BR112012011225B1 - sensor de fibra óptica distribuído, e, método de detecção por fibra óptica distribuída - Google Patents
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Abstract
sensor de fibra óptica distribuído, e, método de detecção por fibra óptica distribuída a invenção diz respeito a um sensor de fibra óptica distribuído (104,106) com uma primeira resoluçção espacial (301,303) e uma segunda resoluçção esácial diferente (302,304). o sensor , que pode ser um sensor acústica distribuído, tem uma fonte óptica (112) configurada para a interrogar uma fibra óptica (104) com radição óptica e um detector (116) configurado jpara detectar radiação óptica retrodispersa dentro da fibra. um processador (108) é configurado para processar a radiação retrodispersa detectada para prover um a pluralidade de porções de detecção longitudinais de fibra. a fonte óptica e o processador são adaptados para prover primeira e segunda resoluções espaciais, por exemplo, mudando a duração e/ou separação dos pulsos ópticos e caixas de análise. a primeira e segunda resoluções espaciais podem ser providas sequencialmente ou simultaneamente e a resolução espacial usada pode ser variada como parte de um padrão implícito ou em resposta a um evento de detecção.
Description
SENSOR DE FIBRA ÓPTICA DISTRIBUÍDO, E, MÉTODO DE DETECÇÃO POR FIBRA ÓPTICA DISTRIBUÍDA [001] A presente invenção diz respeito à detecção óptica de fibra distribuída, e especialmente a detecção acústica distribuída óptica de fibra e a método e aparelho para melhorar a funcionalidade de sensores ópticos de fibra distribuídos.
[002] Vários sensores utilizando fibras ópticas são conhecidos.
Muitos tais sensores baseiam-se em sensores de ponto óptico de fibra ou locais de reflexão discretos tais como redes de Bragg em fibra ou similares que são arranjados ao longo do comprimento de uma fibra óptica. Os retornos dos sensores de ponto ou locais de reflexão discretos podem ser analisados para prover uma indicação da temperatura, deformação e/ou vibração nas proximidades dos locais dos sensores ou de reflexão discretos.
[003] Tais sensores usando locais de reflexão ou sensores de ponto óptico de fibra discretos exigem que a fibra óptica incluindo as porções de sensor seja especialmente fabricada. Adicionalmente, a distribuição dos sensores na fibra óptica é fixa.
[004] Sensores ópticos de fibras completamente distribuídos são também conhecidos, nos quais a dispersão intrínseca de um comprimento contínuo de fibra óptica é usada. Tais sensores permitem o uso de cabo de fibra óptica padrão sem deliberadamente introduzir locais de reflexão tais como redes de Bragg em fibra ou similares. Toda a fibra óptica da qual um sinal retrodisperso pode ser detectado pode ser usada como parte do sensor. Técnicas de divisão de tempo são tipicamente usadas para dividir os retornos de sinais em inúmeras caixas de tempo, com os retornos em cada caixa de tempo correspondendo a uma porção diferente da fibra óptica. Tais sensores ópticos de fibra são referidos como sensores ópticos de fibra distribuídos, já que as opções de sensor são completamente distribuídas por toda a fibra óptica. Na forma usada nesta especificação, os termos sensor de fibra óptica
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 6/34 / 23 distribuído serão usados significando um sensor no qual a própria fibra óptica constitui o sensor e que não se baseia na presença de sensores de ponto ou locais de reflexão ou interferência deliberadamente introduzidos específicos, que é um sensor óptico de fibra intrínseco.
[005] Vários tipos de sensor de fibra óptica distribuído são conhecidos e têm sido propostos para uso em várias aplicações.
[006] A patente U.S. 5.194.847 descreve um sensor óptico de fibra acústico distribuído para detecção de intrusão. Uma fibra óptica contínua sem nenhum sensor de ponto ou locais de reflexão específicos é usada. Luz coerente é lançada na fibra óptica e qualquer luz que passa por retrodispersão de Rayleigh dentro da fibra óptica é detectada e analisada. Uma mudança na luz retrodispersa em uma caixa de tempo é indicativa de uma onda acústica ou de pressão incidente na porção relevante da fibra óptica. Desta maneira, perturbações acústicas de qualquer porção da fibra podem ser detectadas.
[007] O relatório descritivo do pedido de patente GB 2.442.745 descreve um sistema de sensor óptico de fibra acústico distribuído em que vibrações acústicas são detectadas lançando uma pluralidade de grupos de ondas eletromagnéticas moduladas pelo pulso em uma fibra óptica padrão. A frequência de um pulso dentro de um grupo difere da frequência de um outro pulso no grupo. A retrodispersão de Rayleigh de luz de locais de reflexão intrínsecos dentro da fibra é amostrada e desmodulada na diferença de frequência entre os pulsos em um grupo.
[008] Detecção óptica de fibra distribuída portanto provê soluções de detecção adequadas e convenientes que podem monitorar grandes comprimentos de fibra óptica com boa resolução espacial. Por exemplo, um sensor acústico óptico de fibra distribuído, por exemplo, como que pode ser usado para monitorar uma tubulação, pode ser implementado com porções de detecção de 10 metros de comprimento em até 40 km ou mais de fibra óptica.
[009] É uma meta da presente invenção prover um sistema de
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 7/34 / 23 detecção óptica de fibra distribuído com maior flexibilidade e/ou utilidade. [0010] Assim, de acordo com a presente invenção, é provido um sensor de fibra óptica distribuído compreendendo uma fonte óptica configurada para interrogar uma fibra óptica com radiação óptica, um detector configurado para detectar radiação óptica retrodispersa de dentro da fibra e um processador configurado para processar a radiação retrodispersa detectada para prover uma pluralidade de porções de detecção longitudinais de fibra em que a fonte óptica e o processador são adaptados para prover uma primeira resolução espacial e pelo menos uma segunda resolução espacial diferente.
[0011] O sensor de fibra óptica distribuído da presente invenção transmite radiação óptica para uma fibra de detecção óptica, detecta radiação retrodispersa de dentro da fibra e processa a radiação de maneira a definir e gerar sinais de medição provenientes de cada qual de uma pluralidade de porções de detecção longitudinais da fibra, como é convencional em detecção óptica de fibra distribuída. Cada porção de detecção longitudinal de fibra pode portanto ser considerada um sensor ou canal de dados separado e a fibra óptica pode efetivamente ser vista como uma série de sensores independentes (que podem ou não ser contíguos). Entretanto, em modalidades da presente invenção, é disponibilizado um sensor que apresenta uma primeira resolução espacial e/ou uma segunda resolução espacial diferente. Em outras palavras, o tamanho das porções de detecção longitudinais da fibra é configurável de maneira tal que cada porção de detecção da fibra possa ter tanto um primeiro comprimento quanto pelo menos um segundo comprimento, diferente do primeiro. Diferentes modalidades da invenção controlam a variação na resolução espacial de diferentes maneiras. Técnicas tais como variação temporal, variação adaptativa em resposta a um evento detectado, provisão simultânea de múltiplas resoluções, por exemplo, multiplexação do comprimento de onda são descritas a seguir com mais detalhes. Em detecção óptica de fibra distribuída convencional a resolução espacial, isto é, o
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 8/34 / 23 comprimento básico das porções de detecção de fibra, é fixa.
[0012] A fonte óptica pode ser arranjada para interrogar a fibra óptica com um ou mais pulsos de radiação óptica. Cada pulso efetivamente ilumina uma seção da fibra e a retrodispersão dessa seção da fibra pode ser detectada pelo detector. Em certas modalidades, os comprimentos das porções de detecção longitudinais da fibra são determinados pela duração, ou largura do pulso ou pulsos ópticos sendo usada para interrogar a fibra. Essencialmente, dispersão causada pela luz no meio do pulso atingirá o detector ao mesmo tempo que a luz proveniente de outras partes da fibra iluminada por bits do pulso anteriores ou posteriores.
[0013] Assim, a fonte óptica pode ser configurada para interrogar a fibra óptica com pulsos de radiação óptica de uma primeira duração e também interrogar a fibra óptica com pulsos de radiação óptica de uma segunda duração. Mudando a duração do pulso de radiação óptica a resolução espacial do sensor, isto é, o comprimento das porções de detecção de fibra, pode ser variada.
[0014] Em um sensor acústico distribuído tal como descrito em GB2.442.745, pares de pulsos são usados para cada interrogação, com a diferença de frequência entre cada pulso em um par. Em certos arranjos de detecção distribuída então pares de pulsos são usados, e as fases relativas de luz retrodispersa de cada qual de um par de pulsos pode ser usada para prover dados detectados. Em tais modalidades, o comprimento das porções de detecção longitudinais da fibra está relacionado com a separação entre pulsos em um par de interrogação.
[0015] Portanto, em modalidades da invenção, a fonte óptica é configurada para interrogar a fibra óptica com pares de pulsos de radiação óptica com uma separação temporal definida, e em que a interrogação é realizada com pares de pulsos de uma primeira separação temporal e também com pares de pulsos de uma segunda separação temporal. Em tais
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 9/34 / 23 modalidades, a variação na separação temporal efetua a variação na resolução espacial.
[0016] Uma diferença de frequência é tipicamente imposta nos pulsos em cada par para facilitar a detecção e processamento de retornos de sinais. Os pulsos no par serão de duração finita, e a separação temporal é preferivelmente definida como a separação entre bordas de avanço ou, alternativamente, entre o centro dos pulsos, por exemplo. Desenhar uma forma de onda apropriada para um par de pulsos de interrogação envolve consideração de inúmeros fatores, tais como razão de espaço de marca, energia total, razão de extinção e sobreposição de frequência, por exemplo. Portanto, na variação da separação de pulsos, outros fatores, tal como largura de pulso, podem também ser variados.
[0017] A fonte óptica pode ser arranjada para lançar um ou mais pulsos de uma primeira duração e/ou separação na fibra óptica para realizar uma ou mais interrogações da fibra e então subsequentemente lançar um ou mais pulsos de uma segunda duração e/ou separação na fibra para realizar uma ou mais interrogações subsequentes da fibra.
[0018] Em outras palavras, o sensor pode realizar uma primeira medição ou série de medições a uma primeira resolução espacial, e então subsequentemente realizar uma segunda medição ou série de medições a uma segunda resolução espacial. Assim, o sensor provê uma primeira resolução espacial em um primeiro tempo e uma segunda resolução espacial em um tempo posterior. O aparelho pode ser arranjado para mudar a duração dos pulsos periodicamente, por exemplo, o sensor pode ser configurado para usar uma primeira resolução espacial para um certo número de medições ou uma certa duração e então usar uma segunda resolução espacial para um outro número de medições ou quantidade de tempo. Adicionalmente, ou alternativamente, o sensor pode ser configurado para mudar a resolução espacial em resposta a um evento detectado. Por exemplo, o sensor pode ter
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 10/34 / 23 uma resolução espacial padrão, ou uma rotina padrão para mudar a resolução espacial, que é usada em operação normal. Se um evento particular for detectado (que poderia simplesmente ser qualquer detecção acima de um certo patamar ou envolveria detectar um sinal característico particular) a resolução espacial pode ser alterada para uma nova resolução espacial ou novo padrão de resolução espacial variada.
[0019] Por exemplo, um sensor acústico distribuído pode ser usado com uma resolução espacial padrão digamos de 10 m. Se um sinal acústico for detectado em uma das porções de detecção longitudinais, que têm 10 m de comprimento, o sensor pode mudar para a resolução espacial que é menor que 10 m a fim de conseguir uma melhor sensibilidade espacial, que pode permitir que a fonte dos sinais acústicos seja mais precisamente identificada e localizada. Alternativamente, o sensor pode realizar rapidamente uma série de medições em uma faixa de diferentes resoluções espaciais. Uma fonte acústica pode produzir um sinal característico que fica aparente a uma resolução espacial, mas não a uma outra e/ou a comparação da resposta em uma faixa de resoluções espaciais pode permitir que uma fonte seja classificada mais precisamente. Se o sensor tiver que mudar a resolução espacial em resposta a um evento detectado, o sensor pode ser arranjado para processar somente os retornos de porções de detecção longitudinais da fibra nas proximidades do evento detectado. A mudança para uma resolução espacial que é muito menor que a resolução espacial padrão poderia aumentar a quantidade de processamento exigida se os retornos de toda a fibra de detecção tiverem que ser analisados. O maior cabeçalho de processamento pode ser evitado concentrando somente em uma seção da fibra óptica de interesse.
[0020] Em algumas modalidades, uma fonte óptica pode interrogar a fibra óptica usando um ou mais pulsos de radiação óptica com uma primeira duração e/ou separação e um ou mais pulsos de radiação óptica com uma
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 11/34 / 23 segunda duração e/ou separação em que os pulsos de radiação óptica com uma primeira duração e/ou separação têm uma característica óptica diferente dos pulsos da segunda duração e/ou separação. A característica óptica pode ser a diferença de frequência entre pulsos em um grupo de pulsos de interrogação e/ou o comprimento de onda dos pulsos. A característica óptica permite que os sinais de interrogação que dão origem a diferentes resoluções espaciais existam na fibra simultaneamente, mas que suas saídas sejam distintas e separadas no processador.
[0021] Onde um único par de pulsos de interrogação tem que ser usado, a fonte óptica pode portanto ser configurada para prover pulsos de um primeiro comprimento de onda com uma primeira duração e pulsos de uma segunda duração com um segundo comprimento de onda. Desta maneira, a radiação retrodispersa de Rayleigh de cada qual dos pulsos poderia ser separada por divisão de comprimento de onda. Assim, a fibra pode ser interrogada a uma resolução espacial ao mesmo tempo que a fibra está também sendo interrogada a uma resolução espacial diferente.
[0022] Onde pares de pulsos são usados, tal como descrito em GB 2.442.745, a diferença de frequência entre pares de pulsos pode ser variada entre sucessivos pares de pulsos de maneira tal que cada par de pulsos resulte em uma frequência da portadora exclusiva. Como descrito em GB 2.442.745, isto permite que mais de um par de pulsos fique propagando dentro da fibra ao mesmo tempo para prover interrogações separadas. GB 2.442.745 entretanto não preceitua que a separação ou duração dos pulsos em pares de pulsos separados possa ser variada para prover diferentes resoluções espaciais. Novamente, técnicas de divisão de comprimento de onda podem também ser usadas para separar os retornos de diferentes pares de pulsos.
[0023] Desta maneira, a fibra do sensor pode ser simultaneamente interrogada a uma primeira resolução espacial e uma segunda resolução espacial.
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 12/34 / 23 [0024] Novamente, pode haver uma resolução espacial padrão usada para monitoramento geral. Por exemplo, uma resolução espacial simples pode ser usada a menos e até que um evento de interesse seja detectado, em cujo ponto o sensor pode começar interrogar simultaneamente a uma ou mais outras frequências espaciais, ou com um padrão particular de frequência espacial variada, a fim de classificar e/ou localizar a fonte da perturbação. Novamente, nota-se que o cabeçalho de processamento envolvido em analisar os sinais de muitas porções de detecção longitudinais pode ser significante. Assim, embora possa ser possível monitorar o comprimento de fibra a uma resolução de 1 m, digamos, pode ser preferido monitorar em um padrão de 10 m para detectar qualquer perturbação e, se uma perturbação for detectada, usar pulsos de uma menor duração, mas somente analisar a seção de interesse relevante. Em uma modalidade, a fonte óptica pode, em operação normal, transmitir pulsos de diferente duração para permitir uso simultâneo de diferentes resoluções espaciais. Entretanto, o processador pode ser arranjado para processar somente os retornos correspondentes a uma maior resolução espacial até que um evento de interesse seja detectado. Neste ponto, os retornos relevantes dos pulsos correspondentes a uma menor resolução espacial podem também ser processados. Isto evita qualquer atraso na instrução de uma fonte óptica para produzir pulsos a um menor comprimento de onda e qualquer atraso de tempo de vôo. Certamente, os dados correspondentes aos retornos dos pulsos que fornecem uma menor resolução espacial podem ser armazenados, pelo menos por um curto tempo, de maneira tal que, se um evento for detectado na maior resolução espacial, os retornos contemporâneos armazenados para a menor resolução espacial podem ser processados.
[0025] Embora a radiação óptica transmitida por uma fonte óptica possa portanto definir fisicamente a resolução espacial obtenível do sensor, o processador deve também ser configurado para processar os retornos de sinais
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 13/34 / 23 em caixas de análise apropriadas. Portanto, o processador é preferivelmente configurado para efetuar uma pluralidade de porções de detecção longitudinais de fibra de um comprimento apropriado, ou seja, elas correspondem à resolução espacial, ou pelo menos uma das possíveis resoluções espaciais, definida pela radiação de interrogação. O processador pode ser arranjado para alterar as caixas de análise de tempo usadas no processamento dos dados em resposta a mudanças na radiação óptica de interrogação.
[0026] O processador pode ser arranjado determinar a média dos dados provenientes de uma seção da fibra que é maior que as porções de detecção longitudinais obteníveis mínimas da fibra óptica. Por exemplo, se a radiação óptica usada para interrogar a fibra óptica for de maneira tal que a fibra possa ser resolvida em seções discretas de 5 m de fibra, o processador pode no entanto ser arranjado para prover somente medições que correspondem a comprimentos de fibra de 15 m. Com efeito, o processador está apenas somando ou computando a média dos dados provenientes de três porções de detecção longitudinais adjacentes de fibra. O processador poderia também ser configurado para prover medições que pretendem corresponder aos comprimentos de fibra menores que a resolução espacial obtenível, embora se percebe que isto simplesmente corresponde a exibição dos dados de uma maneira diferente e realmente não aumenta a precisão do sensor. Embora uma mudança na resolução de reportagem dos dados possa portanto ser implementada pelo processador sem nenhuma mudança na radiação de interrogação, a presente invenção diz respeito a métodos e aparelho operáveis com pelo menos duas diferentes resoluções espaciais do sensor, isto é, os mínimo comprimentos obteníveis de cada porção de detecção discreta.
[0027] O processador (ou um outro processador) pode ser arranjado para analisar os retornos de sinais de cada qual das porções de detecção longitudinais para detectar eventos de interesse. Detectar um evento de
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 14/34 / 23 interesse pode compreender identificar uma característica predeterminada do evento nos sinais de medição provenientes de uma ou mais porções de detecção longitudinais da fibra óptica. Por exemplo, um sensor acústico óptico de fibra distribuído pode comparar os sinais de medição, isto é, os sinais acústicos detectados, de cada porção de detecção longitudinal, ou grupos de porções de detecção longitudinais adjacentes, com uma assinatura acústica de um evento de interesse. Se o sinal medido casar ou for suficientemente similar à assinatura acústica do evento particular de interesse, isto pode ser considerado uma detecção do evento particular de interesse.
[0028] Esta análise pode variar dependendo da resolução espacial do sensor. Por exemplo, uma característica que é detectada em uma única porção de detecção longitudinal a uma maior resolução espacial pode ser detectável em mais de uma porção de detecção longitudinal adjacente a uma menor resolução espacial. Portanto, a característica predeterminada de um evento de interesse pode ter um elemento espacial nele.
[0029] Preferivelmente, o sensor é um sensor acústico distribuído (DAS). O detector pode portanto ser configurado para detectar radiação que sofreu retrodispersão de Rayleigh de dentro da fibra óptica. Preferivelmente, o processador é adaptado para processar a radiação retrodispersa detectada para derivar uma medição acústica de cada qual das porções de detecção longitudinais. O processador pode ser adaptado para realizar um método tal como descrito em GB 2.442.745.
[0030] A presente invenção também se aplica a um método de detecção por fibra óptica distribuída. Assim, de acordo com um outro aspecto da invenção, é provido um método de detecção por fibra óptica distribuída compreendendo as etapas de interrogar uma fibra óptica com radiação óptica, detectar radiação óptica que é retrodispersa pela fibra óptica e processar dados correspondentes à dita radiação retrodispersa detectada para fornecer um sinal de medição proveniente de cada qual de uma pluralidade de porções de
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 15/34 / 23 detecção longitudinais da dita fibra óptica em que o método compreende prover as ditas medições a uma primeira resolução espacial e uma segunda resolução espacial diferente.
[0031] O método deste aspecto da presente invenção oferece exatamente as mesmas vantagens e pode ser usado exatamente nas mesmas modalidades supradescritas com relação ao primeiro aspecto da invenção.
[0032] Em particular, a etapa de interrogar a fibra óptica com radiação óptica pode compreender lançar um ou mais pulsos de radiação óptica com uma primeira duração e/ou separação na dita fibra óptica e lançar um ou mais pulsos de radiação óptica com uma segunda duração e/ou separação diferente na dita fibra óptica. Como anteriormente explicado, as diferentes formas de onda descritas por uma duração e/ou separação dos respectivos sinais de interrogação dá origem a diferentes resoluções espaciais.
[0033] O método pode compreender lançar uma primeira forma de onda de interrogação que dá origem a uma primeira resolução espacial e lançar uma segunda forma de onda de interrogação que dá origem a uma segunda resolução espacial em que a dita primeira e segunda formas de onda têm uma característica óptica diferente. A característica óptica pode ser diferença de comprimento de onda e/ou de frequência entre os pulsos no par.
[0034] O método pode compreender prover medições na primeira resolução espacial e então subsequentemente prover medições na segunda resolução espacial.
[0035] O método pode compreender mudar a resolução espacial do sensor em um padrão predeterminado. Adicionalmente, ou alternativamente, o método pode envolver mudar a resolução espacial em resposta à detecção de um evento.
[0036] O método pode compreender prover as ditas medições na segunda resolução espacial somente para uma porção da fibra nas proximidades de um evento detectado.
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 16/34 / 23 [0037] O método pode compreender prover medições na primeira resolução espacial simultaneamente com medições na segunda resolução espacial.
[0038] O método pode compreender variar o tamanho de caixas de análise usadas pelo processador para casar a resolução espacial da radiação de interrogação.
[0039] A invenção estende-se a métodos, aparelho e/ou uso da maneira substancialmente aqui descrita com referência aos desenhos anexos.
[0040] Qualquer recurso em um aspecto da invenção pode ser aplicado a outros aspectos da invenção, em qualquer combinação apropriada. Em particular, aspectos de métodos podem ser aplicados a aspectos de aparelhos, e vice-versa.
[0041] Além disso, recursos implementados em hardware podem no geral ser implementados em software, e vice-versa. Qualquer referência a recursos de software e hardware aqui deve ser interpretado dessa maneira.
[0042] Recursos preferidos da presente invenção serão agora descritos, meramente a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos.
[0043] A figura 1 ilustra os componentes básicos de um sensor de fibra óptica distribuído.
[0044] A figura 2 ilustra uma série de pulsos de interrogação de acordo com uma modalidade da invenção.
[0045] A figura 3 ilustra uma série de pulsos de interrogação de acordo com uma outra modalidade da invenção.
[0046] A figura 4 ilustra uma seção de fibra de detecção e a divisão da fibra em porções de detecção longitudinais em duas diferentes resoluções espaciais.
[0047] A figura 5 ilustra uma série de pulsos de interrogação de acordo com uma outra modalidade da invenção.
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 17/34 / 23 [0048] A figura 1 mostra um esquema de um arranjo de detecção óptica de fibra distribuído. Um comprimento de fibra de detecção 104 é conectado em uma extremidade em um interrogador 106. A saída do interrogador 106 é passada a um processador de sinal 108, que pode ser colocalizado com o interrogador, ou pode ser remoto dele, e opcionalmente uma interface de usuário/exibição gráfica 110, que, na prática, pode ser realizada por um PC devidamente especificado. A interface de usuário pode ser colocalizada com o processador de sinal, ou pode ser remota dele.
[0049] A fibra de detecção 104 pode ter muitos quilômetros de comprimento e, neste exemplo, tem aproximadamente 40 km de comprimento. A fibra de detecção é uma fibra óptica de modo simples não modificada padrão tal como as rotineiramente usadas em aplicações de telecomunicações. Em aplicações convencionais de sensores distribuídos de fibra óptica, a fibra de detecção é contida pelo menos parcialmente em um meio que se deseja monitorar. Por exemplo, a fibra 104 pode ser enterrada no chão para prover monitoramento de um perímetro ou monitoramento de um item enterrado tal como uma tubulação ou similares.
[0050] A invenção será descrita com relação a um sensor acústico distribuído, embora versados na técnica percebam que o preceito pode ser no geral aplicável a qualquer tipo de sensor de fibra óptica distribuído.
[0051] Em operação, o interrogador 106 lança radiação eletromagnética de interrogação, que pode, por exemplo, compreender uma série de pulsos ópticos com um padrão de frequência selecionado, na fibra de detecção. Os pulsos ópticos podem ter um padrão de frequência descrito no relatório descritivo de patente GB 2.442.745 cujos conteúdos estão por meio desta incorporados pela referência. Como descrito em GB 2.442.745 o fenômeno de retrodispersão de Rayleigh faz com que uma certa fração da entrada de luz na fibra seja retrorrefletida no interrogador, onde ela é detectada para prover um sinal de saída que é representativo de perturbações
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 18/34 / 23 acústicas nas proximidades da fibra. O interrogador portanto convenientemente compreende pelo menos um laser 112 e pelo menos um modulador óptico 114 para produzir uma pluralidade de pulsos ópticos separados por uma diferença de frequência óptica conhecida. O interrogador também compreende pelo menos um fotodetector 116 arranjado para detectar radiação que é retrodispersa pelos locais de dispersão intrínsecos dentro da fibra 104.
[0052] O sinal proveniente do fotodetector é processado pelo processador de sinal 108. O processador de sinal convenientemente desmodula o sinal retornado com base na diferença de frequência entre os pulsos ópticos tal como descrito em GB 2.442.745. O processador de sinal pode também aplicar um algoritmo de desempacotamento de fase como descrito em GB 2.442.745.
[0053] A forma da entrada óptica e o método de detecção permitem que uma fibra contínua simples seja espacialmente resolvida em porções de detecção longitudinais discretas. Ou seja, o sinal acústico detectado em uma porção de detecção pode ser provido de forma substancialmente independente do sinal detectado em uma porção adjacente.
[0054] A resolução espacial das porções de detecção de fibra óptica depende amplamente da forma de onda de radiação usada para interrogar a fibra óptica. Aqui, forma de onda tipicamente refere-se à forma e sincronismo de pulsos de entrada. Como versados na técnica percebem, qualquer pulso de iluminação de radiação óptica de duração finita significará que um certo comprimento espacial da fibra é simultaneamente iluminado em qualquer dado tempo. Assim, considerando certas modalidades, radiação que é recebida no detector em qualquer dado tempo compreenderá radiação que foi retrodispersa de partes ligeiramente diferentes da fibra por diferentes partes do pulso de interrogação. Claramente, a velocidade de resposta e velocidade de amostragem do detector podem efetuar a resolução espacial, mas, em um
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 19/34 / 23 sistema bem ajustado, a resolução espacial é efetivamente baseada na duração do pulso em tais modalidades.
[0055] Em alguns arranjos supradescritos, pares de pulsos temporariamente espaçados são usados para interrogar uma fibra em teste. Nesta abordagem, detecção e processamento são tipicamente realizados por luz interferente que passou através de uma dada seção de fibra - cuja seção é definida pela separação de pulsos - com luz que não passou. Mudanças de fase detectadas entre a luz interferida provêm informação concernentes a perturbações da dada seção de fibra. Portanto, a resolução espacial do sensor, isto é, o comprimento de cada porção de detecção longitudinal, depende da separação dos pulsos ópticos.
[0056] A escolha de forma de onda de interrogação e, consequentemente, resolução espacial da fibra, pode depender de inúmeros fatores. Claramente, a aplicação visada pode influenciar na escolha da resolução espacial. Se a aplicação for para detectar eventos em escala muito grande, um comprimento de detecção espacial relativamente grande pode ser aceitável. Entretanto, para outras aplicações, pode haver uma faixa de resoluções espaciais adequadas. Sensores acústicos distribuídos podem ser usados como sistemas de detecção de intrusão, por exemplo, para proteger as bordas ou perímetros ou detectar interferência potencial com uma tubulação. Sensores acústicos distribuídos podem também ser usados para monitoramento do escoamento e/ou monitoramento de condição em relação à tubulação ou outras linhas de escoamento ou para monitoramento de condição para vários edifícios ou estruturas.
[0057] A escolha da resolução espacial também representa um equilíbrio entre sensibilidade e ruído e também o comprimento de fibra que pode ser usado como uma fibra de detecção. O uso de porções de detecção de fibra maiores significa então que cada porção de detecção pode ser mais sensível - já que existe mais fibra para detectar uma perturbação acústica
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 20/34 / 23 incidente. Entretanto, quanto maior a porção de detecção de fibra, tanto maior a quantidade de ruído. Se o tamanho espacial das porções de detecção longitudinais for muito grande, os ganhos de sensibilidade adicionais podem ser deslocados, já que o sinal acústico pode ser atenuado em direção à extremidade da porção de detecção e o ruído adicional pode dominar. No entanto, uma porção de detecção muito pequena pode exibir somente um sinal relativamente pequeno. Adicionalmente, o uso de pequenas porções de detecção pode aumentar o número geral de sensor efetivo. Isto pode aumentar significativamente o cabeçalho de processamento na determinação das características acústicas de alguns sinais de interesse.
[0058] O alcance do sensor, ou comprimento de fibra, que pode ser interrogada está também relacionado com a duração dos pulsos de interrogação. Conforme se pode perceber, a radiação que é retrodispersa por qualquer porção da fibra óptica deve fazê-lo no detector a fim de que o sensor possa detectar a influência de perturbações acústicas na porção de fibra. Claramente, a fibra óptica apresentará uma certa atenuação (parte da atenuação é atribuída aos processos de dispersão de Rayleigh de heterogeneidades na fibra) e assim a radiação retrodispersa será atenuada à medida que ela desloca através da fibra. Quanto maior o alcance na fibra para uma dada porção de detecção, tanto maior a quantidade de fibra óptica a ser atravessada para atingir o detector e, consequentemente, tanto maior a atenuação da retrodispersão. Para um dado grau de retrodispersão haverá um alcance além do qual a atenuação na viagem de retorno para o detector é muito grande e nenhum sinal utilizável pode ser conseguido. A radiação retrodispersa total pela porção de detecção está relacionada com a intensidade da radiação de interrogação e a duração do pulso (um maior pulso dá mais oportunidade para retrodispersão).
[0059] Como versados na técnica percebem, para um sensor acústico distribuído que se baseia em retrodispersão de Rayleigh, a radiação de
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 21/34 / 23 interrogação deve ficar abaixo de um patamar não linear para a fibra óptica e assim existe um limite para a potência óptica que pode ser transmitida na fibra. Portanto, para uma intensidade fixa de radiação de iluminação, o grau de retrodispersão está relacionado com a duração do pulso de iluminação. [0060] Ponderando todos esses fatores, observou-se que a resolução espacial da ordem de 8 -12 m é particularmente adequada para muitas aplicações de sensores acústicos distribuídos. Esta resolução espacial permite que até 50 km ou mais de fibra de telecomunicações padrão sejam usados como uma fibra de detecção e provê um bom equilíbrio de ruído e sensibilidade. Adicionalmente, para muitos eventos de detecção de intrusão e/ou eventos de monitoramento de condição, uma resolução espacial de 8 -12 m é adequada aos sinais de interesse esperados e não representa um cabeçalho de processamento excessivo. Uma faixa de 8 - 12 m como esta representa uma resolução espacial particularmente adequada é um reconhecimento inédito. [0061] Em alguma aplicação, entretanto, tais como aplicações de fundo de poço, uma menor resolução espacial pode ser apropriada. Por exemplo, aplicação de fundo de poço, uma resolução espacial da ordem de uns décimos de centímetros pode ser preferível. Em escalas de comprimento da ordem de alguns quilômetros, isto é, a profundidade de furos de sondagem, uma resolução espacial como esta pode ser aceitável.
[0062] A presente invenção diz respeito a um sensor de fibra óptica distribuído, especialmente um sensor acústico distribuído operável em pelo menos duas diferentes resoluções espaciais. Isto pode permitir que informação adicional a respeito de uma fonte de perturbações acústicas seja detectada e ou pode permitir que diferentes partes de uma fibra sejam monitoradas usando diferentes resoluções espaciais.
[0063] Em uma primeira modalidade da presente invenção, portanto, a fonte óptica do interrogador, isto é, laser 116 e modulador 114, pode ser arranjada para produzir tanto uma série de pulsos de uma primeira duração
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 22/34 / 23 quanto uma série de pulsos de uma segunda duração. Referindo-se à figura 2, está mostrada a saída do laser e modulador.
[0064] A saída do modulador 114 é uma série de pulsos 201, cada qual com uma primeira duração. O tempo entre pulsos pode ser arranjado de maneira tal que toda retrodispersão de um pulso seja detectada antes de o pulso seguinte ser lançado na fibra.
[0065] O detector recebe a radiação retrodispersa pela fibra e, no processamento dos dados, o processador divide os dados em n caixas de análise, cada uma das quais com uma extensão espacial que é apropriada para os pulsos de primeira duração t1. O processador portanto provê um sinal de medição acústica proveniente de cada qual de uma pluralidade de porções de detecção de fibra, com uma primeira resolução espacial, digamos 10 m.
[0066] Depois de produzir um ou mais pulsos 201 com uma primeira duração entretanto o laser 112 e modulador 114 produzem um ou mais pulsos 202 com uma duração t2 diferente. Fora da duração de cada pulso, todos outros recursos do pulso podem ser inalterados. A duração dos pulsos pode ser controlada controlando-se o laser 112 para produzir pulsos de uma duração diferente, ou o modulador 114 ou o modulador óptico adicional (não mostrado) poderia ser usado, como é de entendimento dos versados na técnica.
[0067] Como ilustrado, os pulsos da segunda duração têm uma menor duração para cada pulso e assim permitem uma menor resolução espacial.
[0068] No momento em que o laser e modulador começam produzir os pulsos da segunda duração, o processador muda o tamanho das caixas de análise e assim produz uma série de sinais de medição provenientes de cada qual de uma pluralidade de porções de medição da fibra com uma menor resolução espacial diferente, digamos 2 m, por exemplo.
[0069] Referindo-se à figura 3, estão ilustradas as formas de onda para uma modalidade na qual pares de pulsos são gerados. A saída do
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 23/34 / 23 modulador 114 é um par de pulsos 301 com uma separação δ1. Cada pulso do par é da mesma duração, mas cada pulso tem uma frequência diferente para prover uma diferença de frequência conhecida. Isto é seguido por um outro par de pulsos um curto tempo depois.
[0070] O tempo entre pares de pulsos pode ser arranjado de maneira tal que toda retrodispersão do primeiro par de pulsos seja detectada antes de o par de pulsos seguinte ser lançado na fibra, em cujo caso cada par de pulsos pode ser idêntico ao par de pulsos anterior. Alternativamente, como descrito em GB2.442.745, os pares de pulsos podem ser lançados de maneira tal que mais de um par de pulsos estejam propagando na fibra a qualquer momento, em cujo caso o par de pulsos é arranjado para ter uma diferença de frequência diferente.
[0071] O detector recebe a radiação retrodispersa pela fibra e o processador desmodula a radiação detectada na diferença de frequência do par de pulsos, como descrito em GB2.442.745. No processamento dos dados, o processador divide os dados em n caixas de análise, cada uma das quais tem uma extensão espacial que é apropriada para os pares de pulsos de primeira separação δ. O processador portanto provê um sinal de medição acústica proveniente de cada qual de uma pluralidade de porções de detecção de fibra, com uma primeira resolução espacial, digamos 10 m.
[0072] Depois de produzir uma série de pares de pulsos 301 com uma primeira separação entretanto o laser 112 e modulador 114 produzem um ou mais pares de pulsos 302 com uma separação diferente δ2. A duração de pulsos individuais em cada qual dos pares 302 pode ser a mesma que nos pares 301, entretanto, no equilíbrio de vários fatores, tais como energia total e separação de frequência, a duração de pulsos individuais pode também ser diferente. Como ilustrado na figura 3, os pares de pulsos 302 da segunda separação têm uma menor duração para cada pulso.
[0073] No momento em que o laser e modulador começam produzir
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 24/34 / 23 os pares de pulsos da segunda separação, o processador muda o tamanho das caixas de análise e assim produz uma série de sinais de medição provenientes de cada qual de uma pluralidade de porções de medição da fibra com uma resolução espacial menor diferente, digamos 2 m, por exemplo.
[0074] Desta maneira, o sensor pode comutar entre uma primeira resolução espacial e uma segunda resolução espacial. A figura 4 ilustra uma fibra óptica 104 e indica como a fibra é dividida em porções de detecção na primeira resolução espacial 401 e a divisão da fibra na segunda resolução espacial.
[0075] O sensor pode ser arranjado para comutar entre diferentes resoluções espaciais em um padrão predeterminado. Por exemplo, o sensor pode interrogar a fibra com um certo número de pares de pulsos da primeira duração seguido por um certo número de pares de pulsos de uma segunda duração. Alternativamente, o sensor pode operar na primeira resolução espacial como uma resolução espacial padrão. Se um evento acústico acima de um certo patamar e/ou casando com uma certa característica for detectado nos sinais de qualquer de uma ou mais das porções de detecção da fibra, o sensor pode comutar para uma segunda resolução espacial.
[0076] Como fica claro pelo exposto, uma segunda resolução espacial provê potencialmente muito mais porções de detecção discretas de fibra e assim pode resultar em um cabeçalho de processamento significante. Em algumas modalidades, portanto, o processador pode ser arranjado para prover sinais de medição provenientes somente das porções de detecção longitudinais nas proximidades do evento detectado.
[0077] A figura 4 ilustra um evento acústico que ocorre na posição A. As ondas acústicas serão detectadas pela fibra 104. O gráfico 403 mostra um histograma representando a intensidade média do sinal acústico para cada qual das porções de detecção de fibra na primeira resolução espacial. Pode-se ver que uma perturbação relativamente grande é detectada na porção de
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 25/34 / 23 detecção relevante 405. O processador pode então comutar para uma segunda resolução espacial, mas somente processar os sinais que correspondem às porções de detecção da segunda resolução espacial nas proximidades da seção 405 de fibra. O gráfico 404 mostra um histograma do sinal acústico para cada qual das porções de detecção processadas na segunda resolução espacial.
[0078] Pode-se ver que, na segunda resolução espacial, a localização do evento acústico ao longo da fibra pode ser mais claramente determinada. Adicionalmente, a análise da evolução do sinal acústico em uma ou mais dessas porções de detecção pode revelar uma assinatura característica que pode ser usada para classificar o evento, isto é, identificar o tipo de evento que produziria uma resposta acústica como esta. Isto pode permitir que o processador determine se o evento acústico é um evento de interesse, por exemplo, indicativo de um intruso ou condições falhas e assim um alarme automático deve ser gerado.
[0079] Como mostrado na figura 2, o interrogador pode comutar entre diferentes formas de onda de interrogação e, consequentemente, entre resoluções espaciais tanto em resposta ao evento quanto como parte de um padrão estabelecido. Em uma outra modalidade entretanto duas resoluções espaciais podem ser simultaneamente realizadas na mesma fibra.
[0080] A figura 5 mostra a saída de um interrogador de acordo com esta modalidade da invenção. Um primeiro par de pulsos 501 com uma primeira duração é transmitida na fibra como anteriormente descrito. Os pulsos no primeiro par de pulsos têm frequências f1 e f2, respectivamente. Imediatamente depois que o primeiro par de pulsos é transmitido, um segundo par de pulsos 502 é transmitido. O pulso no segundo par de pulsos tem uma separação diferente e, opcionalmente, duração diferente também e tem frequências f3 e f4, respectivamente. As frequências são escolhidas de maneira tal que f2 - f1 não seja igual a nenhuma de f1, f2, f3 ou f4 ou f4, f3. Similarmente f4 - f3 não é igual a f1, f2, f3 ou f4. Como descrito em GB
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2.442.745, este arranjo pode permitir que os dois pares de pulsos sejam transmitidos de forma praticamente simultânea na fibra (certamente, em um aparelho diferente, eles poderiam ser simultâneos) mas a resposta de cada qual ser desmodulada separadamente. Desta maneira, retornos de sinais a uma primeira resolução espacial podem ser processados e também retornos de sinais a uma segunda resolução espacial podem ser processados para prover duas resoluções espaciais simultâneas.
[0081] O processador pode prover sinais de medição em ambas resoluções espaciais para toda a fibra e pode usar os sinais em ambas resoluções espaciais para detectar eventos de interesse. Alternativamente, sinais de medição a uma das resoluções espaciais podem ser produzidos para somente parte da fibra óptica. Por exemplo, imagine que a fibra óptica seja desdobrada ao longo do comprimento da tubulação enterrada para detectar interferência com a tubulação e/ou monitoramento de condição. Para a maior parte da tubulação, a resolução espacial de 0 m ou algo parecido pode ser aceitável e fornece monitoramento ideal. Para algumas áreas, entretanto, pode haver outro maquinário ou partes da tubulação propensas a tensão particular, pode ser desejado ter um sensor com a resolução espacial da ordem de 1 m. Nesta modalidade da presente invenção, a fibra óptica pode ser interrogada com pulsos de 1 m e pulsos de 10 m. Os retornos dos pulsos de 10 m seriam usados para a maior parte da tubulação, mas os pulsos de 1 m seriam usados para as porções sensíveis.
[0082] Adicionalmente, ou alternativamente, os pulsos de menor resolução poderiam ser transmitidos, mas os retornos não processados para pelo menos uma seção da fibra até um evento ser detectada. Em cujo ponto o apropriadas porções de detecção poderiam ser analisadas de uma maneira similar à supradescrita com relação à figura 3.
[0083] De qualquer maneira, as diferentes resoluções espaciais providas pelo sensor podem ser predeterminadas, por exemplo, podem ter
Petição 870190089738, de 10/09/2019, pág. 27/34 / 23 uma resolução padrão digamos de 10 m e uma resolução fina digamos de 1 m. Em algumas modalidades, entretanto, a resolução espacial pode ser determinada em resposta aos sinais detectados. Por exemplo, o processador pode analisar os sinais a uma primeira resolução espacial e, com base nessa análise, escolher a resolução espacial para aplicar no futuro.
[0084] Certamente percebe-se pela discussão apresentada que, dependendo de onde o evento ocorre na fibra óptica, e do comprimento de fibra geral, mudar a resolução espacial pode variar o alcance geral do sensor. Portanto, para partes da fibra óptica que são no sentido do máximo alcance do sensor na resolução espacial particular, pode não ser possível reduzir a resolução espacial a um menor comprimento e ainda receber sinais utilizáveis. Entretanto, o uso de duas ou mais resoluções espaciais diferentes pode ainda ser benéfico para as partes da fibra que estão dentro do alcance efetivo em ambas resoluções. O processador pode ser programado com uma série de alcances de corte para variar a resolução espacial de certas partes da fibra, isto é, uma lista da resolução espacial mais curta utilizável se um evento de interesse ocorrer em um certo alcance.
[0085] Cada recurso revelado na descrição e, onde apropriado, nas reivindicações e desenhos pode ser provido independentemente ou em qualquer combinação apropriada.
Claims (26)
1. Sensor de fibra óptica distribuído, compreendendo uma fonte óptica (112, 114) configurada para interrogar uma fibra óptica (104) com radiação óptica, um detector (116) configurado para detectar radiação óptica retrodispersa de dentro da fibra e um processador (108) configurado para processar a radiação retrodispersa detectada para prover uma pluralidade de porções de detecção longitudinais de fibra, caracterizado pelo fato de que a fonte óptica é configurada para lançar um ou mais pulsos (201; 301; 501) efetuando uma primeira resolução espacial dentro da fibra óptica para realizar uma ou mais interrogações da fibra e para lançar um ou mais pulsos (202; 302; 502) efetuando uma segunda resolução espacial diferente dentro da fibra para realizar uma ou mais interrogações diferentes da fibra e em que e o processador é adaptado para processar a radiação retrodispersa detectada na primeira resolução espacial e na segunda resolução espacial, respectivamente.
2. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte óptica é configurada para interrogar a fibra óptica com pulsos (201) de radiação óptica de uma primeira duração e também interrogar a fibra óptica com pulsos (202) de radiação óptica de uma segunda duração diferente, as diferentes durações efetuando as diferentes resoluções espaciais.
3. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte óptica é configurada para interrogar a fibra óptica com pares de pulsos de radiação óptica com uma separação temporal definida, e em que interrogação é realizada com pares de pulsos (301) de uma primeira separação temporal e também com pares de pulsos (302) de uma segunda separação temporal diferente, as diferentes separações produzindo as diferentes resoluções espaciais.
4. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a fonte óptica é
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2 / 5 configurada para lançar o um ou mais pulsos que efetuam a primeira resolução espacial na fibra óptica para realizar a uma ou mais interrogações da fibra e então subsequentemente lançar o um ou mais pulsos que efetuam a segunda resolução espacial diferente na fibra para realizar a uma ou mais interrogações subsequentes da fibra.
5. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sensor é adaptado para realizar uma primeira medição ou série de medições na primeira resolução espacial, e então subsequentemente realizar uma segunda medição ou série de medições na segunda resolução espacial.
6. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o sensor é configurado para variar periodicamente a resolução espacial do sensor.
7. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o sensor é configurado para mudar a resolução espacial do sensor em resposta a um evento detectado.
8. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o um ou mais pulsos (501) efetuando a primeira resolução espacial tem uma característica óptica diferente do um ou mais pulsos (502) efetuando a segunda resolução espacial.
9. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a característica óptica compreende um de uma diferença de frequência entre pulsos em um grupo de pulsos de interrogação e o comprimento de onda dos pulsos.
10. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o sensor fornece simultaneamente a primeira resolução espacial e a segunda resolução espacial.
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11. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o processador (108) é configurado para prover uma pluralidade de porções de detecção longitudinais de fibra com um comprimento que casa com a resolução espacial provida pela radiação de interrogação.
12. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o processador (108) é configurado para alterar caixas de análise de tempo usadas no processamento dos dados em resposta a mudanças na radiação óptica de interrogação.
13. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador (108) é arranjado para analisar os sinais de medição provenientes de cada qual das porções de detecção longitudinais para detectar eventos de interesse.
14. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o processador é arranjado para variar a análise dependendo da resolução espacial dos sinais de medição.
15. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o sensor é um sensor acústico distribuído.
16. Sensor de fibra óptica distribuído, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o detector é configurado para detectar radiação que é retrodispersa de Rayleigh de dentro da fibra óptica.
17. Método de detecção por fibra óptica distribuída, compreendendo as etapas de interrogar uma fibra óptica (104) com radiação óptica, detectar radiação óptica que é retrodispersa pela fibra óptica e processar dados correspondentes à radiação retrodispersa detectada para fornecer um sinal de medição proveniente de cada qual de uma pluralidade de porções de detecção longitudinais da dita fibra óptica, o método caracterizado pelo fato de que compreende lançar um ou mais pulsos (201; 301; 501) de
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4 / 5 radiação óptica efetuando uma primeira resolução espacial dentro da fibra óptica para realizar uma ou mais interrogações da fibra e lançar um ou mais pulsos (202; 302; 502) efetuando uma segunda resolução espacial diferente dentro da fibra para realizar uma ou mais interrogações diferentes da fibra e em que e o processador é adaptado para processar a radiação retrodispersa detectada na primeira resolução espacial e na segunda resolução espacial, respectivamente.
18. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o um ou mais pulsos de radiação óptica efetuando a primeira resolução espacial tem uma primeira duração e/ou separação e o um ou mais pulsos de radiação óptica efetuando a segunda resolução espacial tem uma segunda duração e/ou separação diferente.
19. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende lançar um ou mais pares de pulsos (201) com uma primeira duração e lançar um ou mais pares de pulsos (202) com uma segunda duração, em que os pares de pulsos com a primeira duração têm uma característica óptica diferente dos pares de pulsos com a segunda duração.
20. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a característica óptica compreende diferença de comprimento de onda e/ou de frequência entre os pulsos no par.
21. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende prover medições na primeira resolução espacial e então subsequentemente prover medições na segunda resolução espacial.
22. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende mudar a
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5 / 5 resolução espacial do sensor em um padrão predeterminado.
23. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de mudar a resolução espacial em resposta a detecção de um evento.
24. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende prover as medições na segunda resolução espacial somente para uma porção da fibra nas proximidades de um evento detectado.
25. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende prover medições na primeira resolução espacial simultaneamente com medições na segunda resolução espacial.
26. Método de detecção por fibra óptica distribuída, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende variar o tamanho de caixas de análise usadas pelo processador para casar a resolução espacial da radiação de interrogação.
Applications Claiming Priority (2)
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