BR102019002898A2

BR102019002898A2 - Sistemas configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave e de detecção, e, método para calibrar um sistema de fibra ótica

Info

Publication number: BR102019002898A2
Application number: BR102019002898-0A
Authority: BR
Inventors: Mark Sherwood Miller
Original assignee: Kidde Technologies, Inc.
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-09-17
Also published as: US10768055B2; US20190277708A1; EP3537110A1; EP3537110B1; CA3030512A1

Abstract

sistemas configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave e de detecção, e, método para calibrar um sistema de fibra ótica um sistema configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave inclui uma unidade substituível em linha, um primeiro interrogador e um controlador. a unidade substituível em linha inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica e uma fibra óptica. as fibras ópticas incluem uma primeira pluralidade de grades de bragg de fibra e uma pluralidade de grades de bragg de fibra de calibração em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de bragg de fibra. o primeiro interrogador é conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica. o controlador é operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha.

Description

FUNDAMENTOS [001] Esta divulgação se refere geralmente a monitoramento da saúde de sistema de aeronave para sistemas de superaquecimento e detecção de incêndio. Mais particularmente, esta divulgação se refere a monitoramento da saúde de sistema de aeronave usando sinais ópticos.

[002] Sistemas de detecção de superaquecimento da técnica anterior utilizam tipicamente a tecnologia de sal eutético para detectar um evento de superaquecimento. O sal eutético circunda um condutor central e o sal eutético é circundado por uma bainha externa. Um sinal de monitoramento é transmitido ao longo do condutor central e, sob condições de operação normais, o sal eutético opera como um isolador, de modo que nenhuma condução ocorra entre o condutor central e a bainha externa. Quando ocorre um evento de superaquecimento, no entanto, uma porção do sal eutético funde e um caminho de baixa impedância é formado entre o condutor central e a bainha externa. O caminho de baixa impedância é detectado por um controlador eletrônico o qual gera um sinal de alarme de superaquecimento. Quando o evento de superaquecimento diminui, o sal eutético ressolidifica e mais uma vez isola o condutor central. Através do uso de vários sais para criar uma mistura eutética, um ponto de fusão específico para o sal pode ser alcançado. Por conseguinte, diferentes sais eutéticos podem ser usados em diferentes áreas da aeronave para fornecer monitoramento de superaquecimento através de uma variedade de temperaturas. Embora a tecnologia de sal eutético permita detecção de eventos de superaquecimento, a tecnologia de sal eutético meramente fornece uma indicação binária se um evento de superaquecimento ocorreu ou não.

SUMÁRIO

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 83/162 / 63 [003] Um sistema configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave inclui uma unidade substituível em linha, um primeiro interrogador e um controlador. A unidade substituível em linha inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica e uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores. A primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector. As fibras ópticas incluem uma primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra dispostas na fibra óptica e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração localizadas em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra. O primeiro interrogador é conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica. O controlador é operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha.

[004] Um método para calibrar um sistema de superaquecimento de fibra óptica inclui emitir um primeiro sinal óptico para a fibra óptica com um primeiro transmissor óptico disposto em um primeiro interrogador conectado a uma fibra óptica. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento dispostas na fibra óptica e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração dispostas na fibra óptica. O primeiro sinal óptico é refletido com pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração para criar um sinal de resposta. O sinal de resposta da fibra óptica baseado no primeiro sinal óptico refletido é recebido por um primeiro receptor óptico no primeiro interrogador. O sinal de resposta recebido é detectado para identificar presenças de cada uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração. Um valor de calibração é determinado

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 84/162 / 63 com base nas presenças identificadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração.

[005] Um sistema de detecção inclui uma unidade substituível em linha, um primeiro interrogador, um segundo interrogador e um controlador. A unidade substituível em linha inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica e uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores. Uma primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento, uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração. A primeira grade de Bragg de fibra de temporização é configurada para indicar pelo menos um de um ponto de partida e um ponto final da unidade substituível em linha. A pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração são localizadas em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento. O primeiro interrogador é conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica. O segundo interrogador é conectado à segunda extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra óptica e para receber um segundo sinal de resposta óptico da fibra óptica. O controlador é operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] FIG. 1 é uma vista esquemática de uma arquitetura de sistema de detecção de superaquecimento para monitorar múltiplas zonas.

[007] FIG. 2 é um diagrama de fluxo ilustrando operações de

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 85/162 / 63 exemplo para fornecer detecção de superaquecimento numa aeronave utilizando sinais ópticos.

[008] FIG. 3 é um diagrama de fluxo ilustrando operações de exemplo usando sinais ópticos para fornecer monitoramento de saúde para uma aeronave.

[009] FIG. 4A é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de detecção de evento de fibra óptica com uma unidade substituível em linha única incluindo grades de Bragg de fibra de superaquecimento e grades de Bragg de fibra de temperatura.

[0010] FIG. 4B é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de detecção de evento de fibra óptica com duas unidades substituíveis em linha incluindo redes de Bragg de fibra de superaquecimento e grades de Bragg de fibra de temperatura.

[0011] FIG. 5A é um diagrama de blocos de um interrogador de múltiplos canais com comutadores ópticos posicionados a jusante de acopladores.

[0012] FIG. 5B é um diagrama de blocos de um interrogador de múltiplos canais com comutadores ópticos posicionados a montante de acopladores.

[0013] FIG. 6 é um diagrama de blocos de um interrogador de múltiplos canais com um comutador óptico 1xN.

[0014] FIG. 7 é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de detecção de evento de fibra óptica com uma única unidade substituível em linha incluindo grades de Bragg de fibra de superaquecimento, grades de Bragg de fibra de temperatura e grades de Bragg de fibra de marcador de temporização.

[0015] FIG. 8 é um gráfico representando um sinal de resposta do sistema de detecção de superaquecimento e uma série de pontos de amostra.

[0016] FIG. 9A é um diagrama de blocos simplificado de um sistema

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 86/162 / 63 de detecção de evento de fibra óptica com uma única unidade substituível em linha incluindo grades Bragg de fibra de superaquecimento, grades de Bragg de fibra de temperatura, grades de Bragg de fibra de marcador de temporização e grades de Bragg de fibra de calibração dispostas em um primeiro padrão.

[0017] FIG. 9B é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de detecção de evento de fibra óptica com uma única unidade substituível em linha incluindo grades de Bragg de fibra de superaquecimento, grades de Bragg de fibra de temperatura, grades de Bragg de fibra de marcador de temporização e grades de Bragg de fibra de calibração dispostas em um segundo padrão.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0018] FIG. 1 é um diagrama esquemático do sistema de detecção de superaquecimento 10 para a aeronave 12. A aeronave 12 inclui zonas Za-Zj e controlador de aviônicos 14. O sistema de detecção de superaquecimento 10 inclui interrogadores 16a-16b e fibras ópticas 18a-18c. O interrogador 16a inclui transmissor óptico 20a, detector 22a e memória legível por computador 24a. O interrogador 16b inclui transmissor óptico 20b, detector 22b e memória legível por computador 24b. As fibras ópticas 18a-18c incluem primeiras extremidades 28a-28c e segundas extremidades 30a-30c.

[0019] O sistema de detecção de superaquecimento 10 é um sistema para detectar eventos de superaquecimento e/ou valores de temperatura específicos ao longo de várias áreas da aeronave 12. A aeronave 12 é um avião, helicóptero ou outra máquina capaz de voar. As zonas Za-Zj podem incluir qualquer uma ou mais localizações na aeronave 12 onde detecção de superaquecimento é desejada. Por exemplo, as zonas Za-Zj podem incluir dutos de ar de sangria, dutos de ar de sangria cruzada, poços de roda, caixas de asa, pacotes de ar condicionado (A/C), sistemas antigelo, sistemas de geração de nitrogênio ou qualquer outra área onde detecção de temperatura é

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 87/162 / 63 desejável. Embora a aeronave 12 seja descrita como incluindo dez zonas, deve ser entendido que a aeronave 12 pode ser dividida em mais ou menos zonas, conforme desejado. A aeronave 12 pode ser dividida em zonas de qualquer maneira desejada; por exemplo, a aeronave 12 pode ser dividida em zonas com base na temperatura de superaquecimento para os componentes localizados nessa zona ou com base no tipo de sistema. Cada zona Za-Zj da aeronave 12 pode ter um ponto de ajuste de alarme diferente. Por exemplo, quando a temperatura na zona Za é a mesma que a temperatura na zona Zb, um alarme de superaquecimento pode ser disparado para a zona Zb, mas não para a zona Za.

[0020] O controlador de aviônicos 14 é um computador digital e pode incluir um ou mais dispositivos de controle eletrônicos. Numa modalidade não limitativa, o controlador de aviônicos 14 pode fazer parte do primeiro ou do segundo interrogadores 16a ou 16b. Em outra modalidade não limitativa, o controlador de aviônicos 14 pode ser omitido do sistema de detecção de superaquecimento 10 e de modo que o primeiro e ou o segundo interrogadores 16a e 16b determinarão todas as informações, incluindo configuração de zona, o número de zonas, o limiar de temperatura, a detecção de superaquecimento e outra funcionalidade de um controlador de aviônicos. Em tal modalidade não limitativa, o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b são conectados a um canal de comunicação, de modo a comunicarem um com o outro. Cada um dos interrogadores 16a e 16b pode ser um microprocessador, um microcontrolador, circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um processador de sinal digital (DSP), um arranjo de portas programável no campo (FPGA) ou outro circuito lógico discreto ou integrado equivalente. Nesta e em outras modalidades não limitativas aqui discutidas, os interrogadores 16a e 16b são interrogadores de grade de Bragg de fibra (FBG) (ver, por exemplo, FIGS. 2-9B). Os interrogadores 16a e 16b são substancialmente semelhantes e, para facilidade de discussão, o interrogador

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16a com o transmissor óptico 20a, o detector 22a e a memória legível por computador 24a serão discutidos em mais detalhes.

[0021] Fibras ópticas 18a, 18b e 18c são cabos de fibra óptica configurados para comunicar um sinal óptico. As fibras ópticas 18a, 18b e 18c são substancialmente semelhantes e, para facilidade de discussão, as fibras ópticas 18a com a primeira extremidade 28a e a segunda extremidade 30a serão discutidas em mais detalhes. A fibra óptica 18a é ilustrada como incluindo a primeira extremidade 28a e a segunda extremidade 30a. Deve ser entendido que embora a fibra óptica 18a seja ilustrada como incluindo um único cabo de fibra óptica, cada uma das fibras ópticas 18a-18c pode incluir um ou mais cabos de fibra óptica. Em outras modalidades não limitativas, as fibras ópticas 18a-18c podem incluir uma ou mais unidades substituíveis em linha (LRUs) que dividem as fibras ópticas 18a-18c em segmentos de fibra óptica separados, mas conectáveis. Ao longo desta divulgação, o termo canal é sinônimo da fibra óptica e, como tal, os dois termos podem ser utilizados intercambiavelmente para se referir o mesmo elemento respectivo.

[0022] O transmissor óptico 20a pode ser qualquer fonte óptica adequada para fornecer um sinal óptico. Numa modalidade não limitativa, o transmissor óptico 20a pode ser um díodo emissor de luz ou um laser. Deverá ser ainda entendido que o transmissor óptico 20a pode ser configurado para fornecer o sinal óptico de qualquer maneira adequada, tal como através de um único pulso num comprimento de onda fixo, um comprimento de onda de varredura sintonizável, um sinal de banda larga e/ou um pulso sintonizável. O detector 22a é um receptor configurado para receber um sinal óptico. Por exemplo, o detector 22a pode ser um fotodiodo, uma matriz de fotodiodos, um fototransistor, um circulador ou qualquer outro dispositivo de recepção óptico adequado. Embora o interrogador 16a seja descrito como incluindo um único detector 22a, deve ser entendido que o interrogador 16a pode incluir múltiplos receptores ópticos para receber o sinal óptico de diferentes fibras

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 89/162 / 63 ópticas, diferentes cabos de fibra óptica e/ou diferentes extremidades dos cabos de fibra óptica.

[0023] A memória legível por computador 24a pode ser configurada para armazenar informações eletrônicas durante e após a operação da aeronave 12. Numa modalidade não limitativa, a memória legível por computador 24a pode ser descrita como um meio de armazenamento legível por computador. Em uma modalidade não limitativa, um meio de armazenamento legível por computador pode incluir um meio não transitório. O termo não transitório pode indicar que o meio de armazenamento não está incorporado em uma onda portadora ou em um sinal propagado. Em uma modalidade não limitativa, um meio de armazenamento não transitório pode armazenar dados que podem, ao longo do tempo, mudar (por exemplo, na RAM ou cache). Numa modalidade não limitativa, a memória legível por computador 24a pode incluir memória temporária, significando que uma finalidade principal da memória legível por computador não é armazenamento a longo prazo. Em uma modalidade não limitativa, a memória legível por computador 24a pode ser descrita como uma memória volátil, significando que a memória legível por computador 24a não mantém conteúdo armazenado quando a energia elétrica é removida. Em uma modalidade não limitativa, exemplos de memórias voláteis podem incluir memórias de acesso aleatório (RAM), memórias de acesso aleatório dinâmico (DRAM), memórias de acesso aleatório estático (SRAM), e outras formas de memórias voláteis. Acopladores 26a e 26b são dispositivos ópticos com uma ou mais entradas ópticas e uma ou mais saídas ópticas e que são capazes de dividir um sinal óptico em múltiplos canais. A primeira extremidade 28a e a segunda extremidade 30a são extremidades opostas da fibra óptica 18a.

[0024] O sistema de detecção de superaquecimento 10 está disposto dentro e através de várias zonas Za-Zj da aeronave 12. Nesta modalidade não limitativa, a fibra óptica 18a passa através das zonas Zb-Zd, a fibra óptica

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18ab passa através das zonas Za e Ze-Zg e a fibra óptica 18ac passa através das zonas Zh-Zj. Como tal, cada fibra óptica 18a-18c passa através e reúne informações relativas a múltiplas zonas da aeronave 12. O controlador de aviônicos 14 é montado dentro da aeronave 12 e é eletricamente conectado aos interrogadores 16a e 16b. O interrogador 16a é conectado ao controlador de aviônicos 14 para comunicar informação ao controlador de aviônicos 14. O interrogador 16a é conectado ao transmissor óptico 20a para controlar a transmissão de um sinal óptico do transmissor óptico 20a para o cabo de fibra óptica 18a. O interrogador 16a também é conectado ao detector 22a para analisar os sinais recebidos pelo detector 22a.

[0025] As fibras opticas 18a-18c são substancialmente semelhantes e, para fins de clareza e facilidade de discussão, a fibra óptica 18a será discutida em mais detalhes. A fibra óptica 18a passa através de cada uma das zonas ZbZd e é conectada ao interrogador 16a e ao interrogador 16b. A fibra óptica 18a está em comunicação óptica com o detector 22a do interrogador 16a e com o detector 22b do interrogador 16b. A fibra óptica 18a está conectada ao interrogador 16a na primeira extremidade 28a e ao interrogador 16b na segunda extremidade 30a. A fibra óptica 18b está conectada ao interrogador 16a na primeira extremidade 28b e ao interrogador 16b na segunda extremidade 30b. A fibra óptica 18c está conectada ao interrogador 16a na primeira extremidade 28c e ao interrogador 16b na segunda extremidade 30c. Os interrogadores 16a e 16b estão conectados ao controlador de aviônicos 14 para comunicar com outros sistemas dentro da aeronave 12.

[0026] O transmissor óptico 20a é montado dentro do interrogador

16a e está em comunicação óptica com fibra óptica 18a via acoplador 26a. O detector 22a é montado dentro do interrogador 16a e está em comunicação óptica com a fibra óptica 18a através do acoplador 26a. A memória legível por computador 24a é montada dentro do interrogador 16a e está em comunicação com o transmissor óptico 20a e o detector 22a. O acoplador 26a

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 91/162 / 63 é montado dentro do interrogador 16a e está em comunicação óptica com o transmissor óptico 20a, detector 22a e fibra óptica 18a. A primeira extremidade 28a da fibra óptica 18a está conectada ao interrogador 16a e está em comunicação óptica com o acoplador 26a e com a segunda extremidade 30a da fibra óptica 18a. A segunda extremidade 30a da fibra óptica 18a está conectada ao interrogador 16b e está em comunicação óptica com o acoplador 26b e com a primeira extremidade 28a da fibra óptica 18a.

[0027] O sistema de detecção de superaquecimento 10 pode detectar uma temperatura ou deformação em qualquer localização ou em múltiplas localizações ao longo da fibra óptica 18a. Como a temperatura pode ser detectada em qualquer localização ou em múltiplas localizações ao longo da fibra óptica 18a, um perfil de temperatura pode ser desenvolvido para todos os comprimentos de fibra óptica 18a, 18b e 18c e, como tal, um perfil de temperatura pode ser desenvolvido para cada zona Za-Zj. O sistema de detecção de superaquecimento 10 pode ainda fornecer informação de localização relativa a uma localização determinada dentro de cada zona Za-Zj na qual ocorre um evento. O perfil de temperatura para cada zona Za-Zj pode, então, ser comparado a um perfil de temperatura máxima permissível que pode incluir uma temperatura única para uma zona inteira Za-Zj ou múltiplas temperaturas em localizações variáveis em cada zona Za-Zj. Deve ser entendido que comunicações para o sistema de detecção de superaquecimento 10 podem ser feitas usando qualquer combinação de comunicações com fios, sem fios ou ópticas.

[0028] A aeronave 12 pode incluir um computador de sistema de detecção de superaquecimento central que comunica com vários sistemas de detecção de superaquecimento na aeronave 12 e o computador de sistema de detecção de superaquecimento central pode comunicar qualquer estado de superaquecimento de qualquer sistema de detecção de superaquecimento à cabine do piloto. O controlador de aviônicos 14 comunica informação dos

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 92/162 / 63 interrogadores 16a e 16b a outros sistemas dentro da aeronave 12.

[0029] Os interrogadores 16a-16b podem comunicar com o controlador de aviônicos 14 e o controlador de aviônicos 14 pode consolidar a informação recebida dos interrogadores 16a-16b e fornecer a informação à cabine do piloto, fornecer a informação ao pessoal de manutenção e/ou armazenar a informação para gerar dados de tendência. Embora os interrogadores 16a-16b sejam descritos como comunicando com o controlador de aviônicos 14, deve ser entendido que os interrogadores 16a-16b podem comunicar diretamente com a cabine do piloto ou o pessoal de solo, podem armazenar a informação para gerar dados de tendência e/ou podem comunicar com um computador de superaquecimento central. Deve ser entendido que todas comunicações para o sistema de detecção de superaquecimento 10 podem ser feitas usando comunicações com fios, sem fios ou ópticas ou alguma combinação destes métodos.

[0030] Embora o interrogador 16a seja descrito como comunicando com o controlador de aviônicos 14, o interrogador 16a pode comunicar com a aeronave 12 e com o pessoal de manutenção de qualquer maneira adequada. O interrogador 16a também pode comunicar diretamente com uma cabine de piloto da aeronave 12 para fornecer aviso de detecção de superaquecimento ou incêndio, ou para indicar que manutenção é necessária. O interrogador 16a pode ainda comunicar dados de temperatura a outros computadores do sistema, os quais podem comunicar um estado de superaquecimento à cabine do piloto. O interrogador 16a pode ainda comunicar com o controlador de aviônicos 14 para comunicar dados de temperatura ao controlador de aviônicos 14 utilizando uma conexão com fios ou sem fios.

[0031] O interrogador 16a pode ser configurado para controlar o transmissor óptico 20a para controlar a transmissão de um sinal óptico através da fibra óptica 18a. O interrogador 16a também pode ser configurado para receber um sinal óptico do detector 22a e para analisar o sinal óptico recebido

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 93/162 / 63 no detector 22a. O interrogador 16a recebe informação relativa ao sinal óptico do detector 22a. Variações nos sinais ópticos analisados pelo interrogador 16a permitem ao interrogador 16a determinar a temperatura dentro das zonas ZaZj e determinar uma localização de variação de temperatura dentro das zonas Za-Zj. As variações nos sinais ópticos também permitem ao interrogador 16a determinar a deformação experimentada em várias localizações ao longo da fibra óptica 18a. O interrogador 16a é configurado para determinar a ocorrência de um evento de superaquecimento, a zona na qual o evento de superaquecimento ocorreu e se o evento de superaquecimento está no ou acima do ponto de ajuste de alarme para essa zona. O interrogador 16a, portanto, identifica o comprimento e o ponto de ajuste de alarme da fibra óptica 18a em cada zona Za-Zj e a ordem na qual a fibra óptica 18a passa através de cada zona Za-Zj.

[0032] O interrogador 16a também pode gerar dados de tendência para facilitar o monitoramento da saúde da aeronave 12. Os dados de tendência podem incluir dados a respeito de tendências de temperatura, tendências de deformação ou ambas. Os dados de tendência podem ser armazenados na memória 24a do interrogador 16a ou em qualquer outro meio de armazenamento adequado em qualquer outra localização adequada, tal como a memória do controlador de aviónicos 14. Deve ser entendido que os dados podem ser monitorados em tempo real. Numa modalidade não limitativa, o interrogador 16a pode comunicar com um sistema de monitoramento de saúde dedicado para monitorar os dados de temperatura em tempo real. Os dados de tendência armazenados fornecem dados estatísticos e históricos para a temperatura, deformação (ou ambas) experimentadas em todas as zonas Za - Zj. Os dados de tendência de temperatura podem ser armazenados e monitorados pelo pessoal de manutenção. Como tal, os dados de tendência de temperatura permitem que o pessoal de manutenção determine a localização de aumentos progressivos de temperatura ao longo do

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[0033] Deve ser ainda entendido que o interrogador 16a pode gerar a localização de uma variação de temperatura única, variação de deformação, ou ambas. A geração das localizações de aumento progressivo de temperatura permite manutenção preventiva e dirigida antes que ocorra uma falha. Por exemplo, a tendência de temperatura em um poço de roda direita pode ser monitorada para gerar dados de tendência. Os dados de tendência podem mostrar que um pneu dentro da roda direita ultrapassa as temperaturas normais de operação sem atingir o ponto de ajuste de alarme. Em tal caso, um evento de superaquecimento não ocorre; no entanto, os dados de tendência de temperatura informam ao pessoal de manutenção que o pneu pode estar próximo de falhar ou que o pneu pode estar baixo na pressão de ar e que uma ação de manutenção é necessária. Semelhante ao monitoramento de temperatura, os dados de tendência de deformação podem ser armazenados e áreas de deformação aumentada podem ser localizadas. Em uma modalidade não limitativa, a pressão do ar de sangria passando através de um duto de sangria pode transmitir uma deformação na parede do duto de sangria. O nível da deformação e a localização da deformação podem ser detectados pelo interrogador 16a analisando a informação recebida dos sinais ópticos. A informação de deformação pode, então, ser comunicada ao pessoal de solo e usada para investigar a localização da deformação aumentada para determinar qualquer ação de manutenção que deva ser tomada.

[0034] As fibras ópticas 18a, 18b e 18c são configuradas para transmitir e/ou comunicar um sinal óptico. Como será discutido com referência a outras figuras, sensores FBG dispostos ao longo das fibras ópticas 18a, 18b e 18c são usados para determinar a expansão linear das fibras ópticas 18a, 18b e 18c durante a operação da aeronave 12. Como tal, as fibras ópticas 18a, 18b e 18c podem fornecer detecção de temperatura e/ou deformação através de todas as zonas Za-Zj. O transmissor óptico 20a fornece um sinal

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 95/162 / 63 óptico às fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O transmissor óptico 20a é configurado para fornecer um sinal óptico à primeira extremidade 28 a da fibra óptica 18a. Deve ser entendido que um único transmissor óptico 20a pode fornecer o mesmo sinal óptico para cada uma das fibras ópticas 18 a, 18b e 18c.

[0035] O detector 22a é configurado para receber ou sinais de reflexão óptica excitados pelo transmissor ótico 20a ou sinais de transmissão óptica excitados pelo transmissor óptico 20b. Quando o transmissor óptico 20a fornecer o sinal óptico através da primeira extremidade 28a, o sinal óptico viaja através da fibra óptica 18a e é refletido de volta para a primeira extremidade 28a e recebido pelo detector 22a. O detector 22a comunica informação relativa à primeira porção do sinal óptico, a segunda porção do sinal óptico, ou ambas, ao interrogador 16a. Em alguns exemplos não limitativos, a memória legível por computador 24a pode ser usada para armazenar instruções de programa para execução por um ou mais processadores do interrogador 16. Por exemplo, a memória legível por computador 24a pode ser usada por software ou aplicativos executados para armazenar temporariamente informações durante a execução do programa.

[0036] O acoplador 26a divide um sinal óptico recebido do transmissor óptico 20a em sinais ópticos para cada uma das fibras ópticas 18a, 18b e 18c. Nesta modalidade não limitativa, o acoplador 26a inclui uma configuração 2x3 (por exemplo, 2 entradas e 3 saídas). Em outras modalidades não limitativas, o acoplador 26a pode incluir um ou mais acopladores incluindo configurações NxM, em que N e M podem ser qualquer número de entradas e saídas. A primeira extremidade 28a está configurada para comunicar um sinal óptico do interrogador 16a para a fibra óptica 18a e para comunicar um sinal óptico da fibra óptica 18a para o interrogador 16a. A segunda extremidade 30a está configurada para comunicar um sinal óptico da fibra óptica 18a ao interrogador 16b e para comunicar um sinal óptico do

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 96/162 / 63 interrogador 16b para a fibra óptica 18a.

[0037] Diferentes sistemas dentro da aeronave 12 requerem monitoramento de detecção de superaquecimento, e cada sistema pode ser dividido em múltiplas zonas. Por exemplo, um duto de ar de sangria 12 pode incluir múltiplas zonas com uma única fibra óptica se estendendo através de todas as zonas do duto de ar de sangria. Cada sistema pode assim ser dividido em múltiplas zonas e pode incluir um interrogador dedicado e fibra óptica. Deve ser entendido, no entanto, que a aeronave 12 pode ser dividida em zonas de qualquer maneira desejada.

[0038] A primeira extremidade 28a da fibra óptica 18a recebe um sinal óptico do transmissor óptico 20a localizado dentro do interrogador 16a, a fibra óptica 18a transmite o sinal óptico através da fibra óptica 18a para a segunda extremidade 30a e a segunda extremidade 30a transmite o sinal óptico ao detector 22b localizado dentro do interrogador 16b. O interrogador 16b analisa o sinal recebido pelo detector 22a para determinar a temperatura nas zonas Zb-Zd. Cada zona Zb-Zd pode ter um ponto de ajuste de alarme diferente, pois a resistência de temperatura de cada zona pode diferir. Como tal, o interrogador 16b analisa a informação recebida para determinar a temperatura em cada zona. Além de determinar a temperatura nas zonas ZbZd, o interrogador 16b pode analisar a informação recebida da fibra óptica 18a para determinar a deformação experimentada em cada zona Zb-Zd. O interrogador 16b pode, assim, monitorar temperatura, deformação, ou ambas, dentro das zonas Zb-Zd. Embora a fibra óptica 18a é descrita como estando conectada aos interrogadores 16a e 16b, deve ser entendido que a fibra óptica 18a pode ser disposta em uma configuração de terminação única de tal modo que apenas uma da primeira extremidade 28a e da segunda extremidade 30a seja conectada ao interrogador 16a. Por exemplo, na configuração de terminação única, onde a primeira extremidade 28a está conectada ao interrogador 16a, o interrogador 16a pode fornecer um sinal óptico à primeira

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 97/162 / 63 extremidade 28a da fibra óptica 18a e pode interpretar o sinal que é refletido de volta através da primeira extremidade 28a.

[0039] Exemplos adicionais de sistemas de detecção de superaquecimento de fibra óptica podem ser encontrados no Pedido de Patente dos Estados Unidos co-pendente Número de Série 15/600.100, depositado em 19 de maio de 2017, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade. Com referência contínua à FIG. 1, FIGS. 2-3 são diagramas de fluxo ilustrando operações de exemplo para determinar a ocorrência e a localização de um evento de superaquecimento. Para fins de clareza e facilidade de discussão, as operações de exemplo são descritas abaixo dentro do contexto do sistema de detecção de superaquecimento 10. As modalidades não limitativas aqui discutidas podem ser para qualquer sistema de detecção de FBG, independentemente do que está sendo medido (isto é, temperatura, ou de outro modo).

[0040] FIG. 2 é um diagrama de fluxo ilustrando operações de exemplo para fornecer detecção de superaquecimento numa aeronave utilizando sinais ópticos. Na etapa 32, um sinal óptico é fornecido a um ou mais cabos de fibra óptica, tal como fibras ópticas 18a-18c. Por exemplo, o transmissor óptico 20a pode fornecer um sinal óptico à fibra óptica 18a através da primeira extremidade 28. Na etapa 34, um sinal de resposta óptico é recebido pelo detector 22a da fibra óptica 18a. Por exemplo, o detector 22a pode receber o sinal de resposta óptico da fibra óptica 18a, e o detector 22a pode fornecer o sinal de resposta óptico ao interrogador 16a. Na etapa 36, o sinal de resposta óptico é analisado para determinar a temperatura, deformação ou ambas ao longo da fibra óptica 18a. Por exemplo, o interrogador 16a pode analisar o sinal de resposta óptico recebido do detector 22a para determinar a temperatura e/ou a deformação real em várias localizações ao longo da fibra óptica 18a. O interrogador 16a pode usar qualquer método adequado para analisar a resposta óptica, tal como os

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 98/162 / 63 métodos discutidos abaixo. Deve ser entendido que a fibra óptica 18a pode detectar uma temperatura em qualquer localização ao longo da fibra óptica 18a e o sinal óptico pode ser interrogado para determinar a localização precisa na qual a mudança de temperatura ocorre. Como tal, os dados de temperatura analisados pelo interrogador 16a podem incluir informação para determinar uma temperatura numa única localização dentro de uma zona, uma temperatura em múltiplas localizações em toda uma zona, um perfil de temperatura para uma zona ou qualquer outra informação de temperatura para a zona. Na etapa 38, os dados de temperatura e/ou dados de deformação gerados na etapa 36 são comparados com um limiar. Quando os dados de temperatura e/ou dados de deformação indicam que a temperatura e/ou deformação estão abaixo do nível de limiar, a operação retorna à etapa 32. Quando os dados de temperatura e/ou dados de deformação indicam que a temperatura e/ou a deformação estão acima do nível de limiar, a operação prossegue para a etapa 40 e a existência da condição de superaquecimento é indicada e comunicada à cabine do piloto e/ou o pessoal do solo.

[0041] FIG. 3 é um diagrama de fluxo ilustrando operações de exemplo usando sinais ópticos para fornecer monitoramento de saúde para uma aeronave. Na etapa 42, um sinal óptico é fornecido a um ou mais cabos de fibra óptica, tal como fibras ópticas 18a-18c. Na etapa 44, um sinal de resposta óptico é recebido da fibra óptica 18a. Na etapa 46, o sinal de resposta óptico é analisado para determinar a temperatura, deformação ou ambas experimentadas ao longo da fibra óptica 18a. Na etapa 48, os dados de temperatura, dados de deformação ou ambos são armazenados em uma memória. Por exemplo, os dados de temperatura podem ser armazenados na memória 24a do interrogador 16a. Na etapa 50, tendências são desenvolvidas para os dados de temperatura armazenados e/ou dados de deformação e as tendências são monitoradas quanto a quaisquer padrões indicando que uma ação de manutenção é necessária.

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 99/162 / 63 [0042] Utilizando a fibra óptica 18a para determinar a existência de um evento de superaquecimento, os sensores de sal eutético da técnica anterior e, portanto, as conexões elétricas associadas aos sensores de sal eutético, podem ser eliminados da aeronave 12. Os sensores de sal eutético da técnica anterior detectam se um evento de superaquecimento está ou não está ocorrendo e, como tal, fornece uma resposta binária. Ao contrário dos sensores eutéticos da técnica anterior, a fibra óptica 18a detecta quaisquer mudanças na temperatura e na localização da mudança de temperatura, e não meramente se um ponto de ajuste de temperatura foi ultrapassado. Como tal, o interrogador 16a pode recolher dados de tendência para cada zona que a fibra óptica 18a se estende quando os dados são continuamente recolhidos pelo interrogador 16a. Os dados de tendência de temperatura fornecem informações ao pessoal de manutenção sobre a saúde global de cada zona ZaZj. O fornecimento dos dados de tendência permite que manutenção seja realizada em localizações específicas relevantes e somente quando necessário, desse modo diminuindo o tempo de inatividade da aeronave 12. Além de fornecer dados de tendência de temperatura, a fibra óptica 18a é capaz de detectar deformação dentro de cada zona Za-Zj, ao contrário dos sensores de sal eutéticos da técnica anterior, que são sensíveis apenas à temperatura. A utilização de fibra óptica 18a fornece, assim, informações estruturais adicionais para o pessoal de manutenção.

[0043] O monitoramento da tendência de temperatura, tendência de deformação ou ambas dentro das zonas Za-Zj fornece informações sobre a saúde global da zona sendo monitorada e do sistema dentro do qual a zona está localizada. Os dados de tendência podem ser usados para facilitar a manutenção preventiva. Além disso, o monitoramento dos dados de tendência permite que ações de manutenção sejam agendadas em um horário e uma localização convenientes, em vez de esperar até que ocorra uma falha real, o que pode levar a atrasos de partida de portão, vôos cancelados ou ação da

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 100/162 / 63 tripulação em voo. Além disso, o monitoramento da temperatura real nas zonas Za-Zj permite que o sistema de detecção de superaquecimento 10 forneça monitoramento de incêndio, além da detecção de superaquecimento. Um aumento repentino dramático na temperatura pode indicar a existência de um incêndio em vez de um evento de superaquecimento. Por exemplo, um incêndio em um poço de roda causaria um aumento repentino dramático na temperatura do poço de roda e esse aumento repentino dramático seria detectado pela porção do cabo de fibra óptica passando pela zona que inclui o poço de roda. O interrogador 16a pode analisar os dados fornecidos da zona que inclui o poço de roda para determinar a existência do evento de incêndio e para comunicar a existência do evento de incêndio à cabine do piloto, a um sistema de supressão de incêndio ou a qualquer outro sistema ou pessoal apropriado.

[0044] Uma variedade de cabos de fibra óptica e princípios de operação pode ser usada para determinar a existência de um evento de superaquecimento. Por exemplo, o sistema de detecção de superaquecimento 10 pode utilizar um único cabo de fibra óptica, cabos de fibra óptica duplos e cabos de fibra óptica incluindo FBGs. Além disso, os cabos de fibra óptica podem ser dispostos em uma configuração de circuito único, uma configuração de circuito duplo ou qualquer outra configuração adequada. Um sinal óptico é inicialmente fornecido à fibra óptica 18a e quando o sinal óptico viaja através da fibra óptica 18a a maioria do sinal óptico viaja da primeira extremidade 28a para a segunda extremidade 30a, mas uma fração do sinal óptico é retroespalhada em direção à primeira extremidade 28a. Os interrogadores 16a e 16b podem analisar a porção do sinal óptico recebido através da segunda extremidade 30, a porção do sinal óptico retroespalhada através da primeira extremidade 28a, ou uma combinação de ambos para determinar informações de temperatura e/ou deformação. Como tal, deve ser ainda entendido que a fibra óptica 18a pode ser disposta numa configuração

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 101/162 / 63 de extremidade única, em que uma da primeira extremidade 28a ou da segunda extremidade 30a está conectada a um do interrogador 16a ou do interrogador 16b. Numa configuração de extremidade única, o interrogador 16a pode fornecer o sinal óptico através de uma extremidade da fibra óptica 18a e pode interpretar a porção do sinal óptico retroespalhado através da extremidade da fibra óptica 18a conectada ao interrogador 16b.

[0045] Quando a fibra óptica 18a inclui FBGs, o interrogador 16a pode analisar o sinal óptico usando uma variedade de princípios, incluindo Multiplexação por Divisão de Onda (WDM), Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM) e/ou uma combinação de WDM e TDM (WDM/TDM), entre outros. Uma FBG é um refletor distribuído dentro do cabo de fibra óptica que é configurado para refletir um comprimento de onda de luz particular e permite que todos os outros comprimentos de onda atravessem. Como tal, as FBGs funcionam como refletores específicos de comprimento de onda. O comprimento de onda específico refletido por uma FBG específica é o comprimento de onda de Bragg. No sistema de detecção de superaquecimento 10, a fibra óptica 18a inclui várias FBGs dentro da fibra óptica 18a. Diferentes FBGs podem ser dispostas dentro de diferentes zonas da aeronave. Como tal, o comprimento de onda de Bragg associado a cada zona difere do comprimento de onda de Bragg associado às outras zonas. Como o interrogador 16a pode identificar qual comprimento de onda de Bragg está associado a qual zona, o interrogador 16a pode determinar a distância para cada FBG com base no tempo levado para que o comprimento de onda de Bragg viaje da primeira extremidade 28a para a FBG e de volta para a primeira extremidade 28a. O comprimento de onda de Bragg é sensível tanto a deformação quanto a temperatura. Mudanças em deformação e temperatura resultam num desvio no comprimento de onda de Bragg, que pode ser detectado pelo interrogador 16a e usado para determinar a mudança na deformação e/ou na temperatura.

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 102/162 / 63 [0046] Em WDM, o interrogador 16a fornece um sinal óptico para a primeira extremidade 28a da fibra óptica 18a com o transmissor óptico 20a. O transmissor óptico 20a pode ser um laser sintonizável de comprimento de onda varrido. O comprimento de onda do transmissor óptico 20a é varrido através de uma faixa pré-definida. O comprimento de onda do sinal óptico sendo transmitido em qualquer dado momento no tempo é conhecido. Os comprimentos de onda de Bragg são recebidos na primeira extremidade 28a da fibra óptica 18a pelo detector 22a e o interrogador 16a correlaciona ou mapeia mudanças nos comprimentos de onda de Bragg em intensidade em função do tempo. Um desvio no comprimento de onda de Bragg indica uma mudança na temperatura e/ou deformação e o rastreamento das mudanças no comprimento de onda de Bragg permite ao interrogador 16a determinar a temperatura em cada FBG dentro de cada zona Z₁-Z_n.

[0047] Em TDM, o transmissor óptico 20a é uma fonte de luz de laser de banda larga, de modo que múltiplos comprimentos de onda sejam transmitidos através da fibra óptica 18a. Cada FBG é configurada para refletir um comprimento de onda de Bragg particular. O interrogador 16a monitora o tempo necessário para que cada comprimento de onda de Bragg retorne à primeira extremidade 28a. O tempo necessário para que cada comprimento de onda de Bragg retorne à primeira extremidade 28a indica a localização de cada FBG na fibra óptica 18a. Tendo estabelecido a localização de cada FBG na fibra óptica 18a, o transmissor óptico 20a fornece pulsos através da fibra óptica 18a. O comprimento de onda de cada pulso pode ser determinado quando o pulso refletido chega ao interrogador 16a. Mudanças no comprimento de onda são detectadas e convertidas em intensidade versus tempo, desse modo permitindo ao interrogador 16a determinar a temperatura na localização de cada FBG na fibra óptica 18a.

[0048] Em WDM/TDM, o interrogador 16a fornece sinais ópticos através da fibra óptica 18a utilizando tanto um laser de comprimento de onda

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 103/162 / 63 varrido sintonizável quanto uma fonte de luz laser de banda larga. Semelhante a ambos WDM e TDM, em WDM/TDM os comprimentos de onda refletidos de Bragg refletidos são monitorados quanto a quaisquer mudanças nos comprimentos de onda. As mudanças nos comprimentos de onda são convertidas em intensidade versus tempo, desse modo permitindo ao interrogador 16a determinar a temperatura na localização de cada FBG. WDM/TDM reduz a perda de qualquer sinal na FBG e o comprimento de onda total que deve ser varrido para interrogar o comprimento de onda de Bragg é similarmente reduzido. Mudanças de temperatura fazem com que o comprimento de onda de Bragg desloque e o deslocamento no comprimento de onda de Bragg é analisado pelo interrogador 16a para determinar o deslocamento de temperatura e, desse modo, se ocorreu um evento de superaquecimento. Além disso, a localização do evento de superaquecimento é detectada pelo interrogador 16a com base no deslocamento num comprimento de onda de Bragg particular, quando a localização de uma FBG associada a um comprimento de onda de Bragg é conhecida.

[0049] Em algumas modalidade não limitativas, o interrogador 16a pode analisar o sinal óptico utilizando qualquer método adequado, incluindo Refletometria de Domínio de Tempo Óptico (OTDR), COFDR, Análise de Domínio de Frequência Óptica de Brillouin (BOFDA), Análise de Domínio de Tempo Óptico de Brillouin (BOTDA), Refletometria de Domínio de Frequência Óprica Incoerente (IOFDR) utilizando uma Metodologia de Frequência Varrida e IOFDR utilizando uma Metodologia de Frequência de Etapa. Exemplos de tais métodos podem ser encontrados no Pedido de Patente dos Estados Unidos copendente N.° de Série 15/600.100, depositado em 19 de maio de 2017, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

[0050] Os sensores e sistemas de detecção de superaquecimento existentes são baseados em uma tecnologia que usa sais eutéticos como um comutador de temperatura para indicar quando ocorre um vazamento no

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 104/162 / 63 sistema, por exemplo, um sistema de ar de sangria. A tecnologia de sensor de sal eutético, no entanto, está atingindo as limitações de sua capacidade em relação à capacidade de fabricação, precisão de detecção de superaquecimento, localização de superaquecimento e localização de falha. Adicionalmente, mudanças rápidas foram vistas nos requisitos da indústria de sistemas de detecção de superaquecimento, por exemplo, indústria de aeronaves, que, devido à tolerância reduzida de compósitos a temperatura ambiente elevada, exigem detecção rápida de eventos de superaquecimento relativamente pequenos. O resultado líquido é uma necessidade de procurar uma solução técnica alternativa para tratar desta necessidade.

[0051 ] Um candidato para o sistema de detecção de superaquecimento de próxima geração é baseado na detecção de temperatura distribuída mencionada acima usando FBGs. Uma FBG é um sensor óptico consistindo em um índice periódico de mudanças de refração dentro do núcleo de uma fibra óptica de modo único. A FBG age como um espelho seletivo de comprimento de onda, refletindo apenas em uma banda de comprimento de onda estreita a qual varia com deformação e/ou temperatura experimentada pela fibra óptica. Medições são, então, feitas determinando a quantidade de deslocamento do comprimento de onda central do sinal refletido.

[0052] Como discutido acima, um interrogador conectado à fibra óptica com FBGs usará ou um laser de comprimento de onda varrido ou uma fonte de banda larga com um analisador de espectro para gerar um sinal representando um espectro retornado da matriz de detecção de FBGs. Para uma FBG única, o espectro de retorno é um retorno estreito de formato Gaussiano, cujo comprimento de onda central é dependente de temperatura e deformação da localização na fibra óptica onde a FBG única está localizada. Uma vantagem significativa de um sistema envolvendo FBGs é que há duas opções para multiplexar grandes matrizes de sensores em um único interrogador: multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM); e

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 105/162 / 63 multiplexação por divisão de tempo (TDM).

[0053] Para um sistema WDM, as FBGs podem ser fabricadas em zonas de comprimento de onda bem definido, onde cada zona é independente. O espectro de retorno para um sistema tipo WDM tem retornos Gaussianos característicos espaçados através do espectro, cada retorno representando uma única FBG. Um limite ou restrição de tal sistema é a quantidade de espectro que pode ser interrogado e a quantidade de movimento espectral esperado durante a medição para cada FBG. Em algumas modalidades não limitativas, os sistemas podem varrer um laser através de 40 nm com 16 zonas definidas, cada uma das quais pode monitorar um sensor através de uma faixa de temperatura de 200°C. O movimento relativo do centro de comprimento de onda para uma FBG em relação à temperatura está tipicamente em torno de 10pm/°C.

[0054] Para um sistema TDM, a fonte de sinal é pulsada com pulsos muito curtos. O conceito é para diferenciar FBGs únicas em uma única fibra óptica pelo tempo que leva para o sinal óptico refletido retornar de cada FBG. Os valores de tempo representativos são de cerca de 1 nanossegundo a 10 centímetros de comprimento de fibra óptica. Assim, para medir sensores FBG espaçados de 0,5 metro em uma fibra óptica, o pulso de sinal óptico não deve ser maior que 5 nanossegundos de largura. Para assegurar que o sinal de retorno óptico refletido represente apenas um sensor de FBG em um dado tempo, um pulso em torno de metade da largura de 5 nanossegundos seria benéfico, tal como, por exemplo, uma relação de 0,5 nanossegundo por 10 centímetros de comprimento de fibra. Para uma aplicação de superaquecimento, a interrogação de dois lados pode ser usada para monitorar até múltiplos canais independentes, cada um com um número de zonas separadas em comprimento de onda e incluindo uma zona de comprimento de onda específico que usará TDM para fornecer medições de temperatura quase distribuídas. A representação deste conceito é representada nas FIGS. 4A e

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 106/162 / 63

4B.

Método para Isolar Canais Individuais em um Sistema de Detecção de Evento de Fibra Óptica de Múltiplos Canais (Figuras 4A - 6) [0055] As porções seguintes da divulgação se referem a e discutem um método para isolar canais individuais num sistema de detecção de evento de fibra óptica de múltiplos canais.

[0056] A FIG. 4A é um diagrama de blocos simplificado da primeira

LRU 52a (unidade substituível em linha), segunda LRU 52b e terceira LRU 52c e mostra o primeiro interrogador 16a, segundo interrogador 16b e primeira, segunda e terceira LRUs 52a, 52b e 52c, respectivamente, incluindo : fibras ópticas 18a₁, 18a₂, e 18a₃; primeiros conectores 54a, 54b e 54c; segundos conectores 56a, 56b e 56c; sensores de FBG de superaquecimento 58a, 58b e 58c; sensores de FBG de temperatura 60a, 60b e 60c; e quebras 62a, 62b e 62c em fibras ópticas 18a, 18b e 18c). A primeira, segunda e terceira LRUs 52a, 52b e 52c e os componentes das mesmas são substancialmente semelhantes e, para fins de clareza e facilidade de discussão, a primeira LRU 52a será discutida em mais detalhes. Na modalidade não limitativa mostrada na FIG. 4A, as quebras 62a, 62b e 62c são mostradas como estando presentes na primeira LRU 52a, na segunda LRU 52b e na terceira LRU 52c. No entanto, as quebras 62a, 62b e 62c são tipicamente não incluídas na primeira LRU 52a, segunda LRU 52b e terceira LRU 52c, mas em vez disso deve ser entendido que as quebras 62a, 62b e 62c representam condições físicas potenciais da primeira LRU 52a, segunda LRU 52b e terceira LRU 52c que podem se formar e/ou estar presentes.

[0057] A primeira LRU 52a é uma unidade substituível em linha discreta que é parte do sistema de detecção de superaquecimento 10 (mostrado na FIG. 1). A primeira LRU 52a inclui primeiro conector 54a, segundo conector 56a e a fibra óptica 18a1. O primeiro conector 54a e o segundo conector 56a são dispositivos de ligação. Os sensores de FBG de

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 107/162 / 63 superaquecimento 58a são sensores ópticos de grade de Bragg (“FBG”) configurados para detectar uma condição de superaquecimento da fibra óptica 18a₁. Nesta modalidade não limitativa, três sensores de FBG de superaquecimento 58a são mostrados posicionados entre sensores de FBG de temperatura consecutivos 60a. Em outras modalidades, podem existir mais ou menos de três sensores de FBG de superaquecimento consecutivos 58a posicionados entre sensores de FBG de temperatura consecutivos 60a, tal como, por exemplo, vinte sensores de FBG de superaquecimento 58a.

[0058] Os sensores de FBG de temperatura 60a são sensores ópticos de FBG configurados para detectar uma temperatura da fibra óptica 18a₁. Em outras modalidades não limitativas, quantidades de sensores de FBG de superaquecimento 58a e sensores de FBG de temperatura 60a incluídas na primeira LRU 52a podem ser maiores ou menores que as quantidades mostradas na FIG. 4A e 4B. Nesta modalidade não limitativa, distâncias aproximadamente uniformes são mostradas entre FBG do mesmo tipo adjacentes ao longo da fibra óptica 18a1, no entanto, podem também ser incorporadas distâncias não uniformes. A quebra 62a é uma quebra ou porção danificada na fibra óptica 18a1. Nesta modalidade não limitativa, a quebra 62a representa um estado físico potencial de uma porção da fibra óptica 18a1. Por exemplo, o estado típico de operação da fibra óptica 18a1 não inclui a quebra 62a (e do mesmo modo para as fibras ópticas 18a₂ e 18a₃).

[0059] A primeira LRU 52a está fixada e conectada ao primeiro e ao segundo interrogadores 16a e 16b através do primeiro e do segundo conectores 54a e 56a. O primeiro conector 54a está montado numa extremidade da fibra óptica 18a1 e está conectado ao primeiro interrogador 16a. O segundo conector 56a está montado na extremidade oposta da fibra óptica 18a1 do primeiro conector 54a e está conectado ao segundo interrogador 16b. Os sensores de FBG de superaquecimento 58a e os sensores de FBG de temperatura 60a estão dispostos em e ao longo de porções da fibra

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 108/162 / 63 óptica 18ai. A quebra 62a pode ser disposta numa porção da fibra óptica 18ai. [0060] Nesta modalidade não limitativa, o primeiro interrogador 16a funciona como o interrogador primário, ou mestre, com o segundo interrogador 16b funcionando como o interrogador secundário, ou escravo. Por exemplo, o segundo interrogador 16b tipicamente ocupará um estado pronto, mas não interrogará ativamente a fibra óptica 18a₁ a menos que seja necessário fazê-lo para testes do sistema ou no caso de uma das FBGs quebrar e todo o comprimento da fibra óptica 18a1 não puder mais ser interrogado de um lado. Em um evento de quebra (por exemplo, formação da quebra 62a), o segundo interrogador 16b é ativado para inspecionar a fibra óptica quebrada 18a1 do lado oposto da quebra 62a como do primeiro interrogador 16a.

[0061] A primeira LRU 52a fornece um segmento substituível de fibra óptica para ser usado no sistema de detecção de superaquecimento 10. O primeiro conector 54a fixa e conecta a fibra óptica 18a₁ ao primeiro interrogador 16a. O segundo conector 56a fixa e conecta a fibra óptica 18a1 ao segundo interrogador 16b. Os sensores de FBG de superaquecimento 58a refletem uma faixa específica de comprimento de onda de luz a fim de detectar se uma condição de superaquecimento está presente nas localizações de cada um dos sensores de FBG de superaquecimento 58a ao longo da fibra óptica 18a1. Os sensores de FBG de temperatura 60a refletem uma faixa especifica de comprimento de onda de luz a fim de detectar uma temperatura atual das localizações de cada um dos sensores de FBG de superaquecimento 58a ao longo da fibra óptica 18a1. A quebra 62a é o resultado de, por exemplo, trauma físico, fadiga ou outro dano experimentado pela fibra óptica 18a1 e tem o efeito de corromper ou bloquear um sinal óptico enviado através da fibra óptica 18a1.

[0062] A incorporação de várias e separadas LRUs no sistema de detecção de superaquecimento 10 permite detectar e sentir através de várias regiões da aeronave 12. A separação da fibra óptica em LRUs separadas

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 109/162 / 63 também permite facilidade de substituição de LRUs individuais em comparação com a possível necessidade de remover a totalidade de uma fibra óptica em um sistema de detecção de superaquecimento que utiliza uma única fibra óptica para todas as zonas da aeronave 12. Adicionalmente, a configuração de interrogador duplo representada na FIG. 4A permite que a fibra óptica 18a1 seja provada opticamente a partir de ambas as extremidades da fibra óptica 18a1. Esta capacidade e funcionalidade são benéficas porque se a fibra óptica 18a1 ficar danificada e sustentar, por exemplo, a quebra 62a, sinais ópticos podem ser enviados de cada lado da quebra 62a. Consequentemente, as técnicas desta divulgação podem permitir ao sistema de detecção de superaquecimento 10 reunir dados das FBGs localizadas em ambos os lados da quebra 62a, em vez de um único lado como numa configuração incorporando apenas um único interrogador numa extremidade da fibra óptica.

[0063] FIG. 4B é um diagrama de blocos simplificado da LRU 52L esquerda e da LRU 52R direita e mostra o primeiro interrogador 16a, o segundo interrogador 16b, a LRU 52L esquerda (incluindo fibra óptica 18L, primeiro conector 54L, segundo conector 56L, sensores de FBG de superaquecimento 58L e sensores de FBG de temperatura 60L) e LRU 52R direita (incluindo fibra óptica 18R, primeiro conector 54R, segundo conector 56R, sensores de FBG de superaquecimento 58R e sensores de FBG de temperatura 60R e quebra 62 na fibra óptica 18R). LRU 52L esquerda e LRU 52R direita são substancialmente similares à primeira LRU 52a da FIG. 4A. Na FIG. 4B, a LRU 52L esquerda e a LRU 52R direita são conectadas entre si em uma disposição de extremidade a extremidade. O segundo conector esquerdo 56L da LRU 52L esquerda está conectado ao primeiro conector 54R direito da LRU 52R direita. Nesta modalidade não limitativa, duas LRUs consecutivas são mostradas conectadas em série. Em outras modalidades não limitativas, mais de duas LRUs podem ser conectadas consecutivamente e em

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 110/162 / 63 série para formar uma cadeia de múltiplas LRUs que podem se estender por várias ou todas as zonas da aeronave 12.

[0064] FIG. 5A é um diagrama de blocos do interrogador 16a e mostra o interrogador 16a (com transmissor óptico 20a, detector 22a, acopladores 26 (incluindo acoplador de primeiro nível 64, acopladores de segundo nível 66a e 66b e acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c), detectores 70a, 70b e 70c, e comutadores ópticos 72a, 72b e 72c) e primeira, segunda e terceira fibras ópticas 18a, 18b e 18c (com respectivos primeiros conectores 54a, 54b e 54c).

[0065] Os interrogadores 16a e 16b (mostrados nas FIGS. 4A e 4B) são substancialmente semelhantes e, para facilidade de discussão, o interrogador 16a com transmissor óptico 20a, detector 22a e memória legível por computador 24a serão discutidos em mais detalhes com referência à FIG. 5A. O acoplador de primeiro nível 64, os acopladores de segundo nível 66a e 66b e os acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c são dispositivos ópticos com uma ou mais entradas ópticas e uma ou mais saídas ópticas e que são capazes de dividir um sinal óptico em múltiplos canais. Os detectores 70a, 70b e 70c são receptores configurados para receber um sinal óptico. Os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c são dispositivos em linha que são configurados para bloquear seletivamente sinais ópticos.

[0066] O controlador 14 (mostrado na FIG. 1) está operativamente conectado ao interrogador 16a, de modo que o transmissor óptico 22a e os comutadores 72a, 72b e 72c recebam sinais do controlador 14 e os detectores 22a, 70a, 70b e 70c enviam sinais para o controlador 14. O acoplador de primeiro nível 64 está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao transmissor óptico 20a, ao detector 22a e aos acopladores de segundo nível 66a e 66b. O acoplador de segundo nível 66a está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de primeiro nível 64 e aos acopladores de terceiro nível 68a e 68b. O acoplador

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 111/162 / 63 de segundo nível 66b está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de primeiro nível 64 e ao acoplador de terceiro nível 68c. O acoplador de terceiro nível 68a está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de segundo nível 66a, ao detector 70a e ao comutador óptico 72a. O acoplador de terceiro nível 68b está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de segundo nível 66a, ao detector 70b e ao comutador óptico 72b. O acoplador de terceiro nível 68c está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de segundo nível 66b, ao detector 70c e ao comutador óptico 72c.

[0067] O detector 70a está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68a. O detector 70b está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68b. O detector 70c está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68c. O comutador óptico 72a está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68a e ao primeiro conector 54a. O comutador óptico 72b está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68b e ao primeiro conector 54b. O comutador óptico 72c está disposto no primeiro interrogador 16a e está conectado opticamente ao acoplador de terceiro nível 68c e ao primeiro conector 54c. Nesta modalidade não limitativa, os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c estão dispostos a jusante dos acopladores 26 (com uma direção a jusante fluindo do transmissor óptico 20a numa direção da esquerda para a direita, como mostrado na FIG. 5A). Nesta modalidade não limitativa, os comutadores ópticos 72a, 72b e/ou 72c para isolamento de canal são necessários para uma configuração de interrogação de extremidade dupla especificamente.

[0068] Nesta modalidade não limitativa, o detector 22a é usado para

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 112/162 / 63 uma porção TDM do sistema de detecção de superaquecimento 10. O acoplador de primeiro nível 64, os acopladores de segundo nível 66a e 66b e os acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c dividem sinais ópticos originados no transmissor óptico 20a e distribuem os sinais ópticos divididos para as fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O acoplador 64 de primeira camada, os acopladores de segundo nível 66a e 66b e os acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c também são configurados para receber múltiplos sinais de retorno das fibras ópticas 18a, 18b e 18c e fundir os sinais de retorno em um único canal conectado a detector 22a.

[0069] Os detectores 70a, 70b e 70c detectam sinais ópticos recebidos de fibras ópticas individuais 18a, 18b e 18c. Nesta modalidade não limitativa, os detectores 70a, 70b e 70c são usados para um modo WDM para cada uma das fibras ópticas 18a, 18b e 18c. Os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c bloqueiam seletivamente sinais ópticos de passarem através dos comutadores ópticos 72a, 72b e 72c. Os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c são controlados para desligar cada canal independentemente no primeiro interrogador 16a (e igualmente no segundo interrogador 16b com componentes semelhantes ou idênticos).

[0070] Em uma configuração de interrogador duplo (como mostrado nas FIGS. 4A e 4B) com ambos os interrogadores escaneando ao mesmo tempo, a operação simultânea de ambos os interrogadores pode resultar em dificuldade em medir os sinais refletidos da cadeia de FBG devido aos múltiplos sinais se cruzando em cada canal (ou fibra óptica) respectivo. Se uma das fibras ópticas 18a, 18b ou 18c sustentar uma quebra, o segundo interrogador 16b pode ser ativado devido à quebra na fibra óptica impedir o sinal óptico de atingir a extremidade mais afastada da fibra óptica. No entanto, os canais, ou as fibras ópticas, que não estão quebrados terão o problema de ver o sinal óptico do segundo interrogador, pois não há nada interrompendo o cruzamento do segundo sinal óptico. Como tal, o isolamento

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 113/162 / 63 adicional dos canais é preferível para permitir a interrogação de extremidade dupla para estes tipos de sistemas.

[0071] Os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c podem ser controlados para desligar cada canal (por exemplo, fibras ópticas 18a, 18b e 18c) independentemente e em cada um do primeiro e do segundo interrogadores 16a e 16b. Uma tal configuração do primeiro interrogador 16a com comutadores ópticos 72a, 72b e 72c permite o uso de um único laser (por exemplo, transmissor óptico 20a), embora também fornecendo independência de canal entre cada uma das fibras ópticas 18a, 18b e 18c. Os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c são controlados independentemente para permitir isolamento de canal conforme necessário. Numa modalidade não limitativa, se o primeiro interrogador 16a detectar que uma fibra óptica está aberta (por exemplo, danificada ou de outro modo não transmitindo um sinal), o segundo interrogador 16b despertará de um modo de espera em resposta a uma comunicação do primeiro interrogador 16a. Apenas a fibra óptica aberta será interrogada (isto é, iluminada pelo transmissor óptico 20b no segundo interrogador 16b), enquanto sinais através das fibras ópticas restantes serão controlados (isto é, bloqueados) pelos comutadores ópticos 72a, 72b e/ou 72c. [0072] FIG. 5B é um diagrama de blocos do primeiro interrogador

16a com comutadores ópticos 72a, 72b e 72c posicionados a montante dos acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c. FIG. 5B mostra o interrogador 16a (com transmissor óptico 20a, detector 22a, acopladores 26 (incluindo acoplador de primeiro nível 64, acopladores de segundo nível 66a e 66b e acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c), detectores 70a, 70b e 70c, e comutadores ópticos 72a, 72b e 72c) e primeira, segunda e terceira fibras ópticas 18a, 18b e 18c (com respectivos primeiros conectores 54a, 54b e 54c). Na FIG. 5B, os comutadores ópticos 72a, 72b e 72c estão dispostos entre os acopladores de segundo nível 66a e 66b e acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c. Esta configuração é diferente da configuração na FIG. 5A, que

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 114/162 / 63 inclui acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68c dispostos entre acopladores de segundo nível 66a e 66b e comutadores ópticos 72a, 72b e 72c.

[0073] A configuração alternativa mostrada na FIG. 5B, (isto é, tendo comutadores ópticos 72a, 72b e 72c localizados a montante dos acopladores de terceiro nível 68a, 68b e 68), permite que os detectores individuais 70a, 70b e 70c sejam usados como monitores para os sinais ópticos transmitidos pelo interrogador oposto, que nesta modalidade não limitativa é o segundo interrogador (por exemplo, como mostrado nas FIGS. 4A e 4B).

[0074] FIG. 6 é um diagrama de blocos do primeiro interrogador com comutador óptico 72 configurado como um comutador óptico 1xN. FIG. 6 mostra o interrogador 16a (com transmissor óptico 20a, detector 22a, acoplador 26 e comutadores ópticos 72) e primeira, segunda e terceira fibras ópticas 18a, 18b e 18c (com respectivos primeiros conectores 54a, 54b e 54c). Nesta modalidade não limitativa, o comutador óptico 72 inclui um comutador óptico 1x3. Em outras modalidades não limitativas, o comutador óptico 72 pode incluir um comutador óptico 1xN, em que N pode ser igual a mais ou menos de 3 canais de saída. O comutador óptico 72, como mostrado na FIG. 6, proporciona uma configuração alternativa daquelas mostradas nas FIGS. 5A e 5B que permite que apenas um canal seja transmitido e recebido num dado tempo (por exemplo, uma das fibras ópticas 18a, 18,b ou 18c para receber um sinal de cada vez).

[0075] O controlador 14 (mostrado na FIG. 1) está operativamente conectado ao interrogador 16a de modo que o transmissor óptico 22a e o comutador 72 recebam sinais do controlador 14 e o detector 22a envie sinais para o controlador 14. Com a comunicação entre o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b, o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b (cada um com respectivos comutadores ópticos 1xN) podem tanto ciclar através dos canais sem jamais transmitir simultaneamente no mesmo canal ao mesmo tempo, desse modo resultando num tempo de atualização global mais

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 115/162 / 63 lento, mas exigindo menos componentes e fornecendo uma eficiência de energia significativamente melhor [0076] Numa modalidade não limitativa, a fim de escanear (isto é, refletir a luz) as FBGs de temperatura individual 60 (mostradas nas FIG. 4A e 4B) pode ser utilizada luz laser pulsada. A duração do pulso é curta o suficiente para que o detector 22a veja apenas respostas de sinal de retorno de um FBG de cada vez. Tipicamente, isto significa que a duração do pulso é menor que metade do tempo necessário para percorrer o percurso de ida e volta (isto é, do primeiro interrogador 16a para um FBG particular e de volta ao primeiro interrogador 16a) até a próxima FBG em linha versus o sensor de corrente em linha. Numa modalidade não limitativa, um tempo de ida e volta até um sensor de FBG pode equivaler a 1 nanossegundo por 10 centímetros de comprimento de fibra óptica. Por exemplo, para uma distância de separação de 0,5 metro, o tempo equivale a 5 nanossegundos, indicando que a duração do pulso do sinal óptico deve ser de metade daquela duração de tempo (por exemplo, 5 nanossegundos) ou menos. Os sinais de resposta de retorno são mais facilmente identificáveis quando os sinais de resposta caem até zero entre os retornos de sensor.

[0077] Se a separação entre sensores e a temporização de pulso forem corretamente identificadas, uma abordagem típica seria amostrar o sinal de retorno do detector 22a usando um conversor analógico para digital e medir a temporização que a taxa de amostragem corresponde ao tempo de ida e volta entre sensores de FBG. Por exemplo, para uma distância de separação de 0,5 metro equivalendo a um tempo de ida e volta de 5 nanossegundos, uma taxa de amostra de exemplo seria de 200 megahertz. Essa taxa de amostragem forneceria um valor de amostra para cada sensor de FBG. Uma parte importante da amostragem é que a temporização é tal que o centro da amostragem coincide com o tempo no qual o pulso é centralizado no sensor. Se a temporização estiver desligada, o sinal de resposta pode ser amostrado

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 116/162 / 63 durante a borda de subida ou borda de descida do pulso, ou pior ainda, naquele tempo em que não há retorno entre pulsos.

[0078] Para a maioria dos sistemas, este é um problema trivial, pois a temporização pode ser definida pela distância até o início do primeiro sensor de FBG e, então, repetida com sensores equidistantes. Na maioria dos casos, a temporização para o primeiro sensor de FBG também pode ser definida em uma tabela de calibração no software de um interrogador. Para um sistema de superaquecimento de fibra óptica não limitativo, tal como o sistema de detecção de superaquecimento 10, um primeiro critério de projeto evita a atualização de quaisquer tabelas de calibração após o sistema de detecção de superaquecimento 10 ser instalado. Nesta modalidade não limitativa, um segundo critério de projeto é que o sistema de detecção de superaquecimento 10 pode requerer entre seis e dez seções de LRU, cada uma conectada em série aos próximos conectores de uso (por exemplo, primeiro e segundo conectores 54 e 56). Dado que a calibração da temporização entre sensores pode ser proibida após o sistema de detecção de superaquecimento 10 ser instalado na aeronave 12, algumas opções estão disponíveis.

Marcadores de Temporização para Sistemas de Detecção de Fibra (FIGS. 7 a 8) [0079] As próximas porções da divulgação se referem a e discutem marcadores de temporização para sistema de detecção de fibra.

[0080] FIG. 7 é um diagrama de blocos simplificado da LRU 52 e mostra o primeiro interrogador 16a, o segundo interrogador 16b e a primeira LRU 52 (incluindo fibras ópticas 18a, o primeiro conector 54, o segundo conector 56, sensores de FBG de superaquecimento 58, sensores de FBG de temperatura 60 e sensores de FBG de temporização 74). A LRU 52 mostrada na FIG. 7 é substancialmente semelhante à primeira LRU 52a mostrada na FIG. 4A e, assim, as discussões dos componentes da primeira LRU 52a da FIG. 4A também se aplicam à LRU 52 mostrada na FIG. 7 A LRU 52 inclui

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 117/162 / 63 adicionalmente sensores de FBG de temporização 74. Os sensores de FBG de temporização 74 são sensores ópticos de grade de Bragg de fibra configurados para refletir um sinal óptico.

[0081] Os sensores de FBG de temporização 74 estão dispostos em e ao longo de porções de fibra óptica 18a₁. Nesta modalidade não limitativa, um sensor de FBG de temporização 74 está disposto entre o primeiro conector 54a e um sensor de FBG de temperatura 60 que está mais próximo do primeiro conector 54a. Também nesta modalidade não limitativa, outro sensor de FBG de temporização 74 está disposto entre o segundo conector 56a e um sensor de FBG de temperatura 60 que está mais próximo do segundo conector 56a. Em outras modalidades não limitativas, podem existir mais ou menos de dois sensores de FBG de temperatura 60 dispostos ao longo da LRU 52. Nesta modalidade não limitativa, os sensores de FBG de temporização 74 são necessários para sistemas tipo TDM multiplexados, em alguns casos altamente multiplexados. Em outras modalidades não limitativas, os sensores de FBG de temporização 74 podem ser usados com qualquer tipo de projeto seja um único interrogador ou um interrogador duplo (interrogador em ambas as extremidades).

[0082] Os sensores de FBG de temporização 74 estão dispostos em e ao longo de porções de localizações de referência de fibra óptica 18a1 da fibra óptica 18a1. Durante a operação do sistema de detecção de superaquecimento 10, o transmissor óptico 22a (mostrado nas FIG. 5A a 6) emite um primeiro sinal óptico para a fibra óptica 18a via o primeiro interrogador 16a. O primeiro sinal óptico é refletido por um dos sensores de FBG de temporização 74 para criar um sinal de resposta. O sinal de resposta é recebido pelo detector 22a no primeiro interrogador 16a a partir da fibra óptica 18a com base no primeiro sinal óptico refletido. O sinal de resposta é recebido pelo detector 22a após uma primeira quantidade de tempo que define uma primeira etapa de tempo e uma primeira taxa do sinal de resposta. A distância do primeiro

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 118/162 / 63 interrogador para a primeira grade de Bragg de fibra de temporização é detectada. O sinal de resposta é amostrado em uma taxa de amostragem que é maior que a primeira taxa do sinal de resposta. A amostragem do sinal de resposta inclui medir a quantidade do sinal de resposta com o detector 22a para criar valores de taxa de resposta de amostra.

[0083] Os valores de taxa de resposta de amostra são comparados com o sinal de resposta para identificar quais dos valores de taxa de resposta de amostra correspondem a um máximo local do sinal de resposta. (Ver, por exemplo, FIG. 8 e discussão relacionada). A distância do primeiro interrogador para a primeira grade de Bragg de fibra de temporização pode ser determinada a partir da comparação dos valores de taxa de resposta de amostra com o sinal de resposta detectado. Por exemplo, o controlador 14 (mostrado na FIG. 1) está operativamente conectado ao primeiro interrogador 16a e está configurado para determinar as localizações de referência dos sensores de FBG de temperatura 60 da fibra óptica 18a. O sistema de detecção de superaquecimento 10 com sensores de FBG de temperatura 60 permite que o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b detectem distâncias para sensores de FBG de temporização 74 específicos para cada seção da fibra óptica 18a e ajustem a temporização de amostragem (ou utilizem um método de superamostragem) para assegurar que a temporização da amostragem coincide com os centros dos pulsos de retorno dos sensores de FBG de temporização 74 ao longo da fibra óptica 18a. O sistema de detecção de superaquecimento 10 com sensores de FBG de temperatura 60 adiciona sensores de FBG adicionais em cada comprimento de detecção de fibra óptica 18a que agem como marcadores de temporização para permitir que o sistema de detecção de superaquecimento 10 autocalibre a temporização necessária para interrogar adequadamente as cadeias de sensores.

[0084] A fim de alinhar a amostragem do sinal de resposta com a temporização do sinal de resposta, o sinal de retorno é superamostrado

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 119/162 / 63 (amostra em uma taxa mais alta) e as amostras que alinham com a temporização dos pulsos de retorno para aquela seção do sinal de retorno são analisadas. FIG. 8 mostra uma representação desta opção.

[0085] FIG. 8 mostra o gráfico 76 incluindo uma representação do sinal de saída 78 do interrogador 16a e uma série de pontos de amostragem de um sinal de retorno. FIG. 8 mostra o gráfico 76, o sinal de saída 78, o primeiro canal Ch1, o segundo canal Ch2, o terceiro canal Ch3, primeiro ciclo de relógio 1, segundo ciclo de relógio 2, terceiro ciclo de relógio 3, quarto ciclo de relógio 4, pulsos de primeiro canal 80, pulsos de segundo canal 82 e pulsos de terceiro canal 84.

[0086] O gráfico 76 é uma representação gráfica de medidas de fluxo luminoso para sinais correlacionados com o sinal de saída 78, primeiro canal Ch1, segundo canal Ch2 e terceiro canal Ch3 em relação ao primeiro ciclo de relógio 1, segundo ciclo de relógio 2, terceiro ciclo de relógio 3 e quarto ciclo de relógio 4. O sinal de saída 78 é um sinal óptico enviado do interrogador 16a (por exemplo, emitido pelo transmissor ótico 20a) e distribuído para a fibra óptica 18a. O primeiro canal Ch1, o segundo canal Ch2 e o terceiro canal Ch3 são representativos de fibras ópticas separadas, tal como fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O primeiro ciclo de relógio 1, segundo ciclo de relógio 2, terceiro ciclo de relógio 3 e quarto ciclo de relógio 4 são etapas de tempo sequenciais que se repetem a cada quatro etapas. Os pulsos de primeiro canal 80, os pulsos de segundo canal 82 e os pulsos de terceiro canal 84 são representativos de quantidades detectadas de luz (isto é, sinais de retorno refletidos das fibras ópticas 18a, 18b e 18c) medidas por um dos detectores 70a, 70b e 70c.

[0087] O sinal de saída 78 é posicionado no lado esquerdo do gráfico para indicar que o início do sinal de saída coincide com o primeiro (por exemplo, mais à esquerda) ciclo de relógio 1. Uma amplitude, ou altura, e forma do sinal de saída correspondem à quantidade de luz e à natureza

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 120/162 / 63 periódica do sinal de saída 78 quando o sinal de saída é criado e distribuído para as fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O primeiro canal Ch1, o segundo canal Ch2 e o terceiro canal Ch3 representam sinais de resposta refletidos de sensores de FBG dispostos nas fibras ópticas 18a, 18b e 18c. Nesta modalidade não limitativa, o primeiro canal Ch1, o segundo canal Ch2 e o terceiro canal Ch3 correspondem às fibras ópticas 18a, 18b e 18c. Em outras modalidades não limitativas, mais ou menos de três canais podem ser detectados.

[0088] O primeiro ciclo de relógio 1, o segundo ciclo de relógio 2, o terceiro ciclo de relógio 3 e o quarto ciclo de relógio 4 são períodos de tempo sequenciais que são de igual duração. Os pulsos do primeiro canal 80, os pulsos do segundo canal 82 e os pulsos do terceiro canal 84 são mostrados como sendo atribuídos aos seus respectivos canais (por exemplo, Ch1, Ch2 e Ch3). Em relação ao sistema de detecção de superaquecimento 10, os pulsos do primeiro canal 80, os pulsos do segundo canal 82 e os pulsos do terceiro canal 84 correspondem a sinais de retorno detectados de cada uma das fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O tamanho, a forma e o espaçamento dos pulsos do primeiro canal 80, dos pulsos do segundo canal 82 e dos pulsos do terceiro canal 84 são analisados para determinar os valores de taxa de resposta de amostra. Como mostrado na FIG. 8, os pulsos do primeiro canal 80, os pulsos do segundo canal 82 e os pulsos do terceiro canal 84 são mostrados como sendo deslocados 90 por um múltiplo de ciclos de relógio discretos (isto é, representando múltiplos de um deslocamento de fase de 90° ou π/2).

[0089] Um método para sincronizar espacialmente uma série de sensores de FBG de temporização 74 dispostos nas fibras ópticas 18a, 18b e 18c inclui emitir, pelo transmissor óptico 20a, um primeiro sinal óptico (por exemplo, sinal de saída 78) para as fibras ópticas 18a, 18b e 18c. O primeiro sinal óptico é refletido por sensores de FBG de temporização 74 para criar sinais de resposta. Os sinais de resposta são recebidos pelo detector 22a das

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 121/162 / 63 fibras ópticas 18a, 18b e 18c com base no primeiro sinal óptico refletido. Os sinais de resposta são recebidos pelo detector 22a após uma primeira quantidade de tempo que define uma primeira etapa de tempo e uma primeira taxa do sinal de resposta. O sinal de resposta é amostrado em uma taxa de amostragem que é maior que a primeira taxa do sinal de resposta. A amostragem do sinal de resposta compreende medir a quantidade do sinal de resposta com o detector 22a (ou pelos detectores 70a, 70b ou 70c) no primeiro interrogador 16a para criar valores de taxa de resposta de amostra (isto é, medidos dos pulsos do primeiro canal 80, dos pulsos do segundo canal 82 e dos pulsos de terceiro canal 84). Os valores de taxa de resposta de amostra são comparados com os sinais de resposta para identificar quais dos valores de taxa de resposta de amostra correspondem a máximos locais dos sinais de resposta. Desta comparação, a distância do primeiro interrogador 16a para os sensores de FBG de temporização 74 pode ser detectada, calculada ou determinada.

[0090] Por exemplo, uma taxa de amostragem pode incluir uma taxa maior que a taxa do sinal de resposta por um fator de quatro, assim, para uma modalidade não limitativa com uma taxa de sinal de resposta em 200 megahertz, uma amostragem de 800 megahertz poderia ser usada. Essa taxa de amostragem forneceria quatro amostras para cada etapa de tempo requerida. Na FIG. 8, a temporização de quando as quatro amostras são medidas/detectadas é representado pelo primeiro ciclo de relógio 1, segundo ciclo ciclo de relógio 2, terceiro ciclo ciclo de relógio 3 e quarto ciclo ciclo de relógio 4. Dependendo de onde o pulso caiu dentro das janelas de temporização, essas amostras poderiam não ver nenhuma luz, ver luz da borda ascendente ou descendente do pulso ou ver luz do pico do pulso. Se o pulso for grosseiramente metade da largura da etapa de temporização, pelo menos duas das amostras cairiam na zona de pico do pulso. O marcador de temporização indicaria exatamente qual das amostras alinhou para essa seção

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 122/162 / 63 de detecção dada. Cada seção teria seu próprio coeficiente de 'calibração' que simplesmente representa qual das amostras (1 a 4) é usada para essa seção de fibra óptica 18 a.

[0091] Os sensores de FBG de temporização 74 (por exemplo, como marcadores de temporização) permitem alguma relaxação das exigências de fabricação para os comprimentos de detecção e, especialmente, o comprimento entre o primeiro conector 54a e o primeiro sensor de FBG de temperatura 60. Os sensores de FBG de temporização 74 comunicam eficazmente com o sistema de detecção de superaquecimento 10, onde o início e o fim de cada LRU estão dentro do prazo e de modo que o sistema de detecção de superaquecimento 10 poderia ignorar o espaço intermediário. O uso de sensores de FBG de temporização 74 desta maneira também permite que as LRUs na maior parte imunizem a qual extremidade é considerada frontal e qual é posterior. O sistema de detecção de superaquecimento 10 é capaz de localizar cada um dos sensores de FBG de temporização 74 e ajustar para qualquer direção de instalação. Para a configuração de interrogador duplo (por exemplo, sistema de detecção de superaquecimento 10 incluindo primeiro e segundo interrogadores 16a e 16b), cada um do primeiro e do segundo interrogadores 16a e 16b pode conduzir sua própria medição de calibração de fibra óptica 18a e sensores de FBG de temporização 74 seriam vistos na ordem oposta e o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b podem desenvolver seus próprios números de calibração únicos.

[0092] Numa modalidade não limitativa, o primeiro e o segundo interrogadores 16a e 16b podem ser colocados no seu próprio canal de comprimento de onda respectivo num esquema WDM. Para facilitar a calibração, um sensor de FBG de retorno de amplo espectral poderia ser incorporado na LRU 52 (ou qualquer das LRUs 52a, 52b ou 52c), de modo que um único comprimento de onda pudesse localizar cada um dos sensores de FBG de temporização 74 a tempo, independentemente da temperatura

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 123/162 / 63 desses sensores de FBG de temporização 74 (isto é, um comprimento de onda central de uma FBG muda desloca com a temperatura).

[0093] Os sensores de FBG de temporização 74 também podem agir como um tipo de bit para assegurar que as várias LRUs sejam instaladas nas localizações corretas (isto é, à prova de erro). Uma vez que os comprimentos das LRUs são pré-definidos, se o sistema de detecção de superaquecimento 10 fosse encontrar a separação entre dois sensores de FBG de temporização 74 para não coincidir com a distância esperada, poderia ser enviada uma indicação de que a LRU errada foi instalada numa localização específica.

Dispositivo e Método para Calibrar Sistemas de Superaquecimento de Fibra Óptica à Base de Grade de Fibra de Bragg (FIGS. 9A a 9B).

[0094] As porções seguintes da divulgação se referem a e discutem um método de autocalibração e um dispositivo para sistemas de superaquecimento de fibra óptica à base de grade de fibra de Bragg.

[0095] Numa modalidade não limitativa, um critério de projeto para o sistema de detecção de superaquecimento 10 inclui a capacidade de detectar um evento de superaquecimento dentro de 5° Celsius de um limiar definido para cada uma das zonas Za a Zj da aeronave 12. A funcionalidade de detecção de temperatura do sistema de detecção de superaquecimento 10 também inclui um requisito de 5° Celsius para precisão. Um típico sensor de FBG tem uma relação nominal de 10 picômetros de deslocamento de comprimento de onda por grau Celsius. Uma precisão de 5° Celsius requer, assim, a capacidade de permanecer dentro de uma janela de 50 picômetros de comprimento de onda para manter os 5° Celsius. As capacidades de fabricação existentes dos sensores de FBG são capazes de gravar grades com uma precisão de comprimento de onda central de 0,1 nanômetro ou 100 picômetros. Em outras técnicas existentes, as precisões do comprimento de onda central podem ser melhores que 0,1 nanômetro, em alguns casos tão baixas quanto0,01 nanômetro ou 10 picômetros. No entanto, nesta modalidade

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 124/162 / 63 não limitativa, nenhum destes valores de precisão permitirá que o sistema de detecção de superaquecimento 10 atinja as precisões de temperatura requeridas sem calibrar os sensores de alguma maneira.

[0096] Nesta modalidade não limitativa, um método para autocalibrar o sistema de detecção de FBG de detecção é fornecido que satisfaz um critério de projeto requerer evitar o uso de tabelas de calibração cada vez que uma LRU de sensor de FBG é instalada ou substituída.

[0097] Nesta modalidade não limitativa, com o critério para a precisão de sensor (por exemplo, +/- 5° Celsius de precisão (isto é, 50 picômetros), as escalas existentes da capacidade de fabricação de sensores de FBG (por exemplo, +/- 100 picômetros de capacidade de comprimento de onda central) não estão tão longe dos requisitos de precisão. Dependendo das estatísticas de precisão e da variação de fabricação, as capacidades existentes diferem por um fator de 2 a um fator de 8 das capacidades requeridas. Este fator de 2 a 8 facilita os requisitos de calibração, com o fator de 8 fornecendo um cenário de pior caso. Se os sensores de FBG pudessem ser testados depois que os sensores de FBG fossem fabricados e recozidos até o seu comprimento de onda de partida final usando um banho de temperatura fixa conhecida, um valor de calibração nominal para esses sensores de FBG poderia ser obtido. Usando tal valor, haveria apenas a necessidade de colocar cada sensor de FBG em um de oito baldes (isto é, regiões de identificação ou classificação) para descrever o comprimento de onda de centro de partida para um sensor de FBG. Se o valor de calibração nominal fosse transmitido ao interrogador, o interrogador poderia usar o valor de calibração nominal para melhorar a precisão global até o nível necessário para uma modalidade específica.

[0098] O sistema de detecção de superaquecimento 10 com sensores de FBG de calibração 86 permite que um método tenha cada um dos sensores de FBG de calibração 86 dizendo ao primeiro ou ao segundo interrogadores 16a ou 16b quais de seus valores de calibração individuais são, de modo que o

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 125/162 / 63 sistema de detecção de superaquecimento 10 possa satisfazer os requisitos de precisão. Numa modalidade não limitativa, existe uma suposição subjacente de que cada uma das fibras ópticas 18a, 18b e 18c contém FBGs com uma variação de comprimento de onda de centro global mais próxima (isto é, menor) do valor de 10 picômetros que é fornecido pelos fabricantes como uma variância possível para uma única fibra óptica com uma pluralidade de sensores de FBG. O método inclui transportar de um valor de 1 a 8 que representa em qual bin o comprimento de onda de partida reside para uma cadeia de FBG particular (isto é, uma fibra particular das fibras ópticas 18a, 18b ou 18c). Estes valores podem ser representados em uma sequência binária de 3 bits. O primeiro interrogador 16a detecta e/ou sente essa sequência de 3 bits do detector 22a, o sistema de detecção de superaquecimento 10 pode se calibrar com base na sequência de 3 bits.

[0099] FIG. 9A é um diagrama de blocos simplificado da LRU 52 e mostra o primeiro interrogador 16a, o segundo interrogador 16b e a primeira LRU 52 (incluindo fibras ópticas 18a, o primeiro conector 54, o segundo conector 56, sensores de FBG de superaquecimento 58, sensores de FBG de temperatura 60, sensores de FBG de temporização 74 e sensores de FBG de calibração 86 dispostos em um primeiro padrão). A LRU 52 mostrada na FIG. 9A é substancialmente semelhante à LRU 52 mostrada na FIG. 7 e assim as discussões dos componentes da LRU 52 da FIG. 7 também se aplicam a LRU 52 aqui mostrada na FIG. 9A. A LRU 52 inclui adicionalmente sensores de FBG de calibração 86. FIG. 9B é um diagrama de blocos simplificado da LRU 52 e mostra o primeiro interrogador 16a, o segundo interrogador 16b e a primeira LRU 52 (incluindo fibras ópticas 18a, o primeiro conector 54, o segundo conector 56, sensores de FBG de superaquecimento 58, sensores de FBG de temperatura 60, sensores de FBG de temporização 74 e sensores de FBG de calibração 86 dispostos em um primeiro padrão). As FIGS. 9A e 9B são substancialmente semelhantes e, para facilidade de discussão, serão

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 126/162 / 63 discutidas principalmente em uníssono (com uma porção da discussão identificando as diferenças entre as duas).

[00100] Os sensores de FBG de calibração 86 são sensores ópticos de grade de Bragg de fibra configurados para refletir um sinal óptico. Os sensores de FBG de calibração 86 estão dispostos em e ao longo de porções de fibra óptica 18a₁. Na modalidade não limitativa mostrada na FIG. 9A, os sensores de FBG de calibração 86 estão localizados nas extremidades da fibra óptica 18a e em uma posição relativa aos outros sensores de FBG na fibra óptica 18A que está mais próxima do primeiro conector 54a e do segundo conector 56a. Os sensores de FBG de calibração 86 são mostrados como estando dispostos adjacentes aos sensores de FBG de temporização 74. Na modalidade não limitativa mostrada na FIG. 9B, os sensores de FBG de calibração 86 estão localizados em múltiplas posições da fibra óptica 18a entre os sensores de FBG de superaquecimento 58 e os sensores de FBG de temperatura 60. Em ambas estas modalidades não limitativas, existem múltiplos sensores de FBG de calibração 86 dispostos na fibra óptica 18a. Em outras modalidades não limitativas, podem existir dois ou mais sensores de FBG de calibração 86 dispostos nas fibras ópticas 18a, 18b e ou 18c.

[00101] Como mostrado nas FIGS. 9A e 9B, o sistema de detecção de superaquecimento 10 com sensores de FBG de calibração 86 usam FBGs adicionais (isto é, sensores de FBG de calibração 86) como marcadores de calibração na fibra óptica 18a em distâncias estabelecidas ou em localizações de comprimento de onda estabelecidas ao longo da fibra óptica 18a para agir como bits em um 3 palavra de bits (por exemplo, constante de calibração) que o primeiro e o segundo interrogador 16a e 16b podem ler para obter a constante de calibração. Numa modalidade não limitativa, são utilizadas duas constantes de calibração, uma constante de calibração para os sensores de FBG de superaquecimento 58 e uma constante de calibração para sensores de FBG de temperatura FBG 60. Alternativamente ou adicionalmente, se houver

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 127/162 / 63 ambiente ou espaço no comprimento de onda ou regime espacial para escrever mais bits, a constante de calibração poderia consistir em 4 ou mais bits. Também é possível que constantes de calibração de 2 ou mesmo 1 bit sejam suficientes. FIGS. 9A e 9B mostram como estes conceitos podem ser aplicados a um sistema utilizando bins de comprimento de onda (um por bit) ou um arranjo espacial em um único bin de comprimentos de onda onde a localização representa cada bit. No sistema usando disposição espacial, a localização espacial pode ser referenciada aos sensores de FBG de temporização 74 que são usados para sincronizar a temporização de pulso para o sistema de detecção distribuída. Nesta modalidade não limitativa, o sistema de detecção de superaquecimento 10 com sensores de FBG de calibração 86 pode ser útil para qualquer sistema de FBG (WDM, TDM, etc.) onde existe uma oportunidade para escrever grades adicionais na fibra de detecção que podem ser usadas para calibração. Em outras modalidades não limitativas, os sensores de FBG de calibração 86 podem ser usados com qualquer tipo de projeto seja um único interrogador ou um interrogador duplo (interrogador em ambas as extremidades).

[00102] Em qualquer das abordagens representadas nas configurações mostradas nas FIGS. 9A e 9B, um binário '1' indicaria quando um sensor de FBG de calibração 86 está presente em uma localização de referência e um '0' indicaria quando não há um sensor de FBG de calibração 86 na localização de referência. Numa modalidade não limitativa, os sensores de FBG de calibração 86 podem ser usados como parte de uma configuração WDM. Uma vantagem de uma abordagem baseada em comprimento de onda (isto é, WDM) é que WDM permite detecção bidirecional da fibra óptica. Por exemplo, não importaria de qual lado a fibra óptica 18a é interrogada, não haveria nenhuma ambiguidade nos valores. Como a maioria dos interrogadores tem um limite nos comprimentos de onda que eles interrogam, o uso de um processo WDM poderia limitar o número de zonas que podem

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 128/162 / 63 ser usadas no sistema de detecção de superaquecimento 10. Em outra modalidade não limitativa, uma abordagem de processo espacial requer apenas um bin de comprimento de onda, assim, facilitando o requisito de necessitar de uma quantidade necessária de faixas de comprimento de onda disponíveis. No entanto, a direção que a fibra óptica 18a é interrogada tornase importante. Se a fibra óptica 18a for interrogada de direções diferentes, a palavra binária aparecerá para trás. Para superar isto, uma opção é escrever dois sensores de FBG de temporização 74 numa extremidade da fibra óptica 18a e apenas um sensor de FBG de temporização 74 na outra extremidade da fibra óptica 18a. Este uso e esta orientação de sensores de FBG de temporização 74 definirão quais são as direções para frente e para trás.

[00103] Numa modalidade não limitativa, porções do sistema de detecção de superaquecimento 10 incluem segmentos de detecção de fibra óptica (por exemplo, série de LRUs consecutivas) de aproximadamente 5 metros. Em um sistema que pode monitorar os sensores de FBG a cada 0,5 metro (conforme possa ser desejado na porção de detecção de temperatura do sistema), isto permite até onze bits de calibração nessa seção. Se o sistema de detecção de superaquecimento 10 necessitar de comprimentos de detecção significativamente mais curtos, esse requisito poderia impactar a capacidade de criar bits suficientes nessa LRU. É provável que tal instância precisaria ser tratada com abordagem WDM. Algumas combinações de comprimento de onda e distribuição espacial também são possíveis (por exemplo, WDM, TDM e/ou uma combinação de WDM e TDM).

[00104] Em outra modalidade não limitativa, um segundo transmissor óptico (por exemplo, laser) pode ser adicionado em um conjunto diferente de comprimentos de onda ao sistema de detecção de superaquecimento 10 (por exemplo, tal como adicionando um laser de banda L a um sistema de banda C, etc.). Os sensores de FBG de calibração 86 podem ser escritos na fibra óptica 18a para esses novos comprimentos de onda do segundo transmissor óptico,

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 129/162 / 63 eliminando assim a preocupação de usar comprimentos de onda de detecção para calibração. Isto poderia adicionar alguns elementos WDM e um segundo detector de alta velocidade ao sistema de detecção de superaquecimento 10 também. Em outra modalidade não limitativa, os sensores de FBG de Calibração 86 seriam escritos na fibra óptica 18a depois de quaisquer FBGs de detecção (por exemplo, sensores de FBG térmicos, de temperatura e/ou de temporização) serem escritos na fibra óptica 18a e recozidos (assim fixos em comprimento de onda). Como tal, um processo de fabricação pode incluir um processo de duas etapas com ambas dessas duas etapas concluídas antes de qualquer cabeamento ser aplicado ao cabo óptico 18a.

[00105] Numa modalidade não limitativa, a informação de calibração determinada pela fibra óptica 16a se refere a comprimentos de onda centrais de cada uma das FBG (superaquecimento ou temperatura) na fibra óptica 16a. FBGs (por exemplo, sensores de FBG de superaquecimento 58a e sensores de FBG de temperatura 60a) são escritas na fibra óptica 16a com um comprimento de onda central esperado projetado em alguma temperatura de partida (por exemplo, 25° Celsius). Durante a operação do sistema de detecção de superaquecimento 10, o(s) comprimento(s) de onda central(is) dos FBG correspondente(s) a essa temperatura de partida pode(m) se mover em torno de 0,1 a 0,2 nanômetro. Como 1° Celsius pode causar cerca de 10 picômetros de deslocamento de comprimento de onda, essa variação de 0,1 a 0,2 nanômetro pode resultar em erros de 10° a 20° Celsius. Como tal, os sensores de FBG de calibração 86 podem ser usados para calibrar o sistema de detecção de superaquecimento 10, informando o sistema de detecção de superaquecimento 10 algo sobre o(s) comprimento(s) de onda central de partida 16a. As variações de temperatura de partida são divididas em baldes menores (por exemplo, oito baldes) de modo que o erro passe de 10° a 20° Celsius para baixo até 1° a 2,5° Celsius, identificando em qual dos oito baldes o(s) comprimento(s) central(is) de onda caiu(caíram). Neste exemplo não

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 130/162 / 63 limitativo, os oito depósitos podem ser descritos por uma palavra de três bits. Então, nós escreveríamos três sensores de FBG de calibração 86 na fibra óptica 16a que representam os bits nessa palavra. Em outra modalidade não limitativa, a fim de fornecer calibração para ambos os sensores de FBG de superaquecimento e temperatura 58 e 60, poderia haver um total de três sensores de FBG de calibração 86 para cada tipo de sensores de FBG de superaquecimento e temperatura 58 e 60 ou seis sensores de FBG de calibração 86 no total representando os bits de calibração.

Discussão de Modalidades Possíveis [00106] São apresentadas a seguir as descrições não exclusivas de possíveis modalidades da presente invenção.

[00107] Um sistema configurado para monitorar temperatura em uma pluralidade de zonas de uma aeronave inclui uma fibra óptica com primeira e segunda extremidades, primeiro e segundo conectores e um primeiro interrogador. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra dispostas na fibra óptica. O primeiro conector é disposto na primeira extremidade da fibra óptica e o segundo conector é disposto na segunda extremidade da fibra óptica. O primeiro interrogador é conectado ao primeiro conector e inclui um comutador óptico. O comutador óptico está em comunicação óptica com o primeiro conector da fibra óptica e é configurado para bloquear seletivamente a transmissão do sinal óptico para a fibra óptica, para evitar que a fibra óptica receba o sinal ótico do interrogador.

[00108] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

Um segundo interrogador pode ser conectado ao segundo conector da fibra óptica, em que o sistema pode ser configurado para permitir monitoramento de temperatura na pluralidade de zonas de qualquer um do primeiro ou do segundo interrogadores.

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 131/162 / 63 [00109] Um transmissor óptico pode ser configurado para fornecer um sinal óptico à fibra óptica, um primeiro detector pode ser configurado para receber uma resposta óptica da fibra óptica e/ou um acoplador pode ser conectado ao transmissor óptico e/ou ao detector, em que o acoplador pode estar em comunicação óptica com o comutador óptico.

[00110] Um controlador pode ser operativamente conectado ao detector e/ou ser configurado para determinar pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas com base na resposta ótica e/ou na saída uma indicação para zonas detectadas da pluralidade de zonas nas quais a pelo menos uma temperatura pode ser maior que um valor de limiar.

[00111] O controlador pode ser configurado para controlar o transmissor óptico e/ou determinar a pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas usando pelo menos um de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).

[00112] O sistema de aeronave pode ser um sistema de ar de sangria e em que a pluralidade de zonas pode compreender dutos de ar de sangria.

[00113] O transmissor óptico pode ser configurado para fornecer o sinal óptico como pelo menos um de um laser de comprimento de onda varrido ajustável e um laser de banda larga.

[00114] Uma pluralidade de fibras ópticas, em que o primeiro interrogador pode incluir uma pluralidade de comutadores ópticos, em que cada comutador óptico pode corresponder a uma de cada uma das fibras ópticas, em que os comutadores ópticos podem ser configurados para controlar bloqueio do sinal óptico do transmissor óptico para a pluralidade de fibras ópticas.

[00115] A fibra óptica pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha, cada uma incluindo uma porção de fibra óptica, um par de conectores e/ou uma pluralidade de grades de Bragg de fibra que pode ser

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 132/162 / 63 disposta na porção de fibra óptica.

[00116] Um método para detectar condições térmicas para uma pluralidade de zonas de um sistema de aeronave inclui emitir, por um primeiro transmissor óptico disposto num primeiro interrogador, um primeiro sinal óptico. O primeiro sinal óptico é distribuído em uma fibra óptica por um primeiro acoplador. O primeiro sinal óptico é bloqueado seletivamente por um comutador óptico no primeiro interrogador de ser transmitido para a fibra óptica. Um segundo sinal óptico é emitido por um segundo transmissor óptico disposto em um segundo interrogador para a fibra óptica. Um sinal de resposta baseado no segundo sinal óptico é recebido da fibra óptica por um segundo receptor óptico no segundo interrogador. Pelo menos uma temperatura, baseada no sinal de resposta, para uma porção da pluralidade de zonas é determinada usando pelo menos um do primeiro e do segundo interrogadores.

[00117] O método do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das etapas, características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

O primeiro sinal óptico pode ser distribuído por um primeiro acoplador para uma pluralidade de fibras ópticas; um comutador óptico no primeiro interrogador pode bloquear seletivamente o primeiro sinal óptico de ser transmitido para pelo menos uma da pluralidade de fibras ópticas; um segundo transmissor óptico disposto num segundo interrogador pode emitir um segundo sinal óptico para a pluralidade de fibras ópticas; um segundo receptor óptico no segundo interrogador pode receber um sinal de resposta das fibras ópticas com base no segundo sinal óptico; e/ou um controlador pode determinar pelo menos uma temperatura para uma porção da pluralidade de zonas com base no sinal de resposta.

[00118] A fibra óptica pode incluir grades de Bragg de fibra e/ou em que emissores, por qualquer um do primeiro ou do segundo transmissores

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 133/162 / 63 ópticos, o primeiro e o segundo sinais ópticos podem compreender emitir o sinal óptico usando pelo menos um de um laser de comprimento de onda varrido sintonizável e um laser de banda larga; e/ou em que a determinação, usando o controlador, da pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas pode compreender determinar a pelo menos uma temperatura com base em pelo menos uma de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM). [00119] Uma primeira porção da fibra óptica pode ser monitorada com o primeiro sinal óptico até uma quebra na fibra óptica, em que a primeira porção da fibra óptica pode se estender do primeiro interrogador até a quebra na fibra óptica; e/ou uma segunda porção da fibra óptica pode ser monitorada com o segundo sinal óptico até a quebra na fibra óptica, em que a segunda porção da fibra óptica pode se estender do segundo interrogador até a quebra na fibra óptica.

[00120] O primeiro comutador óptico do primeiro interrogador e/ou um segundo comutador óptico do segundo interrogador podem ser abertos em resposta a uma quebra numa porção da fibra óptica, em que o segundo comutador óptico pode estar em comunicação óptica com a fibra óptica em uma extremidade da fibra óptica oposta ao primeiro interrogador.

[00121] Um sistema de detecção inclui uma fibra óptica, um primeiro conector, um segundo conector, um primeiro interrogador, um segundo interrogador e um controlador. A fibra óptica inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra dispostas na fibra óptica. O primeiro conector é disposto na primeira extremidade da fibra óptica e o segundo conector é disposto na segunda extremidade da fibra óptica. Cada um do primeiro e do segundo interrogadores inclui um transmissor óptico, um detector e um comutador óptico. O transmissor óptico é configurado para emitir um sinal óptico. O primeiro detector é configurado para receber uma resposta óptica da fibra

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 134/162 / 63 ótica. O comutador óptico está em comunicação óptica com a fibra ótica e é configurado para bloquear seletivamente a transmissão entre a fibra ótica e ambos o transmissor óptico e o detector para impedir que o detector de um do primeiro interrogador e do segundo interrogador receba um sinal do transmissor óptico do outro do primeiro interrogador e do segundo interrogador.

[00122] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

O sistema de detecção pode ser configurado para permitir que os comutadores ópticos do primeiro e do segundo interrogadores permitam transmissão de um sinal óptico quando for detectada uma quebra na fibra óptica.

[00123] O sistema de detecção pode ser configurado para ser usado numa aeronave, em que a pluralidade de zonas da fibra óptica pode se referir a uma pluralidade de zonas na aeronave.

[00124] A fibra óptica, o primeiro conector e o segundo conector podem compor uma unidade substituível em linha, em que o sistema pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha que podem ser configuradas para serem dispostas ao longo de uma pluralidade de zonas da aeronave.

[00125] O controlador pode ser configurado para controlar o transmissor óptico e/ou determinar a pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas usando pelo menos um de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).

[00126] Uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento pode ser disposta na fibra óptica; uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser disposta na fibra óptica, em

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 135/162 / 63 que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser interposta entre a pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento; e/ou uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização possa ser disposta na fibra óptica numa localização de referência da fibra óptica.

[00127] Um sistema configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave inclui um primeiro conector, um segundo conector e uma fibra óptica, um primeiro interrogador e um controlador. O primeiro e o segundo conectores estão em comunicação óptica. A fibra óptica pode se estender entre o primeiro e o segundo conectores, a fibra óptica com primeira e segunda extremidades, em que a primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector, em que a fibra óptica compreende: uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização disposta na fibra óptica em uma localização de referência da fibra óptica. O primeiro interrogador é conectado à primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra ótica e para receber um primeiro sinal de temporização da fibra óptica. A primeira grade de Bragg de fibra de temporização está configurada para fornecer o primeiro sinal de temporização com informação relacionada com a primeira grade de Bragg de fibra de temporização. O controlador está operativamente conectado ao primeiro interrogador e configurado para determinar a localização de referência da fibra óptica com base no primeiro sinal de temporização recebido pelo primeiro interrogador.

[00128] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

Uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser disposta na fibra óptica.

[00129] Um segundo interrogador pode ser conectado à segunda

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 136/162 / 63 extremidade da fibra óptica, em que o segundo interrogador pode ser configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra ótica e para receber um segundo sinal de temporização da fibra óptica.

[00130] Uma segunda grade de Bragg de fibra de temporização pode ser disposta na fibra óptica, em que a segunda grade de Bragg de fibra de temporização pode ser configurada para indicar uma segunda localização de referência da fibra óptica.

[00131] A fibra óptica, o primeiro conector e o segundo conector podem compor uma unidade substituível em linha, em que o sistema pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha dispostas ao longo da pluralidade de zonas da aeronave.

[00132] A primeira grade de Bragg de fibra de temporização pode ser configurada para indicar um ponto de partida de uma unidade substituível em linha e em que a segunda grade de Bragg de fibra de temporização pode ser configurada para indicar um ponto de chegada da unidade substituível em linha.

[00133] Um método para sincronizar espacialmente de uma série de sensores dispostos numa fibra óptica num sistema inclui emitir, por um primeiro transmissor óptico disposto num primeiro interrogador conectado à fibra óptica, um primeiro sinal óptico para a fibra óptica. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra dispostas na fibra óptica e uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização disposta na fibra óptica a uma distância do primeiro interrogador. O primeiro sinal óptico é refletido com a primeira grade de Bragg de fibra de temporização para criar um sinal de resposta. O sinal de resposta é recebido por um primeiro receptor óptico no primeiro interrogador a partir da fibra óptica com base no primeiro sinal óptico refletido, em que o sinal de resposta é recebido pelo primeiro receptor óptico após uma primeira quantidade de tempo definindo uma primeira etapa de tempo e uma primeira taxa do sinal de resposta. O sinal de resposta é

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 137/162 / 63 amostrado em uma taxa de amostragem que é maior que a primeira taxa do sinal de resposta. A amostragem do sinal de resposta inclui medir a quantidade do sinal de resposta com um detector no primeiro interrogador para criar valores de taxa de resposta de amostra. Os valores de taxa de resposta de amostra são comparados com o sinal de resposta para identificar quais dos valores de taxa de resposta de amostra correspondem a um máximo local do sinal de resposta.

[00134] O método do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das etapas, características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

O primeiro sinal óptico pode compreender luz laser pulsada.

[00135] A distância do primeiro interrogador para a primeira grade de Bragg de fibra de temporização pode ser determinada.

[00136] A pluralidade de grades de Bragg de fibra pode compreender uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura dispostas na fibra óptica.

[00137] A taxa de amostragem que pode ser maior que a primeira taxa do sinal de resposta por um fator de dois ou mais.

[00138] A fibra óptica, o primeiro conector e/ou o segundo conector podem compor uma unidade substituível em linha, em que o sistema pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha dispostas ao longo de uma pluralidade de zonas de uma aeronave.

[00139] Um ponto de partida de uma unidade substituível em linha pode ser localizado com base nos valores da taxa de resposta de amostra, em que a unidade substituível em linha pode compreender: uma porção da fibra ótica; um primeiro conector pode ser conectado a uma primeira extremidade da porção da fibra ótica; um segundo conector pode ser conectado a uma segunda extremidade da porção da fibra ótica; uma segunda grade de Bragg de fibra de temporização pode ser configurada para indicar um ponto de

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 138/162 / 63 chegada da unidade substituível em linha com base nos valores de taxa de resposta de amostra; e ou o ponto de chegada da unidade substituível em linha pode ser localizado.

[00140] Um sistema de detecção de superaquecimento inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica, uma fibra óptica, primeiro e segundo interrogadores e um controlador. A fibra ótica se estende entre o primeiro e o segundo conectores e inclui primeira e segunda extremidades, com a primeira extremidade da fibra ótica conectada ao primeiro conector. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura, uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização e uma segunda grade de Bragg de fibra de temporização. A primeira grade de Bragg de fibra de temporização é disposta na fibra óptica em uma localização de referência da fibra óptica. A segunda grade de Bragg de fibra de temporização é disposta na fibra óptica e é configurada para indicar uma segunda localização de referência da fibra óptica. O primeiro interrogador é conectado à primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra ótica e para receber um primeiro sinal de temporização da fibra óptica. A primeira grade de Bragg de fibra de temporização está configurada para fornecer o primeiro sinal de temporização que inclui informação relacionada com a primeira grade de Bragg de fibra de temporização a partir do primeiro interrrogador. O segundo interrogador é conectado à segunda extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra ótica e para receber um segundo sinal de temporização da fibra óptica. O controlador está operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar a localização de referência da fibra óptica com base no primeiro sinal de temporização recebido pelo primeiro interrogador.

[00141] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 139/162 / 63 características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

O sistema de detecção pode ser configurado para ser instalado em uma aeronave.

[00142] A fibra óptica, o primeiro conector e/ou o segundo conector podem compor uma unidade substituível em linha, em que o sistema pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha configuradas para serem dispostas ao longo de uma pluralidade de zonas de uma aeronave.

[00143] O primeiro interrogador pode ainda incluir: um transmissor óptico configurado para fornecer o sinal óptico à fibra ótica; um primeiro detector configurado para receber um sinal de resposta da fibra ótica; e/ou um acoplador conectado ao transmissor óptico e/ou ao detector.

[00144] Um comutador óptico pode estar em comunicação óptica com o primeiro conector da fibra ótica, em que o comutador óptico pode ser configurado para bloquear seletivamente transmissão do sinal óptico para a fibra ótica.

[00145] O controlador pode ser configurado para controlar o transmissor óptico e determinar a pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas usando pelo menos um de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).

[00146] Um sistema configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave inclui uma unidade substituível em linha, um primeiro interrogador e um controlador. A unidade substituível em linha inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica e uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores. A primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector. As fibras ópticas incluem uma primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra dispostas na fibra óptica e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração localizadas em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 140/162 / 63 unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra. O primeiro interrogador é conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica. O controlador é operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha.

[00147] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

[00148] A pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração pode ainda ser configurada para indicar um primeiro valor de calibração, em que o primeiro valor de calibração pode ser baseado em comprimentos de onda centrais da pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.

[00149] Um segundo transmissor óptico pode ser conectado opticamente à fibra ótica, em que o segundo transmissor óptico pode ser configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra ótica.

[00150] Um segundo transmissor óptico pode ser disposto em um segundo interrogador conectado à segunda extremidade da fibra óptica, em que o segundo interrogador pode ser configurado para fornecer o segundo sinal óptico à fibra ótica e para receber uma segunda resposta óptica da fibra óptica.

[00151] O primeiro interrogador pode compreender: um transmissor óptico configurado para fornecer um sinal óptico à fibra ótica; e/ou um primeiro detector configurado para receber uma resposta ótica da fibra ótica, em que o primeiro detector pode ser operativamente conectado ao

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 141/162 / 63 controlador.

[00152] O sistema pode compreender uma pluralidade de unidades substituíveis em linha dispostas ao longo da pluralidade de zonas da aeronave. [00153] Uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser disposta na fibra ótica, em que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser interposta entre a pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.

[00154] A pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ainda ser configurada para indicar um segundo valor de calibração, em que o segundo valor de calibração pode ser baseado em comprimentos de onda centrais da pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura.

[00155] Um método para calibrar um sistema de superaquecimento de fibra óptica inclui emitir um primeiro sinal óptico para a fibra óptica com um primeiro transmissor óptico disposto em um primeiro interrogador conectado a uma fibra óptica. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento dispostas na fibra óptica e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração dispostas na fibra óptica. O primeiro sinal óptico é refletido com pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração para criar um sinal de resposta. O sinal de resposta da fibra óptica baseado no primeiro sinal óptico refletido é recebido por um primeiro receptor óptico no primeiro interrogador. O sinal de resposta recebido é detectado para identificar presenças de cada uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração. Um valor de calibração é determinado com base nas presenças identificadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração.

[00156] O método do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das etapas, características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

Uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 142/162 / 63 pode ser disposta na fibra ótica, em que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser interposta entre a pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.

[00157] Um comprimento de onda central de pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento e da pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura pode ser identificado com base nas presenças detectadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração.

[00158] Um valor de calibração pode ser atribuído à unidade substituível em linha com base nas presenças detectadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração; e/ou o valor de calibração da unidade substituível em linha pode ser comunicado a um controlador operativamente conectado ao receptor óptico do primeiro interrogador.

[00159] Os valores de calibração para todas as grades de fibra de Bragg da unidade substituível em linha podem ser identificados.

[00160] A distância do primeiro interrogador a pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração pode ser determinada com base no valor de calibração.

[00161] Um comprimento de onda central para cada uma das grades de Bragg de fibra pode ser identificado com base no valor de calibração.

[00162] Um sistema de detecção inclui uma unidade substituível em linha, um primeiro interrogador, um segundo interrogador e um controlador. A unidade substituível em linha inclui primeiro e segundo conectores em comunicação óptica e uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores. Uma primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector. A fibra óptica inclui uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento, uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração. A primeira grade de Bragg de fibra de temporização é configurada para indicar

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 143/162 / 63 pelo menos um de um ponto de partida e um ponto final da unidade substituível em linha. A pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração são localizadas em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento. O primeiro interrogador é conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica. O segundo interrogador é conectado à segunda extremidade da fibra óptica e é configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra óptica e para receber um segundo sinal de resposta óptico da fibra óptica. O controlador é operativamente conectado ao primeiro interrogador e é configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha.

[00163] O sistema do parágrafo anterior pode opcionalmente incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das características, configurações e/ou componentes adicionais a seguir:

[00164] O controlador pode ser configurado para controlar o transmissor óptico e/ou para determinar a pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas usando pelo menos um de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).

[00165] Um transmissor óptico pode ser configurado para fornecer o sinal óptico à fibra óptica; um primeiro interrogador pode ser configurado para receber um sinal de resposta da fibra ótica; e/ou um acoplador pode ser conectado ao transmissor óptico e/ou ao detector.

[00166] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a

Petição 870190014501, de 12/02/2019, pág. 144/162 / 63 modalidades exemplares, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos das mesmas sem afastamento do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à(s) modalidade(s) particular(es) divulgada(s), mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema configurado para monitorar uma pluralidade de zonas de uma aeronave, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

uma unidade substituível em linha compreendendo:

primeiro e segundo conectores em comunicação óptica; e uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores, a fibra óptica com primeira e segunda extremidades, em que a primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector, em que a fibra óptica compreende:

uma primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra disposta na fibra óptica; e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração está localizada em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra;

um primeiro interrogador conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica, em que o primeiro interrogador é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica; e um controlador operativamente conectado ao primeiro interrogador e configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha com base no primeiro sinal de resposta ótico.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra compreende:

uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento disposta na fibra óptica.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração é

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2 / 6 ainda configurada para indicar um primeiro valor de calibração, em que o primeiro valor de calibração é baseado em comprimentos de onda centrais da pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um segundo transmissor óptico conectado opticamente à fibra ótica, em que o segundo transmissor óptico é configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra ótica.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segundo transmissor óptico é disposto em um segundo interrogador conectado à segunda extremidade da fibra óptica, em que o segundo interrogador é configurado para fornecer o segundo sinal óptico à fibra ótica e para receber um segundo sinal de resposta óptico da fibra óptica.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro interrogador compreende ainda:

um transmissor óptico configurado para fornecer um sinal óptico à fibra óptica; e um primeiro detector configurado para receber um sinal de resposta óptico da fibra óptica, em que o primeiro detector é operativamente conectado ao controlador.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende uma pluralidade de unidades substituíveis em linha dispostas ao longo da pluralidade de zonas da aeronave.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra compreende ainda:

uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura disposta na fibra ótica, em que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura é interposta entre a pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.

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9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura é ainda configurada para indicar um segundo valor de calibração, em que o segundo valor de calibração é baseado em comprimentos de onda centrais da pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura.
10. Método para calibrar um sistema de fibra ótica, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

emitir, por um primeiro transmissor óptico disposto num primeiro interrogador conectado a uma fibra óptica, um primeiro sinal óptico para a fibra óptica, em que a fibra óptica compreende:

uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento disposta na fibra óptica; e uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração disposta na fibra óptica;

refletir o primeiro sinal óptico com pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração para criar um sinal de resposta;

receber, por um primeiro receptor óptico no primeiro interrogador, o sinal de resposta da fibra ótica com base no primeiro sinal óptico refletido;

detectar o sinal de resposta recebido para identificar presenças de cada uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração; e determinar um valor de calibração com base nas presenças identificadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende ainda uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura disposta na fibra ótica, em que a pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura é interposta entre a pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento.

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12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

identificar um comprimento de onda central de pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento e da pluralidade de grades de Bragg de fibra de temperatura com base nas presenças detectadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a determinação de um valor de calibração compreende ainda:

atribuir um valor de calibração à unidade substituível em linha com base nas presenças detectadas da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração; e comunicar o valor de calibração da unidade substituível em linha a um controlador operativamente conectado ao receptor óptico do primeiro interrogador.
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda identificar valores de calibração para todas as grades de Bragg de fibra da unidade substituível em linha.
15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma distância do primeiro interrogador para pelo menos uma da pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração com base no valor de calibração.
16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda identificar um comprimento de onda central para cada uma das grades de Bragg de fibra com base no valor de calibração.
17. Sistema de detecção, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma unidade substituível em linha compreendendo:

primeiro e segundo conectores em comunicação óptica; e

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5 / 6 uma fibra óptica se estendendo entre o primeiro e o segundo conectores, a fibra óptica com primeira e segunda extremidades, em que a primeira extremidade da fibra óptica é conectada ao primeiro conector, em que a fibra óptica compreende:

uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento disposta na fibra óptica;

uma primeira grade de Bragg de fibra de temporização disposta na fibra óptica, em que a primeira grade de Bragg de fibra de temporização é configurada para indicar pelo menos um de um ponto de partida e ponto de chegada da unidade substituível em linha;

uma pluralidade de grades de Bragg de fibra de calibração localizada em um padrão que fornece informações relacionadas a um valor de calibração da unidade substituível em linha com base em um comprimento de onda central de cada uma da primeira pluralidade de grades de Bragg de fibra de superaquecimento;

um primeiro interrogador conectado à unidade substituível em linha na primeira extremidade da fibra óptica, em que o primeiro interrogador é configurado para fornecer um primeiro sinal óptico à fibra óptica e para receber um primeiro sinal de resposta óptico da fibra óptica;

um segundo interrogador conectado à segunda extremidade da fibra óptica, em que o segundo interrogador é configurado para fornecer um segundo sinal óptico à fibra ótica e para receber um segundo sinal de resposta óptico da fibra óptica; e um controlador operativamente conectado ao primeiro interrogador e configurado para determinar o valor de calibração da unidade substituível em linha com base no primeiro sinal de resposta ótico.
18. Sistema de detecção, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o sistema de detecção de superaquecimento é configurado para ser instalado em uma aeronave.

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19. Sistema de detecção, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o controlador pode ser configurado para controlar o transmissor óptico e determinar a pelo menos uma temperatura para cada uma da pluralidade de zonas usando pelo menos um de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).
20. Sistema de detecção, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o primeiro interrogador compreende ainda:

um transmissor óptico configurado para fornecer o sinal óptico à fibra óptica;

um primeiro detector configurado para receber um sinal de resposta da fibra ótica; e um acoplador conectado ao transmissor óptico e ao detector.