade limítrofe, os sinais podem ser identificados como de confiabilidade questionável e/ou descartados. Além disso, para uma dada localização, os sinais para uma localização correspondente para vários sinais de pulso enviados em sequência (por exemplo, um sinal de pulso subsequente pode ser transmitido após detecção do sinal de pulso anterior retornado) podem ser divididos proporcionalmente para determinar a pressão para a dada localização.

[045] Conforme visto na Figura 4, as várias porções de sinal de retorno são simétricas sobre um tempo intermediário 404. O tempo intermediário 404 pode corresponder a um tempo de chegada do sinal de pulso 310 em um espelho no qual o sinal de pulso 310 é refletido da direção de injeção 360 para a direção de retorno 370. As porções de sinal para a direita do tempo intermediário 404 correspondem aos sinais gerados durante o deslocamento do sinal de pulso 310 na direção de injeção 360, sendo que as porções de sinal associadas a localizações mais próximas do espelho estão mais próximas do centro do gráfico da Figura 4. De maneira similar, as porções de sinal para a esquerda do tempo intermediário 404 correspondem a sinais gerados durante o deslocamento do sinal de pulso 310 na direção de retorno 370, sendo que as porções de sinal associadas a localizações mais próximas do espelho estão mais próximas do centro do gráfico da Figura 4. As localizações mais afastadas do espelho ou mais próximas da extremidade em que o pulso de luz 310 é injetado são mais próximas na direção das bordas direita (e esquerda) do gráfico da Figura 4. Consequentemente, uma série de posições de medição (por exemplo, segmentos de cabo) pode ser definida ao longo de um comprimento do cabo e, a cada posição de medição, atribuído um compartimento dentro do qual porções de sinal de retorno formadas na posição de medição são agrupadas ou armazenadas. Em várias realizações, a localização A pode corresponder a uma primeira câmara ou segmento e a localização B pode corresponder a uma segunda câmara ou segmento, em que a localização A está localizada mais próximo da extremidade de injeção 361 que a localização B. As porções de sinal de retorno assim podem ser agrupadas dentro de compartimentos com base no tempo de detecção, com tempo de detecção correspondente para a posição de medição (ou segmento) ao longo do comprimento do cabo. Em algumas realizações, cada posição de medição pode corresponder a dois períodos de detecção de tempo dispostos simetricamente sobre um tempo intermediário (por exemplo, tempo intermediário 404), e cada compartimento pode incluir duas porções de sinais detectados (por exemplo, uma porção para a esquerda do tempo intermediário 404 e uma porção igualmente espaçada para a direita do tempo intermediário 404).

[046] Consequentemente, com base no tempo de detecção, as várias porções de sinal podem ser armazenadas ou agrupadas dentro de períodos de tempo correspondentes para localizações em particular ao longo do cabo. Por exemplo, cada segmento de um cabo pode ter um compartimento associado ao mesmo, e essas porções de sinal de retorno detectadas em um período de tempo associado à posição longitudinal do segmento ao longo do comprimento colocado no compartimento associado. Para cada segmento, a(s) porção (porções) de sinal de retorno em que o compartimento associado pode então ser usado para determinar pressão para o segmento correspondente (por exemplo, com base na amplitude da(s) porção (porções) de sinal no compartimento.

[047] Pode ser notado que o cenário exemplificativo das Figuras 3 e 4 é apresentado com propósitos ilustrativos. Em várias realizações, em vez de uma série de porções de sinal de retorno conforme mostrado na Figura 4, pode ser esperado um pulso de retorno relativamente longo, retirado do acoplamento de diafonia ao longo do comprimento (por exemplo, todo o comprimento) do cabo. O pulso que é recebido pelo segundo núcleo 220 (ou núcleo de recepção) pode começar no mesmo instante em que o pulso no primeiro núcleo 210 (ou núcleo de transmissão) chega à extremidade frontal (ou extremidade de injeção) da fibra. O pulso do segundo núcleo 220, entretanto, não termina até a passagem de um tempo ΔT. (O fim de um pulso pode ser entendido como o tempo da última detecção de uma porção do pulso.) ΔT pode ser expresso como a seguir: ΔT = (2L*(n-1))/c, em que L é o comprimento da fibra, n é o índice de modo do núcleo de recepção, e c é a velocidade da luz. Por exemplo, para um cabo que tenha um comprimento de cerca de 10 quilômetros, e um índice de modo de cerca de 1,5, o comprimento do pulso através do núcleo de recepção é de cerca de 33 microssegundos. Se o pulso for armazenado dentro de intervalos com duração de cerca de 1 nanossegundo (por exemplo, com o uso de um detector rápido), vai haver cerca de 3,3x104 compartimentos para a viagem de ida e volta de 20 quilômetros, ou cerca de 0,6 metro por compartimento. A resolução ao longo da fibra pode ser reapresentada por δd = 2L/(ΔT/ Δt) = Δt*c/(n-1), em que Δt é o intervalo de tempo de detecção. O intervalo de tempo de detecção ou taxa de amostragem podem ser selecionados ou projetados para fornecer uma duração ou tamanho de compartimento que corresponda ao comprimento dos segmentos de um cabo. Como detectores rápidos são prontamente disponíveis, resoluções de comprimento de cerca de 1 metro ao longo do comprimento do cabo (por exemplo, permitindo aos comprimentos de segmento de cerca de 1 metro ou determinação de pressão a intervalos de 1 metro ao longo do comprimento de um cabo) podem ser atingidas. Um pulso de luz relativamente estreito injetado pode ser usado para se alcançar uma resolução desejada.

[048] Conforme ilustrado nas Figuras 3 e 4, com o uso de núcleos que têm diferentes velocidades de luz ou sinais ópticos através das mesmas (por exemplo, um núcleo de transmissão que tem um índice de modo mais baixo e um núcleo de recepção que tem um índice de modo mais alto), as porções de um sinal de retorno podem ser associadas a localizações correspondentes em particular (por exemplo, faixas ou segmentos de um cabo) ao longo do comprimento do cabo com base no tempo de recepção das porções.

[049] A discussão precedente referente ao uso de diafonia entre núcleos transferindo luz do núcleo de transmissão para o núcleo de recepção utiliza imperfeições minúsculas na fibra óptica para fornecer o acoplamento de diafonia. Em particular, a fim de transferir luz de um núcleo para outro, tanto a energia quanto o momento do fóton precisam ser conservados. A frequência ou comprimento de onda de espaço livre de um fóton determina a energia do mesmo, e pelo fato da frequência não mudar quando o fóton transfere de um núcleo para o outro, a energia é automaticamente conservada em acoplamento de diafonia. Entretanto, pelo fato do vetor de onda do fóton, que é uma medida do momento do mesmo, ser diretamente proporcional ao índice de modo, e pelo fato da fibra ser especificamente projetada de modo que o índice de modo seja substancialmente diferente para os dois núcleos, a diafonia entre núcleos não vai conservar o momento do fóton e assim pode haver muito pouca diafonia a menos que haja um mecanismo na fibra para mudar o vetor de onda do fóton. Quaisquer imperfeições na fibra podem suprir a correção de momento exigida. Na prática, existem de modo geral essas imperfeições que resultam do processo de extração de fibra. Entretanto, se o acoplamento de diafonia não puder ser feito grande o bastante para atingir o nível de ~1%/km a título de imperfeições de fibra, também é possível introduzir deliberadamente “imperfeições” dentro da fibra, por exemplo, gravando-se Grades de Bragg em localizações específicas ao longo do fibra. Especificamente, uma grade é gravadas em um núcleo com um período que introduz a quantidade apropriada de momento mudança para acoplar com eficiência o fóton de um núcleo para o outro. A condição de correspondência de vetor de onda é

em que k1 (k2) é o vetor de onda do fóton em núcleo 1 (núcleo 2), respectivamente, n1 (n2) é o índice de modo no núcleo 1 (núcleo 2), respectivamente, XO é o comprimento de onda de espaço livre, e g é o período da Grade de Bragg. Uma vantagem dessa abordagem é que a força das Grades de Bragg pode ser ajustada com relativa facilidade para fornecer o grau adequado de acoplamento de diafonia. A força de acoplamento de grade pode ser ordens de magnitude maior que o acoplamento fornecido por imperfeições na fibra que resultam da extração da fibra. Outra vantagem dessa abordagem é que, quando o fóton é acoplado dentro do núcleo de recepção, a grade pode ser especificamente projetada de modo que o fóton acoplado vá se propagar na direção inversa, de volta para a superfície. Portanto, o fóton não necessita fazer uma viagem de ida e volta através da fibra e uma diferença relativamente menor no índice de modo entre os dois núcleos pode ser utilizada para determinar a localização de um reflexo de pulso na fibra. Além disso, ambos os núcleos podem ser configurados na forma de núcleos sólidos com índices de modo apenas ligeiramente diferentes. Nesse caso, os índices de modo necessitam apenas ser suficientemente diferentes entre núcleos de modo que a Grade de Bragg em um núcleo não interfira com a luz que se propaga dentro deste núcleo. Se a Grade de Bragg for projetada com um período de grade de acordo com a equação anterior para acoplar luz com comprimento de onda de espaço livre X0 de um núcleo com índice n1 dentro de um núcleo com índice n2, então o comprimento de onda de espaço livre para o centro da banda de reflexo de luz em núcleo 2 difere de Xo por ΔX, em que

[050] Por exemplo, uma Grade de Bragg de fibra como um típicabanda de reflexo ΔX~1 nm. Se a diferença em índices de modo entre os dois núcleos for Δn, e uma banda de reflexo desejada da Grade de Bragg em um segundo núcleo deve ter uma distância de (3 ΔX) do comprimento de onda que acopla luz do primeiro núcleo para o segundo núcleo, de modo que não haja interferência da grade com a luz uma vez que ela tenha se acoplado no segundo núcleo, então para À = 1,55 μm e para um núcleo sólido 1 com n1=1,48, o segundo núcleo pode ter um índice de n2 que é pelo menos

que pode ser alcançado através apropriados de dopagem do segundo núcleo sólido com um elemento como Ge para elevar o índice de modo do segundo núcleo acima daquele do primeiro núcleo. Uma terceira vantagem de usar Grades de Bragg para acoplar luz entre núcleos é que diferentes grades podem ser projetadas para se acoplar em diferentes comprimentos de onda, de modo que a localização da diafonia possa ser selecionada por comprimento de onda em vez de por tempo de retorno de pulso. A periodicidade de pulso, portanto, não é essencial com essa abordagem, embora ainda forneça um cabo sem emendas. Entretanto, a natureza quase contínua do acoplamento de diafonia proveniente de imperfeições de fibra pode não ser mais possível quando se usa Grades de Bragg. Além disso, uma etapa adicional em fabricação de fibra para gravar as grades pode ser exigida.

[051] Outras disposições de núcleo podem ser utilizadas em várias realizações. Por exemplo, a Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal de uma fibra 500 que tem núcleos sólidos configurados de maneira diferente sem quaisquer núcleos ocos, a Figura 6 ilustra um corte transversal de uma porção central da fibra 500, e a Figura 7 ilustra uma vista lateral da fibra 500. Conforme visto na Figura 5, a fibra 500 inclui um primeiro núcleo 510, dois segundos núcleos 520, dois furos laterais 530, e um arranjo de furos 540. O primeiro núcleo 510, por exemplo, pode ser formado a partir de uma porção central de sílica pura usada para formar o volume da fibra 500, sendo a porção central cercada por furos do arranjo 540 para definir o primeiro núcleo 510. Os segundos núcleos 520, por exemplo, podem ser feitos de sílica dopada. Em algumas realizações, os segundos núcleos 520 podem ser formados de sílica dopada com Óxido de Germânio (GeO2). Por exemplo, os segundos núcleos 520 podem ser feitos de 13.5% de sílica dopada com Ge. Os furos laterais 530 são estruturas relativamente grandes, abertas que passam ao longo do comprimento da fibra 500. Os furos laterais 530 podem ser fornecidos para fornecer anisotropia de esforço e/ou compressibilidade para a fibra 500. Em algumas realizações, o diâmetro como um todo da fibra 500 pode ser cerca de 125 micrômetros, com os furos laterais 530 que têm um diâmetro de cerca de 40 micrômetros e posicionados a uma distância D1 de cerca de 30,5 micrômetros do centro da fibra 500 (por exemplo, do centro do primeiro núcleo 510). Os segundos núcleos 520 podem ter um diâmetro de cerca de 0,633 micrômetro. Pode ser notado que os furos laterais 530 e os furos do arranjo 540 não são configurados para receber ou transmitir luz e/ou são dimensionados de modo inapropriado para a transmissão de luz através dos mesmos, e não são núcleos conforme o termo é usado no presente documento.

[052] Como melhor visto na Figura 6 (que ilustra uma região central da fibra 500), o arranjo 540 pode incluir um grupo de primeiros furos 544 que cercam imediatamente o primeiro núcleo 510, ou são adjacentes ao ou fazem limite com o primeiro núcleo 510. O arranjo 540 pode também incluir a grupo de segundos furos 542 que são colocados radialmente para fora dos primeiros furos 544 e cercam os segundos núcleos 510. Os primeiros furos 544 podem ser maiores que os segundos furos 542. Por exemplo, os primeiros furos 544 podem ter um diâmetro de cerca de 0,396 micrômetro e os segundos furos 542 podem ter um diâmetro de cerca de 0,316 micrômetro. Os segundos furos 542 podem ser dispostos em fileiras escalonadas conforme mostrado que têm um passo D2 de cerca de sobre 0,633 micrômetro (por exemplo, o passo D2 pode ter o mesmo ou cerca do mesmo diâmetro dos segundos núcleos 520 que os segundos furos 542 cercam).

[053] Conforme indicado no presente documento, uma leve sobreposição entre o perfil de modo de um primeiro núcleo e um segundo núcleo pode ser utilizada para desviar luz do primeiro núcleo para o segundo núcleo. Em algumas realizações, a Grades de Bragg em Fibra (FBGs) pode ser fornecida em um núcleo para ajudar a acoplar luz entre núcleos, conforme também discutido acima. A FBG pode ser entendida como um tipo de refletor formado em uma fibra óptica que reflete determinados comprimentos de onda e transmite outros comprimentos de onda. A FBG pode ser formada criando-se variações no índice refrativo de uma fibra (por exemplo, no núcleo de fibra), por exemplo, com o uso de um laser ultravioleta (UV) em uma fibra fotossensível. Por exemplo, conforme visto na Figura 7, os segundos núcleos 520 podem ter FBGs 560 dispostas ao longo do comprimento dos segundos núcleos 520 ao longo do comprimento da fibra 500, com as FBGs 560 dispostas nas interseções ou pontos de união de segmentos individuais da fibra 500 (por exemplo, segmentos individuais para os quais a pressão vai ser determinada independentemente de outros segmentos). Além de ajudar a acoplar luz do primeiro núcleo 510 para os segundos núcleos 520, as FBGs podem também ser usadas para ajudar a refletir luz ao longo dos segundos núcleos 520, o que pode ser usado para identificar a periodicidade de porções de sinal associadas a cada segmento. Se as porções de sinal forem refletidas com o uso de FBGs na extremidade de cada segmento em vez de um espelho na extremidade de um núcleo de recepção, as porções de sinal de retorno formadas anteriormente geradas na forma de um pulso de luz se deslocam na direção de injeção podem ser recebidas por um detector antes das porções de sinal de retorno formadas depois geradas à medida que o pulso de luz se desloca na direção de injeção.

[054] A Figura 8 ilustra um exemplo adicional de um cabo que tem núcleos sólidos plurais. A Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal de uma fibra 800 que tem núcleos sólidos configurados de maneira diferente. Na Figura 8, um núcleo central 850 (que pode ser similar ao primeiro núcleo 510) é cercado radialmente por um primeiro núcleo radial 810, um segundo núcleo radial 820, um terceiro núcleo radial 830, e um quarto núcleo radial 840. Várias propriedades, que incluem pressão, temperatura, e tensão, podem ser determinadas com o uso de uma propriedade medida, tal como força de um sinal, para cada núcleo. Mais uma vez, as porções de sinal podem ser associadas a posições ao longo do comprimento da fibra 800 com base em um tempo de recepção. O núcleo central 850 na realização ilustrada tem um índice de modo diferente dos núcleos radiais.

[055] As forças (ou outra propriedade medida) dos vários núcleos podem ser combinadas para determinar várias propriedades ao longo do comprimento da fibra 800. Por exemplo, em algumas realizações, a pressão pode ser proporcional a ((I1 + I2) - (I3 + I4))/I5, em que I1 é a força de um sinal do primeiro núcleo radial 810, I2 é a força de um sinal do segundo núcleo radial 820, I3 é a força de um sinal do terceiro núcleo radial 830, I4 é a força de um sinal do quarto núcleo radial 840, e I5 é a força de um sinal do núcleo central 850. Como outro exemplo, em algumas realizações, a temperatura pode ser proporcional a ((I1 + I2) + (I3 + I4))/I5. Como um exemplo a mais, em algumas realizações, a tensão pode ser proporcional a ((I1 - I2) + (I3 - I4))/I5. As proporcionalidades ou relações usadas particular podem ser determinadas de modo experimental, por exemplo, como parte de uma calibração da fibra 800.

[056] Voltando à Figura 1, o cabo de captação de pressão 111 inclui segmentos 116, 117, 118. Porções de sinais podem ser agrupadas e associadas aos segmentos, de modo que uma pressão pode ser determinada independentemente para cada segmento, sendo que o comprimento de segmento que define a resolução da medição da distribuição de pressão. Em algumas realizações, o cabo de captação de pressão 111 pode ter um comprimento de cerca de 10 quilômetros separado em segmentos que têm comprimentos individuais de cerca de 1 metro, em que a resolução de comprimento das medições de pressão é de cerca de 1 metro.

[057] A Figura 9 fornece uma ilustração esquemática de uma porção de um cabo 900 formado de acordo com várias realizações. Pode ser notado que, como os cabos de captação de pressão discutidos no presente documento podem ser utilizados em ambientes relativamente hostis, os cabos podem ser colocados em uma manga protetora para impedir dano do ambiente para o cabo. Em algumas realizações, a manga pode ser um tubo de metal ou receptáculo que tem um óleo, gel, ou outro material colocado entre a manga e o cabo. Opcionalmente, furos ou outras aberturas podem ser enviados antecipadamente ao longo do comprimento da manga para facilitar que se exerça pressão no cabo (por meio do óleo, gel, ou outro material). Em outras realizações, a manga pode incluir câmaras separadas de modo vedado que têm comprimentos predeterminados, sendo que as câmaras separadas definem os segmentos individuais para os quais a pressão vai ser determinada independentemente. O cabo 900 é um exemplo de um cabo que tem câmaras separadas de modo vedado.

[058] O cabo 900 inclui uma fibra 910 (por exemplo, uma fibra de vidro ou sílica), uma manga protetora 920, e um fluido 930. A fibra 910, por exemplo, pode incluir múltiplos núcleos que têm diferentes índices de modo, e pode incluir aspectos de modo geral similares para os cabos ou fibras revelados no presente documento. A manga protetora 920 pode ser um tubo de metal com parede relativamente fina. Conforme mostrado na Figura 9, a manga protetora 920 tem um corte transversal de modo geral circular. Entretanto, em várias realizações, a manga protetora 920 pode ter um corte transversal diferente, por exemplo, um corte transversal oval, para compressibilidade e transdução de pressão aperfeiçoadas do ambiente para a fibra 910 por meio da manga protetora 920. Em algumas realizações, a excentricidade de um formato oval em corte transversal da manga protetora 920 pode variar com a temperatura. Por exemplo, o oval pode se tornar mais plano a temperaturas mais baixas e mais redondo a temperaturas mais altas. O fluido 930 na realização ilustrada é um fluido transdutor de pressão colocado entre a manga protetora 920 e a fibra 910. A pressão exercida na manga protetora 920 é transferida para a fibra 910 por meio do fluido 930. Em algumas realizações, o fluido 930 pode ter um módulo de volume alto ou ser um fluido muito incompressível, sendo a pressão transmitida para a fibra 910 através do fluido 930.

[059] O cabo 900 inclui segmentos 902, 904, e 906 (apenas o segmento completo é mostrado em 906 para simplicidade e clareza de ilustração). Os segmentos podem ser entendidos como câmaras, uma vez que cada segmento tem um volume do fluido 930 contido no mesmo e associado ao mesmo. Em várias realizações, os segmentos podem ser cerca de 1 metro de comprimento e ser dispostos ao longo do comprimento do cabo 900. Em algumas realizações, a pressão pode ser determinada para cada segmento, enquanto em outras realizações a pressão pode ser determinada para alguns segmentos, mas não para todos os segmentos. O cabo 900 inclui vedações 940 dispostas entre os vários segmentos. As vedações 940 são configuradas para separar os segmentos e confinar o fluido transdutor de pressão 930 de um dado segmento para aquele segmento, e para impedir que o fluido transdutor de pressão 930 seja esguichado ou disperso ao longo do comprimento do cabo 900. As vedações 940 atuam para eliminar ou minimizar o efeito da pressão em um segmento do cabo influenciar a pressão medida ou determinada para um ou mais outros segmentos do cabo.

[060] Voltando à Figura 1, a fonte de luz 120 é acoplada de maneira operacional à fibra óptica 110 e é configurada para transmitir um sinal para a fibra óptica 110. Por exemplo, a fonte de luz 120 mostrada é configurada para transmitir a luz 106 para o núcleo de transmissão 112 da fibra óptica 110. A configuração da luz 106 (por exemplo, amplitude e duração) pode ser selecionada ou determinada com base, por exemplo, no comprimento do cabo, nos índices de modo dos núcleos, na quantidade de diafonia fornecida pelo cabo, na faixa de pressões que se espera encontrar, e similares). Pode ser notado que a fonte de luz 120 e a unidade de processamento 130 são mostradas entidades separadas e distintas na Figura 1; entretanto, em várias realizações, aspectos da fonte de luz 120 e da unidade de processamento 130 podem ser compartilhadas e/ou acessadas em comum. Além disso, em algumas realizações, a fonte de luz 120 e a unidade de processamento 130 podem ser combinadas dentro em uma unidade ou dispositivo avulso.

[061] A unidade de detecção 150 mostrada é acoplada de maneira operacional à fibra óptica 110, e é configurada para detectar sinais do núcleo de recepção 114 gerado em resposta à luz 106 transmitida através do núcleo de transmissão 112. Em algumas realizações, a unidade de detecção 150 (e/ou uma unidade de detecção adicional) pode ser acoplada ao núcleo de transmissão 112 e configurada para detector o reflexo do sinal de pulso 106 após o sinal de pulso ter atravessado o núcleo de transmissão 112 tanto em uma direção de injeção quanto na de retorno. O sinal de pulso refletido detectado pode ser usado como um gatilho para amostrar os sinais de retorno do núcleo de recepção 114, por exemplo. A unidade de detecção 150, por exemplo, pode ser configurada como um detector relativamente rápido com taxas de amostragem da ordem de cerca de 1 nanossegundo. A taxa de amostragem pode ser ajustável, por exemplo, para fornecer uma taxa de amostragem correspondente para uma dada combinação de índices de modo dos núcleos e comprimento de segmento ou resolução de uma distribuição desejada de pressão. A unidade de detecção 150 é acoplada de maneira operacional à unidade de processamento 130 e é configurada para fornecer informações de sinal para a unidade de processamento 130 correspondentes aos sinais detectados (as informações de sinal podem ser brutas, ou podem ser processadas até certo ponto pela unidade de detecção 150). Pode ser notado que a unidade de detecção 150 e a unidade de processamento 130 são mostradas como as entidades separadas e distintas na Figura 1; entretanto, em várias realizações, aspectos da unidade de detecção 150 e da unidade de processamento 130 podem ser compartilhados e/ou acessados em comum. Além disso, em algumas realizações, a unidade de detecção 150 e a unidade de processamento 130 podem ser combinadas em uma única unidade ou dispositivo.

[062] Na realização ilustrada, a unidade de processamento 130 é configurada para determinar uma distribuição de pressão com base nos sinais do núcleo de transmissão 114 detectados pela unidade de detecção 150. A unidade de processamento 120 pode incluir conjunto de circuitos de processamento configurado para realizar uma ou mais tarefas, funções, ou conforme discutidas no presente documento. Por exemplo, a unidade de processamento 130 pode agrupar porções do sinal de retorno dentro de compartimentos com base no tempo de recepção, sendo que cada compartimento corresponde a uma localização (ou faixa de localizações tal como um segmento) da fibra óptica 110. Então, com o uso de uma relação predeterminada entre o sinal (por exemplo, força de sinal) e pressão, a unidade de processamento 130 pode determinar a pressão correspondente para cada localização para fornecer uma medição de pressão distribuída. Para cada localização o sinal no compartimento correspondente pode ser utilizado para fornecer a pressão para a localização em particular. A relação entre o sinal e a pressão pode ser determinada de modo experimental, por exemplo, durante uma calibração do cabo de captação de pressão 111. A relação pode ser expressa como uma fórmula matemática ou fornecida por meio de uma tabela de consulta que associa pressões com forças de sinal, por exemplo.

[063] Na realização ilustrada, a unidade de processamento inclui um módulo de compartimentalização 132, um módulo de determinação 134, uma unidade de entrada/exibição 136, e uma memória 138. Pode ser notado que as unidades ou módulos particulares mostrados na Figura 1 tem a intenção de ser a título de exemplo, e que outras disposições de unidades ou sub- unidades da unidade de processamento 130 podem ser empregadas em várias realizações.

[064] De modo geral, na realização ilustrada, o módulo de compartimentalização 132 obtém informações de sinal a partir da unidade de detecção 150 e agrupa as informações de sinal dentro de compartimentos com base no tempo de recepção. Cada compartimento, por exemplo, corresponde a uma faixa de tempo de recepção que por sua vez corresponde à localização ao longo do comprimento do cabo. A localização pode ser uma porção de medição tal como um segmento individual (por exemplo, um segmento ou câmara que é separada de modo vedado, separada por uma FBG, e/ou separada de outra maneira dos outros segmentos de cabo ou câmaras) do cabo de captação de pressão 111. Além disso, com referência à Figura 4 e à discussão relacionada, pode ser notado que cada compartimento pode incluir dois períodos de tempo simetricamente dispostos ao redor de um tempo intermediário, uma vez que cada posição de medição ao longo do comprimento do cabo pode resultar em duas porções de sinal de retorno gerado (uma à medida que a luz 106 se desloca mais para dentro no interior da localização remota 104 em uma direção de injeção, e uma à medida que a luz 106 se desloca para fora da localização remota 104 em uma direção de retorno ou reflexo). Em várias realizações, uma série de pulsos de luz pode ser enviada e algumas das porções de sinal armazenadas em cada compartimento, sendo as porções de sinal em cada compartimento divididas proporcionalmente ou combinadas de outra maneira e usadas para determinar pressão. Pode ser notado que, em outras realizações, conforme discutido no presente documento, por exemplo, utilizando-se FBG’s ao longo de um comprimento da fibra, pode ser empregado, em vez de uma série de pulsos de luz, um laser contínuo, por exemplo, que varre um comprimento de onda ou, como outro exemplo, uma fonte de luz de banda larga pode ser empregada. Para essas realizações, um espectrômetro pode ser empregado para analisar a luz refletida de cada FBG. A unidade de detecção 150 pode ser configurada para agrupar reflexos de luz detectados com base nas FBG’s particulares correspondentes para um dado comprimento de onda e localização ao longo do comprimento do cabo.

[065] Na realização ilustrada, o módulo de determinação 134 obtém (por exemplo, recebe, adquire, ou similares) informações (por exemplo, informações de colocação em compartimento) do módulo de compartimentalização 132, e determina a pressão ao longo do comprimento da fibra óptica 110 (e localizações associadas dentro da localização remota 104) com o uso das informações recebidas. Por exemplo, em algumas realizações, o módulo de determinação 134 pode ser configurado para determinar a pressão para cada compartimento e localização associada ao longo do comprimento da fibra óptica 110 com o uso de uma relação calibrada predeterminada entre uma ou mais características, propriedades, ou aspectos da porção do sinal (por exemplo, força ou intensidade) e pressão. Por exemplo, uma amplitude ou força de sinal medida ou determinada pode ser comparada a uma amplitude ou força de sinal a uma pressão conhecida. A relação calibrada predeterminada pode ser determinada de modo experimental para o cabo de captação de pressão 111. Em várias realizações, a relação calibrada predeterminada pode ter um tipo ou forma geral que corresponda a um tipo (por exemplo, número de modelo ou outra configuração específica) de cabo de captação de pressão 111, com várias constantes determinadas para cada cabo de captação de pressão 111 individual. A relação calibrada predeterminada pode ser expressa como uma fórmula, e/ou pode ser definida por uma tabela de consulta armazenada por ou acessível de outra maneira para a unidade de processamento 130.

[066] Conforme discutido no presente documento, por exemplo, em conexão com a Figura 8, o módulo de determinação 134 pode ainda ser configurado para identificar propriedades adicionais, tais como temperatura ou tensão, com base em uma ou mais características, propriedades, ou aspectos do sinal de retorno 108 detectados a partir do núcleo de recepção 114.

[067] A unidade de entrada/saída 136 mostrada é configurada para receber uma ou mais entradas, por exemplo, a partir de um usuário, e para exibir ou fornecer de outra maneira informações para um usuário, por exemplo, distribuições de pressão ao longo do comprimento do cabo de captação de pressão 111 ou em localizações dentro da localização remota 104 conforme determinada pela unidade de processamento 130, avisos para ajudar na entrada de informações, ou similares. A unidade de entrada/saída 136 pode incluir um ou mais dentre uma tela de toque, teclado, mouse, bloco de teclas, ou similares. Por exemplo, um usuário pode inserir um número de modelo ou outro designador para um tipo de cabo de captação de pressão para ser usado, que pode ser usado para determinar a relação (ou forma de relação para uso com coeficientes de calibração) entre pressão e uma ou mais características de sinal (por exemplo, força ou amplitude de sinal) para ser usada pela unidade de processamento 130 para determinar pressões ao longo do comprimento do cabo de captação de pressão 111. Em algumas realizações, um usuário pode inserir constantes de calibração particulares para um cabo de captação de pressão individual por meio da unidade de entrada/saída 136. A unidade de entrada/saída 136 pode também ser configurada para automaticamente ou autonomamente recuperar informações referentes a informações de calibração ou similares para um dado cabo de captação de pressão por meio de um banco de dados accessível para a unidade de entrada/saída.

[068] A Figura 10 fornece um fluxograma de um método 1000 para determinar pressão em pontos ou localizações distribuídas ao longo de um comprimento de um cabo de captação de pressão, por exemplo, uma distribuição de pressão contínua de uma localização remota (por exemplo, poço) em que um cabo de captação de pressão está disposto. Em várias realizações, o método 1000, por exemplo, pode empregar estruturas ou aspectos de várias realizações (por exemplo, sistemas e/ou métodos) discutidas no presente documento. Em várias realizações, determinadas etapas podem ser omitidas ou adicionadas, determinadas etapas podem ser combinadas, determinadas etapas podem ser realizadas simultaneamente, determinadas etapas podem ser realizadas concorrentemente, determinadas etapas podem ser divididas em múltiplas etapas, determinadas etapas podem ser realizadas em uma ordem diferente, ou determinadas etapas ou séries de etapas podem ser realizadas novamente em um modo iterativo. Em várias realizações, porções, aspectos, e/ou variações do método 1000 podem ter a capacidade de serem usadas como um ou mais algoritmos para direcionar hardware para realizar operações descritas no presente documento. Pode ser notado que o método 1000 e o fluxograma fornecido na Figura 10 são fornecidos a título de exemplo com propósitos ilustrativos.

[069] Na realização ilustrada e não limitante, em 1002, um cabo de captação de pressão de múltiplos núcleos é fabricado. O cabo de captação de pressão é configurado para ter pelo menos dois núcleos que têm diferentes índices de modo. Por exemplo, um núcleo de transmissão pode ser configurado na forma de um núcleo aberto, e um núcleo de recepção pode compreender sílica pura e/ou outro material sólido. Por exemplo, em várias realizações em 1004, primeiro e segundo núcleos são formados. Em algumas realizações, o primeiro e o segundo núcleos podem ser núcleos sólidos. Os núcleos podem ser formados como parte de um processo de extração que forma o cabo. Em 1006, por exemplo, em realizações em que o primeiro e o segundo núcleos são ambos os materiais sólidos, as FBGs podem ser formadas em pelo menos um dos núcleos. As FBGs podem ser configuradas para ajudar a acoplar luz entre os núcleos para transmissão aperfeiçoada de luz a partir de um núcleo de transmissão para um núcleo de recepção. Em algumas realizações, o cabo pode ser posicionado em uma manga protetora. Por exemplo, na realização ilustrada, em 1008 o cabo é colocado na manga protetora, e um material intermediário, tal como um fluido transdutor de pressão pode ser disposto entre o cabo e a manga protetora. Em algumas realizações, em 1010, as vedações são colocadas ao longo do comprimento do cabo para formar câmaras separadas de modo vedado. A pressão pode ser determinada independentemente para cada câmara, de modo que o comprimento da câmara defina a resolução de comprimento da distribuição de medição de pressão obtido com o uso do cabo. Por exemplo, cada câmara pode ter um comprimento de cerca de 1 metro.

[070] Em 1012, o cabo de captação de pressão é calibrado. Por exemplo, a força de sinal de um sinal de retorno do cabo de captação de pressão pode mudar com mudanças na pressão devido a mudanças em uma quantidade de diafonia entre os núcleos de transmissão e recepção sob a influência de pressão. Assim, a força de sinal pode ser determinada a pressões conhecidas e correlacionadas às pressões para determinar uma relação de calibração da pressão a partir da qual a pressão pode ser determinada com o uso da força da porção de sinal de retorno, por exemplo, como uma entrada. Os resultados da calibração podem então ser usados, por exemplo, por um módulo de determinação, para determinar continuamente a pressão distribuída (por exemplo, uma distribuição continua que tem uma resolução de comprimento correspondente a um comprimento de segmentos dispostos ao longo do comprimento do cabo) ao longo do comprimento do cabo de captação de pressão com base na força da(s) porção (porções) do sinal de retorno associado a cada localização em particular (por exemplo, segmento). Os resultados da calibração podem ser usados em uma forma de tabela, por exemplo, com valores pesados ou divididos proporcionalmente para entradas vizinhas usadas para valores intermediários não testados de modo experimental. Como outro exemplo, os dados de calibração podem ser analisados por ajuste de curvas ou outra técnica analítica para desenvolver uma relação matemática entre força ou amplitude de sinal (e/ou outros aspectos, propriedades, ou características de um sinal de retorno a partir do cabo de captação de pressão) e pressão. Os resultados da calibração podem ser em forma de constantes e/ou coeficientes para uso com uma equação geral para um dado tipo ou modelo de cabo de captação de pressão.

[071] Em 1014, o cabo de captação de pressão é posicionado em uma localização remota, tal como um fundo de poço ou poço, para a qual se deseja que seja determinada a medição de pressão distribuída. Como um exemplo, a localização remota pode ser um poço geotérmico. Como outro exemplo, a localização remota pode ser um poço de óleo ou um poço associado à fratura hidráulica. O cabo de captação de pressão pode incluir uma ou mais marcações de referência que podem ser usadas para associar as posições conhecidas ou predeterminadas dos segmentos ou câmaras dispostos ao longo do comprimento do cabo com localizações em particular (por exemplo, profundidades) da localização remota.

[072] Em 1016, o cabo de captação de pressão é acoplado a uma unidade de sinal (por exemplo, fonte de luz 120) e a uma unidade de processamento (por exemplo, unidade de processamento 130). A unidade de sinal é configurada para fornecer um sinal óptico (por exemplo, luz 106) para o cabo de captação de pressão, e a unidade de processamento é configurada para analisar um sinal de retorno de um núcleo de recepção do cabo de captação de pressão (por exemplo, um sinal gerado devido ‘a diafonia de um núcleo de transmissão para o núcleo de recepção) para determinar uma distribuição de pressão para a localização remota, e/ou para determinar pressão para várias localizações na localização remota.

[073] Em 1018, um pulso de luz é transmitido de uma unidade de sinal para o cabo de captação de pressão. O pulso de luz é fornecido para o núcleo de transmissão do cabo e se desloca em uma direção de injeção mais para dentro no interior da localização remota. À medida que o pulso de luz se desloca dentro da localização remota, e é refletido ou retornado de outra maneira para a unidade de detecção, um sinal de retorno que tem várias porções gerado em diferentes localizações ao longo do comprimento do cabo é gerado devido à diafonia do núcleo de transmissão para o núcleo de recepção. A quantidade de diafonia, e assim a força do sinal de retorno, varia com a pressão.

[074] Em 1020, um sinal de retorno é recebido. Por exemplo, o sinal de retorno do núcleo de recepção pode ser detectado por uma unidade de detecção operacionalmente acoplada ao núcleo de recepção. O sinal de retorno inclui porções geradas em cada uma de várias localizações distribuídas ao longo do comprimento do cabo. Pelo fato da velocidade de luz através do núcleo de transmissão e do núcleo de recepção é diferente, a localização em que uma porção particular do sinal de retorno foi gerada pode ser determinada com base no tempo de recepção. Em várias realizações, o sinal de retorno é fornecido para a ou adquirido de outra maneira pela unidade de processamento para processamento de sinal (por exemplo, filtragem, remoção ou redução de ruído) e análise.

[075] Em 1022, as várias porções do sinal de retorno são separadas e armazenadas em compartimentos associados a faixas de tempo particulares de recepção, sendo que cada faixa de tempo corresponde a uma posição ou localização de medição de pressão (por exemplo, segmento ou câmara do cabo). Em algumas realizações, cada posição de medição de pressão pode definir uma faixa que tem um comprimento predeterminado, por exemplo, o comprimento de uma câmara ou segmento do cabo. O compartimento para cada posição de medição de pressão pode incluir informações de sinal para duas faixas de tempo para cada pulso transmitido - uma primeira faixa de tempo correspondente a uma porção de sinal gerado à medida que o pulso de injeção se desloca em uma direção de injeção, e uma segunda faixa de tempo correspondente a uma porção de sinal gerado à medida que o pulso injetado é refletido ou de outra maneira retornado em uma direção de retorno. Em várias realizações, uma série de pulsos pode ser enviada para fornecer porções adicionais para cada compartimento, com as informações em cada compartimento divididas proporcionalmente ou combinadas de outra maneira.

[076] Em 1024, uma pressão correspondente para cada localização ao longo do comprimento do cabo é determinada com o uso da(s) porção (porções) do sinal de retorno que foram agrupados dentro do compartimento em particular associado a cada localização em particular. Em várias realizações, a força do sinal para a(s) porção (porções) do sinal de retorno correspondente para cada localização pode ser usada para determinar a pressão para a localização correspondente. Por exemplo, o cabo de captação de pressão pode ser calibrado determinando-se a força de sinal de retorno (por exemplo, a força do sinal detectado a partir do núcleo de recepção) a uma ou mais pressões conhecidas e derivando uma relação de calibração que descreve mudanças na pressão devido a mudanças na força de sinal de retorno.

[077] Embora a realização da Figura 10 incorpore o uso de um pulso de luz transmitido através de uma fibra óptica de um cabo de captação de pressão, pode ser notado que outras formas de luz ou energia podem ser empregadas em outras realizações. Por exemplo, conforme discutido em conexão com a Figura 11, um laser (por exemplo, um laser que pode ser varrido por uma faixa de comprimentos de onda), pode ser utilizado.

[078] A Figura 11 fornece um fluxograma de um método 1100 para determinar pressão em pontos ou localizações distribuídos ao longo de um comprimento de um cabo de captação de pressão, por exemplo, um cabo disposto em uma localização remota (por exemplo, poço). Em várias realizações, o método 1100, por exemplo, pode empregar estruturas ou aspectos de várias realizações (por exemplo, sistemas e/ou métodos) discutidos no presente documento. Em várias realizações, determinadas etapas podem ser omitidas ou adicionadas, determinadas etapas podem ser combinadas, determinadas etapas podem ser realizadas simultaneamente, determinadas etapas podem ser realizadas concorrentemente, determinadas etapas podem ser divididas em múltiplas etapas, determinadas etapas podem ser realizadas em uma ordem diferente, ou determinadas etapas ou séries de etapas podem ser realizadas novamente em um modo iterativo. Em várias realizações, porções, aspectos, e/ou variações do método 1100 podem ter a capacidade de serem usados como um ou mais algoritmos para direcionar hardware para realizar operações descritas no presente documento. Pode ser notado que o método 1100 e o fluxograma fornecidos na Figura 11 são fornecidos a título de exemplo com propósitos ilustrativos.

[079] Na realização ilustrada ilustrativa e não limitativa, em 1102, um cabo de captação de pressão de múltiplos núcleos é fabricado. O cabo de captação de pressão é configurado para ter pelo menos dois núcleos que têm diferentes índices de modo. Por exemplo, um núcleo de transmissão pode ser configurado como um núcleo aberto, e um núcleo de recepção pode compreender sílica pura e/ou outro material sólido. Por exemplo, em várias realizações em 1104, primeiro e segundo núcleos são formados. Em algumas realizações, o primeiro e o segundo núcleos podem ser núcleos sólidos. Os núcleos podem ser formados como parte de um processo de extração que forma o cabo. Em 1106, por exemplo, em realizações em que o primeiro e o segundo núcleos são ambos material sólidos, as FBGs são formadas em pelo menos um dos núcleos. As FBGs podem ser configuradas para ajudar a acoplar luz entre os núcleos para transmissão aperfeiçoada de luz a partir de um núcleo de transmissão para um núcleo de recepção. Além disso, cada FBG pode ser configurada para refletir luz a um comprimento de onda particular (ou por uma faixa de comprimentos de onda). Cada comprimento de onda de luz retornada pode assim ser associado a uma FBG em particular e com uma localização em particular ao longo do comprimento do cabo no qual a FBG em particular é posicionada. Em algumas realizações, o cabo pode ser posicionado em uma manga protetora. Por exemplo, na realização ilustrada, em 1108 o cabo é colocado em uma manga protetora, e um material intermediário, tal como um fluido transdutor de pressão pode ser disposto entre o cabo e a manga protetora. Em algumas realizações, em 1110, vedações são colocadas ao longo do comprimento do cabo para formar câmaras separadas de modo vedado. A pressão pode ser determinada independentemente para cada câmara, de modo que o comprimento da câmara define a resolução de comprimento da distribuição de medição de pressão obtida com o uso do cabo. Por exemplo, cada câmara pode ter um comprimento de cerca de 1 metro, e ter uma FBG posicionada em uma posição predeterminada conhecida da câmara (por exemplo, em uma extremidade da câmara, ou em um ponto médio da câmara).

[080] Em 1112, o cabo de captação de pressão é calibrado. Por exemplo, a força de sinal de um sinal de retorno do cabo de captação de pressão pode mudar com mudanças na pressão devido a mudanças na quantidade de diafonia entre os núcleos de transmissão e recepção sob a influência de pressão. Assim, a força de sinal pode ser determinada a pressões conhecidas e correlacionada às pressões para determinar uma relação de calibração a partir ad qual a pressão pode ser determinada com o uso de força da porção de sinal de retorno, por exemplo, como uma entrada. Os resultados da calibração podem ser usados em uma forma de tabela, por exemplo, com valores pesados ou divididos proporcionalmente para entradas vizinhas usadas para valores intermediários não testados de modo experimental. Como outro exemplo, os dados de calibração podem ser analisados por ajuste de curvas ou outro técnica analítica para desenvolver uma relação matemática entre força ou amplitude de sinal (e/ou outros aspectos, propriedades, ou características de um sinal de retorno do cabo de captação de pressão) e pressão. Os resultados da calibração podem ser na forma de constantes e/ou coeficientes para uso com uma geral equação para um dado tipo ou modelo de cabo de captação de pressão.

[081] Em 1114, o cabo de captação de pressão é posicionado em uma localização remota, tal como um fundo de poço ou poço, para a qual se deseja determinar a medição de pressão distribuída. Como um exemplo, a localização remota pode ser a poço geotérmico. Como outro exemplo, a localização remota pode ser um poço de óleo ou um poço associado à fratura hidráulica. O cabo de captação de pressão pode incluir uma ou mais marcações de referência que podem ser usadas para associar as posições conhecidas ou predeterminadas dos segmentos ou câmaras dispostos ao longo do comprimento do cabo com localizações em particular (por exemplo, profundidades) da localização remota.

[082] Em 1116, o cabo de captação de pressão é acoplado a uma unidade de sinal e a uma unidade de processamento (por exemplo, unidade de processamento 130). A unidade de sinal pode ser, como um exemplo, um laser que transmita um sinal contínuo, por exemplo, um sinal contínuo que varre por uma faixa de comprimentos de onda. Como outro exemplo, a unidade de sinal pode ser uma fonte de luz de banda larga. A unidade de sinal é configurada para fornecer um sinal óptico para o cabo de captação de pressão, e a unidade de processamento é configurada para analisar um sinal de retorno a partir de um núcleo de recepção do cabo de captação de pressão (por exemplo, um sinal gerado devido à diafonia de um núcleo de transmissão para o núcleo de recepção) para determinar uma distribuição de pressão para a localização remota, e/ou para determinar pressão para várias localizações na localização remota.

[083] Em 1118, luz é transmitida a partir da unidade de sinal para o cabo de captação de pressão. Na realização ilustrada, um laser é transmitido e o comprimento de onda do laser é varrido pela faixa de comprimentos de onda das FBG’s. A luz é fornecida para o núcleo de transmissão do cabo e se desloca em uma direção de injeção mais para dentro no interior da localização remota. À medida que a luz se desloca dentro da localização remota, a luz de um comprimento de onda ou faixa de comprimentos de onda associada a cada FBG é retornada. O sinal de retorno assim tem várias porções geradas em diferentes localizações predeterminadas ao longo do comprimento do cabo associado às FBG’s. A força do sinal de retorno varia com a pressão.

[084] Em 1120, um sinal de retorno é recebido, e a amplitude de luz refletida em cada comprimento de onda da FBG é medida separadamente. Por exemplo, o sinal de retorno do núcleo de recepção pode ser detectado por uma unidade de detecção operacionalmente acoplada ao núcleo de recepção. O sinal de retorno inclui porções geradas em cada uma de várias localizações distribuídas ao longo do comprimento do cabo. A localização à qual uma porção particular do sinal de retorno foi gerada pode ser determinada com base no comprimento de onda da porção em particular, uma vez que cada FBG é associada a um comprimento de onda correspondente. Um espectrômetro pode ser usado para analisar a luz refletida das FBG’s. Em várias realizações, o sinal de retorno é fornecido para ou adquirido de outra maneira pela unidade de processamento para de sinal (por exemplo, filtragem, remoção ou redução) e análise.

[085] Em 1122, a pressão correspondente para cada localização ao longo do comprimento do cabo é determinada com o uso da porção (porções) do sinal de retorno no comprimento de onda da FBG associado a cada localização em particular. Em várias realizações, a força do sinal para a(s) porção (porções) do sinal de retorno correspondente a cada localização pode ser usada para determinar a pressão para a localização correspondente. Por exemplo, o cabo de captação de pressão pode ser calibrado determinando-se a força de sinal de retorno (por exemplo, a força do sinal detectado a partir do núcleo de recepção) a uma ou mais pressões conhecidas e derivando uma relação de calibração que descreva mudanças na pressão devido a mudanças na força de sinal de retorno.

[086] Deve ser notado que a disposição particular de componentes (por exemplo, o número, tipos, colocação, ou similares) das realizações ilustradas pode ser modificada em várias realizações alternativas. Por exemplo, em várias realizações, diferentes números de um dado módulo ou unidade pode ser empregado, um diferente tipo ou tipos de um dado módulo ou unidade podem ser empregados, alguns módulos ou unidades (ou aspectos dos mesmos) podem ser combinados, um dado módulo ou unidade pode ser dividido dentro de vários módulos (ou submódulos) ou unidades (ou subunidades), um ou mais aspectos de um ou mais módulos podem ser compartilhados entre módulos, um dado módulo ou unidade pode ser adicionado, ou um dado módulo ou unidade podem ser omitidos.

[087] Conforme usado no presente documento, uma estrutura, limitação, ou elemento que seja “configurado para” realizar uma tarefa ou operação é particularmente formado, construído, ou adaptado de uma maneirar correspondente a tarefa ou operação. Com o propósito de clareza e de evitar dúvidas, um objeto que seja meramente capaz de ser modificado para realizar a tarefa ou operação não é “configurado para” realizar a tarefa ou operação conforme usado no presente documento. Ao contrário, o uso de “configurado para” conforme usado no presente documento denota adaptações ou características estruturais, e denota exigências estruturais de qualquer estrutura, limitação, ou elemento que seja descrito como “configurado para” realizar a tarefa ou operação.

[088] Deve ser notado que as várias realizações podem ser implantadas em hardware, software ou uma combinação dos mesmos. As várias realizações e/ou componentes, por exemplo, os módulos, ou componentes e controladores no presente documento, também podem ser implantados como parte de um ou mais computadores ou processadores. O computador ou processador pode incluir um dispositivo de computação, um dispositivo de entrada, uma unidade de exibição e uma interface, por exemplo, para acessar a Internet. O computador ou processador pode incluir um microprocessador. O microprocessador pode ser conectado a um barramento de comunicação. O computador ou processador pode também incluir uma memória. A memória pode incluir Memória de Acesso Aleatório (RAM) e Memória para Leitura (ROM). O computador ou processador pode incluir ainda um dispositivo de armazenamento, que pode ser uma unidade de disco rígido ou uma unidade de armazenamento removível tal como uma unidade de estado sólido, unidade óptica e similares. O dispositivo de armazenamento pode também ser outro meio similar para carregar programas de computador ou outras instruções dentro do computador ou processador.

[089] Conforme usado no presente documento, os termos “computador,” “controlador,” e “módulo” podem, cada um deles, incluir qualquer sistema com base em processador ou com base em microprocessador que inclui sistemas com o uso de microcontroladores, computadores com conjunto reduzido de instruções (RISC), circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), circuitos lógicos, GPUs, FPGAs, e qualquer outro circuito ou processador capaz de executar as funções descritas no presente documento. Os exemplos acima são apenas exemplificativos, e assim não se destinam a limitar de maneira nenhuma a definição e/ou significado do termo “módulo” ou “computador”.

[090] O computador, módulo, ou processador executa um conjunto de instruções que são armazenadas em um ou mais elementos de armazenamento, a fim de processar dados de entrada. Os elementos de armazenamento podem também armazenar dados ou outras informações conforme desejado ou necessário. O elemento de armazenamento pode ser na forma de uma fonte de informações ou um elemento de memória física dentro de uma máquina de processamento.

[091] O conjunto de instruções pode incluir vários comandos que instruem o computador, módulo, ou processador como uma máquina de processamento para realizar operações específicas tais como os métodos e processos das várias realizações descritas e/ou ilustradas no presente documento. O conjunto de instruções pode ser na forma de um programa de software. O software pode ser em várias formas tais como software de sistema ou software de aplicativo e que podem ser incorporados como uma meio legível por computador tangível e não transitório. Além disso, o software pode ser na forma de uma coleção de programas ou módulos separados, um módulo de programa dentro de um programa maior ou uma porção de um módulo de programa. O software também pode incluir programação modular na forma de programação orientada para objeto. O processamento de dados de entrada pela máquina de processamento pode ser em resposta a comandos do operador, ou em resposta a resultados de processamento anterior, ou em resposta a uma solicitação feita por outra máquina de processamento.

[092] Conforme usado no presente documento, os termos “software” e “firmware” são intercambiáveis, e incluem qualquer programa de computador armazenado em memória para execução por um computador, que inclui memória RAM, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, e memória RAM não volátil (NVRAM). Os tipos de memória acima são apenas exemplificativos, e assim são não limitativos quanto aos tipos de memória que podem ser usadas para armazenamento de um programa de computador. Os componentes individuais das várias realizações podem ser virtualizados e hospedados por um ambiente de computação do tipo nuvem, por exemplo, para permitir para alocação dinâmica de potência de computação, sem exigências para o usuário relativas à localização, configuração, e/ou hardware específico do sistema de computador.

[093] Deve ser entendido que a descrição acima se destina a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as realizações descritas acima (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação entre si. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para se adaptar a uma situação ou material em particular para os ensinamentos da invenção sem que haja um afastamento de seu escopo. Dimensões, tipos de materiais, orientações dos vários componentes, e o número e posições dos vários componentes descritos no presente documento se destinam a definir parâmetros de determinadas realizações, e não são absolutamente limitativos e são meramente exemplificativas realizações. Muitas outras realizações e modificações dentro do escopo das reivindicações serão evidentes para um técnico no assunto ao analisar a descrição acima. O escopo da invenção deve, portanto, ser determinado com referência às reivindicações anexas juntamente como o escopo completo de equivalentes para os quais essas reivindicações estão intituladas. Nas reivindicações anexas, os termos "que inclui" e "no qual" são usados como os termos respectivos "que compreendem" e "em que". Além disso, nas reivindicações a seguir, os termos "primeiro," "segundo," e "terceiro," etc. são usados meramente como identificações, e não se destinam a impor exigências numéricas em seus objetos. Além disso, as limitações das reivindicações a seguir não estão escritas no formato meio-mais-função e não se destinam a ser interpretadas com base no 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, a menos que essas limitações de reivindicação usem expressamente a palavra “meio” seguida de uma declaração de função que não tenha outra estrutura.

[094] Essa descrição por escrito usa exemplos para revelar as várias realizações, e também para habilitar uma pessoa que tenha habilidade comum na técnica a praticar as várias realizações, o que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável das várias realizações é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram aos especialistas na técnica. Esses outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se os exemplos tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou os exemplos incluem elementos estruturais com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

1. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO (111), caracterizadopor compreender:uma fibra óptica (110) que compreende:um primeiro núcleo (112) que se estende internamente ao longo de um comprimento do cabo (111), sendo que o primeiro núcleo (112) é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do primeiro núcleo (112) ao longo do comprimento do cabo (111) e tem um primeiro índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do primeiro núcleo (112);um segundo núcleo (114) que se estende internamente ao longo do comprimento do cabo (111), o segundo núcleo (114) espaçado a uma distância do primeiro núcleo (112), sendo que o segundo núcleo (114) é dimensionado e configurado para fornecer propagação de luz ao longo do segundo núcleo (114) ao longo do comprimento do cabo (111) e tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do segundo núcleo (114), sendo que o segundo índice de modo é diferente do primeiro índice de modo, em que a luz se propaga ao longo do segundo núcleo (114) a uma velocidade diferente do que ao longo do primeiro núcleo (112); eem que a pressão exercida no cabo (111) ao longo do comprimento do cabo (111) desvia a luz do primeiro núcleo (112) para o segundo núcleo (114) e a quantidade de energia luminosa desviada para o segundo núcleo (114) em uma determinada posição ao longo do comprimento do cabo (111) corresponde à pressão exercida no cabo (111) na determinada posição.

2. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma pluralidade de aberturas que se estende ao longo do comprimento do cabo (111) e disposta ao redor de pelo menos um dentre o primeiro núcleo (112) ou o segundo núcleo (114), sendo que as aberturas têm um tamanho que impede que as aberturas operem como núcleos para a propagação de luz ao longo do comprimento do cabo (111).

3. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo primeiro núcleo (112) compreender um primeiro material sólido e pelo segundo núcleo (114) compreender um segundo material sólido que é diferente do primeiro material sólido.

4. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo o pelo menos um dentre o primeiro núcleo (112) ou o segundo núcleo (114) ter uma ou mais Grades de Bragg em Fibra embutidas dispostas ao longo do comprimento do cabo (111).

5. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo primeiro núcleo (112) compreender um núcleo oco e pelo segundo núcleo (114) compreender um material sólido.

6. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender um espelho (221) disposto em uma extremidade de retorno do segundo núcleo (114).

7. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender adicionalmente uma manga protetora (113) que se estende ao longo de pelo menos uma porção do comprimento do cabo (111) e que circunda a fibra óptica (110), sendo que a manga protetora (113) compreende uma cobertura exterior e um material interno, sendo que o material interno é disposto entre a cobertura exterior e a fibra óptica (110).

8. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo com areivindicação 7, caracterizado pela cobertura exterior ser não circular em corte transversal.

9. CABO DE CAPTAÇÃO DE PRESSÃO, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela manga protetora (113) compreender câmaras separadas de modo vedado que têm um comprimento predeterminado ao longo do comprimento do cabo (111).

10. SISTEMA DE MEDIÇÃO, caracterizado por compreender:um cabo de captação de pressão (111) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9;uma fonte de luz configurada para fornecer energia luminosa ao primeiro núcleo (112);uma unidade de detecção (150) configurada para detectar sinais do segundo núcleo (114) formados em reposta à energia luminosa no primeiro núcleo (112); euma unidade de processamento (130) configurada para determinar uma distribuição de pressão com base nos sinais do segundo núcleo (114) detectados com a unidade de detecção (150).

11. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com a reivindicação10, caracterizado pela energia luminosa compreender um pulso, em que a unidade de processamento (130) é configurada para agrupar porções dos sinais detectados pela unidade de detecção (150) em compartimentos com base no tempo de detecção, em que o tempo de detecção corresponde a uma posição de medição ao longo do comprimento do cabo (111).

12. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com a reivindicação11, caracterizado por cada posição de medição ao longo do comprimento do cabo (111) corresponder a dois períodos de tempo dispostos simetricamente em torno de um tempo intermediário, em que cada compartimento compreende porções dos sinais detectados pela unidade de detecção (150) correspondentes aos dois períodos de tempo.

13. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pela energia luminosa compreender pelo menos um dentre uma luz de banda larga ou um laser varrido através de uma faixa de comprimentos de onda, em que a unidade de processamento (130) é configurada para agrupar porções dos sinais detectados pela unidade de detecção (150) com base no comprimento de onda, em que o comprimento de onda corresponde a uma posição de medição ao longo do comprimento do cabo (111).

14. MÉTODO PARA DETERMINAR PRESSÃO DISTRIBUÍDA AO LONGO DE UM CABO, caracterizado por compreender:transmitir, através de uma fonte de luz, a energia luminosa para dentro de um primeiro núcleo (112) de um cabo (111) de captação de pressão, sendo que o primeiro núcleo (112) tem um primeiro índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do primeiro núcleo (112);receber, através de uma unidade de detecção (150), os sinais de um segundo núcleo (114) do cabo (111) de captação de pressão formados em resposta à transmissão da energia luminosa para dentro do primeiro núcleo (112), sendo que o segundo núcleo (114) tem um segundo índice de modo que corresponde à velocidade de propagação de luz ao longo do segundo núcleo (114), sendo que o segundo índice de modo é diferente do primeiro índice de modo, em que a luz se propaga ao longo do segundo núcleo (114) em uma velocidade diferente do que ao longo do primeiro núcleo (112), em que a pressão exercida no cabo (111) ao longo do comprimento do cabo (111) desvia a luz do primeiro núcleo (112) para o segundo núcleo (114) e a quantidade de energia luminosa desviada para o segundo núcleo (114) em uma determinada posição ao longo do comprimento do cabo (111) corresponde à pressão exercida no cabo (111) na determinada posição; edeterminar, com o uso de um ou mais processadores, uma distribuição de pressão ao longo de um comprimento do cabo (111) de captação de pressão com base nos sinais recebidos a partir do segundo núcleo (114) através da unidade de detecção (150).

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender adicionalmente determinar a localização em que uma porção particular de um sinal é transferida do primeiro núcleo (112) para o segundo núcleo (114) devido à pressão no cabo utilizando a diferença em velocidade de luz que se propaga ao longo dos núcleos (112, 114).