NO177117B - Fremgangsmåte og apparat for deteksjon av en dynamisk parameter i forbindelse med en optisk fibersensor - Google Patents
Fremgangsmåte og apparat for deteksjon av en dynamisk parameter i forbindelse med en optisk fibersensor Download PDFInfo
- Publication number
- NO177117B NO177117B NO883680A NO883680A NO177117B NO 177117 B NO177117 B NO 177117B NO 883680 A NO883680 A NO 883680A NO 883680 A NO883680 A NO 883680A NO 177117 B NO177117 B NO 177117B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- optical
- optical energy
- reflector
- modulator
- reflected
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 93
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000030808 detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
- G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Cable Accessories (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår optiske fibersensorer. Oppfinnelsen angår særlig optiske fibersensorer anvendt for deteksjon av signaturen av en marin, seismisk kilde.
Det er tidligere kjent å benytte optiske fibre for deteksjon av lydbølger, temperaturendringer og andre feno-mener. Avfeiende optiske fibersystemer omfatter elementer som gjennomløper karakteristiske forandringer med tiden, og derved introduseres feil i systemet hvis ikke foranstalt-ninger er gjort for kompensasjon av slike endringer. Disse endringer omfatter variasjoner i intensiteten til den optiske kilde og variasjoner i de lysledende egenskaper i de optiske veier.
US-patent nr. 4.162.397 viser en akustisk sensor med optisk fiber for deteksjon av lydbølger i et fluidum. En kveil av optisk fiber gjennom hvilken en lysstråle overføres, er anbragt i et fluidum. En lydbølge forplanter seg gjennom fluidumet og faller inn mot kveilen med optisk fiber og endrer brytningsindeksen for den optiske fiber ved innfalls-området. Forandringen i brytningsindeksen forårsaker en faseforskyvning i det overførte lys og denne forskyvning lar seg detektere for å angi forekomsten av lydbølgen. Dette systemet omfatter imidlertid ikke noen hjelpemidler for å korrigere for endringer i det avfølende system med tiden.
Artikkelen: Fiber Optic Thermometer Using Temperature Dependent Absorption, Broadband Detection, and Time Domaine Referencing, av Grigory Adamovsky og Nancy D. Piltch, i Applied Optics, 1. desember 1986, volum 24, nummer 23, viser et fiberoptisk termometer. En referansekanal er konstruert i tidsdomenet. Det benyttes en pulsmodulert lyskilde og en fiberoptisk sløyfe. Lyspulsen er koblet ved hjelp av en 2 x 2 optisk kobler inn i en fiberoptisk sløyfe som omfatter en temperaturprobe. En del av den pulsede energi slipper ut av sløyfen når den vender tilbake til den optiske kobleren, mens en del gjennomløper sløyfen på ny, og når denne delen kommer tilbake til den optiske kobleren, vil en annen del av energien forlate sløyfen. Ved å sammenligne amplitudene til energien som trer ut av sløyfen etter første, og andre runde, bestemmes temperaturen. Fordi målingene foretas på to puls-amplituder som har samme opprinnelse og gjennomløper samme vei, kompenserer systemet i alt vesentlig for tidsvarierende parametre. En ulempe er at hele den fiberoptiske resirkuler-ende sløyfe, omfattende sensoren, virker som et avfølende element. Artikkelen "Loss-Compensation Technique for Fiber Optic Sensors and its Application to Displacement Measure-ments", av Glenn Beheim, i Applied Optics, 1. februar 1987, volum 26, nummer 3, viser et system hvor en strålesplittende transduser modulerer den del av det innfallende lys som den sender ut og reflekterer, som en funksjon av de avfølte parametre. Idet det benyttes en optisk forbindelse med fire fibre, føres lys inn i transduseren fra alle retninger, og i alle tilfeller måles det utstrålte og det reflekterte lys. Disse fire signaler blir prosessert for å fjerne påvirkningen av tap i fiber og forbindelser.
Foreliggende oppfinnelse angår et sensorsystem med optisk fiber. En lyskilde sender ut en lyspuls som gjennom-løper en optisk vei til en lysmodulator. En partiell reflektor er anordnet i lysveien foran modulatoren og den optiske veien avsluttes i en reflektor bak lysmodulatoren. Lyspulsen reflekteres tilbake fra den avsluttende reflektor til den partielle reflektor og fra dette punkt gjennomløper pulsene som reflekteres fra den partielle reflektor og fra den avsluttende reflektor den samme veien til en lysdetektor og demodulator, hvor størrelsen på parametren som modulerer lysmodulatoren bestemmes fra de innbyrdes størrelser på de to reflekterte pulser.
For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående beskrivelse av utførelses-eksempler samt til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et blokkskjerna for en foretrukken utførelse
av foreliggende oppfinnelse,
fig. 2 viser et koblingsskjerna for en del av elektronikken
som inngår i sensoren, og
fig. 3 viser et koblingssk jerna for en annen del av elektronikken til sensoren.
Et blokkskjerna for en foretrukken utførelse av foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 1. Kilden for optisk energi 2, kan være en laserdiode, og denne sender ut en optisk energipuls gjennom lysveien 4, lyskobleren 6 og den optiske vei16. I den spesielle utførelse som er beskrevet her, kan disse pulsene være av en varighet på 90 nanosekund-er. En del av den optiske energien reflekteres av den partielle reflektor 20. Resten av den optiske energi blir overført av lyskobleren 15 inn i de optiske veiene 25 og 27. Den optiske energi som føres inn i den optiske veien 25, passerer gjennom lysmodulatoren 22 til reflektoren 24 og ved dette punktet blir energien reflektert. Den optiske energien som føres av kobleren 15 inn i den optiske veien 27, passerer gjennom lysmodulatoren 29 og blir deretter reflektert av reflektoren 28. Modulatoren 22 kan inngå i en innkapsling 18 og modulatoren 29 kan inngå i en innkapsling 21.
Den optiske energien som reflekteres av reflektorene 20, 24 og 28, reflekteres tilbake langs de optiske veiene 16 og 8 inntil den når detektoren 10. Lengdene til de optiske veier mellom den partielle reflektor 20 og reflektoren 24, samt mellom den partielle reflektor 20 og reflektoren 28, er valgt slik at de reflekterte lyspulser fra de tre reflektorene blir adskilt i tid. I den spesielle utførelse som er beskrevet her, er det valgt en pulsavstand på 10 ns. Lyset tilbake-legger omkring 20 m på 100 ns. For å oppnå en pulsadskillelse på 10 ns mellom pulsene som reflekteres fra den partielle reflektoren 20 og reflektoren 24, hvilke pulser vil ha puls-varigheter på 90 ns, må derfor den optiske veilengde mellom reflektorene 20 og 24 velges til å være omkring 10 m. På lignende måte velges den optiske veilengde mellom reflektor 20 og reflektor 28 i en retning til å være omkring 20 m, for å oppnå en pulsavstand på 10 ns mellom pulsene som reflekteres fra reflektorene 24 og 28.
I den spesielt foretrukne utførelse som er beskrevet her, blir det benyttet to lysmodulatorer. Fagfolk innenfor dette området vil forstå at man bare kan benytte en lysmodulator, og at oppfinnelsen også omfatter utstyr som inneholder mer enn to lysmodulatorer.
De tre tilbakevendende pulsene detekteres av fotodetektoren 10 som genererer elektriske signaler med amplitude som tilsvarer størrelsen av de reflekterte pulsene. Disse elektriske pulser samples i demodulator 12 for å bestemme stør- reisen til den modulerende parameter som avføles av lysmodulatoren.
Utførelsene av lysmodulatorene 22 og 29 er ikke kritisk for foreliggende oppfinnelse, modulatorene kan være sensorer av mikrobend-typen, sensorer med bevegelige gittere, eller andre typer sensorer. Oppfinnelsen er et system for kompensasjon av variasjoner i langsomme endringer i systemet, og da endringer som ikke skriver seg fra den dynamiske parameter som man akter å måle. Slike langsomt varierende, eller sta-bile størrelser, omfatter temperatursvingninger, bøyninger av fibren, samt elektro-optiske forandringer i lyskilden og i de optiske veier. Denne kompensasjonen oppnås ved å sammenligne signalets størrelse der det reflekteres fra den partielle reflektor 20 med signalstørrelsene som reflekteres fra reflektorene 24 og 28. Fordi pulsene vil ha tilbakelagt den samme veien, bortsett fra veien mellom den partielle reflektor 20 og reflektorene 24 og 28, kompenserer systemet for tilstandsendringer som inntreffer fram til punktet hvor den partielle reflektor 20 befinner seg. Noe resterende feil vil fortsatt foreligge, på grunn av endringer i den optiske vei mellom reflektoren 20 og reflektoren 24, samt mellom reflektoren 2 0 og reflektoren 28, men endringene i denne del av veilengden vil normalt være mye mindre enn endringene som inntreffer i den optiske kilden og detektoren, og langs avstanden mellom, den optiske kilde og den partielle reflektor og tilbake til detektoren. Parametren som skal måles kan være trykkbølgen som blir generert av en marin, seismisk kilde. I et slikt system vil kilden 2 for den optiske energi, lys-detektoren 10, demodulatoren 12 samt lyskobleren 6 vanligvis være anbragt ombord i et fartøy, og den partielle reflektor20og lyskobleren 15 vil være anbragt nær lysmodulatorene 22 og 29, slik at den optiske veien 16 vil være mye lenger enn de optiske veier 25 og 27.
Demodulatoren 12 er en tidsstyrings- og samplingsenhet. Den genererer tidsstyringssignalet som forårsaker at laserdioden 2 sender ut en lyspuls, og styrer samplingskretsene for sampling av amplituden til de optiske pulser som reflekteres fra reflektorene 20, 24 og 28.
Fig. 2 og 3 viser detaljer for den elektroniske krets som inngår i demodulatoren. I fig. 2 er det vist en dobbelt, monostabil multivibrator 30. Denne multivibratoren kan være en SN74HC123 monostabil multivibrator av den re-triggerbare typen fra Texas Instruments. De to monostabile multivibrator-ene genererer styringspulsene for å sende lyspulsen til lysmodulatorene, og for å detektere returpulsene. Motstand 36, kodensator 38, motstand 40 og kondensator 42 er valgt ved fremgangsmåter som er kjent for fagfolk, og påvirker puls-breddene til utgangspulsene fra de to monostabile multivibratorer. Motstand 32 og kondensator 34benyttes til å forsinke den første utgangspulsen som kommer etter at strømmen er slått på, og kan fortrinnsvis ha en tidskonstant på omkring 1 sekund. Når kondensatoren 34 lades opp, blir klemmene IQ og IQ klargjort for å generere en første utgangspuls.
Utgangsklemmen IQ fra den doble monostabile multivibrator føres til inngangen til pulskrets 46.
Pulskretsen 46 kan omfatte komponenten TTLPGM-40 fremstilt av Manby Engineered Components Company. I en foretrukken utførelse er denne pulskretsen valgt slik at den gir en utgangspuls med en pulsbredde på omkring 90 ns. Utgangen fra pulskretsen 46 styrer portene til MOSFET-kretsene 48 og 50. I løpet av utgangspulsen med en varighet på 90 ns, fører de to MOSFET-kretsene en strøm som flyter gjennom laserdioden 2. Lyset fra denne laserdioden er det som ledes videre ned den optiske vei 4 til lysmodulatorene.
Utgangen 2Q fra den doble monostabile multivibrator 30, føres til pulskrets 54. Pulskretsen 54 kan også inneholde TTLPGM-40-kretsen fremstilt av Manby Engineered Component Company.
Utgangen fra pulskrets 54 føres til inngangen til en forsinkelsesmodul 56. Utgangen fra forsinkelsesmodul 56 føres til inngangen til forsinkelsesmodul 58. Forsinkelsesmodulene 56 og 58 kan omfatte komponenten TTLDL250 fremstilt av Technitrol, Inc. Utgangssignalene fra pulskretsen 54, forsinkelsesmodul 56 og forsinkelsesmodul 58 blir via de elektriske forbindelser 59, 66 og 61, henholdsvis ført til T/HLD-klemmene til trase- og holdekretsene 62, 80 og 92, vist i fig. 3. I en foretrukken utførelse blir pulsbredden til utgangspulsen fra pulskrets 54 valgt lik 40 ns. Utgangspulsene fra forsinkelsesmodul 56 og forsinkelsesmodul 58 kan i alt vesentlig være identisk med utgangen fra pulskrets 54, bortsett fra at de er tidsforsinket med en valgt varighet. Pulskrets 54, forsinkelseskrets 56 og forsinkelsesmodul 58 er utformet slik at utgangspulsene med varighet på 40 ns har et lavt eller0-nivå. Forsinkelsesgraden er valgt som en funksjon av de fysiske dimensjoner til systemet. Tidsstyringen for utgangspulsene fra pulskrets 54 og forsinkelsesmodulene 56 og 58 er valgt slik at pulsene med pulsvarighet på 40 ns og som har et lavt nivå eller nivå NULL, føres til T/HLD-klemmene til trase- og holdekretsene 62, 80 henholdsvis 92, i det tidsrom når de reflekterte optiske energipulser fra reflektorene 20, 24 og 28 foreligger ved ANA IN-klemmene til trase- og holdekretsene.
Fig. 3 viser detektordelen til demodulatorkretsen i systemet. Lyspulsene returnerer fra reflektorene 20, 24 og 28 via de optiske veier 16 og 8 og blir detektert av lysdetektor10. Det elektriske utgangssignal fra lysdetektor 10 blir vekselstrømsmessig koblet gjennom kondensator 112 til de analoge inngangsklemmer ANA IN til trase- og holdekretsene 62, 80 og 92. Trase- og holdekretsene 62, 80 og 92, kan omfatte HTC-0500 kretsen som er fremstilt av Analog Devices.
Mens inngangen til T/HLD-klemmen til en trase- og holde-krets befinner seg ved lavt eller NULL-nivå, vil trase- og holdekretsen følge nivået til inngangssignalet som føres til dens ANA IN-klemme. Når inngangen til T/HLD-klemmen forandres til høyt nivå eller til tilstand 1, vil signalnivået som da foreligger ved ANA IN-klemmen fastholdes eller låses ved UT-klemmen inntil neste omkobling til nivå NULL finner sted ved inngangsklemmen T/HLD.
Når strømmen til å begynne med slås på for systemet, og kondensatoren 34 som er koblet til ICLR-klemmen for den doble monostabile multivibrator 30 lades opp til en positiv spen-ning, blir de monostabile multivibratorer klargjort for innsats. Til å begynne med blir en utgangspuls med høyt nivå eller nivå EN generert ved utgangen IQ og samtidig genereres en puls med nivå NULL ved klemmen IQ. Når utgangen fra klemmen IQ blir lav, genereres en utgangspuls på klemmene 2Q og
2Q, en positiv puls på klemmen 2Q og en negativ puls på klemmen 2Q. Når utgangen fra klemmen 2Q blir lav, går utgangen fra klemmen IQ opp, osv. Valget av varigheten til pulsene vil avhenge av frekvensen ved hvilken det er ønskelig å sample de modulerende parametre som modulatorene 22 og 29 blir påvirket av, og av overføringstiden for den optiske puls fra lyskilden 2 til reflektorene 20, 24 og 28 og tilbake til lysdetektor 10.
Pulskretsen 46 starter en puls som klargjør MOSFET-kretsene 48 og 50 til å lede strømmen, idet bakre flanke til den negativt gående utgangspuls fra klemmen IQ detekteres av de monostabile kretsene 30. Periodene for utgangspulsene for de to monostabile kretser velges slik at det blir tilstrekke-lig tid for den optiske pulsen til å nå den fjerneste av reflektorene (reflektor 28 i utførelsen beskrevet her) og å returnere igjen før den neste optiske puls sendes ut.
Utgangen fra trase- og holdekretsen 62 passerer gjennom lavpassfiltret 65, forsterkeren 68 med forsterkningsfaktor 1 og forsterkeren 69. I en foretrukken utførelse blir motstand 64 og kondensator 67 valgt slik at filtret 65 får en sperrefrekvens på omkring 500 Hz. I en foretrukken utførelse blir motstandene 70, 71 og 73 valgt ved kjente metoder for fagfolk innenfor dette området, slik at forsterkeren 69 får en forsterkning på omkring 6. På tilsvarende måte passerer utgangssignalene fra trase- og holdekretsene 80 og 92 henholdsvis gjennom et lavpassfilter 83, forsterkerne 86 og 87, samt lavpassfiltret 95 og forsterkerne 98 og 99. Lavpassfiltrene 83 og 95 kan også være valgt til å få en sperrefrekvens på omkring 500 Hz og forsterkerne 87 og 99 kan også være innrettet til å gi en forsterkning på omkring 6.
Det elektriske utgangssignal fra forsterkeren 69, hvilket signal er representativt for den optiske energi som reflekteres fra den partielle reflektor 20, føres til klemmene XI til delingskretsene 74 og104. Det elektriske utgangssignal fra forsterkeren 87, hvilket signal er representativt for den optiske energien som reflekteres tilbake fra reflektor 24, føres til klemmen Z2 til delingskrets 74, mens det elektriske utgangssignal fra forsterkeren 99, hvilket signal er representativt for den optiske energi som reflekteres tilbake fra reflektor 28, blir ført til klemmen Z2 til delingskrets 104.
Delingskretsene 74 og 104 som kan være AD535-kretser fremstilt av Analog Device, er i en foretrukken utførelse utformet slik at de med lik amplitude på inngangssignalene til klemmene XI og Z2 gir et utgangssignal på +10 volt, mens utgangsamplituden vil være +5 volt dersom inngangssignalet på klemmen XI har dobbelt så høy amplitude som inngangssignalet på klemmen Z2, osv.
Forsterkerne 79 og 105 er inverterende differensial-forsterkere med forsterkning lik 1. Dersom utgangssignalene fra delingskrets 74 eller 104 er +10 volt, så vil utgangen fra forsterker 79 eller henholdsvis 105, være 0 volt og omvendt.
Trase- og holdekretsene 62, 80 og 92, omfatter juster-ingsklemmer (OFF ADJ) og ved hjelp av disse klemmene kan en vilkårlig likespenningsforskyvning i systemet bli kompensert for. Ved å variere innstillingen av glidekontakten på motstandene 120, 122 og 124, justeres systemet slik at dersom det ikke foreligger noe signal ved lysmodulatorene 22 og 29, vil utgangssignalene fra forsterkerne 79 og 105 være 0. Motstandene 91 og 101 i forsterkerne 87 og 99 kan fortrinnsvis være potensiometre for å muliggjøre kalibrering av systemet. For et kjent signalnivå som føres til modulatorene 22 og 29, innstilles motstanden til potensiometrene 91 og 101 slik at man oppnår det ønskede, tilsvarende utgangssignal fra forsterkerne 79 og 105. Systemets totale forsterkning kan kali-breres av motstandene 91 og 101 som regulerer forsterkningen til forsterkerne 87 og 99. Kalibreringen kan utføres ved å introdusere en kjent størrelse for parameteren som skal måles av lysmodulatorene 22 og 29, og justere verdien på motstandene 91 og 101 inntil det ønskede utgangssignal fåes fra forsterkerne 79 og 105.
I foreliggende oppfinnelse er et første partielt reflekterende grensesnitt anbragt ved et sted som ligger nær, men er foran en lysmodulator. En bestemmelse av parameteren som modulerer lysmodulatoren, utføres ved å sammenligne stør-relsen på den optiske energi som reflekteres fra denne første partielle reflektor med størrelsen for den optiske energi som reflekteres fra en reflektor som er anbragt på motsatt side av lysmodulatoren. I den foretrukne utførelse som er beskrevet her, representerer utgangen fra delingskrets 74 forholdet mellom den optiske energi som overføres gjennom modulator 29 med den optiske energi som reflekteres tilbake fra den partielle reflektor 20. På lignende måte representerer utgangen fra delingskrets104 forholdet mellom den optiske energi som overføres gjennom modulatoren 22 med den optiske energi som reflekteres fra den partielle reflektor 20. Fordi alle reflekterte lyspulser vil bli utsatt for hovedsakelig de samme variasjoner, bortsett da fra de variasjoner som induseres i lysmodulatoren, fåes en nøyaktig måling av variasjonene i parameteren som er av interesse.
Claims (11)
1. Apparat for deteksjon av en dynamisk parameter i forbindelse med en optisk fibersensor, hvilket apparat omfatter: en optisk, pulset energikilde (2) , en optisk energimodulator (29) , en optisk vei (4,16,27) for føring av den optiske energi fra kilden (2) til modulatoren (29) for å frembringe et modulasjonssignal, reflektorer (20,24,28) for reflektering av deler av den optiske energi og innrettet slik at de vil frembringe et referansesignal, samt sammenligningsanordninger (10,12) for sammenligning av referansesignalet med modulasjonssignalet for å redusere feil,
karakterisert vedat modulatoren (29) er av et slag som modulerer amplituden til energien i avhengighet av parameteren, at ref lektoren (e) er anbragt slik at en første del av den optiske energi blir reflektert av en første, partielt reflekterende innretning (20) anbragt opp-strøms for modulatoren (29) for å frembringe referansesignalet, mens en andre del av den optiske energi reflekteres av en andre reflektor (28) etter å ha blitt sendt gjennom den første reflektor. (20) og den optiske energimodulator (29), og at sammenligningsinnretningene (10,12) er arrangert slik at de vil detektere størrelsene på den første reflekterte del og den andre reflekterte del av den optiske energipuls etter at disse energideler har tilbakelagt den samme optiske vei (16,8) fra den første reflektor (20), og sammenligne disse størrelser for derav å fastlegge størrelsen på den dynamiske parameter.
2. Apparat ifølge krav l,
karakterisert vedat den samme optiske vei omfatter en veidel (16) av den utsendende optiske vei og en andre optisk vei (8) for å føre optisk energi fra den nevnte veidel (16) til sammenligningsinnretningen (10,12).
3. Apparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den samme optiske vei omfatter en veidel (16) av den utsendende vei som befinner seg oppstrøms for den første reflektor (20) og at denne veidel har en lengde som er flere ganger så stor som lengden til veien (27) fra den første til den andre reflektor.
4. Apparat ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat den optiske energimodulator (29) er innrettet til å avføle trykkbølgen til en marin, seismisk bølge.
5. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,
karakterisert vedat det omfatter en andre optisk energimodulator (22), en optisk kobler (15) for kobling av endel av den optiske energipuls til den første modulator (29) samt endel av den optiske energipuls til den andre modulator (22), samt en tredje optisk reflektor (24) innrettet til å reflektere optisk energi tilbake fra den andre modulator (22) mot kilden (2) , idet sammenligningsinnretningen (10,12) er anordnet for å reagere på den optiske energi som reflekteres fra alle tre reflektorer med å generere signaler som er representative for parametrene som modulerer begge modulatorene.
6. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,
karakterisert vedat sammenligningsinnretningen (10,12) omfatter en fotodetektor (10) og en demodulator (12) som reagerer på utgangssignalet fra fotodetektoren (10) med å generere signaler som representerer parameteren(e) som modulerer modulatoren(e) (22,29).
7. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,
karakterisert vedat kilden (2) er innrettet til å sende ut en puls med optisk energi med en slik varighet og at de optiske veier frem og tilbake til den første reflek tor (20) og til de andre reflektorene (24,28) via modulatoren (22,29) har slike lengder at pulsene fra reflektorene ved sammenligningsinnretningen (10,12) vil være adskilt i tid.
8. Fremgangsmåte for deteksjon av en dynamisk parameter i en optisk fiberanordning, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende trinn: utsending av en optisk energipuls gjennom en optisk vei (4,16,27) som inneholder en optisk energimodulator (29) modulert med parameteren for å frembringe et modulasjonssignal, reflektering av deler av den optiske energi ved hjelp av reflektoranordninger utformet for å frembringe et referansesignal, og sammenligning av referansesignalet med modulasjonssignalet for å redusere feil,
karakterisert vedat modulatoren (29) modulerer amplituden til energien i avhengighet av parameteren, at en første del av den optiske energi blir reflektert av en første, delvis reflekterende innretning (20) anbragt opp-strøms for modulatoren (29) for å tilveiebringe det ønskede referansesignal mens en annen del av den optiske energi reflekteres av en andre reflektor (28) etter å være blitt overført gjennom den første reflektor og den optiske energimodulator, og at størrelsene til den reflekterte første del og den reflekterte andre del av den optiske energi detekteres etter å ha tilbakelagt den samme optiske vei fra den første reflekterende anordning, idet størrelsene sammenlignes for å fastlegge størrelsen på den dynamiske parameter.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat den også omfatter et trekk med utvelgelse av en tidsvarighet for pulsen med optisk energi og en optisk veilengde fra den første reflektor (20) til den andre reflektor (28) slik at den optiske energi reflektert fra den første reflektor og den andre reflektor vil bli adskilt i tid når energien rekker frem til sammenlig-ningsanordningen (10,12).
10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, for detektering av flere modulasjonsparametre og
karakterisert vedat den omfatter kobling av endel av den optiske energi fra pulsen til flere veier for å føre optisk energi gjennom respektive optiske modulatorer og avslutte disse i respektive optiske reflektorer, idet hver avsluttende reflektor reflekterer optisk energi som når denne, mens sammenligningstrinnet omfatter detektering av den optiske energi reflektert av den første reflektor og hver av de avsluttende reflektorer og sammenligning av størrelsen til den optiske energi reflektert fra den første reflektor med størrelsen til den optiske energi reflektert fra minst én av de avsluttende reflektoranordninger for å bestemme minst én av modulasjonsparametrene.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat hver av de mange trans-misjonsveier har forskjellige lengder og at tidsvarigheten til pulsen som sendes ut fra kilden og lengden til hver av de mange veier velges slik at den optiske energi som reflekteres fra den første reflektor og den optiske energi som reflekteres fra hver av de avsluttende reflektorer vil bli adskilt i tid når de vender tilbake på samme vei.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/093,301 US4800266A (en) | 1987-09-03 | 1987-09-03 | Fiber optic sensor with light sampling for referencing |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO883680D0 NO883680D0 (no) | 1988-08-18 |
NO883680L NO883680L (no) | 1989-03-06 |
NO177117B true NO177117B (no) | 1995-04-10 |
NO177117C NO177117C (no) | 1995-07-19 |
Family
ID=22238200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO883680A NO177117C (no) | 1987-09-03 | 1988-08-18 | Fremgangsmåte og apparat for deteksjon av en dynamisk parameter i forbindelse med en optisk fibersensor |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4800266A (no) |
EP (1) | EP0306227B1 (no) |
CA (1) | CA1309488C (no) |
DK (1) | DK169220B1 (no) |
IE (1) | IE62988B1 (no) |
NO (1) | NO177117C (no) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4902888A (en) * | 1987-12-15 | 1990-02-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical fiber sensor |
US5031985A (en) * | 1988-12-14 | 1991-07-16 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Optical switch system and apparatus |
US5004911A (en) * | 1989-06-20 | 1991-04-02 | Honeywell Inc. | Time multiplexed fiber optic sensor |
US5059783A (en) * | 1990-06-04 | 1991-10-22 | Honeywell Inc. | Interferometric fiber optic proximity switch |
FR2693069B1 (fr) * | 1992-06-26 | 1997-04-25 | Thomson Csf | Hydrophone a fibre optique et antenne comprenant de tels hydrophones. |
JPH06136678A (ja) * | 1992-10-29 | 1994-05-17 | Toshiba Corp | 連続蒸解釜温度分布制御装置 |
US5401958A (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-28 | General Electric Company | Optical temperature compensation of spectral modulation sensors by spectrographic interrogation having a dispersive element |
US6522797B1 (en) | 1998-09-01 | 2003-02-18 | Input/Output, Inc. | Seismic optical acoustic recursive sensor system |
US7239385B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-07-03 | Hutchinson Technology Incorporated | Method and apparatus for monitoring output signal instability in a light source |
US9372150B2 (en) | 2014-08-01 | 2016-06-21 | Institut National D'optique | Optical method and system for measuring an environmental parameter |
US9244002B1 (en) | 2014-08-01 | 2016-01-26 | Institut National D'optique | Optical method and system for measuring an environmental parameter |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3409369A (en) * | 1964-04-30 | 1968-11-05 | Honeywell Inc | Laser radar |
US3584220A (en) * | 1966-04-09 | 1971-06-08 | Hitachi Ltd | Optical communication system |
US4207561A (en) * | 1975-10-31 | 1980-06-10 | International Telephone And Telegraph Corporation | Intruder alarm arrangement for an optical communication system |
US4319186A (en) * | 1978-05-05 | 1982-03-09 | National Research Development Corporation | Signal sensors |
US4162397A (en) * | 1978-06-28 | 1979-07-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber optic acoustic sensor |
IT1138312B (it) * | 1981-05-06 | 1986-09-17 | Cise Spa | Interferometro con trasmissione in fibra ottica dell'informazione di fase utile |
US4652744A (en) * | 1982-04-14 | 1987-03-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic sensor for detecting very small displacements of a surface |
GB2144215B (en) * | 1983-07-28 | 1988-06-22 | Cise Spa | Interferometric detector with fibre-optic sensor |
GB8415127D0 (en) * | 1984-06-14 | 1984-07-18 | Davies D E N | Optical displacement sensors |
US4725143A (en) * | 1984-06-30 | 1988-02-16 | Kent Scientific And Industrial Projects Limited | Interferometric sensor |
US4697926A (en) * | 1985-02-08 | 1987-10-06 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Coherent distributed sensor and method using short coherence length sources |
EP0241530B1 (en) * | 1985-10-21 | 1990-05-02 | Plessey Overseas Limited | Sensing system using fibre optic sensors |
US4728191A (en) * | 1986-10-22 | 1988-03-01 | Optical Technologies, Incorporated | Divided interferometer employing a single 3×3 coupler/splitter |
-
1987
- 1987-09-03 US US07/093,301 patent/US4800266A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-08-17 IE IE251188A patent/IE62988B1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-08-18 NO NO883680A patent/NO177117C/no unknown
- 1988-08-24 CA CA000575625A patent/CA1309488C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-08-25 EP EP88307909A patent/EP0306227B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-02 DK DK489188A patent/DK169220B1/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0306227A2 (en) | 1989-03-08 |
DK489188A (da) | 1989-03-04 |
NO177117C (no) | 1995-07-19 |
EP0306227A3 (en) | 1989-09-06 |
DK489188D0 (da) | 1988-09-02 |
CA1309488C (en) | 1992-10-27 |
NO883680D0 (no) | 1988-08-18 |
US4800266A (en) | 1989-01-24 |
EP0306227B1 (en) | 1992-12-02 |
IE62988B1 (en) | 1995-03-08 |
DK169220B1 (da) | 1994-09-12 |
NO883680L (no) | 1989-03-06 |
IE882511L (en) | 1989-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101839698B (zh) | 参考光光功率校准的布里渊光时域反射仪及其校准方法 | |
EP2373956B1 (en) | Distributed optical fibre sensor | |
AU2003217614B2 (en) | (Fiber) optic sensor with proper modulation | |
US4356396A (en) | Fiber optical measuring device with compensating properties | |
US20050230606A1 (en) | Method and device for measuring system | |
EP2081006A1 (en) | Optical fiber temperature sensor | |
EP0604582A1 (en) | Dual-wavelength photometer and fiber optic sensor probe | |
NO177117B (no) | Fremgangsmåte og apparat for deteksjon av en dynamisk parameter i forbindelse med en optisk fibersensor | |
CA2086046C (en) | Apparatus for measuring the effective refractive index in optical fibres | |
EP0168182B1 (en) | Optical measurement apparatus | |
NO850865L (no) | Fiberoptisk sensor | |
US5747793A (en) | Variable light source compensated optical fiber sensing system | |
JP2006343333A (ja) | 光シャッタによる光信号の種々のスペクトル成分の検出 | |
GB2207236A (en) | Sensing temperature or pressure distribution | |
EP1367376A1 (en) | Method and apparatus for measuring chromatic dispersion | |
US5446533A (en) | Fiber optic measuring apparatus and method | |
JPH0512657B2 (no) | ||
US7248984B2 (en) | Sensor response with compensation for sensor type and measuring equipment type | |
US6034522A (en) | Fibre optic transducer incorporating an extraneous factor compensation referencing system | |
CN110501819A (zh) | 一种单轴Sagnac干涉仪相位偏置控制装置及方法 | |
EP1493008B1 (en) | Apparatus and method for measuring chromatic dispersion by variable wavelength | |
US5004911A (en) | Time multiplexed fiber optic sensor | |
Kim et al. | A Fiber Optic Sensor for Measurements of Solute Concentration in Fluids | |
BE1004056A3 (nl) | Meetinrichting met optische vezelsensoren. | |
CN117723097A (zh) | 一种光纤布拉格光栅传感器灵敏度增强方法及装置 |