FR3085071A1 - Systeme et procede de controle reparti a fibres optiques - Google Patents
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Abstract
Les modes de réalisation de la présente invention concernent un système et un procédé de contrôle réparti à fibres optiques, qui concernent le domaine de la détection à fibres optiques. Le système comprend un dispositif laser, un modulateur acousto-optique, un interféromètre à correspondance de phase, un détecteur photoélectrique et un module de démodulation de phase. Après être entrée dans l'interféromètre à correspondance de phase, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant des informations de paramètres sortant de la fibre optique de détection entre dans les deux bras de l'interféromètre à correspondance de phase et la lumière des deux bras de l'interféromètre à correspondance de phase est modulée en phase par la première forme d'onde de modulation et la deuxième forme d'onde de modulation, respectivement, puis interfèrent l'une avec l'autre pour générer une lumière d'interférence. Le détecteur photoélectrique convertit un signal lumineux en un signal électrique et le module de démodulation de phase traite le signal électrique sur la base de l'algorithme de Hilbert pour obtenir le changement de paramètre de l'environnement en cours de test. Le traitement avec l'algorithme de Hilbert ne nécessite pas l'acquisition de formes d'onde de modulation et il suffit que la différence d'amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation soit supérieure ou égale à un seuil de différence d'amplitude permettant aux deux bras de l'interféromètre à correspondance de phase d'avoir une différence de phase optique de 2π.
Description
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Système et procédé de contrôle réparti à fibres optiques Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la détection à fibres optiques, et, en particulier, un système et un procédé de contrôle réparti à fibres optiques.
Contexte de l’invention
La technologie de détection répartie à fibres optiques permet une mesure continue sur des paramètres physiques externes répartis le long d’un chemin géométrique de fibre optique et est largement utilisée dans les domaines du contrôle intelligent de pont, de voie rapide, de bâtiment important et de conduite de gaz, etc. En ce qui concerne le contrôle réparti à fibres optiques, il y a principalement deux sortes de système de contrôle réparti, à savoir, des systèmes de contrôle réparti à base de démodulation d’intensité et des systèmes de contrôle réparti à base de démodulation de phase, les systèmes de contrôle réparti à démodulation d’intensité pouvant uniquement démoduler les informations de variation d’intensité lumineuse de lumière de rétrodiffusion Rayleigh dans une impulsion unitaire et ayant une portée d’application limitée, alors que les systèmes de contrôle réparti à démodulation de phase peuvent démoduler les informations de phase de la lumière d’interférence de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh dans une impulsion unitaire et une large portée de scénarios d’application. Actuellement, les solutions de démodulation de phase d’un système de contrôle réparti à démodulation de phase sont principalement constituées de deux solutions, à savoir, démodulation à porteuse générée par phase (PGC) et à coupleur 3x3.
La solution PGC nécessite l’ajout de porteuse et nécessite l’acquisition de signal pour la lumière d’interférence et les ondes de modulation simultanément, à savoir, elle a besoin de démoduler deux signaux en même temps, ainsi la fréquence et l’amplitude de la porteuse ont besoin d’être strictement quantifiées pour répondre à l’exigence de la précision de démodulation de système ; de plus, la plage dynamique du système est limitée par la fréquence porteuse. La démodulation à coupleur 3x3 nécessite l’acquisition de signal simultanée de trois signaux, ce qui implique une plus grande quantité de données et complique le système. Le principe de la démodulation à coupleur 3x3 est basé sur un angle de 120°, mais le coupleur 3x3 réellement produit n’a pas précisément les 120°, ainsi l’angle du coupleur 3x3 affecte également la précision de démodulation.
Pour résumer, le processus d’acquisition de données de démodulation selon l’état de la technique est relativement compliqué, et il y a de nombreux facteurs affectant la précision, entraînant une faible précision des données de démodulation acquises.
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Résumé
Un objet de la présente invention consiste à produire un système et un procédé de contrôle réparti à fibres optiques afin d’améliorer les problèmes ci-dessus. Afin de réaliser l’objet, la solution technique adoptée dans la présente invention est telle que suit :
Selon un premier aspect, un mode de réalisation de la présente invention concerne un système de contrôle réparti à fibres optiques, comprenant un dispositif laser, un modulateur acousto-optique, un interféromètre à correspondance de phase, un détecteur photoélectrique et un module de démodulation de phase. Le dispositif laser est configuré pour sortir une lumière laser continue, la lumière laser continue étant transmise dans le modulateur acousto-optique et le modulateur acousto-optique étant configuré pour hacher la lumière laser continue en lumière pulsée. La lumière pulsée est transmise dans une fibre optique de détection, la fibre optique de détection étant configurée pour sortir, lors de la détection d’un signal d’onde acoustique ou de vibration, une lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant le signal d’onde acoustique ou de vibration et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est transmise dans l’interféromètre à correspondance de phase. L’interféromètre à correspondance de phase est configuré pour diviser la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase, et à moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase, dans lequel la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2tt, interfèrent l’une avec l’autre pour générer une lumière d’interférence. Une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque parmi une onde triangulaire, une onde en dents de scie et une onde sinusoïdale. L’interféromètre à correspondance de phase est en outre configuré pour transmettre la lumière d’interférence dans le détecteur photoélectrique. Le détecteur photoélectrique est configuré pour convertir la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et pour envoyer le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase. Le module de démodulation de phase est configuré pour démoduler en
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PO 18034980 phase le signal électrique d’interférence sur la base d’un algorithme de Hilbert afin d’obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration.
Optionnellement, l’interféromètre à correspondance de phase ci-dessus comprend un coupleur et le premier bras comprend une première céramique piézoélectrique, un premier miroir-rotateur de Faraday et une première fibre optique, la première fibre optique étant enroulée sur la première céramique piézoélectrique. La lumière de rétrodiffusion Rayleigh, après être entrée dans une première extrémité du coupleur, a la première partie qui est sortie d’une troisième extrémité du coupleur vers la première fibre optique et la première onde de modulation est appliquée à la première céramique piézoélectrique pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh. La première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la première fibre optique et est réfléchie vers la troisième extrémité par le premier miroir-rotateur de Faraday.
Le deuxième bras comprend une deuxième céramique piézoélectrique, un deuxième miroir-rotateur de Faraday et une deuxième fibre optique, la deuxième fibre optique étant enroulée sur la deuxième céramique piézoélectrique. La lumière de rétrodiffusion Rayleigh, après être entrée dans la première extrémité du coupleur, a la deuxième partie qui est sortie d’une quatrième extrémité du coupleur vers la deuxième fibre optique. La deuxième onde de modulation est appliquée à la deuxième céramique piézoélectrique pour moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh. La deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la deuxième fibre optique et est réfléchie vers la quatrième extrémité par le deuxième miroir-rotateur de Faraday. La première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase génèrent une lumière d’interférence qui est sortie d’une deuxième extrémité du coupleur vers le détecteur photoélectrique.
Optionnellement, le coupleur est un coupleur 2x2 ayant un rapport de division de 1:1.
Optionnellement, la première céramique piézoélectrique et la deuxième céramique piézoélectrique ont chacune un diamètre compris dans la plage de 1 cm à 3 cm.
Optionnellement, le système comprend en outre un premier amplificateur et un circulateur. Une séquence d’impulsions optiques, après avoir été amplifiée par le premier amplificateur, entre dans une première extrémité du circulateur et est transmise depuis une deuxième extrémité du circulateur dans la fibre optique de détection et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est sortie depuis une troisième extrémité du circulateur vers la première extrémité du coupleur.
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Optionnellement, le système comprend en outre un deuxième amplificateur et un filtre, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh sortie de la troisième extrémité du circulateur est séquentiellement amplifiée par le deuxième amplificateur et filtrée par le filtre, puis transmise à la première extrémité du coupleur.
Optionnellement, le module de démodulation de phase est configuré pour effectuer une transformation de Hilbert sur le signal électrique d’interférence pour obtenir un signal de transformation de Hilbert et pour obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration sur la base du signal électrique d’interférence et du signal de transformation de Hilbert.
Optionnellement, le module de démodulation de phase est configuré pour effectuer ce qui suit : l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signal différentiel par le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signal de transformation de Hilbert par le deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signal de différence en soustrayant le deuxième signal de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signal de différence signal et l’obtention d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur le signal intégré.
Selon un deuxième aspect, un mode de réalisation de la présente invention concerne un procédé de contrôle réparti à fibres optiques, applicable au système de contrôle réparti à fibres optiques décrit ci-dessus selon le premier aspect. Le procédé comprend :
le dispositif laser sortant une lumière laser continue vers le modulateur acousto-optique ;
le modulateur acousto-optique hachant la lumière laser continue en lumière pulsée ;
le fait de faire entrer la lumière pulsée dans le circulateur par la première extrémité et le circulateur sortant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh par la troisième extrémité ;
l’interféromètre à correspondance de phase divisant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, modulant en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase et modulant en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de
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PO 18034980 phase, dans lequel la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2π, interfèrent l’une avec i’autre pour générer une lumière d’interférence, une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égaie à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque parmi une onde triangulaire, une onde en dents de scie et une onde sinusoïdale ;
le détecteur photoélectrique convertissant la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et envoyant ie signai électrique d’interférence au module de démodulation de phase et le module de démodulation de phase étant configuré pour effectuer ce qui suit : la réalisation d’une transformation de Hilbert sur le signa! électrique d’interférence pour obtenir un signa! de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signa! de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signal différentiel par le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signal de transformation de Hilbert par le deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signa! de différence en soustrayant le deuxième signal de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signal de différence et l’obtention d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur le signal intégré.
Les modes de réalisation de la présente invention concernent un système et un procédé de contrôle réparti à fibres optiques, dans lesquels, lorsque l’interféromètre à correspondance de phase module en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh acquise, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est divisée en deux parties et les deux parties de lumière de rétrodiffusion Rayleigh entrent dans les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase, respectivement, et des ondes de modulation y sont ajoutées respectivement pour moduler en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh ; après la modulation de phase, les lumières de rétrodiffusion Rayleigh des deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase ont une différence de phase entre elles dans la plage de 0-2π et interfèrent l’une avec l’autre pour générer de la lumière d’interférence ; lors de la réalisation d’une démodulation de phase sur la base de l’algorithme de Hilbert, le module de démodulation de phase a seulement besoin d’acquérir les signaux de lumière d’interférence et n’a pas besoin d’échantillonner les signaux des ondes de modulation, ainsi,
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PO18034980 d’une part, une acquisition à canal unique est réalisée et, d’autre part, les exigences concernant les amplitudes et formes d’onde des ondes de modulation ajoutées ne sont pas aussi strictes que celles pour les ondes de modulation dans la solution PGC et il suffit que la différence d’amplitude entre les ondes de modulation soit supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase d’être de 2π. De plus, la forme d’onde de chacune des ondes de modulation est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale. Par conséquent, par rapport à l’acquisition à trois canaux de la solution à coupleur 3x3 et à l’acquisition de signa! à deux canaux de la solution PGC, ie système selon les modes de réalisation de la présente invention présente une structure simple et, en outre, comme la structure du système est simplifiée, le taux défaillance du système est réduit, la quantité de traitement de données du système est réduite et les facteurs affectant la précision de démodulation sont ainsi réduits, rendant possible l’acquisition des informations d’onde acoustique ou de vibration de l’environnement de manière plus précise et pratique.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront présentés dans la description suivante et deviendront en partie évidents à partir de la description ou seront entendus en mettant en œuvre les modes de réalisation de la présente invention. Les objets et autres avantages de la présente invention peuvent être réalisés et obtenus par les structures spécifiquement indiquées dans la description, les revendications et les dessins.
Brève description des dessins
Afin d’illustrer plus clairement les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention, une brève description est faite ci-dessous des dessins à utiliser dans les modes de réalisation. Il doit être entendu que les dessins suivants illustrent seulement certains des modes de réalisation de la présente invention et ne doivent pas être considérés comme limitant la portée et, pour l’homme du métier, d’autres dessins annexés peuvent être obtenus à partir de ces dessins sans effort d’invention.
La FIG. 1 est un schéma fonctionnel de liaison d’un système de contrôle réparti à fibres optiques selon un mode de réalisation de la présente invention ;
la FIG. 2 est un autre schéma fonctionnel de liaison du système de contrôle réparti à fibres optiques selon un mode de réalisation de la présente invention ;
la FIG. 3 est un organigramme d’un procédé de contrôle réparti à fibres optiques selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la FIG. 4 est un organigramme d’un algorithme de Hilbert selon un mode de réalisation de la présente invention.
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Signes de référence :
10-système de contrôle réparti à fibres optiques; 60-filter ; 120-dispositif laser ; 130-modulateur acousto-optique ; 140-circulateur ; 200-interféromètre à correspondance de phase ; 220-coupleur ; 300-détecteur photoélectrique ; et 400-module de démodulation de phase.
Description détaillée de modes de réalisation
Afin de rendre les objets, solutions techniques et avantages des modes de réalisation de la présente invention plus clairs, les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention seront décrites de manière claire et complète en référence aux dessins des modes de réalisation de la présente invention. Apparemment, les modes de réalisation décrits sont certains des modes de réalisation de la présente invention, plutôt que la totalité des modes de réalisation. Les composants des modes de réalisation de la présente invention décrits et illustrés sur les présents dessins peuvent être généralement agencés et conçus selon une variété de configurations différentes. Ainsi, la description détaillée suivante des modes de réalisation de la présente invention fournis sur les dessins n’est pas destinée à limiter la portée de protection de la présente invention, mais est purement représentative des modes de réalisation sélectionnés de la présente invention. Tous les autres modes de réalisation qui sont obtenus par l’homme du métier sans effort d’invention sur la base des modes de réalisation de la présente invention doivent être couverts par la portée de protection de la présente invention.
Il faut noter que des signes et lettres similaires désignent des éléments similaires sur les dessins suivants, et par conséquent, une fois qu’un certain élément est défini sur une figure, il n’a pas besoin d’être encore défini et expliqué sur les figures suivantes. De plus, dans la description de la présente invention, les termes tels que « premier » et « deuxième » sont seulement utilisés pour une description différenciée et ne peuvent pas être compris comme indication ou implication d’une importance relative.
En se référant aux FIG. 1 et FIG. 2, un mode de réalisation de la présente invention concerne un système de contrôle réparti à fibres optiques 10. Le système 10 comprend un dispositif laser 120, un modulateur acousto-optique 130, un interféromètre à correspondance de phase 200, un détecteur photoélectrique 300 et un module de démodulation de phase 400. Le dispositif laser 120 est configuré pour sortir de la lumière laser continue, la lumière laser continue étant transmise dans le modulateur acousto-optique 130 et le modulateur acousto-optique 130 est configuré pour hacher la lumière laser continue en lumière pulsée. La lumière pulsée est transmise dans une fibre optique de détection, la fibre optique de détection est configurée pour sortir, lors de la détection d’un signal d’onde acoustique ou de vibration, de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant le signal d’onde acoustique ou de
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PO 18034980 vibration et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est transmise dans l’interféromètre à correspondance de phase 200. L’interféromètre à correspondance de phase 200 est configuré pour diviser la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200, et pour moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2π, interférant l’une avec l’autre pour générer de la lumière d’interférence. Une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale. L’interféromètre à correspondance de phase 200 est en outre configuré pour transmettre la lumière d’interférence dans le détecteur photoélectrique 300. Le détecteur photoélectrique 300 est configuré pour convertir la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et pour envoyer le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase 400. Le module de démodulation de phase 400 est configuré pour démoduler en phase le signal électrique d’interférence sur la base d’un algorithme de Hilbert afin d’obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration.
En outre, selon un mode de réalisation de la présente invention, quand l’interféromètre à correspondance de phase 200 module en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh acquise, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est divisée en deux parties et les deux parties de lumière de rétrodiffusion Rayleigh entrent dans les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200, respectivement, et des ondes de modulation y sont respectivement ajoutées pour moduler en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh. Après la modulation de phase, les lumières de rétrodiffusion Rayleigh des deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 présente une différence de phase entre elles dans la plage de 0-2π et interfèrent l’une avec l’autre pour générer une lumière d’interférence. Lors de la réalisation de la démodulation de phase sur la base d’un algorithme de Hilbert, le module de démodulation de phase 400 a seulement besoin d’acquérir les signaux de lumière d’interférence et n’a pas besoin d’échantillonner les signaux des ondes de modulation. Ainsi,
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PO 18034980 d’une part, une acquisition à canal unique est réalisée et d’autre part, les exigences concernant l’amplitude et la forme d’onde des ondes de modulation ajoutées ne sont pas aussi strictes que celles pour les ondes de modulation dans la solution PGC et il suffit que la différence d’amplitude entre les ondes de modulation soit supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 d’être de 2tt. De plus, la forme d’onde est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale. Par conséquent, par rapport à l’acquisition à trois canaux de la solution à coupleur 3x3 et à l’acquisition de signal à deux canaux de la solution PGC, le système selon les modes de réalisation de la présente invention présente une structure simple et, en outre, comme la structure du système est simplifiée, le taux défaillance du système est réduit, la quantité de traitement de données du système est réduite et les facteurs affectant la précision de démodulation sont ainsi réduits, rendant possible l’acquisition des informations d’onde acoustique ou de vibration de l’environnement de manière plus précise et pratique.
En outre, selon un mode de réalisation de la présente invention, quand le module de démodulation de phase 400 acquiert les informations d’onde acoustique et de vibration de l’environnement sur la base de l’algorithme de Hilbert, la condition selon laquelle la différence de phase entre la lumière des deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 après modulation de phase se trouve dans la plage de 0-2π a besoin d’être satisfaite. Afin que la différence de phase entre la lumière des deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 après modulation de phase modulation se trouve dans la plage de 0-2π, la différence d’amplitude entre les première onde de modulation et deuxième onde de modulation ajoutées a seulement besoin de répondre à la condition d’être supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 d’être de 2π.
Optionnellement, l’interféromètre à correspondance de phase 200 comprend un coupleur 220 et le premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 comprend une première céramique piézoélectrique, un premier miroir-rotateur de Faraday et une première fibre optique, la première fibre optique étant enroulée sur la première céramique piézoélectrique. La lumière de rétrodiffusion Rayleigh, après être entrée dans une première extrémité du coupleur, a la première partie qui est sortie d’une troisième extrémité du coupleur 220 vers la première fibre optique et la première onde de modulation est appliquée à la première céramique piézoélectrique pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh. La première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la première fibre optique et
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PO18034980 est réfléchie de retour vers la troisième extrémité par le premier miroir-rotateur de Faraday.
Le deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 comprend une deuxième céramique piézoélectrique, un deuxième miroir-rotateur de Faraday et une deuxième fibre optique, la deuxième fibre optique étant enroulée sur la deuxième céramique piézoélectrique. La lumière de rétrodiffusion Rayleigh, après être entrée dans la première extrémité du coupleur 220 a la deuxième partie qui est sortie d’une quatrième extrémité du coupleur 220 vers la deuxième fibre optique. La deuxième onde de modulation est appliquée à la deuxième céramique piézoélectrique pour moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh. La deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la deuxième fibre optique et est réfléchie de retour vers la quatrième extrémité par le deuxième miroir-rotateur de Faraday.
Optionnellement, la fibre optique de détection est placée dans l’environnement en cours de test et transmet de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh avec des informations de paramètres dans l’interféromètre à correspondance de phase 200 quand les paramètres de l’environnement en cours de test sont changés. Il faut noter que, selon les modes de réalisation de la présente invention, les informations de paramètres peuvent être des informations d’onde acoustique ou de vibration, mais ne se limitent pas simplement à des informations d’onde acoustique ou de vibration et selon les modes de réalisation spécifiques, les informations de paramètres peuvent être d’autres informations.
Optionnellement, le système 10 comprend en outre un premier amplificateur et un circulateur 140. Une séquence d’impulsions optiques, après avoir été amplifiée par le premier amplificateur, entre dans une première extrémité du circulateur 140 et est transmise d’une deuxième extrémité du circulateur 140 dans la fibre optique de détection et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est sortie d’une troisième extrémité du circulateur 140 vers la première extrémité du coupleur 220.
Optionnellement, le système comprend en outre un deuxième amplificateur et un filtre 60, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh sortie de la troisième extrémité du circulateur 140 est séquentiellement amplifiée par le deuxième amplificateur et filtrée par le filtre 60, puis transmise à la première extrémité du coupleur 220.
En outre, selon un mode de réalisation de la présente invention, il n’y a pas de limites particulières concernant la forme d’onde de la première onde de modulation et la forme d’onde de la deuxième forme d’onde de modulation, qui peuvent être des ondes triangulaires, des ondes en dents de scie ou des ondes sinusoïdales, tant que la condition selon laquelle la fréquence la plus élevée fc des ondes de modulation fait la moitié du taux d’échantillonnage fs
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PO18034980 du système de démodulation de phase, c’est-à-dire, il est satisfait à la condition c<2Jx. En même temps, la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation peuvent être utilisées séparément ou en combinaison. Par exemple, quand la première onde de modulation est appliquée à la première céramique piézoélectrique, la deuxième onde de modulation peut ne pas être appliquée à la deuxième céramique piézoélectrique ; mais la deuxième onde de modulation peut également être appliquée à la deuxième céramique piézoélectrique. En outre, dans le cas où la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation sont simultanément ajoutées, quand la forme d’onde de la première onde de modulation est sélectionnée comme étant une onde triangulaire, la forme d’onde de la deuxième forme d’onde de modulation peut être sélectionnée comme l’une quelconque d’une onde triangulaire, une onde en dents de scie et une onde sinusoïdale. Il suffit que la différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde modulation soit supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase 200 d’être de 2tt. Par conséquent, la sélection pour la forme d’onde de la première onde de modulation et la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est relativement flexible et plus pratique, ce qui permet aspect pratique et commodité du système de contrôle réparti à fibres optiques.
En outre, en se référant à la FIG. 2, le dispositif laser 120 est configuré pour sortir une lumière laser continue de largeur de trait étroite. La lumière laser continue de largeur de trait étroite est transmise au modulateur acousto-optique 130. Le modulateur acousto-optique 130 est configuré pour hacher la lumière laser continue reçue de largeur de trait étroite en séquences d’impulsions optiques. La séquence d’impulsions optiques, après avoir été amplifiée par le premier amplificateur, entre dans une première extrémité du circulateur 140 et est transmise depuis la deuxième extrémité du circulateur 140 dans la fibre optique de détection. La fibre optique de détection sort, lors de la détection d’un signal d’onde acoustique ou de vibration, de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant le signal d’onde acoustique ou de vibration et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est sortie d’une troisième extrémité du circulateur 140 vers l’interféromètre à correspondance de phase 200.
En outre, sur la FIG. 2, AOM est le modulateur acousto-optique 130, capable de convertir la lumière laser émise par le dispositif laser 120 en lumière pulsée. EDFA est un amplificateur et C1, C2 et C3 sont respectivement la première extrémité du circulateur 140, la deuxième extrémité du circulateur 140 et la troisième extrémité du circulateur 140. PD est le détecteur photoélectrique 300.
Optionnellement, le premier amplificateur et le deuxième amplificateur peuvent être des amplificateurs à fibres optiques dopés à l’erbium.
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Optionnellement, le coupleur 220 peut être un coupleur 2x2 220 ayant un rapport de division de lumière de 1:1.
Optionnellement, chacune de la première céramique piézoélectrique et de la deuxième céramique piézoélectrique a un diamètre compris dans la plage de 1 cm à 3 cm.
En outre, sur la FIG. 2, Q1, Q2, Q3 et Q4 sont respectivement la première extrémité du coupleur 220, la deuxième extrémité du coupleur 220, la troisième extrémité du coupleur 220 et la quatrième extrémité du coupleur 220. Chacune des PZT est une céramique piézoélectrique, la céramique piézoélectrique étant caractérisée en ce que, lorsque la tension appliquée à travers les deux extrémités de céramique piézoélectrique change, la taille de la céramique piézoélectrique change également. Chacun des FRM est un miroir-rotateur de Faraday qui est configuré pour réfléchir la lumière modulée, par exemple, le miroir-rotateur de Faraday peut réfléchir la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase de retour vers la troisième extrémité du coupleur 220 ; et le deuxième miroir-rotateur de Faraday peut réfléchir la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase de retour vers la quatrième extrémité du coupleur 220.
Optionnellement, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase génèrent un signal de lumière d’interférence qui est sorti depuis la deuxième extrémité du coupleur 220 vers le détecteur photoélectrique 300. Le détecteur photoélectrique 300 convertit le signal de lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et envoie le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase 400.
Optionnellement, le module de démodulation de phase 400 est configuré pour effectuer une transformation de Hilbert sur le signal électrique d’interférence afin d’obtenir un signai de transformation de Hilbert et pour obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration sur la base du signal électrique d’interférence et du signal de transformation de Hilbert.
Optionnellement, le module de démodulation de phase 400 est configuré pour effectuer ce qui suit : l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signal différentiel par le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signal de transformation de Hilbert par le deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signal différentiel en soustrayant le deuxième signal de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signal différentiel et l’obtention
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PO 18034980 d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur ie signa! intégré.
Optionnellement, en se référant à la FIG. 3, un mode de réalisation de la présente invention concerne un procédé de contrôle réparti à fibres optiques, applicable au système de contrôle réparti à fibres optiques 10 décrit selon le premier aspect ci-dessus. La mise en œuvre spécifique de la présente invention est en outre entendue en liaison avec le procédé, le procédé comprenant :
S100 : le dispositif laser sortant de la lumière laser continue vers le modulateur acousto-optique ;
S200 : le modulateur acousto-optique hachant la lumière laser continue en lumière pulsée ;
S300 : le fait de faire entrer la lumière pulsée dans le circulateur par la première extrémité et le circulateur sortant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh par la troisième extrémité ;
S400 : (’interféromètre à correspondance de phase divisant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, modulant en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase et modulant en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence entre elles dans une plage de 0-2π, interfèrent l’une avec l’autre afin de générer une lumière d’interférence, une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale ;
S500 : le détecteur photoélectrique convertissant la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et transmettant le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase et
S600 : le module de démodulation de phase étant configuré pour effectuer ce qui suit : la réalisation d’une transformation de Hilbert sur le signal électrique d’interférence pour obtenir un signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération
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FOI 8034980 différentielle sur le signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signal différentiel par le signal électrique d’interférence, l’obtention d'un deuxième signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signal de transformation de Hilbert par le deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signal de différence en soustrayant le deuxième signal de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signai de différence, et l’obtention d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur le signal intégré.
En outre, les algorithmes ci-dessus sont tous mis en œuvre par du matériel du système et a, b, c, d, e, f et g sur la FIG. 4 représentent chacun un signal, a représentant un signal d’interférence, b représentant un signal de transformation de Hilbert, c représentant un premier signal différentiel, d représentant un deuxième signal différentiel, e représentant un premier signal de produit, f représentant un deuxième signal de produit, g représentant un signal de différence, et h représentant un signal intégré.
En outre, comme on peut le voir d’après la FIG. 4, les étapes précitées sont telles que le signal d’interférence a est transformé en un signal b par transformation de Hilbert, le signal b est soumis à une opération différentielle par un différentiateur pour obtenir un signa! c, le signal c est multiplié par le signal d’interférence a afin d’obtenir un signal e, le signal d’interférence a est soumis à une opération différentielle pour obtenir un signal d, le signal b est multiplié par le signal d afin d’obtenir un signal f, le signal f est soustrait au signal e afin d’obtenir un signal g, le signal g est soumis à une opération intégrale afin d’obtenir un signal h et le signal h est filtré pour obtenir finalement des informations d’onde acoustique/de vibration. Comme on peut le voir d’après l’algorithme de Hilbert précité, seul le signal électrique d’interférence est nécessaire dans le traitement à base d’algorithme final. Par conséquent, le procédé est relativement simple et facile à mettre en œuvre et a un aspect pratique élevé.
Les modes de réalisation de la présente invention concernent un système et un procédé de contrôle réparti à fibres optiques. Le système comprend un dispositif laser, un modulateur acousto-optique, un interféromètre à correspondance de phase, un détecteur photoélectrique et un module de démodulation de phase. Le dispositif laser est configuré pour sortir de la lumière laser continue, la lumière laser étant transmise dans le modulateur acousto-optique et le modulateur acousto-optique est configuré pour hacher la lumière laser continue en lumière pulsée. La lumière pulsée est transmise dans une fibre optique de détection, la fibre optique étant configurée pour sortir, lors de la détection d’un signal d’onde acoustique ou de vibration, de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant le signal d’onde acoustique ou de
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PO 18034980 vibration, et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est transmise dans l’interféromètre à correspondance de phase. L’interféromètre à correspondance de phase est configuré pour diviser la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase et pour moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2π, interférant l’une avec l’autre pour générer de la lumière d’interférence. Une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de Γinterféromètre à correspondance de phase d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale. L’interféromètre à correspondance de phase est en outre configuré pour transmettre la lumière d’interférence dans le détecteur photoélectrique. Le détecteur photoélectrique est configuré pour convertir la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et pour envoyer le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase. Le module de démodulation de phase est configuré pour démoduler en phase le signal électrique d’interférence sur la base d’un algorithme de Hilbert pour obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration. Lorsque l’interféromètre à correspondance de phase module en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh acquise, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est divisée en deux parties et les deux parties de lumière de rétrodiffusion Rayleigh entrent dans les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase, respectivement, et des ondes de modulation y sont ajoutées respectivement pour moduler en phase la lumière de rétrodiffusion Rayleigh ; après la modulation de phase, les lumières de rétrodiffusion Rayleigh des deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase ont une différence de phase entre elles dans la plage de 0-2π et interfèrent l’une avec l’autre pour générer de la lumière d’interférence ; lors de la réalisation d’une démodulation de phase sur la base de l’algorithme de Hilbert, le module de démodulation de phase a seulement besoin d’acquérir les signaux de lumière d’interférence et n’a pas besoin d’échantillonner les signaux des ondes de modulation, ainsi, d’une part, une acquisition à canal unique est réalisée et, d’autre part, les exigences concernant les amplitude et forme d’onde des ondes de modulation ajoutées
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PO 18034980 ne sont pas aussi strictes que celles pour les ondes de modulation dans la solution PGC et il suffit que la différence d’amplitude entre les ondes de modulation soit supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase d’être de 2π. De plus, la forme d’onde est l’une quelconque d’une onde triangulaire, d’une onde en dents de scie et d’une onde sinusoïdale. Par conséquent, par rapport à l’acquisition à trois canaux de la solution à coupleur 3x3 et à l’acquisition de signal à deux canaux de la solution PGC, le système selon les modes de réalisation de la présente invention présente une structure simple et, en outre, comme la structure du système est simplifiée, le taux défaillance du système est réduit, la quantité de traitement de données du système est réduite et les facteurs affectant la précision de démodulation sont ainsi réduits, rendant possible l’acquisition des informations d’onde acoustique ou de vibration de l’environnement de manière plus précise et pratique.
La description ci-dessus n’est que des modes de réalisation préférables de la présente invention qui ne sont pas utilisés pour restreindre la présente invention. Pour l’homme du métier, la présente invention peut avoir divers changements et variations. Toutes modifications, substitutions équivalentes, améliorations, etc. dans l’esprit et le principe de la présente invention seront toutes couvertes par la portée de protection de la présente invention.
Claims (9)
- PO 18034980Revendications :1. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10), caractérisé en ce qu’il comprend un laser, un modulateur acousto-optique (130), un interféromètre à correspondance de phase (200), un détecteur photoélectrique (300) et un module de démodulation de phase (400), dans lequel le laser est configuré pour sortir de la lumière laser continue qui est transmise au modulateur acousto-optique (130) et le modulateur acousto-optique (130) est configuré pour hacher la lumière laser continue en lumière pulsée ;la lumière pulsée est transmise dans une fibre optique de détection, la fibre optique de détection est configurée pour sortir, lors de la détection d’un signal d’onde acoustique ou de vibration, de la lumière de rétrodiffusion Rayleigh contenant le signal d’onde acoustique ou de vibration et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est transmise dans l’interféromètre à correspondance de phase (200) ;l’interféromètre à correspondance de phase (200) est configuré pour diviser la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, pour la modulation de phase de la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200) et pour la modulation de phase de la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200), dans lequel la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2π, interfèrent l’une avec l’autre afin de générer une lumière d’interférence ; une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200) d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque parmi une onde triangulaire, une onde en dents de scie et une onde sinusoïdale ;l’interféromètre à correspondance de phase (200) est en outre configuré pour transmettre la lumière d’interférence dans le détecteur photoélectrique (300) ;PO 18034980PO 18034980 le détecteur photoélectrique (300) est configuré pour convertir la lumière d’interférence en un signal électrique d’interférence et pour envoyer le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase (400) et le module de démodulation de phase (400) est configuré pour démoduler en phase le signal électrique d’interférence sur la base d’un algorithme de Hilbert afin d’obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration.
- 2. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’interféromètre à correspondance de phase (200) comprend un coupleur (220), le premier bras comprend une première céramique piézoélectrique, un premier miroir-rotateur de Faraday et une première fibre optique, la première fibre optique est enroulée sur la première céramique piézoélectrique, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh, après être entrée dans une première extrémité du coupleur (220), a la première partie qui est sortie d’une troisième extrémité du coupleur (220) vers la première fibre optique et la première sonde modulation est appliquée à la première céramique piézoélectrique pour moduler en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la première fibre optique et est réfléchie vers la troisième extrémité par le premier miroir-rotateur de Faraday et le deuxième bras comprend une deuxième céramique piézoélectrique, un deuxième miroir-rotateur de Faraday et une deuxième fibre optique, la deuxième fibre optique est enroulée sur ia deuxième céramique piézoélectrique, la lumière de rétrodiffusion Rayleigh après être entrée dans la première extrémité du coupleur (220) a la deuxième partie qui est sortie d’une quatrième extrémité du coupleur (220) vers la deuxième fibre optique, la deuxième onde de modulation est appliquée à la deuxième céramique piézoélectrique pour moduler en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase se déplace à travers la deuxième fibre optique et est réfléchie vers la quatrième extrémité par le deuxième miroir-rotateur de Faraday, la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase génèrent une lumière d’interférence qui est sortie d’une deuxième extrémité du coupleur (220) vers le détecteur photoélectrique (300).
- 3. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coupleur (220) est un coupleur 2x2 (220) ayant un rapport de division de lumière de 1:1.P018034980PO 18034980
- 4. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première céramique piézoélectrique et la deuxième céramique piézoélectrique ont chacune un diamètre compris dans la plage de 1 cm à 3 cm.
- 5. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système comprend en outre un premier amplificateur et un circulateur (140), une séquence d’impulsions optiques, après avoir été amplifiée par le premier amplificateur, entre dans une première extrémité du circulateur (140) et est transmise depuis une deuxième extrémité du circulateur (140) à la fibre optique de détection et la lumière de rétrodiffusion Rayleigh est sortie depuis une troisième extrémité du circulateur (140) vers la première extrémité du coupleur (220).
- 6. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système comprend en outre un deuxième amplificateur et un filtre (60), la lumière de rétrodiffusion Rayleigh sortie de la troisième extrémité du circulateur (140) est séquentiellement amplifiée par le deuxième amplificateur et filtrée par le filtre (60), puis transmise à la première extrémité du coupleur (220).
- 7. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de démodulation de phase (400) est configuré pour effectuer une transformation de Hilbert sur le signal électrique d’interférence pour obtenir un signai de transformation de Hilbert et pour obtenir des informations d’onde acoustique ou de vibration sur la base du signal électrique d’interférence et du signai de transformation de Hilbert.
- 8. Système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module de démodulation de phase (400) est configuré pour effectuer ce qui suit : l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signai différentiel par le signa! électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signa! de transformation de Hilbert par le deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signal de différence en soustrayant le deuxième signai de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signal de différence signal et l’obtention d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur le signal intégré.PO 18034980PO 18034980
- 9. Procédé de contrôle réparti à fibres optiques, applicable au système de contrôle réparti à fibres optiques (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le procédé comprend :un dispositif laser (120) sortant une lumière laser continue vers le modulateur acousto-optique (130) ;le modulateur acousto-optique (130) hachant la lumière laser continue en lumière pulsée ;le fait de faire entrer la lumière pulsée dans le circulateur (140) par la première extrémité et le circulateur (140) sortant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh par la troisième extrémité ;l’interféromètre à correspondance de phase (200) divisant la lumière de rétrodiffusion Rayleigh en une première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh et en une deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh, modulant en phase la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une première onde de modulation à un premier bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200) et modulant en phase la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh en appliquant une deuxième onde de modulation à un deuxième bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200), dans lequel la première partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase et la deuxième partie de lumière de rétrodiffusion Rayleigh modulée en phase, avec une différence de phase entre elles comprise dans une plage de 0-2π, interfèrent l’une avec l’autre pour générer une lumière d’interférence, une différence d’amplitude entre la première onde de modulation et la deuxième onde de modulation est supérieure ou égale à un seuil de différence d’amplitude permettant à une différence de phase optique entre les deux bras de l’interféromètre à correspondance de phase (200) d’être de 2π et chacune de la forme d’onde de la première onde de modulation et de la forme d’onde de la deuxième onde de modulation est l’une quelconque parmi une onde triangulaire, une onde en dents de scie et une onde sinusoïdale ;le détecteur photoélectrique (300) convertissant la lumière d’interférence en un signal électrique d'interférence et transmettant le signal électrique d’interférence au module de démodulation de phase (400) et le module de démodulation de phase (400) étant configuré pour effectuer ce qui suit : la réalisation d’une transformation de Hilbert sur le signal électrique d’interférence pour obtenir un signal de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signa! de transformation de Hilbert, l’obtention d’un premier signal de produit en multipliant le premier signalPO 18034980PO 18034980 différentiel par le signal électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signa! différentiel en effectuant une opération différentielle sur le signa! électrique d’interférence, l’obtention d’un deuxième signal de produit en multipliant le signal de transformation de Hilbert par le 5 deuxième signal différentiel, l’obtention d’un signal de différence en soustrayant le deuxième signal de produit au premier signal de produit, l’obtention d’un signal intégré en effectuant une opération intégrale sur le signal de différence et l’obtention d’informations d’onde acoustique ou de vibration en effectuant un traitement de filtrage sur le signal intégré.
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