FR3057678A1 - Procede et appareil de controle de temperature et systeme de detection a reseau sur fibre - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un appareil de contrôle de température, ainsi qu'un système de détection à réseau sur fibre, se rapportant au domaine technique des capteurs à fibre optique. Le système de détection à réseau sur fibre comprend un multiplexeur par répartition en longueur d'onde dense, un appareil de surveillance de température, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre et un contrôleur. Le contrôleur est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l'ensemble de capteurs à réseau sur fibre, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température à l'appareil de surveillance de température. L'appareil de surveillance de température est configuré pour régler une température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d'onde dense sur la base de la quantité de réglage de température reçue et d'une température de fonctionnement initiale prédéfinie. Le système de détection à réseau sur fibre fourni par la présente invention peut fonctionner normalement dans le cas où la température ambiante de fonctionnement de l'ensemble de capteurs à réseau sur fibre varie dans une vaste plage, et est applicable dans un ensemble de détecteurs ou d'hydrophones à réseau sur fibre à grande échelle.
Description
Titulaire(s) : LASER INSTITUTE OF SHANDONG ACADEMY OF SCIENCE.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : REGIMBEAU.
FR 3 057 678 - A1 (54) PROCEDE ET APPAREIL DE CONTROLE DE TEMPERATURE ET SYSTEME DE DETECTION A RESEAU SUR FIBRE.
©) L'invention concerne un procédé et un appareil de réseau sur fibre à grande échelle.
contrôle de température, ainsi qu'un système de détection à réseau sur fibre, se rapportant au domaine technique des capteurs à fibre optique. Le système de détection à réseau sur fibre comprend un multiplexeur par répartition en longueur d'onde dense, un appareil de surveillance de température, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre et un contrôleur. Le contrôleur est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l'ensemble de capteurs à réseau sur fibre, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température à l'appareil de surveillance de température. L'appareil de surveillance de température est configuré pour régler une température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d'onde dense sur la base de la quantité de réglage de température reçue et d'une température de fonctionnement initiale prédéfinie. Le système de détection à réseau sur fibre fourni par la présente invention peut fonctionner normalement dans le cas où la température ambiante de fonctionnement de l'ensemble de capteurs à réseau sur fibre varie dans une vaste plage, et est applicable dans un ensemble de détecteurs ou d'hydrophones à
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Procédé et appareil de contrôle de température et système de détection à réseau sur fibre
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine technique des capteurs à fibre optique, et en particulier un procédé et un appareil de contrôle de température ainsi qu’un système de détection à réseau sur fibre.
Contexte de l’invention
Un capteur à réseau sur fibre est un capteur qui détecte un signal externe par la modulation d’un réseau de Bragg sur fibre (FBG) avec le signal externe, au cours de quoi la contrainte dans le FBG change de façon à provoquer un changement de longueur d’onde centrale de la lumière réfléchie, puis à détecter le changement de longueur d’onde centrale. Le capteur à réseau sur fibre présente des avantages significatifs en termes de sensibilité, de largeur de plage dynamique, de fiabilité, de capacité de multiplexage et autres, par rapport aux capteurs électromagnétiques traditionnels ; il s’agit par conséquent d’une orientation importante pour le développement de capteurs à haute performance.
En cas de mesure d’un signal dynamique avec le FBG, un changement dynamique de longueur d’onde peut être détecté au moyen d’un procédé de filtrage, comme un procédé de filtrage Fabry-Pérot à fibre optique (FFP) accordable et à balayage rapide, un procédé FBG de mise en correspondance ou un procédé de filtrage marginal, et d’un procédé de démodulation par interféromètre non équilibré. Parmi eux, le procédé de démodulation par interféromètre non équilibré présente la plus grande résolution de longueur d’onde et une gamme de fréquences plus large, et a donc de bonnes perspectives d’application pour la détection de signaux dynamiques faibles (p. ex. vibration et son). Si le procédé de démodulation par interféromètre non équilibré était combiné avec la technologie de multiplexage par répartition en longueur d’onde, un système de détection à réseau sur fibre avec une résolution de longueur d’onde élevée serait formé.
Toutefois, dans les applications d’ingénierie pratiques, par exemple, dans un ensemble de détecteurs à réseau sur fibre ou un ensemble d’hydrophones à réseau sur fibre, dans un environnement applicatif où la température varie dans une vaste plage, la longueur d’onde centrale du FGB serait susceptible de sortir d’un canal d’un multiplexeur par répartition en longueur d’onde étant donné que le FBG lui-même est extrêmement sensible à la température, empêchant ainsi le système de détection à réseau sur fibre de fonctionner normalement.
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Description de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention a pour objet de fournir un procédé et un appareil de contrôle de température ainsi qu’un système de détection à réseau sur fibre, dans le but de résoudre efficacement le problème selon lequel les longueurs d’onde centrales des réseaux sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre seraient susceptibles de sortir des gammes d’ondes fonctionnelles des canaux correspondants du multiplexeur par répartition en longueur d’onde, ce qui empêcherait par ailleurs le système de détection à réseau sur fibre de fonctionner normalement.
Pour atteindre l’objet susmentionné, la présente invention adopte des solutions techniques comme suit.
Dans un premier aspect, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un système de détection à réseau sur fibre, qui comprend un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, un appareil de surveillance de température, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre et un contrôleur. Chacun de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, du contrôleur et de l’appareil de surveillance de température est couplé avec le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, et le contrôleur est couplé avec l’appareil de surveillance de température. Le contrôleur est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température. L’appareil de surveillance de température est configuré pour régler une température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température reçue et d’une température de fonctionnement initiale prédéfinie.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’appareil de surveillance de température comprend une feuille de changement de température, un premier capteur de température et un circuit de contrôle de température. La feuille de changement de température et le premier capteur de température sont tous les deux montés sur le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, la feuille de changement de température et le premier capteur de température sont tous les deux couplés avec le circuit de contrôle de température, et le circuit de contrôle de température est couplé avec le contrôleur.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la feuille de changement de température est un refroidisseur à semi-conducteur.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le système de détection à réseau sur fibre comprend en outre un second capteur de température couplé avec le contrôleur. Le second capteur de température est
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PO1651122JN configuré pour collecter la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et envoyer la température de fonctionnement collectée au contrôleur.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le système de détection à réseau sur fibre comprend en outre un module de source lumineuse, un interféromètre et un détecteur. Le détecteur est couplé avec le contrôleur. Le signal lumineux émis en provenance du module de source lumineuse est transmis à l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et entre, après avoir été réfléchi par l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, dans l’interféromètre pour interférence. Les signaux d’interférence émis par l’interféromètre entrent dans le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense pour subir un processus de séparation de longueur d’onde mis en œuvre par le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, et sont ensuite incidents sur le détecteur. L’interféromètre est un interféromètre de Michelson à fibre optique avec des longueurs de bras inégales.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’interféromètre de Michelson à fibre optique comprend deux bras de fibre, avec l’un des bras de fibre enroulé sur un modulateur à fibre, où le modulateur à fibre est couplé avec un générateur de signal et le générateur de signal est couplé avec le contrôleur.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense est un réseau sélectif planaire thermique.
Dans un deuxième aspect, un mode de réalisation de la présente invention comprend en outre un procédé de contrôle de température appliqué au système de détection à réseau sur fibre décrit ci-dessus. Le procédé comprend : l’acquisition d’une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, et l’obtention d’une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie ; et l’envoi de la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température et d’une température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’étape consistant à acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et à obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie comprend : l’acquisition d’une température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, et l’obtention d’une différence entre la température de fonctionnement acquise de l’ensemble de capteurs à réseau
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PO1651122JN sur fibre et une température prédéfinie en tant que quantité de changement ; et l’obtention d’une quantité de réglage de température sur la base d’un premier coefficient de température et d’un second coefficient de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement, si la quantité de changement dépasse une plage prédéfinie, où le premier coefficient de température est une sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, et le second coefficient de température est une sensibilité à la température du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
Dans un troisième aspect, un mode de réalisation de la présente invention comprend en outre un appareil de contrôle de température fonctionnant dans le contrôleur du système de détection à réseau sur fibre décrit ci-dessus. L’appareil de contrôle de température comprend un module d’acquisition et un module d’envoi. Le module d’acquisition est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie. Le module d’envoi est configuré pour envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température règle une température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température et d’une température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
Avec le système de détection à réseau sur fibre fourni par le mode de réalisation de la présente invention, l’appareil de surveillance de température est prévu pour surveiller et contrôler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, et le contrôleur est prévu pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température obtenue à l’appareil de surveillance de température, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température obtenue et de la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense. De cette manière, il est en mesure d’empêcher les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre de sortir des gammes d’ondes fonctionnelles des canaux de multiplexage correspondants du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, sous l’influence de changements de la température ambiante externe ; et par conséquent, il est garanti de manière efficace que le système de détection à réseau sur fibre peut fonctionner normalement dans le cas où la température
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PO1651122JN ambiante de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre varie dans une vaste plage.
Brève description des dessins
Pour illustrer plus clairement les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention, les dessins nécessaires pour les modes de réalisation seront présentés brièvement ci-après. II est entendu que les dessins ci-dessous illustrent simplement certains modes de réalisation de la présente invention, et ne doivent par conséquent pas être interprétés comme limitant la portée de la présente invention. Pour l’homme du métier, d’autres dessins pertinents peuvent également être obtenus à partir de ces dessins sans aucun travail de création.
La Figure 1 est une vue schématique structurelle d’un système de détection à réseau sur fibre fourni par un premier mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 2 est une vue schématique montrant des spectres du système de détection à réseau sur fibre fourni par le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 3 est une vue schématique montrant le conditionnement d’un appareil de surveillance de température et d’un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense fournis par le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 4 est une vue schématique structurelle d’un interféromètre fourni par le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 5 est une vue schématique structurelle d’un contrôleur fourni par le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 6 est un organigramme d’un procédé de contrôle de température fourni par un deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 7 est un organigramme d’un autre procédé de contrôle de température fourni par le deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
la Figure 8 est un schéma de principe montrant les modules fonctionnels d’un appareil de contrôle de température fourni par un troisième mode de réalisation de la présente invention ; et la Figure 9 est un schéma de principe montrant les modules fonctionnels d’un autre appareil de contrôle de température fourni par le troisième mode de réalisation de la présente invention.
Sur les dessins : 10-système de détection à réseau sur fibre ; 11-module de source lumineuse ; 12-circulateur ; 13-ensemble de capteurs à réseau sur
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PO1651122JN fibre ; 14-interféromètre ; 141-coupleur à fibre ; 142-bras de fibre ; 143réflecteur de rotation de Faraday à fibre; 144-modulateur à fibre; 145générateur de signal; 15-multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense; 16-appareil de surveillance de température; 161—feuille de changement de température; 162-premier capteur de température; 163circuit de contrôle de température ; 164-milieu conducteur thermique ; 165matériau d’isolation thermique; 17-détecteur ; 18-contrôleur ; 181—unité de collecte synchrone; 182-unité de traitement de signal; 80-appareil de contrôle de température; 81-module d’acquisition; 811-sous-module d’acquisition de quantité de changement ; 812-sous-module d’acquisition de quantité de réglage de température ; 82-module d’envoi.
Description détaillée des modes de réalisation
Afin de rendre les objets, les solutions techniques et les avantages des modes de réalisation de la présente invention plus clairs, les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention seront décrites ci-dessous de manière claire et complète en association avec les dessins des modes de réalisation de la présente invention. Il est évident que les modes de réalisation à décrire constituent certains, mais pas tous les modes de réalisation de la présente invention. De manière générale, les composants des modes de réalisation de la présente invention, tels que décrits et illustrés sur les figures dans les présentes, peuvent être agencés et conçus dans des configurations extrêmement variées.
Par conséquent, la description détaillée suivante des modes de réalisation de la présente invention, tels que représentés sur les dessins, n’est pas destinée à limiter la portée de la présente invention telle que revendiquée, mais représente simplement des modes de réalisation sélectionnés de la présente invention. Tous les autres modes de réalisation, obtenus par l’homme du métier à la lumière des modes de réalisation de la présente invention sans aucun travail de création, relèveront du champ de protection de la présente invention.
Il convient de noter que les lettres et les chiffres de référence similaires se réfèrent à des éléments similaires sur les dessins suivants, et ainsi, une fois qu’un élément sera défini sur une figure, il ne sera pas défini ou expliqué davantage sur les figures suivantes.
Dans la description de la présente invention, il convient d’indiquer que l’orientation ou les relations de position indiquées par les termes, tels que « centre », « haut », « bas », « gauche » et « droite », sont basées sur l’orientation ou les relations de position telles que montrées sur les dessins, ou l’orientation ou les relations de position dans lesquelles le produit fourni par la présente invention est traditionnellement placé pour son utilisation ; ces termes sont utilisés uniquement dans le but de décrire la présente invention et de simplifier la description, plutôt que d’indiquer ou de suggérer que les
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PO1651122JN dispositifs ou les éléments désignés doivent être orientés de manière particulière ou être construits ou utilisés avec une orientation particulière, et ne doivent pas conséquent pas être interprétés comme limitant la présente invention. De plus, les termes tels que « premier » et « second » sont utilisés uniquement pour distinguer la description, et ne doivent pas être compris comme indiquant ou suggérant une importance relative.
Dans la description de la présente invention, il convient également d’indiquer que, sauf expressément spécifié ou défini autrement, les termes «fournir», «monter», «coupler» et «connecter» et leurs conjugaisons doivent être compris au sens large. Par exemple, le fait de coupler peut faire référence à un couplage direct ou à une liaison de communication entre deux éléments, ou peut également faire référence à un couplage indirect ou à une liaison de communication via des modules ou des interfaces de communication, et peut être sous forme électrique, mécanique ou sous d’autres formes. Les significations spécifiques des termes susmentionnés dans la présente invention peuvent être compris par l’homme du métier en fonction des situations spécifiques.
Dans les applications d’ingénierie pratiques des systèmes de détection à réseau sur fibre, dans un environnement applicatif où la température varie dans une vaste plage, la longueur d’onde centrale du réseau sur fibre serait susceptible de sortir d’une gamme d’ondes fonctionnelle d’un canal d’un multiplexeur étant donné que le réseau sur fibre lui-même est extrêmement sensible à la température, empêchant ainsi le système de détection à réseau sur fibre de fonctionner normalement. Par exemple, le réseau sur fibre présente une sensibilité à la température d’environ 10pm/°C, tandis qu’un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense de 100 GHz présente une largeur de bande de canal d’environ 300 pm ; ainsi, le réseau sur fibre possède une plage de température de fonctionnement d’environ 30°C, ce qui est loin de répondre aux environnements applicatifs variant dans une large plage. Si un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense avec une largeur de bande plus importante, comme une largeur de bande de 200 GHz ou plus, est utilisé, bien qu’il permette à la plage de température de fonctionnement du réseau sur fibre d’être étendue, pour une source lumineuse avec une largeur spectrale déterminée, le fait d’étendre la largeur de bande du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense diminuerait la densité de multiplexage et réduirait le nombre de réseaux sur fibre dans un réseau de multiplexage, ce qui présente un inconvénient pour réduire le coût du système.
Afin de répondre aux exigences des applications d’ingénierie pratiques, dans l’art antérieur, le problème de dérive de température d’un réseau sur fibre est résolu principalement en contrôlant la température de fonctionnement du réseau sur fibre. Toutefois, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre dans un système de détection à réseau sur fibre comprend généralement une pluralité de réseaux sur fibre agencés de manière répartie, ce qui rend difficile
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PO1651122JN et coûteux de contrôler les températures de fonctionnement des réseaux sur fibre.
Les inventeurs ont trouvé par des études que, dans le système de détection à réseau sur fibre, dans le cas où la longueur d’onde centrale du réseau sur fibre sort de la gamme d’ondes fonctionnelle du canal correspondant du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sous l’influence d’un changement de la température ambiante, la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense peut être contrôlée de sorte que les gammes d’ondes fonctionnelles des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense dévient également de manière correspondante, de façon à faire en sorte que la longueur d’onde centrale du réseau sur fibre, qui a dévié sous l’influence du changement de la température ambiante, soit maintenue dans la gamme d’ondes fonctionnelle du canal de multiplexage correspondant du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, garantissant ainsi le fonctionnement normal du système de détection à réseau sur fibre.
Premier mode de réalisation
Comme le montre la Figure 1, le présent mode de réalisation prévoit un système de détection à réseau sur fibre 10, qui comprend un module de source lumineuse 11, un circulateur 12, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, un interféromètre 14, un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, un appareil de surveillance de température 16, un détecteur 17 et un contrôleur 18.
Ici, le module de source lumineuse 11 est une source de lumière continuum à large bande. Par exemple, une source de lumière à émission spontanée amplifiée (ASE) continuum à gamme d’ondes C+L ayant une longueur d’onde comprise entre 1525 nm et 1595 nm peut être utilisée.
L’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 comprend une pluralité de capteurs à réseau sur fibre ayant différentes longueurs d’onde centrales. En outre, les plages de variation de longueur d’onde de la pluralité de capteurs à réseau sur fibre ne se chevauchent pas. Dans le présent mode de réalisation, les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels sont de préférence séparées avec un intervalle de 100 GHz (0,8 nm) selon les normes ITU. Les capteurs à réseau sur fibre individuels sont connectés en série, par exemple, ils peuvent être connectés en série par fusion avec la perte à la fusion de préférence contrôlée dans une proportion de 0,1 dB.
Dans le présent mode de réalisation, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sensible à la température ayant N canaux de multiplexage, où N est un nombre entier supérieur ou égal à 1. Par exemple, dans le cas d’une source de lumière continuum à large bande avec une largeur de bande de
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PO1651122JN nm et d’un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense de 100 GHz pour lequel N est 80, le nombre de capteurs à réseau sur fibre compris dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre est supérieur ou égal à 1 et inférieur ou égal à 80. Dans le présent mode de réalisation, un dispositif de réseau sélectif planaire (AWG) thermique peut être utilisé en tant que multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
A une température de fonctionnement initiale, les longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 correspondent de manière biunivoque aux longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13. Par exemple, dans le cas où il y a 60 capteurs à réseau sur fibre, les longueurs d’onde centrales de ceux-ci sont Λ6ο, λ59, ..., λ02 et λΟι, respectivement, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 comprend au moins 60 canaux de multiplexage qui sont indiqués par C60, C59.....C02 et C01, respectivement.
Dans ce cas, comme le montre la Figure 2, la longueur d’onde centrale d’un capteur à réseau sur fibre correspond à la longueur d’onde centrale de la gamme d’ondes fonctionnelle d’un canal de multiplexage. Il convient de noter que la température de fonctionnement initiale est déterminée par les paramètres spécifiques de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 effectivement utilisé. De manière spécifique, la température de fonctionnement initiale est une température de fonctionnement nécessaire pour faire en sorte que les longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 correspondent de manière biunivoque aux longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 lorsque l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 fonctionne à une température spécifiée. La température spécifiée fait généralement référence à la température de la pièce (25 °C).
L’appareil de surveillance de température 16 est couplé avec le contrôleur 18 et le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. Ici, le contrôleur 18 est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température 16. L’appareil de surveillance de température 16 est configuré pour régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sur la base de la quantité de réglage de température reçue et de la température de fonctionnement initiale prédéfinie. Il convient de noter que la quantité de réglage de température est une quantité de réglage de température par rapport à la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde
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PO1651122JN dense 15. Par exemple, en supposant que la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est 25 °C et la quantité de réglage de température est 20 °C, si la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est également 25 °C, il est nécessaire de régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 à 45 °C ; et si la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est 10 °C, il est également nécessaire de régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 à 45 °C.
De manière spécifique, comme le montre la Figure 3, l’appareil de surveillance de température 16 comprend une feuille de changement de température 161, un premier capteur de température 162 et un circuit de contrôle de température 163. La feuille de changement de température 161 et le premier capteur de température 162 sont tous les deux montés sur le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. La feuille de changement de température 161 et le premier capteur de température 162 sont tous les deux couplés avec le circuit de contrôle de température 163, et le circuit de contrôle de température 163 est couplé avec le contrôleur 18. Pour augmenter le transfert de chaleur entre le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 et les deux parmi la feuille de changement de température 161 et le premier capteur de température 162, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est conditionné avec la feuille de changement de température 161 et le premier capteur de température 162 via un milieu conducteur thermique 164 comme un silicium conducteur thermique, puis ils sont enveloppés par un matériau d’isolation thermique 165 comme de la mousse de polyuréthane, pour éviter d’être influencés par la température ambiante externe.
Ici, le premier capteur de température 162 est configuré pour surveiller la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. La feuille de changement de température 161 est configurée pour changer la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sous le contrôle du circuit de contrôle de température 163. Dans le présent mode de réalisation, il peut être préférable d’utiliser un refroidisseur à semi-conducteur en tant que feuille de changement de température 161. De manière certaine, un dispositif de contrôle de température comme un fil de chauffage électrique peut également être utilisé en tant que feuille de changement de température 161.
De plus, l’appareil de surveillance de température 16 peut également comprendre un écran. L’écran peut être couplé avec le circuit de contrôle de température 163 et configuré pour afficher la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 collectée par le premier capteur de température 162.
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En tant que mise en œuvre, en l’absence de réception d’une instruction de contrôle externe comportant la quantité de réglage de température, le circuit de contrôle de température 163 peut contrôler le fonctionnement de la feuille de changement de température 161 sur la base de la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 collectée par le premier capteur de température 162 et la température de fonctionnement initiale susmentionnée, de sorte que la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 soit toujours maintenue à la température de fonctionnement initiale susmentionnée. Lors de la réception de l’instruction de contrôle externe comportant la quantité de réglage de température, le circuit de contrôle de température 163 contrôle le fonctionnement de la feuille de changement de température 161 sur la base de la quantité de réglage de température reçue et de la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, afin de régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. Par exemple, si la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est 25 °C et la quantité de réglage de température est -40 °C, il est nécessaire de régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 à -15 °C en contrôlant le fonctionnement de la feuille de changement de température 161.
Concernant le contrôleur 18 qui acquiert une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et obtient une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, il peut être réalisé comme suit. Un second capteur de température est prévu dans l’environnement fonctionnel de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, et il est couplé avec le contrôleur 18. Le second capteur de température est configuré pour collecter la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et envoyer la température de fonctionnement collectée au contrôleur 18. Après l’acquisition de la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, le contrôleur 18 obtient une différence entre la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et la température prédéfinie en tant que quantité de changement. Si la quantité de changement dépasse une plage prédéfinie, la quantité de réglage de température est obtenue sur la base d’un premier coefficient de température et d’un second coefficient de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement. Ici, le premier coefficient de température est une sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, et le second coefficient de température est une sensibilité à la température du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. La plage prédéfinie peut être définie conformément à la largeur de bande du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 et à la sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13. Par exemple, dans le cas où un
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PO165I122JN dispositif AWG thermique de 100 GHz avec une largeur de bande de canal d’environ 0,3 nm est utilisé en tant que multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 et le réseau sur fibre présente une sensibilité à la température d’environ 10 pm/°C, le capteur à réseau sur fibre possède une plage de température de fonctionnement d’environ 30 °C. Dans ce cas, la plage prédéfinie peut être [-15, 15], et la quantité de réglage de température sera calculée si le changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 dépasse la plage prédéfinie.
De manière spécifique, la quantité de réglage de température AT peut être obtenue à partir d’une formule A7=7i*C-i/C2. Ici, 7) représente la quantité de changement décrite ci-dessus, Ci représente le premier coefficient de température, et C2 représente le second coefficient de température. Par exemple, dans le cas où la température spécifiée est 25 °C et la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 est 45 °C, Ti est 20 °C.
De plus, pour un domaine d’application dont le changement de température général est déjà connu, concernant le contrôleur 18 qui acquiert la quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et obtient la quantité de réglage de température conformément à la règle prédéfinie, il peut également être réalisé comme suit : l’information de température concernant ce domaine est programmée dans un programme de contrôle de temporisation à stocker au préalable dans une mémoire, et le contrôleur 18 exécute le programme de contrôle de temporisation de façon à envoyer une quantité de réglage de température correspondante à l’appareil de surveillance de température 16 sur la base de l’information de temps prédéfinie. Il convient de noter que l’erreur d’estimation ou de mesure de la température dans ce domaine ne doit pas dépasser ± 5 °C. De cette manière, la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 peut varier avec le changement de la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, de façon à faire en sorte que soit maintenue la correspondance biunivoque entre les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et les longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, garantissant ainsi le fonctionnement normal du système de détection à réseau sur fibre 10.
De plus, dans le système de détection à réseau sur fibre 10 prévu par le présent mode de réalisation, l’interféromètre 14 est un interféromètre non équilibré, pour lequel un interféromètre de Michelson à fibre optique ou un interféromètre de Mach-Zehnder à fibre optique peut être utilisé. Il peut être entendu qu’un interféromètre à fibre optique peut provoquer un évanouissement de polarisation et un évanouissement aléatoire de phase en raison de perturbations environnementales externes. Ici, l’évanouissement de
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PO1651122JN polarisation signifie qu’une fibre monomode commune peut provoquer un changement aléatoire des états de polarisation de deux faisceaux lumineux cohérents en raison de la présence d’un effet de biréfringence, ce qui entraîne en conséquence un changement de visibilité d’un signal d’interférence émis par l’interféromètre 14, et notamment lorsque les états de polarisation des deux faisceaux lumineux cohérents sont orthogonaux entre eux, le signal d’interférence émis par l’interféromètre 14 disparaîtrait complètement, provoquant un effet d’évanouissement de signal induit par polarisation. L’évanouissement aléatoire de phase signifie qu’un déphasage d’un signal optique transmis dans un bras de fibre de l’interféromètre 14 serait provoqué en raison de l’influence de perturbations environnementales externes sur le bras de fibre, conduisant à un évanouissement du signal d’interférence émis par l’interféromètre 14.
Pour résoudre le problème d’évanouissement de polarisation existant dans l’interféromètre 14, dans le présent mode de réalisation, l’interféromètre 14 est de préférence réalisé en tant qu’interféromètre de Michelson à fibre optique avec des longueurs de bras inégales.
De manière spécifique, comme le montre la Figure 4, l’interféromètre 14 comprend un coupleur à fibre 141, deux bras de fibre 142 et deux réflecteurs de rotation de Faraday à fibre 143, et un signal lumineux est transmis dans une direction indiquée par les flèches comme le montre la Figure 4. Chaque bras de fibre 142 a une extrémité de celui-ci couplée avec une extrémité de connexion du coupleur à fibre 141, et l’autre extrémité de chaque bras de fibre 142 est couplée avec un réflecteur de rotation de Faraday à fibre 143. En prévoyant les réflecteurs de rotation de Faraday à fibre 143, l’évanouissement de polarisation existant dans l’interféromètre 14 peut être éliminé de manière efficace, et le rapport signal sur bruit du signal d’interférence émis par l’interféromètre 14 peut être augmenté.
Ici, un coupleur 2x2 fibres ayant un rapport de division de 50:50 peut être utilisé en tant que coupleur à fibre 141. La différence entre les longueurs de bras des deux bras de fibre 142 est définie de manière spécifique conformément à l’exigence de résolution du système et de la longueur de cohérence du capteur à réseau sur fibre. Dans le présent mode de réalisation, la différence entre les longueurs de bras des deux bras de fibre 142 peut être prévue pour être située entre 4 et 6 mm, par exemple, 5 mm.
De plus, pour éliminer davantage l’influence de l’évanouissement aléatoire de phase dans l’interféromètre 14, en tant que mise en œuvre, un bras de fibre 142 de l’interféromètre 14 est enroulé sur un modulateur à fibre 144, comme le montre la Figure 4. Le modulateur à fibre 144 est un modulateur de phase et, dans le présent mode de réalisation, le modulateur à fibre 144 peut être un anneau céramique piézoélectrique polarisé radialement. Le modulateur à fibre 144 est couplé avec un générateur de signal 145, qui est lui-même couplé
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PO1651122JN avec le contrôleur 18. Dans ce cas, un signal sinusoïdal émis par le générateur de signal 145 peut être contrôlé par un algorithme de porteuse générée en phase (PGC) prédéfini, de sorte que le modulateur à fibre 144 soit contrôlé pour appliquer un signal de modulation de phase au bras de fibre 142 ; de cette manière, la différence de phase concernant le signal d’interférence émis par l’interféromètre 14 est modulée en modulant le signal lumineux transmis dans le bras de fibre 142, éliminant ainsi l’influence de l’évanouissement aléatoire de phase dans l’interféromètre 14. Dans le présent mode de réalisation, le générateur de signal 145 peut être une carte de circuit générant un signal sinusoïdal standard, et peut bien entendu être également un générateur de signal numérique.
De plus, le détecteur 17 est un réseau de photodétecteurs comprenant une pluralité de photodétecteurs. Par exemple, l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 comprend M capteurs à réseau sur fibre, en conséquence, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 comprend au moins M canaux de multiplexage, et le réseau de photodétecteurs comprend au moins M photodétecteurs. Chaque photodétecteur est connecté à un canal de multiplexage du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, collecte un signal d’interférence émis par le canal de multiplexage, convertit le signal d’interférence collecté en un signal électrique, puis l’envoie au contrôleur 18. Dans le présent mode de réalisation, un circuit de détection par photodiode de type PIN InGaAs à semi-conducteur accompagné d’un circuit préamplificateur peut être utilisé en tant que photodétecteur.
Dans le présent mode de réalisation, comme le montre la Figure 5, le contrôleur 18 comprend une unité de collecte synchrone 181 et une unité de traitement de signal 182. Concernant l’unité de collecte synchrone 181, le nombre de bits est supérieur à 16, et le nombre de canaux est supérieur à N+1. Un des canaux de l’unité de collecte synchrone 181 est configuré pour collecter le signal généré par le générateur de signal 145. L’unité de traitement de signal 182 peut être une puce de circuit intégré capable de traiter un signal, comme un microcontrôleur, un ARM, un DSP ou un FPGA. En plus de l’acquisition de la quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, de l’obtention de la quantité de réglage de température conformément à la règle prédéfinie et de l’envoi de la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température 16, l’unité de traitement de signal 182 est en outre configurée pour rétablir un signal de changement de longueur d’onde en procédant à un traitement avec un algorithme de démodulation de longueur d’onde basé sur l’algorithme de porteuse générée en phase ou un algorithme de démodulation de longueur d’onde basé sur une détection hétérodyne. II convient de noter que l’unité de collecte synchrone 181, l’unité de traitement de signal 182 et le générateur de signal 145 peuvent être des composants distincts, ou peuvent également être des composants d’un circuit intégré.
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Le système de détection à réseau sur fibre 10 prévu par la présente invention fonctionne selon un principe comme suit.
La lumière émise en provenance du module de source lumineuse 11 est transmise à l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 via le circulateur 12, et est réfléchie par l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 ; la lumière réfléchie depuis l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 entre dans l’interféromètre 14 via le circulateur 12, de sorte que la lumière réfléchie depuis les capteurs à réseau sur fibre individuels provoque une interférence de façon à former des signaux d’interférence de différentes longueurs d’onde, respectivement. Les signaux d’interférence de différentes longueurs d’onde émis par l’interféromètre 14 entrent dans le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, la pluralité de canaux de multiplexage du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 séparent les signaux d’interférence de différentes longueurs d’onde, et font en sorte que les signaux d’interférence de différentes longueurs d’onde après séparation soient incidents sur le détecteur 17. Le détecteur 17 convertit les signaux d’interférence reçus en signaux électriques et les envoie au contrôleur 18 à des fins de traitement. Ici, les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 correspondent de manière biunivoque aux longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15.
L’intensité lumineuse / du signal d’interférence détecté par le détecteur 17 peut être exprimée de la manière suivante :
/ = /0(l + £cos(A^+ç?0)) (1) où l0 est l’intensité de la lumière détectée, k est la visibilité des franges d’interférence, Δφ est un changement de différence de phase entre le signal lumineux transmis dans les deux bras de fibre 142 de l’interféromètre 14, et φ0 est une phase initiale du signal lumineux. Le capteur à réseau sur fibre détecte un signal externe de telle manière que la longueur d’onde de la lumière réfléchie change sous l’influence du signal externe comme une contrainte. La quantité de changement Δλ de longueur d’onde de la lumière réfléchie depuis le capteur à réseau sur fibre est amplifiée par l’interféromètre 14 avec une différence de longueur de bras de df, de façon à être comme un changement de différence de phase :
Δφ =
2πηά,
-ΔΑ (2) où λβ représente la longueur d’onde de Bragg du capteur à réseau sur fibre, et n représente l’indice de réfraction effectif du capteur à réseau sur fibre. Au
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PO1651122JN moyen de techniques de démodulation de phase, comme un algorithme de démodulation basé sur l’algorithme de porteuse générée en phase ou un algorithme de démodulation basé sur une détection hétérodyne, une information de phase est extraite des franges d’interférence pour obtenir Δφ. Ensuite, la quantité de changement Δλ de longueur d’onde du capteur à réseau sur fibre est obtenue par la formule (2), permettant une détection de longueur d’onde avec une résolution élevée.
Avec le système de détection à réseau sur fibre 10 fourni par le mode de réalisation de la présente invention, l’appareil de surveillance de température 16 est prévu pour surveiller et contrôler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, et le contrôleur 18 est prévu pour acquérir la quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, obtenir la quantité de réglage de température conformément à la règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température obtenue à l’appareil de surveillance de température 16, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température 16 règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sur la base de la quantité de réglage de température obtenue et de la température de fonctionnement actuelle du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. De cette manière, il est en mesure d’empêcher les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 de sortir des gammes d’ondes fonctionnelles des canaux de multiplexage correspondants du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, sous l’influence de changements de la température ambiante externe ; et par conséquent, il est garanti de manière efficace que le système de détection à réseau sur fibre 10 peut fonctionner normalement dans le cas où la température ambiante de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 varie dans une vaste plage.
Deuxième mode de réalisation
Le présent mode de réalisation fournit un procédé de contrôle de température appliqué au système de détection à réseau sur fibre 10 fourni dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus. Comme le montre la Figure 6, le procédé de contrôle de température comprend l’étape S61 et l’étape S62.
Dans l’étape S61, une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre est acquise, et une quantité de réglage de température est obtenue conformément à une règle prédéfinie.
En tant que mise en œuvre, au moyen d’un second capteur de température prévu dans l’environnement fonctionnel de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de
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PO1651122JN capteurs à réseau sur fibre 13 peut être collectée en temps réel et envoyée au contrôleur 18.
Dans ce cas, comme le montre la Figure 7, l’étape S61 comprend l’étape S71 et l’étape S72 suivantes.
Dans l’étape S71, la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre est acquise, et une différence entre la température de fonctionnement acquise de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et une température prédéfinie est obtenue en tant que quantité de changement.
Dans le cas où l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 fonctionne à une température spécifiée, les longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 à la température de fonctionnement initiale correspondent de manière biunivoque aux longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13. Après avoir reçu la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, le contrôleur 18 peut obtenir la différence entre la température de fonctionnement acquise de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et la température prédéfinie, en tant que quantité de changement. La quantité de changement est une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 provoquée par le changement de la température ambiante externe.
Dans l’étape S72, une quantité de réglage de température est obtenue sur la base d’un premier coefficient de température et d’un second coefficient de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement, si la quantité de changement dépasse une plage prédéfinie.
Ici, le premier coefficient de température est la sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, et le second coefficient de température est la sensibilité à la température du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15.
Si la quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 dépasse une certaine valeur, les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 peuvent sortir des gammes d’ondes fonctionnelles des canaux de multiplexage correspondants du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15, empêchant ainsi le système de détection à réseau sur fibre 10 de fonctionner normalement. Par exemple, dans le cas où un dispositif AWG thermique de 100 GHz avec une largeur de bande de canal d’environ 0,3 nm est utilisé en tant que multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 et le réseau sur fibre présente une
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PO1651122JN sensibilité à la température d’environ 10 pm/°C, le capteur à réseau sur fibre possède une plage de température de fonctionnement d’environ 30 °C.
Par conséquent, dans le présent mode de réalisation, la quantité de changement obtenue est comparée avec la plage prédéfinie, et si la quantité de changement dépasse la plage prédéfinie, la quantité de réglage de température est obtenue sur la base des premier et second coefficients de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement, de façon à contrôler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sur la base de la quantité de réglage de température obtenue. De cette manière, la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 peut varier avec le changement de la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, de façon à garantir la correspondance biunivoque entre les longueurs d’onde centrales des capteurs à réseau sur fibre individuels dans l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et les longueurs d’onde centrales des canaux de multiplexage individuels du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. Ici, la plage prédéfinie peut être définie conformément à la largeur de bande du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 et à la sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13. Par exemple, dans le cas où le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 a une largeur de bande de canal d’environ 0,3 nm et le réseau sur fibre présente une sensibilité à la température d’environ 10 pm/°C, la plage prédéfinie peut être définie comme étant [-15, 15],
De manière spécifique, la quantité de réglage de température ΔΤ peut être obtenue à partir d’une formule &T=T\*Ci/C2. Ici, Ti représente la quantité de changement décrite ci-dessus, Ci représente le premier coefficient de température, et C2 représente le second coefficient de température. Par exemple, dans le cas où la température spécifiée est 25 °C et la température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 est 45 °C, T\ est 20 °C.
Si la quantité de changement ne dépasse pas la plage prédéfinie, cela signifie que la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 se trouve dans la plage de température de fonctionnement de celui-ci, et il n’est pas nécessaire de calculer la quantité de réglage de température, c’est-à-dire qu’il n’est pas nécessaire d’exécuter l’étape S62. Dans ce cas, le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 conserve sa température de fonctionnement actuelle.
Outre la manière susmentionnée, pour un domaine d’application dont le changement de température général est déjà connu, concernant l’acquisition de la quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et l’obtention de la quantité de
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PO1651122JN réglage de température conformément à la règle prédéfinie, cela peut également être réalisé comme suit : l’information de température concernant ce domaine est programmée dans un programme de contrôle de temporisation à stocker au préalable dans une mémoire, et le contrôleur 18 exécute le programme de contrôle de temporisation de façon à acquérir une quantité de réglage de température correspondante sur la base de l’information de temps prédéfinie. Par exemple, 12h00 le midi peut correspondre à une quantité de réglage de température de 20 degrés, et 19h00 le soir peut correspondre à une quantité de réglage de température de -20 degrés.
Dans l’étape S62, la quantité de réglage de température est envoyée à l’appareil de surveillance de température, de sorte que l’appareil de surveillance de température règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température et de la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
Après avoir reçu la quantité de réglage de température envoyée depuis le contrôleur 18, l’appareil de surveillance de température 16 règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sur la base de la quantité de réglage de température et de la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15. Par exemple, dans le cas où la température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 est 25 °C et la quantité de réglage de température est 20 °C, il est nécessaire de régler la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 à 45 °C.
Il apparaîtra clairement à l’homme du métier que les détails spécifiques du procédé décrit ci-dessus pourront faire référence aux contenus correspondants décrits dans le mode de réalisation de système décrit précédemment, lesquels ne seront pas répétés dans les présentes à des fins de commodité et de description brève.
Le procédé de contrôle de température fourni par le présent mode de réalisation s’applique au système de détection à réseau sur fibre 10 fourni dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, de sorte que la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 puisse varier avec le changement de la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, garantissant ainsi de manière efficace que le système de détection à réseau sur fibre 10 peut fonctionner normalement dans le cas où la température ambiante de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 varie dans une vaste plage.
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Troisième mode de réalisation
Le présent mode de réalisation prévoit un appareil de contrôle de température fonctionnant dans le contrôleur 18 du système de détection à réseau sur fibre 10 fourni dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus. Comme le montre la Figure 8, l’appareil de contrôle de température 80 comprend un module d’acquisition 81 et un module d’envoi 82.
Ici, le module d’acquisition 81 est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie.
Le module d’envoi 82 est configuré pour envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température 16, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température 16 règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15 sur la base de la quantité de réglage de température et d’une température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15.
De manière spécifique, comme le montre la Figure 9, le module d’acquisition 81 comprend un sous-module d’acquisition de quantité de changement 811 et un sous-module d’acquisition de quantité de réglage de température 812.
Ici, le sous-module d’acquisition de quantité de changement 811 est configuré pour acquérir une température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, et obtenir une différence entre la température de fonctionnement acquise de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13 et une température prédéfinie en tant que quantité de changement.
Le sous-module d’acquisition de quantité de réglage de température 812 est configuré pour obtenir une quantité de réglage de température sur la base d’un premier coefficient de température et d’un second coefficient de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement, si la quantité de changement dépasse une plage prédéfinie, où le premier coefficient de température est la sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre 13, et le second coefficient de température est la sensibilité à la température du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense 15.
Les modules ci-dessus peuvent être mis en œuvre dans des codes de logiciel, dans ce cas, les modules susmentionnés peuvent être stockés dans une mémoire comprise dans le contrôleur 18. Les modules ci-dessus peuvent également être mis en œuvre dans du matériel, comme une puce de circuit intégré.
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En ce qui concerne l’appareil de contrôle de température 80 fourni par le présent mode de réalisation, le principe de mise en œuvre et l’effet technique produit par celui-ci sont les mêmes que ceux du mode de réalisation de procédé décrit précédemment. Par conséquent, la partie du mode de réalisation d’appareil qui n’est pas mentionnée peut faire référence aux contenus correspondants dans le mode de réalisation de procédé décrit précédemment, à des fins de description brève.
La description ci-dessus illustre simplement des modes de réalisation particuliers de la présente invention, mais n’est pas destinée à limiter le champ de protection de la présente invention. Toutes modifications, que l’homme du métier pourrait mettre en œuvre sans s’éloigner de la portée technique décrite dans la présente invention, relèveront du champ de protection de la présente invention. Par conséquent, le champ de protection de la présente invention entre dans la portée des revendications.
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Claims (11)
- Revendications :1. Système de détection à réseau sur fibre, caractérisé en ce qu’il comprend un multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, un appareil de surveillance de température, un ensemble de capteurs à réseau sur fibre et un contrôleur, chacun de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, du contrôleur et de l’appareil de surveillance de température étant couplé avec le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, et le contrôleur étant couplé avec l’appareil de surveillance de température, dans lequel le contrôleur est configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie, et envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température ; et l’appareil de surveillance de température est configuré pour régler une température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température reçue et d’une température de fonctionnement initiale prédéfinie.
- 2. Système de détection à réseau sur fibre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’appareil de surveillance de température comprend une feuille de changement de température, un premier capteur de température et un circuit de contrôle de température, la feuille de changement de température et le premier capteur de température sont tous les deux montés sur le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, la feuille de changement de température et le premier capteur de température sont tous les deux couplés avec le circuit de contrôle de température, et le circuit de contrôle de température est couplé avec le contrôleur.
- 3. Système de détection à réseau sur fibre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille de changement de température est un refroidisseur à semi-conducteur.
- 4. Système de détection à réseau sur fibre selon ia revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un second capteur de température couplé avec le contrôleur, dans lequel le second capteur de température est configuré pour collecter la température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et envoyer la température de fonctionnement collectée au contrôleur.
- 5. Système de détection à réseau sur fibre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un module de source lumineuse, un interféromètre et un détecteur, dans lequel le détecteur est coupléPO1651122JNPO1651122JN avec le contrôleur, le signal lumineux émis en provenance du module de source lumineuse est transmis à l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et entre, après avoir été réfléchi par l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, dans l’interféromètre pour interférence, et les signaux d’interférence émis par l’interféromètre entrent dans le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense pour subir un processus de séparation de longueur d’onde mis en œuvre par le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense, et sont ensuite incidents sur le détecteur, dans lequel l’interféromètre est un interféromètre de Michelson à fibre optique avec des longueurs de bras inégales.
- 6. Système de détection à réseau sur fibre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’interféromètre de Michelson à fibre optique comprend deux bras de fibre, avec l’un des bras de fibre enroulé sur un modulateur à fibre, dans lequel le modulateur à fibre est couplé avec un générateur de signal et le générateur de signal est couplé avec le contrôleur.
- 7. Système de détection à réseau sur fibre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense est un réseau sélectif planaire thermique.
- 8. Procédé de contrôle de température, caractérisé en ce que le procédé de contrôle de température s’applique au système de détection à réseau sur fibre selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le procédé comprend :l’acquisition d’une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et l’obtention d’une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie ; et l’envoi de la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température et d’une température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
- 9. Procédé de contrôle de température selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’étape consistant à acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et à obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie comprend :l’acquisition d’une température de fonctionnement actuelle de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, et l’obtention d’une différence entre la température de fonctionnement acquise de l’ensemble dePO1651122JNPO1651122JN capteurs à réseau sur fibre et une température prédéfinie en tant que quantité de changement ; et l’obtention d’une quantité de réglage de température sur la base d’un premier coefficient de température et d’un second coefficient de température, qui sont prédéfinis, ainsi que de la quantité de changement, si la quantité de changement dépasse une plage prédéfinie, dans lequel le premier coefficient de température est une sensibilité à la température de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre, et le second coefficient de température est une sensibilité à la température du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.
- 10. Appareil de contrôle de température, caractérisé en ce qu’il fonctionne dans le contrôleur du système de détection à réseau sur fibre selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’appareil de contrôle de température comprend :un module d’acquisition configuré pour acquérir une quantité de changement de température de fonctionnement de l’ensemble de capteurs à réseau sur fibre et obtenir une quantité de réglage de température conformément à une règle prédéfinie ; et un module d’envoi configuré pour envoyer la quantité de réglage de température à l’appareil de surveillance de température, de façon à ce que l’appareil de surveillance de température règle la température de fonctionnement du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense sur la base de la quantité de réglage de température et d’une température de fonctionnement initiale du multiplexeur par répartition en longueur d’onde dense.PO1651122JNPO1651122JN
- 11-.
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|---|---|---|---|---|
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| CN113063517A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | 中国移动通信集团山东有限公司 | 一种胎体监测装置和胎体监测方法 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109269679A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 宜昌睿传光电技术有限公司 | 一种光纤光栅传感器阵列的温度标定装置及方法 |
| CN113063517A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | 中国移动通信集团山东有限公司 | 一种胎体监测装置和胎体监测方法 |
| CN113063517B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-08-23 | 中国移动通信集团山东有限公司 | 一种胎体监测装置和胎体监测方法 |
| CN113701660A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-11-26 | 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 | 光传感解调模块和光传感系统 |
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