BRPI0712541B1 - Sensor de fibra óptica e método de fabricação do mesmo - Google Patents

Sensor de fibra óptica e método de fabricação do mesmo Download PDF

Info

Publication number
BRPI0712541B1
BRPI0712541B1 BRPI0712541-0A BRPI0712541A BRPI0712541B1 BR PI0712541 B1 BRPI0712541 B1 BR PI0712541B1 BR PI0712541 A BRPI0712541 A BR PI0712541A BR PI0712541 B1 BRPI0712541 B1 BR PI0712541B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
optical fiber
fiber
optical
sensor
portions
Prior art date
Application number
BRPI0712541-0A
Other languages
English (en)
Inventor
S. Homa Daniel
Childers Brooks
Guarniere John
Original Assignee
Baker Hughes Incorporated
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Incorporated filed Critical Baker Hughes Incorporated
Publication of BRPI0712541A2 publication Critical patent/BRPI0712541A2/pt
Publication of BRPI0712541B1 publication Critical patent/BRPI0712541B1/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35383—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using multiple sensor devices using multiplexing techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0033—Transmitting or indicating the displacement of bellows by electric, electromechanical, magnetic, or electromagnetic means
    • G01L9/0039—Transmitting or indicating the displacement of bellows by electric, electromechanical, magnetic, or electromagnetic means using photoelectric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0076—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

sensor de fibra óptica e método de fabricaçao do mesmo. é descrito um sensor de fibra ótica de núcleo múltiplo, cujo sensor inclui uma fibra ótica que possui pelo menos dois núcleos, onde os núcleos possuem porções de mediçào ordenadas, por exemplo interferômetros em-fibra ou porções de treliça bragg. em uma modalidade exemplificativa, a fibra é munida de porções de medição ordenadas durante formação de fibra para eliminar fatores de tração e pra propiciar capacidades de medição de parâmetro correto de temperatura.

Description

(54) Título: SENSOR DE FIBRA ÓPTICA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO (51) Int.CI.: G01D 3/036; G01D 5/353; G01L 9/00 (30) Prioridade Unionista: 07/06/2006 US 11/448,475 (73) Titular(es): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor(es): DANIEL S. HOMA; BROOKS CHILDERS; JOHN GUARNIERE
1/10
SENSOR DE FIBRA ÓPTICA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO FUNDAMENTOS
Sensores de fibra ótica, especificamente aqueles utilizados em ambientes inóspitos, tais como ambientes de cavidades de poços, são predominantemente afetados por alterações indesejadas de parâmetros (por exemplo, mudanças de temperatura para um sensor de pressão) e fontes de desvio. Sendo assim, quando se tem tentado fazer uma medição, sensores adicionais têm sido exigidos para tentar compensar tais alterações indesejadas de parâmetros e desvio de medição. Por exemplo, dois sensores de pressão podem ser empregados próximos um do outro com características diferentes de sensores (isto é, respostas diferentes ao parâmetro indesejado) , e cálculos podem ser feitos em uma tentativa de eliminar o efeito do parâmetro na medição (efetivamente em uma tentativa de isolar o parâmetro de interesse, por exemplo, efeitos de temperatura no ponto de interesse).
Embora isto possa parecer ser uma boa solução, as condições nos dois sensores devem ser exatas para eliminar com precisão as influências do parâmetro indesejado. Além disso, a necessidade de ajustar e acionar sensores múltiplos em cada ponto de medição de interesse pode ser tediosa e dispendiosa.
O que é necessário na técnica é uma solução simples, de baixo custo para eliminação de alterações indesejadas de parâmetros e fontes de desvio em sensores de fibra ótica. SUMÁRIO
O descrito acima e outros problemas e deficiências do estado da técnica são superados e atenuados pelo sensor de
2/10 fibra ótica de núcleo múltiplo presentemente descrito, o qual inclui uma fibra ótica com pelos menos dois núcleos, onde os núcleos possuem porções de medição ordenadas, por exemplo, interferômetros em-fibras, porções de treliça Bragg ou estruturas fotogravadas aleatórias. Em uma modalidade exemplificativa, as porções de medição são gravadas dentro dos núcleos múltiplos durante formação da fibra. Em outra modalidade exemplificativa, as porções de medição são gravadas dentro dos núcleos durante o processo de estiramento e antes de aplicação do revestimento
protetor.
Em uma modalidade exemplificativa, a fibra é arrumada
de modo que uma força atuará na fibra de núcleo múltiplo
afetando as porções de medição ordenadas de uma maneira
diferente. Tal força pode ser uma força aplicada em resposta a uma mudança ambiental (por exemplo, um diafragma que atua contra a fibra em resposta a uma mudança de pressão), ou tal força pode ser diretamente responsiva à mudança ambiental (por exemplo, a mudança de formato da fibra resultante da mudança de formato de uma mola ou invólucro de perfuração de cavidade do poço). Em outra modalidade exemplificativa, tal arranjo faz com que uma treliça fique em compressão e outra fique em tensão.
Em outras modalidades exemplificativas, porções diferentes da fibra de núcleo múltiplo são projetadas para reagir diferentemente à pressão, e núcleos de guia de luz nas porções de medição ordenadas são configurados para detectar a pressão. Em uma modalidade exemplificativa, a fibra contém um núcleo de módulo inferior próximo a um primeiro núcleo de guia de luz e um núcleo de módulo
3/10 superior próximo a um segundo núcleo de guia de luz. A provisão da fibra de núcleo múltiplo e da reação diferencial da pressão para as porções de fibra que contém os núcleos de módulo inferior e superior, respectivamente, nas porções de medição dos núcleos múltiplos, elimina mudanças de temperatura ou fontes de desvio que possam afetar de outra forma as medições.
Em outras modalidades exemplificativas, uma pressão de referência age sobre uma fibra de núcleo múltiplo além de uma pressão de orifício de poço (ou outra aplicação). Em tal modalidade, a fibra de núcleo múltiplo contém pelo menos dois núcleos de guia de luz posicionados em relação espacial diferente em relação a um núcleo oco. O núcleo oco age como uma porta provocando diferentes reações induzidas por pressão em relação aos núcleos de guia de luz.
Em outra modalidade exemplificativa, uma fibra de núcleo múltiplo é colocada sobre uma superfície ou em um dispositivo de interesse de modo que mudança em formato da superfície ou dispositivo atuará sobre a fibra de núcleo múltiplo afetando as porções de medição ordenadas de uma maneira diferente. Em outra modalidade exemplificativa, a reflectometria de domínio ótico é utilizada com a fibra de núcleo múltiplo para propiciar medições distribuídas e detecção de formato em diversos pontos de interesse.
O acima discutido e outras características e vantagens do sensor de fibra ótica de núcleo múltiplo presentemente descrito serão percebidos e entendidos por aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada e desenhos a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
4/10
Em relação agora aos desenhos, onde elementos similares são numerados de forma similar nas diversas FIGURAS:
a FIGURA 1 é uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa que utiliza Treliças Bragg em uma mesma distância ao longo da fibra;
a FIGURA 2 ê uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa acionada por uma haste de pressão e foles;
a FIGURA 3 é uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa acionada por uma haste de pressão e diafragma;
a FIGURA 4 é uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa assimetricamente acionada por uma haste de pressão e diafragma;
a FIGURA 5 é uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa acionada por pressão de poço;
a FIGURA 6 é uma vista em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa que possui diferentes núcleos de módulo e núcleos de guia de luz;
a FIGURA 7 é uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa acionada por pressões de poço e de referência; e a FIGURA 8 é uma vista em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa que possui um núcleo de porta oco e núcleos de guia de luz.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS
Será feita referência agora em detalhe a modalidades
5/10 exemplificativas, exemplos dos quais são ilustrados nos desenhos em anexo.
Em relação agora à FIGURA. 1, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa ê ilustrada genericamente em 10. Um primeiro núcleo 12 e um segundo núcleo 14 incluem porções de treliça Bragg 16, 18 em uma mesma porção de medição, mostrada genericamente em 20, em relação a um eixo geométrico longitudinal, ilustrado pela linha 22, da fibra 10.
As porções de treliça 16 e 18 podem ser gravadas nos núcleos por qualquer forma e em qualquer momento. Contudo, em uma modalidade exemplificativa, as porções de treliça 16 e 18 são fotogravadas em núcleos 12 e 14 durante formação de fibra. Em uma modalidade exemplificativa, as porções de treliça são gravadas durante o processo de estiramento e antes da aplicação de um revestimento protetor. Em tal modalidade exemplificativa, os sensores colocados são especificamente insensíveis a fatores de tração uma vez que todas as porções de treliça colocadas farão tração juntas.
Além disso, enquanto a modalidade exemplificativa acima descreve o uso de treliças Bragg, deveria ser reconhecido que outras estruturas úteis para ler tais fibras podem ser utilizadas, tais como interferômetros emfibra, difusores Rayleigh e estruturas fotogravadas aleatórias, dentre outros, desde que porções de medição ordenadas sejam propiciadas na fibra.
Com relação agora à FIGURA 2, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa 10 é ilustrada em um sistema projetado para acionar a fibra por uma haste de pressão 24 e foles 26. A
6/10 haste de pressão 24 se estende a partir dos foles normalmente contra a fibra de núcleo múltiplo, a qual é propiciada em invólucro isolado de meios 28. O fole 26 é responsivo a uma mudança de pressão para fazer com que a haste de pressão 24 misture a fibra 10.
Com relação novamente à FIGURA 1, observa-se que a haste de pressão 24 e foles 26 é um mecanismo exemplificativo para propiciar a força induzida por pressão sobre a fibra ilustrada pela seta 30. Tal força 30 dobra a fibra 10, colocando a treliça exemplificativa 16 em tensão e a treliça exemplificativa 18 em compressão. Podem ser realizadas medições diferenciais nos núcleos 12 e 14 para detectar a mudança de pressão. Observa-se que não apenas fatores de desvio são eliminados devido à natureza ordenada das porções de medição de núcleo (por exemplo, treliças gravadas durante formação de fibra em núcleos múltiplos de uma fibra de núcleo múltiplo), porém efeitos de temperatura também são eliminados devido à natureza do sistema de núcleo múltiplo.
Com relação agora à FIGURA 3, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa 10 é ilustrada como sendo acionada por uma haste de pressão 24 e um diafragma 32. Outro uso que não seja o do diafragma 32 ao invés dos foles 26, a operação do sistema de sensor ordenado é idêntica àquela descrita acima com relação à FIGURA 2. Deveria ser observado que qualquer mecanismo eficaz para transmitir uma força representativa de pressão contra a fibra é contemplado aqui, as modalidades de fole e haste de pressão e diafragma e haste de pressão sendo meramente exemplificativas.
7/10
Com relação agora à FIGURA 4, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa 10 é ilustrada como sendo assimetricamente acionada por uma haste de pressão 24 e diafragma. Deveria ser reconhecido que qualquer tipo de acionamento da fibra pode ser realizado, desde que as porções de medição de núcleo (20 na FIGURA 1) dos núcleos 12 e 14 são diferentemente afetadas por uma força representativa de uma mudança de pressão.
Com relação agora à FIGURA 5, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa 34 é ilustrada como sendo acionada por pressão de poço, ilustrada genericamente em 36 como agindo sobre a fibra de núcleo múltiplo 34 dentro do alojamento isolado de meios 28. Com referência agora à FIGURA 6, nesta modalidade exemplificativa, a fibra de núcleo múltiplo 34 inclui núcleos de guia de luz 12 e 14, bem como um núcleo de módulo inferior 38 e um núcleo de módulo superior 40. À medida que a pressão de poço 36 age sobre a fibra 34, o núcleo de módulo inferior 38 e o núcleo de módulo superior 40 reagem de forma diferente, fazendo com que a fibra 34 dobre. Esta dobra conseqüentemente afeta os núcleos de guia de luz 12 e 14 de forma diferente (observe-se que os núcleos 12 e 14 deveriam ser posicionados dentro da fibra de modo que os mesmos dobrassem de forma diferente em relação aos efeitos das reações de núcleo de módulo inferior e superior à pressão) , e a pressão pode ser calculada independente de efeitos de temperatura e fatores de desvio. Além disso, embora a provisão de núcleos de módulo inferior e módulo superior tenha sido descrita com
8/10 relação a esta modalidade exemplificativa, qualquer construção de fibra que faça a fibra deformar sob pressão é contemplada, incluindo, por exemplo, um núcleo único (propiciado pelo menos ao longo da porção de medição de 5 núcleo) que possua um módulo diferente dos núcleos de guia de luz e que possua um espaçamento diferente com relação aos núcleos 12 e 14. Além disso, os termos módulo inferior e módulo superior são meramente indicativos de uma diferença nos módulos dos dois núcleos, e não se 10 destinam necessariamente a implicar uma diferença grande em propriedades de módulo entre os dois núcleos 38 e 40.
Com relação agora à FIGURA 7, uma vista plana em seção transversal de uma fibra de núcleo múltiplo exemplificativa 42 é ilustrada como sendo acionada por 15 pressões de poço e de referência, ilustradas genericamente em 36 e 44, respectivamente. Um alojamento de meios isolados 46 é propiciado sobre a fibra 42 e inclui uma vedação de pressão 48, que separa as zonas de pressão de poço e de referência. Em relação agora à FIGURA 8, a fibra 20 34 inclui núcleos de guia de luz 12 e 14, que são espaçadas de forma diferente em relação a um núcleo oco 50. O núcleo oco 50 se estende da zona de pressão de poço 36 até a zona de pressão de referência 38, e provoca deformação da fibra 34 devido à diferença em pressão entre a zona de pressão de 25 referência e a zona de pressão de poço. Devido ao espaçamento diferencial dos núcleos 12 e 14 em relação ao núcleo oco 50, o dobramento afetará os núcleos de guia de luz 12 e 14 de forma diferente, e a mudança em pressão na zona de pressão de poço 36 pode ser medida.
Com relação agora à FIGURA 9, uma fibra de núcleo
9/10 múltiplo exemplificativa 20 é colocada sobre uma superfície 52 ou em um dispositivo de interesse de modo que a mudança em formato da superfície 52 ou dispositivo agirá sobre a fibra de núcleo múltiplo 20 que afeta as porções de medição ordenadas de uma maneira diferente. Mais especificamente, a fibra 20 pode ser posicionada de modo que uma mudança em formato da superfície 52 afete de forma diferente as porções de medição ordenadas 16 e 18 (por exemplo, porção de medição de colocação 16 em tensão e porção de medição de colocação 18 em compressão).
Em outras modalidades exemplificativas, a reflectometria de domínio ótico é utilizada com a fibra de núcleo múltiplo para propiciar medições distribuídas, por exemplo, para sentir formato, em diversos pontos de interesse, conforme é descrito no Pedido de Patente U.S. No. de Série 11/180.389, depositado em 13 de julho de 2005, cujos conteúdos inteiros são especificamente incorporados aqui mediante referência.
Em outra modalidade exemplificativa, tal fibra ótica de núcleo múltiplo é fixada ao ponto de interesse, por exemplo, uma mola ou invólucro de perfuração, a fim de monitorar formato absoluto e mudança de formato. Tal arranjo pode de outra forma utilizar reflectometria de domínio de freqüência ótica e, por exemplo, sensores, tanto à base de treliça de Bragg quanto difusor Rayleigh, para monitorar formato de fibra. Quando utilizado em um orifício de poço, pode ser utilizado para verificar formato de orifício de poço sobre todo o orifício de poço de cavidade ou sobre regiões isoladas com medidas que sejam insensíveis a temperatura e outros mecanismos de desvio (como com os
10/10 arranjos de sensor descritos acima). Tal arranjo seria também menos sensível a tensões devido ao processo de cabeamento, uma vez que todos os núcleos seriam também afetados de uma maneira similar. O uso de tal fibra de núcleo múltiplo também elimina a necessidade de interpretar tensões de invólucro e, por conseguinte, é menos propensa a erros em medições e modelos mecânicos de invólucro. Isto também elimina a necessidade de entender a fixação ao invólucro com relação à transferência de tensão.
Ficará evidente àqueles versados na técnica que, embora modalidades exemplificativas tenham sido mostradas e descritas, diversas modificações e variações podem ser feitas às modalidades descritas aqui sem se afastar do espírito e âmbito da invenção. Conseqüentemente, deve ser entendido que as diversas modalidades foram descritas a título de ilustração e não limitação.
1/3 caracterizado por

Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sensor compreender:
    ótico de fibra, uma fibra ótica (10, 34, 42) que compreende uma pluralidade de núcleos de guia de luz (12, 14) , em que pelo menos dois núcleos de guia de luz (12, 14) incluem porções de medição ótica ordenadas (16, 18), um mecanismo (24, 36; 24, 32) configurado para aplicar uma força na referida fibra ótica (10, 34, 42) em resposta ao parâmetro ambiental incidente no referido sensor de fibra ótica, em que a fibra ótica (10, 34, 42) é configurada para dobrar em resposta à força aplicada pelo referido mecanismo à referida fibra ótica (10, 34, 42), em que os pelos menos dois núcleos de guia de luz (12, 14) são posicionados dentro da referida fibra ótica (10, 34, 42) de modo que os mesmos sejam afetados de forma diferente pelo referido dobramento da referida fibra ótica (10, 34, 42), e em que a referida fibra ótica é configurada de modo que a interrogação das referidas porções de medição ótica (16, 18) ordenadas com luz gere uma primeira medição de parâmetro ambiental detectado corrigido de temperatura e desvio.
  2. 2. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da referida fibra ótica (10, 34, 42) ser posicionada sobre uma superfície de dispositivo ou dentro de um dispositivo.
  3. 3. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da referida fibra ótica (10, 34, 42) ser configurada para dobrar em resposta a uma mudança em
    Petição 870180019802, de 12/03/2018, pág. 6/8
    2/3 pressão ambiental.
  4. 4. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da referida fibra ótica (10, 34, 42) ser configurada para dobrar em resposta a uma mudança em
  5. 5 formato do dispositivo ou da superfície de dispositivo.
    5. Sensor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato da referida fibra ótica (10, 34, 42) ser configurada para medir posição e formato do dispositivo ou da superfície de dispositivo com um refletor de referência
    10 de banda larga posicionado em uma relação operável às porções de medição ótica ordenadas (16, 18), onde comprimentos de trajetória ótica são estabelecidos para as porções de medição ótica ordenadas (16, 18), e com um reflectômetro de domínio de freqüência posicionado em uma relação operável aos núcleos
    15 de fibra ótica.
  6. 6. Sensor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da referida fibra ótica (10, 34, 42) ser fixada à mola de perfuração ou invólucro de um orifício de poço e ser configurada para monitorar formato absoluto e
    20 mudança de formato.
  7. 7. Sensor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato das porções de medição ótica ordenadas (16, 18) compreenderem treliças Bragg ordenadas.
  8. 8. Sensor, de acordo com a reivindicação 6, 25 caracterizado pelo fato das referidas porções de medição ótica ordenadas (16, 18) compreenderem interferômetros emfibra ou estruturas fotogravadas aleatórias.
  9. 9. Método para fabricar um sensor ótico de fibra, o sensor conforme definido na reivindicação 1, caracterizado
    30 pelo fato de compreender:
    Petição 870180019802, de 12/03/2018, pág. 7/8
    3/3 gravar uma primeira porção de medição (16) em um primeiro núcleo ótico (12) em uma fibra ótica (10, 34, 42) em uma primeira posição ao longo do comprimento do referido primeiro núcleo ótico;
    5 gravar uma segunda porção de medição (18) em um segundo núcleo ótico (14) relativo de forma colocada à referida primeira porção de medição (16) na referida fibra ótica (10, 34, 42);
    em que as referidas primeira e segunda porções de 10 medição (16, 18) são gravadas durante formação de fibra do sensor ótico de fibra.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato das referidas primeira e segunda porções (16, 18) serem gravadas durante desenho da fibra
    15 ótica (10, 34, 42).
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato das referidas primeira e segunda porções de medição (16, 18) serem gravadas antes da aplicação de uma porção protetora em torno dos referidos primeiro e
    20 segundo núcleos óticos.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de pelo menos uma das referidas primeira e segunda porções de medição (16, 18) compreenderem uma treliça Bragg, um interferômetro em-fibra ou uma
    25 estrutura fotogravada aleatória.
  13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato das referidas primeira e segunda porções de medição (16, 18) compreenderem uma treliça Bragg, interferômetros em-fibra ou estruturas fotogravadas
    30 aleatórias.
    Petição 870180019802, de 12/03/2018, pág. 8/8
    1/3
BRPI0712541-0A 2006-06-07 2007-05-18 Sensor de fibra óptica e método de fabricação do mesmo BRPI0712541B1 (pt)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/448,475 2006-06-07
US11/448.475 2006-06-07
US11/448,475 US7664347B2 (en) 2006-06-07 2006-06-07 Multi-core optical fiber sensor
PCT/US2007/069207 WO2007143369A1 (en) 2006-06-07 2007-05-18 Multi-core optical fiber sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0712541A2 BRPI0712541A2 (pt) 2012-12-25
BRPI0712541B1 true BRPI0712541B1 (pt) 2018-06-12

Family

ID=38596926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0712541-0A BRPI0712541B1 (pt) 2006-06-07 2007-05-18 Sensor de fibra óptica e método de fabricação do mesmo

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7664347B2 (pt)
EP (1) EP2024708B1 (pt)
BR (1) BRPI0712541B1 (pt)
CA (1) CA2654268C (pt)
DK (1) DK2024708T3 (pt)
NO (1) NO340953B1 (pt)
WO (1) WO2007143369A1 (pt)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070201793A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Charles Askins Multi-core optical fiber and method of making and using same
US20090116000A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Jason Kiddy Fiber optic shape determination system
US8497994B2 (en) 2008-02-14 2013-07-30 Ralph A. Bergh Interferometer employing a multi-waveguide optical loop path and fiber optic rotation rate sensor employing same
US7813599B2 (en) * 2009-02-23 2010-10-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for shape and end position determination using an optical fiber
US8773650B2 (en) 2009-09-18 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optical position and/or shape sensing
US9518827B2 (en) 2010-05-07 2016-12-13 Ralph A. Bergh Method and apparatus for multiplexing multiple Sagnac interferometers with single input for source light
WO2011153018A2 (en) 2010-06-01 2011-12-08 Luna Innovations Incorporated Interferometric measurement with crosstalk suppression
US8610995B2 (en) 2010-07-14 2013-12-17 Ralph A. Bergh Occasional calibration phase-difference modulation for sagnac interferometer
US8531655B2 (en) 2010-09-17 2013-09-10 Luna Innovations Incorporated Compensating for non-ideal multi-core optical fiber structure
US8638444B2 (en) 2011-01-11 2014-01-28 Baker Hughes Incorporated Sensor array configuration for swept-wavelength interferometric-based sensing systems
US8592747B2 (en) 2011-01-19 2013-11-26 Baker Hughes Incorporated Programmable filters for improving data fidelity in swept-wavelength interferometry-based systems
DE102012106806B4 (de) * 2012-07-26 2022-07-28 J-Fiber Gmbh Sensorfaser zur Temperatur-, Dehnungs- und/oder Torsionsdetektion in Form eines Mehrkern-Lichtwellenleiters mit einer Fiber-Bragg-Gitterstruktur
US8746076B2 (en) * 2012-08-22 2014-06-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Shape sensing using a multi-core optical fiber having an arbitrary initial shape in the presence of extrinsic forces
CN103107842B (zh) * 2012-09-05 2015-11-25 华为技术有限公司 分光器端口识别系统
WO2014042547A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-20 Siemens Aktiengesellschaft A hermetically sealed apparatus, particularly for use in a subsea environment
US10839202B2 (en) 2013-09-17 2020-11-17 Medibotics Motion recognition clothing with flexible optical sensors
CN103528599B (zh) * 2013-09-29 2016-06-08 哈尔滨理工大学 基于非均匀光纤布拉格光栅分布式传感的光谱识别方法
US10072497B2 (en) 2014-12-15 2018-09-11 Schlumberger Technology Corporation Downhole acoustic wave sensing with optical fiber
US9927286B2 (en) 2014-12-15 2018-03-27 Schlumberger Technology Corporation Seismic sensing with optical fiber
EP3093043B1 (en) 2015-05-13 2018-11-14 Brainsgate Ltd. Implant and delivery system for neural stimulator
EP4119995B1 (en) * 2016-05-11 2024-05-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Redundant core in multicore optical fiber for safety

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3016104A1 (de) * 1980-04-25 1981-10-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Sensorvorrichtung mit einer als empfindliches element dienenden lichtleitfaser
GB2301678B (en) * 1995-04-28 1999-02-24 Univ Southampton Optical waveguide device
US5563967A (en) * 1995-06-07 1996-10-08 Mcdonnell Douglas Corporation Fiber optic sensor having a multicore optical fiber and an associated sensing method
US6218661B1 (en) * 1996-09-09 2001-04-17 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for mechanically enhancing the sensitivity of transversely loaded fiber optic sensors
GB9710057D0 (en) * 1997-05-19 1997-07-09 King S College London Distributed sensing system
GB9713018D0 (en) * 1997-06-20 1997-08-27 Secr Defence Optical fibre bend sensor
US6301420B1 (en) * 1998-05-01 2001-10-09 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Multicore optical fibre
WO2000037914A2 (en) 1998-12-04 2000-06-29 Cidra Corporation Bragg grating pressure sensor
US6807324B2 (en) * 2002-05-21 2004-10-19 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for calibrating a distributed temperature sensing system
US6854327B2 (en) * 2002-11-06 2005-02-15 Shell Oil Company Apparatus and method for monitoring compaction
GB2417774B (en) * 2003-05-23 2006-11-22 Sensor Highway Ltd Distributed temperature sensing system with remote reference coil
WO2005014976A1 (en) * 2003-08-11 2005-02-17 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for installing a double ended distributed sensing fiber optical assembly within a guide conduit
US20060013523A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 Luna Innovations Incorporated Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto
US20080281209A1 (en) * 2005-03-10 2008-11-13 John William Arkwright Optical Device
US7317849B1 (en) * 2006-06-08 2008-01-08 Institut National D'optique Optical fiber sensor and method

Also Published As

Publication number Publication date
CA2654268C (en) 2013-04-02
DK2024708T3 (da) 2012-11-05
BRPI0712541A2 (pt) 2012-12-25
US20070297711A1 (en) 2007-12-27
NO20085040L (no) 2008-12-22
CA2654268A1 (en) 2007-12-12
NO340953B1 (no) 2017-07-24
EP2024708A1 (en) 2009-02-18
US7664347B2 (en) 2010-02-16
WO2007143369A1 (en) 2007-12-13
EP2024708B1 (en) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0712541B1 (pt) Sensor de fibra óptica e método de fabricação do mesmo
BRPI0712574A2 (pt) sensor de pressço de fibra àptica de méltiplos nécleos
BRPI0713004A2 (pt) fibra sensora de temperatura distribuìda em múltiplos núcleos
RU2654356C1 (ru) Двухконечный распределенный датчик температуры с набором датчиков температуры
US20070012872A1 (en) Optical position sensor
Oliveira et al. Simultaneous detection of humidity and temperature through an adhesive based Fabry–Pérot cavity combined with polymer fiber Bragg grating
BR102013011735A2 (pt) Método de detecção de condição de alarme para um sistema de sensoreamento por fibras ópticas, e, sistema de sensoreamento de fibra óptica
US8849073B2 (en) Pressure and measurement by means of an optical fiber
BR112013013920B1 (pt) aparelho para medir parâmetros ambientais e método de monitoramento
BRPI0806676A2 (pt) Sensores ópticos distribuídos de pressão e temperatura
BRPI0403240B1 (pt) transdutor óptico para medida simultânea de pressão e temperatura em poços de petróleo e método para dita medida
PL236171B1 (pl) Interferometr falowodowy
WO2015181155A1 (en) Optical sensor for measuring humidity, strain and temperature
AU777303B2 (en) Fiber Bragg grating reference sensor for precise reference temperature measurement
BR112012028076B1 (pt) Aparelho e sistema incluindo sensores interferométricos de múltiplos intervalos para estimar propriedades
CN111684254A (zh) 分布式血管内光纤布拉格压力传感器
CN103983385B (zh) 一种椭球形光纤压力传感器及检测光纤故障压力点的方法
KR102043702B1 (ko) 터널 변위 계측장치
WO2012144272A1 (ja) Ｆｂｇひずみセンサ
Qi et al. Temperature-insensitive two-dimensional vector bending sensor based on Fabry-Pérot interferometer incorporating a seven-core fiber
Lu et al. Fiber-optic temperature sensor using dual fabry-perot cavities filled with gas of different pressure
CN108444408A (zh) 一种马赫增德尔干涉弯曲传感器
WO2023004760A1 (zh) 一种可变范围的温度补偿光纤应变仪
ES2529615T3 (es) Procedimiento para vigilar un conducto de alimentación
US20170241257A1 (en) Pressure gauge insensitive to extraneous mechanical loadings

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]
B08G Application fees: restoration [chapter 8.7 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]