FI102420B - Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä - Google Patents
Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä Download PDFInfo
- Publication number
- FI102420B FI102420B FI914198A FI914198A FI102420B FI 102420 B FI102420 B FI 102420B FI 914198 A FI914198 A FI 914198A FI 914198 A FI914198 A FI 914198A FI 102420 B FI102420 B FI 102420B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fiber
- sensor
- radiation
- sensors
- optical
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 57
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- 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
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
- G01M11/3181—Reflectometers dealing with polarisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
102420
Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä
Kuituoptinen tuntoelintekniikka on alue, jolle viimeisten kymmenen vuoden aikana on ennustettu hyvin laa- * 5 jenevia markkinoita. Laajenemista ei kuitenkaan ole saavu tettu ennustetussa tahdissa. Syy tähän on etupäässä vaikeus erottaa tuntoelimen informaatio ympäristön vaihtele-vasta vaikutuksesta toisaalta tuntoelimeen ja toisaalta siirtymiseen tuntoelimeen ja siitä pois. Toisena syynä on, 10 että yksimuototekniikka, jolla saadaan suurin herkkyysas-te, on mutkikas ja vaatii laitteeseen kuuluvien komponenttien suurta tarkkuutta. Monimuototekniikka sitä vastoin voi mahdollistaa yksinkertaisemman rakenteen, ja siinä käytetään sitä paitsi vahvempia komponentteja. Täten voi-15 daan saada sellainen kuituoptisten tuntoelinten kustannustaso, että niistä tulee taloudellisesti kiinnostavia. Myöskään monimuototekniikka ei ole kuitenkaan lyönyt itseään läpi, etupäässä sen alhaisen herkkyyden perusteella, joka tähän saakka on saavutettu tällä tekniikalla. Tavan-20 omainen monimuototekniikka nimittäin perustuu sen valon valovoiman modulointiin, joka siirretään monimuotokuidun sisällä. Tämä tekniikka on vähemmän herkkä kuin vaiheherk-kä ilmaiseminen, jolle yksimuototekniikka perustuu.
Kuituoptisilla tuntoelimillä on potentiaalisesti 25 hyvin suuria etuja lähinnä niiden ei-galvaanisen rakenteen takia, joka tuo mukanaan esim. tunteettomuuden EMP:n, EMC:n jne suhteen. Se herkkyys, joka voidaan saavuttaa, on myöskin täysin samaa luokkaa tai parempi, kuin mitä voidaan saavuttaa muita lajeja olevilla tuntoelimillä. Toinen 30 mielenkiintoinen ominaisuus kuituoptisella tuntoelintek- • .. nilkalla on mahdollisuus multipleksata useita tuntoelimiä “ samaa kuituoptista kaapelia pitkin ja tällä tavalla to teuttaa tuntoelinjärjestelmä, joka voi peittää esim. suuria valvonta-alueita. Järjestelmään kuuluvat tuntoelimet 35 voidaan mitoittaa olemaan herkkiä useille fysikaalisille 2 102420 suureille, esim. paineelle ja magnetismille. Tämän ansiosta voidaan saavuttaa suuria taktisia etuja. Tämän päämäärän saavuttamiseksi tuntoelinten täytyy kuitenkin perustua sellaiselle tekniikalle, että tuntoelintekniikan toteutus 5 on luja ja toiminnallisesti luotettava ja tämä tapahtuu kohtuullisin kustannuksin tavanomaiseen tekniikkaan verrattuna .
Esillä oleva keksintö tarkoittaa tapaa käyttää optista kuitua tuntoelimenä. Ilmaisu on vaiheherkkä, ja sitä 10 voidaan soveltaa sekä yksi- että monimuotokuiduissa. Keksintö ratkaisee ajankohtaisen ongelman siten, että keksintö saa sen muotoilun, joka käy selville jäljempänä seuraa-vasta patenttivaatimuksesta 1.
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viit-15 taamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää laseria, kuitua, jossa säteily leviää useissa muodoissa, ja interferenssimallin muotoa kuidun jälkeen, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista interferenssin 20 ilmaisinta, kuvio 3 esittää keksinnön mukaista ensimmäistä tuntoelinjärjestelmää, kuvio 4 esittää keksinnön mukaista toista tunto-elinjärjestelmää, 25 kuvio 5 esittää keksinnön mukaista toista tunto- elinjärjestelmää, kuvio 6 esittää kahta muunnosta kuvion 5 tuntoelimen kytkennästä, ja kuvio 7 esittää keksinnön mukaista neljättä tunto-30 elinjärjestelmää.
Ehdotettu tuntoelinjärjestelmä perustuu muutosten ' havaitsemiseen sen valon vaihetilassa, joka siirretään op tista kuitua pitkin. Tämä on herkempi menetelmä mekaanisen vaikutuksen mittaamiseksi optisessa kuidussa kuin va-35 lotehossa tai -voimassa tapahtuvien muutosten valvominen.
3 102420
Optisen kuidun mekaaninen vaikutus voidaan kääntää toimimaan mittasuureena esim. akustisille aalloille tai magneettikentälle. On hyvin tärkeää, että tuntoelinjärjestel-mä ei ole herkkä ympäristön parametrien ulkoiselle vaiku-” 5 tukselle, jotka voivat aiheuttaa suurentuneen kohinatason siinä mittasuuressa, joka kiinnostaa. Ratkaisuille, joissa on kysymys useiden kuituoptisten tuntoelinten multiplek-saamisesta, tämän on erityisen tärkeää. Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu periaatteelle, joka tarkoittaa mm, että 10 ympäristön muutokset optisessa kuidussa suodatetaan pois ja että tuntoelin tai tuntoelinjärjestelmä esittää ainoastaan mittasuureen aiheuttavat merkittävät muutokset. Periaatetta selostetaan seuraavasti.
Yksimuotokuidussa esiintyy ainoastaan yksi leviä-15 mismuoto valolle, jolla on aallonpituus, joka on kuidun "cut off" -aallonpituuden tai raja-aallonpituuden yläpuolella. Alhaisemman aallonpituuden omaava valo, jota siirretään yksimuotokuidussa, tulee leviämään useissa leviä-mismuodoissa. Yksimuotokuitu tulee silloin esiintymään 20 niin kutsuttuna monimuotokuituna.
Monimuotokuidussa esiintyy useita leviämissuuntia riippuen siitä sisääntulokulmasta kuituun, joka sisään tulevilla "valonsäteillä" on. Näitä leviämissuuntia kutsutaan muodoiksi. Jos koherenttia valoa, kuten kuviossa 1, .. 25 laserista 1 kuljetetaan kuidussa 2 ja ulos menevä valo saa valaista esim. valkoista paperia, paperilla tulee esiintymään interferenssimalli 3. Tätä mallia kutsutaan tavallisesti täplämalliksi. Malli aiheutuu siitä, että monimuoto-kuidun eri leviämismuodot vaikuttavat yhdessä kokoavalla 30 tai hajottavalla tavalla. Tämä interferenssimalli on ' ·· erittäin herkkä kuidun ulkoisille rasituksille, koska muo tojen sisäinen vaihesuhde muuttuu rasituksessa, mikä puolestaan aiheuttaa liikkeen interferenssimallissa. Jos tämä liike voidaan havaita, saadaan hyvin tarkka tapa havaita 35 vaikutus kuituun. Valon koherenssipituuden täytyy olla 4 102420 suurempi kuin korkeimpien ja vastaavasti alhaisimpien muotojen matkaero.
Eräs menetelmä tämän mallin havaitsemiseksi on sijoittaa valodiodi määrättyyn paikkaan, esim. valovoiman 5 maksimiin, ja havainnoida voiman vaihtelut. Epäkohtana tässä on, että malli häipyy niiden ulos menevien muotojen satunnaisen vaihe-eron perusteella, jotka eivät mene ulos yhdenmuotoisesti ajassa. Seuraavassa esitetään eräs menetelmä ongelman ratkaisemiseksi.
10 Vaiheolosuhteita voidaan muuttaa valonlähteen spektriominaisuuksien muutosten perusteella, jotka aiheutuvat esim. laserdiodin moduloinnista, valonlähteen lämpö-tilavaihteluista, optisen kuidun lämpötilavaihteluista ja leviämismuotojen satunnaisesta jakautumisesta optiseen 15 kuituun, esim. liitoskohtien aiheuttamana. Tällaiset ei- toivotut vaihemuutokset vaikuttavat säteilyyn kaikissa po-larisaatiosuunnissa yhdenmukaisesti, mikä ei ole asianlaita niillä vaihemuutoksilla, jotka riippuvat ulkoisesta vaikuttamisesta tuntoelinalueisiin.
·’ 20 Kuidun päästä ulos tuleva valo jaetaan sen vuoksi säteenjakajalla 4 kahteen sädekimppuun, ks kuvio 2. Kumpikin sädekimppu käsittää koko interferenssimallin, joka muodostetaan siirron yhteydessä kuidussa. Sopivasti voidaan valita jako kahteen olennaisesti yhtä voimakkaaseen 25 sädekimppuun, vaikka tämä ei ole välttämätöntä. Nämä kaksi sädekimppua tasopolaroidaan sitten eri suunnissa kahdella polaraattorilla 5 ja 6. Sopivasti voidaan valita kaksi toistensa suhteen kohtisuoraa suuntaa, vaikka tämä ei ole välttämätöntä. Sopivassa keksinnön sovellutusmuodossa ha-30 vaitaan sitten nämä kaksi ulos menevää sädekimppua ilmai-. similla 7 ja 8 riippumatta toisistaan, ja eroa amplitudis- ‘ sa verrataan differentiaalivahvistimessa 9. Ulos menevä signaali differentiaalivahvistimesta 9 on mitta ulkoiselle vaikutukselle.
, 102420 5
Sen sijasta että muodostetaan erotussignaali, voidaan signaalinkäsittelylaitteen 9° toisessa tyypissä muodostaa toisen tyyppisiä signaaleja, jotka muodostavat mitan sille suureelle, jota halutaan mitata. Niin voidaan 5 havaita eroja kahden signaalin välisessä osamäärässä tai muutoksia näiden välisessä taajuusjakaumassa.
Voidaan käyttää useita tuntoelimiä 12 ja vastaavasti 12 ja 13 keksinnön mukaisesti tuntoelinjär-jestelmässä. Silloin lähetetään säteily lyhyinä pulsseina 10 optisen kuidun muodossa olevan jakelukaapelin 10 kautta. Tuntoelimet jaetaan jakelukaapelia pitkin. Säteilypulssit kytketään jakelukaapelista tuntoelimiin ensimmäisen optisen kytkimen avulla, joka kytkee tietyn osan laserpulssien tehosta tuntoelimeen ja antaa lopun mennä edelleen muihin 15 tuntoelimiin. Toisten optisten kytkinten avulla kytketään säteilypulssit tuntoelimistä yhteen tai useampaan optisten kuitujen muodossa olevaan edelleenjohtamiskaapeliin 11, joissa säteilypulssit eri tuntoelimistä aikamultipleksa-taan. Edelleenjohtamiskaapelista tai -kaapeleista säteily 20 johdetaan signaalinkäsittelylaitteeseen 9,9°, joka havaitsee kummankin sädekimpun amplitudin ja/tai taajuuden suhteen olevan sisällön ja muodostaa tästä signaalin, joka on mitta näiden olosuhteille amplitudin ja/tai taajuuden suhteen, joka vuorostaan on mitta ulkoiselle vaikutukselle ; 25 tuntoelimen alueella. Tulos esitetään esityslaitteessa.
Jos voidaan varmistua siitä, että vaikutus kaapeliin tapahtuu vain erityisillä tuntoelimen alueilla ja jäljellä oleva osa optisesta kuidusta sekä jakelu- että edelleenjohtamiskaapeleissa on täysin häiriötön, mikä on 30 hyvin vaikeaa ajatellen vaiheherkän ilmaisemisen tavatonta herkkyyttä, niin voidaan tulla toimeen vain yhdellä tunto- • i elinalueella 12 tuntoelimissä. Käytännössä tämä ei ole helppoa, ja ennen kaikkea ei haluta siinä laajuudessa, kuin vaaditaan onnistuneelle tulokselle, olla pakotettuja 35 suojaamaan jakelu- ja edelleenjohtamiskaapeleita ulkoisel- 6 102420 ta vaikutukselta. Sen vuoksi annetaan usein jokaisen tuntoelimen muodostua sekä tuntoelinalueesta 12 tuntoelinkui-tujen muodossa että hyvin suojattuna vertailukuituna 13. Muodostamalla tuntoelimet niin voidaan ottaa ulos vertai-5 lusignaali ajan ja paikan suhteen tuntoelimen alueelta olevaa signaalia varten ja vertaamalla siihen suodattaa esiin muutokset juuri tuntoelimen alueella.
Keksinnön ensimmäisessä muunnoksessa tuntoelinkui-dulla 12 ja vertailukuidulla 13 varustettu tuntoelin voi 10 olla muodostettu kuituoptisena kehänä, jossa säteilypuls-sit johdetaan ympäri. Säteily johdetaan ensiksi vertailu-puolikkaan 13 kautta, minkä jälkeen osa säteilystä johdetaan ilmaisinlaitteeseen. Loppuosa menee ympäri kehässä ja ohittaa tuntoelinkuidun 12 ja sen jälkeen viitekuidun 13, 15 minkä jälkeen uudestaan osa säteilystä johdetaan ilmaisin-laitteeseen jne yhä matalammalla signaaliamplitudilla. Ensimmäinen signaali tulee tällä tavoin puhtaaksi vertai-lusignaaliksi.
Voidaan ajatella ainakin kahta tapaa kytkeä jär-20 jestelmä päälle. Ensimmäisessä kuvion 3 mukaisessa järjestelmässä sijoitetaan interferenssi-ilmaisin 14 jokaisen tuntoelimen jälkeen. Säteily ilmaisinlaitteesta 14 kahdessa eri polarointisuunnassa johdetaan sitten yhteiseen signaalinkäsittelylaitteeseen 9,9° erillisessä optisessa kui-; 25 dussa 11. Lopuksi tapahtuu demultipleksointi demultiplek- sointilaitteessa 15 eri tuntoelimistä tulevan säteilyn erottamiseksi.
Kuvion 4 mukainen toinen järjestelmä on pääasiassa saman tapainen kuin ensimmäinen, mutta vastaanottopuolella 30 on tietty ero. Siten johdetaan kaikki säteily, joka johdetaan kummastakin tuntoelimestä 12,13, aikamultipleksoituna useissa tuntoelimissä yhdellä ja samalla optisella kuidulla 11 yhteiseen interferenssi-ilmaisimeen 14, jota seuraa signaalinkäsittelylaite 9,9° ja demultipleksointilaite 15 35 samalla tavalla kuin ensimmäisessä järjestelmässä.
7 102420
Sen sijasta että käytetään edellä kuvatun mukaista tuntemista, voidaan keksinnön muissa sovellutuksissa ajatella käyttää kahta erillistä rinnan kytkettyä lähellä sijaitsevaa optista kuitua, jolloin toinen on vertailukuitu ' 5 13 ja toinen on tuntoelinkuitu 12. Tämä esitetään kuviossa 5. Koska signaali ei mene ympäri tuntoelimessä, saadaan tässä tapauksessa vain vertailusignaali ja tunto-elinsignaali. Kaikessa muussa järjestelmä voidaan muodostaa täsmälleen kuten kahdessa aikaisemmin mainitussa ta-10 pauksessa. Käytännössä on muutoin niin, että myös tunto-elinkehän tapauksessa tarkastellaan vain yhtä vertailusig-naalia ja yhtä tuntoelinsignaalia.
Kuviossa 6 esitetään kuvion 5 tuntoelinkytkennän muunnoksia, jotka periaatteessa antavat saman tilanteen 15 kuin tässä kuviossa. Tiettyjä systeemiin liittyviä etuja voi liittyä tähän menetelmään.
Tietyissä sovellutuksissa, etupäässä kun tuntoelinkuitu 12 ja vertailukuitu 13 ovat kytkettyinä edellä olevan mukaisesti rinnan, voi olla pakko aikaansaada hyvin 20 määritelty viivytys tietyn pituisen siirtomatkan muodossa vertailusignaalin ja tuntoelinsignaalin tuntoelimestä välisen aikasuhteen sovittamiseksi.
On mahdollisuus muodostaa järjestelmä, jossa eri muotojen välinen interferenssi on ainoastaan paikallistet-, 25 tu tuntoelimiin. Jos nimittäin jakelu- ja edelleenjohta- miskuituina 10, 11 käytetään yksimuotokuituja, joilla on "cut off" -aallonpituus järjestelmän kyseisen säteilyn aallonpituuden alapuolella, niin että säteilyä siirretään ainoastaan yhdessä muodossa kuidussa, ei tapahdu mitään 30 interferenssiä eri muotojen välillä tässä. Sitten käytetään asiaan kuuluvin liitännöin varustettuja tuntoelinosia varten joka monimuotokuitua tai yksimuotokuitua niin suurella "cut off" -aallonpituudella, että säteilyssä järjestelmässä on tämän "cut off" -aallonpituuden alapuolella 35 oleva aallonpituus, niin että säteilyä siirretään useissa 102420 8 muodoissa. Tämä ratkaisu on ehkä eniten eduksi kuvion 3 mukaisessa järjestelmässä.
Kuviossa 7 esitetään, miltä tällainen järjestelmä voi näyttää varustettuna yksimuotokuiduilla, joita käyte-5 tään yksimuodossa jakelu- ja edelleenjohtamiskuituina 10,11, ja kuidulla, jota käytetään monimuodossa tuntoelin-kuituna 12.
4 ·
Claims (10)
1. Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä, tunnettu siitä, että muodostetaan optinen kuitu • 5 varustettuna tuntoelinalueella (12), jossa mitattava ul koinen vaikutus kuituun, esimerkiksi paine tai magneettikenttä, vapaasti voi vaikuttaa kuituun, että lähetetään koherenttia säteilyä tuntoelinalueen läpi useissa muodoissa, että vastaanottopuolella ilmaisinlaitteessa (14) jae-10 taan säteily kahteen sädekimppuun, joista kumpikin käsittää koko sen interferenssimallin, joka muodostetaan siirron yhteydessä kuidussa, että tasopolaroidaan kuitukimput kahdessa eri suunnassa, jotka johdetaan signaalinkäsittelylaitteeseen (9,9°), joka havaitsee kummankin sädekimpun 15 amplitudiin ja/tai taajuuteen liittyvän sisällön ja tästä muodostaa signaalin, joka on mitta näiden amplitudiin ja/tai taajuuteen liittyvälle olosuhteelle, joka puolestaan on mitta ulkoiselle vaikutuksella tuntoelinalueella (12).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tun nettu siitä, että jaetaan säteily kahteen olennaisesti intensiteetiltään yhtä voimakkaaseen sädekimppuun.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että tasopolaroidaan sädekimput ; 25 kahdessa keskenään olennaisesti kohtisuorassa suunnassa.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lähetetään säteilyä lyhyinä pulsseina jakelukaapelia (10) pitkin, joka on optisen kuidun muodossa, ja kytketään se ensimmäisen jakelu- 30 kaapelia pitkin olevan optisen kytkimen avulla joukkoon tuntoelimiä (12,13), joista kukin käsittää tuntoelinalueen (12), että kytketään säteily tuntoelimistä toisten optisten kytkinten avulla yhteen tai useampaan optisten kuitujen muodossa olevaan edelleenjohtamiskaapeliin (11), jois-35 sa eri tuntoelimistä tulevat säteilypulssit aikamultiplek- 10 102420 sataan.
5. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että muodostetaan jokainen tuntoelin kahtena lähellä sijaitsevana osana optista kui- 5 tua, jolloin toinen on vertailukuitu (13) ja toinen on tuntoelinkuitu (12).
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jokainen tuntoelin muodostetaan kuituoptisena kehänä, jossa säteily johdetaan ympäri, jol- 10 loin kehällä on vertailupuolikas (1,3), johon säteily johdetaan ensiksi, ja tuntoelinpuolikas (12), että säteily johdetaan ilmaisinlaitteeseen (14) vertailupuolikkaan (13) jälkeen, mikä aiheuttaa sen, että ensimmäinen signaali ilmaisinlaitteeseen on puhdas vertailusignaali, minkä jäl- 15 keen seuraa signaaleja, jotka kulkevat tuntoelinkuidun (12) ja vertailukuidun (13) läpi jatkuvasti lisääntyvän määrän kertoja.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jokainen tuntoelin (12,13) muodos- * 20 tetaan kahtena erillisenä rinnan kytkettynä optisena kui tuna .
8. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen tapa, tunnettu siitä, että ilmaisinlaite (14) sijoitetaan jokaisen tuntoelimen (12,13) jälkeen, joista 25 laitteista säteily kahdessa polarointisuunnassa johdetaan kussakin optisessa kuidussaan (11) yhteiseen signaalinkä-sittelylaiteeseen (9,9°), ja sen jälkeen, järjestelmässä jossa on useita tuntoelimiä, demultipleksointilaitteeseen (15) .
9. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen ta pa, tunnettu siitä, että säteily johdetaan tunto-elimistä (12,13) optisessa kuidussa (11) yhteiseen ilmaisinlaitteeseen (14) ja signaalinkäsittelylaitteeseen (9,9°), ja sen jälkeen, järjestelmässä jossa on useita 35 tuntoelimiä, demultipleksointilaitteeseen (15). 11 102420
9 102420
10. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että valitaan vain ne ' kuituosat, jotka sisältyvät tuntoelimeen (12,13) sellaisi na, että säteily siirretään useissa muodoissa, samalla kun - 5 muut kuituosat (10,11) valitaan niin, että säteily siirre tään vain yhdessä muodossa. • ( 12 102420
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8900805 | 1989-03-08 | ||
| SE8900805A SE463385B (sv) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | Saett att utnyttja en optisk fiber som sensor |
| SE9000094 | 1990-02-14 | ||
| PCT/SE1990/000094 WO1990010883A1 (en) | 1989-03-08 | 1990-02-14 | A method to use an optical fibre as a sensor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI914198A0 FI914198A0 (fi) | 1991-09-05 |
| FI102420B true FI102420B (fi) | 1998-11-30 |
| FI102420B1 FI102420B1 (fi) | 1998-11-30 |
Family
ID=20375271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI914198A FI102420B1 (fi) | 1989-03-08 | 1991-09-05 | Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5206923A (fi) |
| EP (1) | EP0462197B1 (fi) |
| JP (1) | JP2936352B2 (fi) |
| AT (1) | ATE137586T1 (fi) |
| DE (1) | DE69026817T2 (fi) |
| FI (1) | FI102420B1 (fi) |
| NO (1) | NO178126C (fi) |
| SE (1) | SE463385B (fi) |
| WO (1) | WO1990010883A1 (fi) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE459052B (sv) * | 1987-09-09 | 1989-05-29 | Foersvarets Forskningsanstalt | Saett att detektera yttre paaverkan paa en optisk kabel |
| US5844702A (en) * | 1992-11-05 | 1998-12-01 | Sprint Communications Co, L.P. | Bidirectional optical fiber transmission system with reflection signal monitor |
| US5532860A (en) * | 1995-03-20 | 1996-07-02 | General Electric Company | Spatial synchronization for optical communication system |
| IL158177A0 (en) * | 2001-03-27 | 2004-03-28 | Council Scient Ind Res | A multi-fiber optic 2d-array device for sensing and localizing environment perturbation using speckle image processing |
| DE10345183B4 (de) * | 2003-09-29 | 2005-10-13 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Erfassen von Kontaktabbrand in Schaltgeräten |
| US8395782B2 (en) * | 2004-06-15 | 2013-03-12 | Optellios, Inc. | Detection and location of boundary intrusion, using composite variables derived from phase measurements |
| US7139476B2 (en) * | 2004-06-15 | 2006-11-21 | Optellios, Inc. | Distributed fiber sensor with detection and signal processing using polarization state management |
| WO2006001868A2 (en) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Optellios, Inc. | Phase responsive optical fiber sensor |
| KR101243049B1 (ko) * | 2005-01-11 | 2013-03-25 | 퓨쳐 파이브레 테크놀로지스 피티와이 엘티디 | 역전파 신호법을 사용하여 이벤트의 위치를 파악하는 장치및 방법 |
| US7499176B2 (en) * | 2007-02-13 | 2009-03-03 | Future Fibre Technologies Pty Ltd | Apparatus and method for using a counter-propagating signal method for locating events |
| US20140270039A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear radiation dosimeter using stress induced birefringence changes in fiber optic cables |
| US10859408B2 (en) * | 2016-04-14 | 2020-12-08 | Nec Corporation | Optical fiber sensor and optical fiber sensor system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3854792A (en) * | 1973-03-22 | 1974-12-17 | Atomic Energy Commission | Fiber optic security seal |
| US4070091A (en) * | 1976-04-16 | 1978-01-24 | Northern Telecom Limited | Optical fibre with enhanced security |
| US4297684A (en) * | 1979-03-26 | 1981-10-27 | Honeywell Inc. | Fiber optic intruder alarm system |
| SE438396B (sv) * | 1983-09-01 | 1985-04-15 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning for att detektera avtappning av ljusenergi fran optiska fibrer |
| US4697926A (en) * | 1985-02-08 | 1987-10-06 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Coherent distributed sensor and method using short coherence length sources |
| US4770535A (en) * | 1985-02-08 | 1988-09-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Distributed sensor array and method using a pulsed signal source |
| AU579041B2 (en) * | 1986-05-09 | 1988-11-10 | Thomas & Betts Corporation | Method of and apparatus for fiber optic sensing |
| US4784453A (en) * | 1987-02-02 | 1988-11-15 | Litton Systems, Inc. | Backward-flow ladder architecture and method |
| US5026139A (en) * | 1988-01-29 | 1991-06-25 | Fiberchem Inc. | Fiber optic refractive index sensor using metal cladding |
| US4929049A (en) * | 1988-01-29 | 1990-05-29 | Fiberchem, Inc. | Fiber optic refractive index sensor using a metal clad |
| US4904940A (en) * | 1988-03-18 | 1990-02-27 | The Boeing Company | Fiber-optic multicomponent magnetic field gradiometer for first, second and higher order derivatives |
| US4904863A (en) * | 1988-11-25 | 1990-02-27 | Loral Corporation | Polarimetric optical fiber pressure sensor |
-
1989
- 1989-03-08 SE SE8900805A patent/SE463385B/sv unknown
-
1990
- 1990-02-14 WO PCT/SE1990/000094 patent/WO1990010883A1/en active IP Right Grant
- 1990-02-14 JP JP2504769A patent/JP2936352B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-14 AT AT90904964T patent/ATE137586T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-02-14 EP EP90904964A patent/EP0462197B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-14 DE DE69026817T patent/DE69026817T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-14 US US07/761,358 patent/US5206923A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-05 FI FI914198A patent/FI102420B1/fi active
- 1991-09-06 NO NO913526A patent/NO178126C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5206923A (en) | 1993-04-27 |
| SE8900805L (sv) | 1990-09-09 |
| WO1990010883A1 (en) | 1990-09-20 |
| DE69026817D1 (de) | 1996-06-05 |
| JPH04504019A (ja) | 1992-07-16 |
| JP2936352B2 (ja) | 1999-08-23 |
| DE69026817T2 (de) | 1996-11-28 |
| SE463385B (sv) | 1990-11-12 |
| ATE137586T1 (de) | 1996-05-15 |
| NO913526D0 (no) | 1991-09-06 |
| SE8900805D0 (sv) | 1989-03-08 |
| FI102420B1 (fi) | 1998-11-30 |
| NO178126C (no) | 1996-01-24 |
| EP0462197A1 (en) | 1991-12-27 |
| EP0462197B1 (en) | 1996-05-01 |
| NO178126B (no) | 1995-10-16 |
| NO913526L (no) | 1991-09-06 |
| FI914198A0 (fi) | 1991-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI102420B (fi) | Tapa käyttää optista kuitua tuntoelimenä | |
| CA1290589C (en) | Sensing strain and temperature | |
| ATE217081T1 (de) | Integriert-optischer,interferometrischer sensor | |
| JPH01105122A (ja) | 環境の変化を遠隔的に感知するためのセンサシステム・センサアレイおよび方法 | |
| JP3492346B2 (ja) | 歪みと温度の分布測定方法及びその装置 | |
| ATE250301T1 (de) | Verfahren und anordnung zur durchführung von kontroll- und überwachungsmessungen an optischen übertragungsstrecken | |
| DE69502729D1 (de) | Optische interferometrische stromfühler und strommessverfahren | |
| WO1997021108A3 (de) | Optisches messverfahren und optische messvorrichtung zum messen eines magnetischen wechselfeldes mit intensitätsnormierung | |
| US5072113A (en) | Polarimetric fibre-optic sensor having deformation means | |
| WO2004029545A3 (en) | Method and apparatus for determining the wavelength of an input light beam | |
| Bock et al. | Characterization of highly birefringent optical fibers using interferometric techniques | |
| KR100381007B1 (ko) | 음향파를 이용한 광스펙트로메터 및 광검출 방법 | |
| KR0154619B1 (ko) | 전 광섬유 편광모드 분산 측정기 | |
| CN106815957B (zh) | 以极少芯数光缆构成的光纤周界入侵检测系统 | |
| CA2043946A1 (en) | Optical time domain reflectometer | |
| JPH07104227B2 (ja) | 端面評定 | |
| SE8306846L (sv) | Fiberoptisk legesgivare med vaglengdsselekterad referensmetning | |
| KR840003845A (ko) | 다중 모우드 광학섬유 회전 감지기 | |
| KR940022058A (ko) | 낮은 복굴절 성분을 가진 섬유 광학 자이로스코우프(gyroscope) |