RU2013119231A - Система с интерферометрами - Google Patents

Система с интерферометрами Download PDF

Info

Publication number
RU2013119231A
RU2013119231A RU2013119231/28A RU2013119231A RU2013119231A RU 2013119231 A RU2013119231 A RU 2013119231A RU 2013119231/28 A RU2013119231/28 A RU 2013119231/28A RU 2013119231 A RU2013119231 A RU 2013119231A RU 2013119231 A RU2013119231 A RU 2013119231A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
light
fiber part
sensor
phase
Prior art date
Application number
RU2013119231/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2557324C2 (ru
Inventor
Эдвард ТАПАНЕС
Original Assignee
Файбер Сенсис, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Файбер Сенсис, Инк. filed Critical Файбер Сенсис, Инк.
Publication of RU2013119231A publication Critical patent/RU2013119231A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2557324C2 publication Critical patent/RU2557324C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02049—Interferometers characterised by particular mechanical design details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02078—Caused by ambiguity
    • G01B9/02079—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
    • G01D5/35325—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using interferometer with two arms in reflection, e.g. Mickelson interferometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
    • G01D5/35329—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using interferometer with two arms in transmission, e.g. Mach-Zender interferometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/183—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier
    • G08B13/186—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier using light guides, e.g. optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/061—Sources
    • G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
    • G01N2201/0612—Laser diodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides
    • G01N2201/088—Using a sensor fibre
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/12—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires
    • G08B13/122—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires for a perimeter fence
    • G08B13/124—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires for a perimeter fence with the breaking or disturbance being optically detected, e.g. optical fibers in the perimeter fence
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

1. Волоконно-оптический датчик, содержащий часть датчика Майкельсона и часть датчика Маха-Цендера, и оперативное соединение между ними, сконфигурированный для возможности обнаружения помех датчиком, датчик содержит:первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика, каждая распространяющая свое действие между соответствующими ближним и дальним концами;первый разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от ближних концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью;объединитель, расположенный поблизости от соответствующих удаленных концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части;первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части, и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фаз поляризации падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части.второй разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от удаленного конца первой оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения света от первой оптоволоконной части к первому устройству сопряжения поляризации фаз и к объединителю;третий разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от удаленного конца второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения света от первой оптоволоконной части ко второму устройству сопряжения поляризации фаз и кобъединителю, в �

Claims (26)

1. Волоконно-оптический датчик, содержащий часть датчика Майкельсона и часть датчика Маха-Цендера, и оперативное соединение между ними, сконфигурированный для возможности обнаружения помех датчиком, датчик содержит:
первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика, каждая распространяющая свое действие между соответствующими ближним и дальним концами;
первый разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от ближних концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью;
объединитель, расположенный поблизости от соответствующих удаленных концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части;
первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части, и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фаз поляризации падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части.
второй разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от удаленного конца первой оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения света от первой оптоволоконной части к первому устройству сопряжения поляризации фаз и к объединителю;
третий разветвитель-объединитель, расположенный поблизости от удаленного конца второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения света от первой оптоволоконной части ко второму устройству сопряжения поляризации фаз и к
объединителю, в котором первый разветвитель-объединитель дополнительно сконфигурирован для комбинирования света, отраженного первым устройством сопряжения поляризации фаз через первую оптоволоконную часть с помощью света, отраженного вторым устройством сопряжения поляризации фаз через вторую оптоволоконную часть, и для направления комбинированного света в первый детектор,
при этом третья оптоволоконная часть, задающая нечувствительную часть датчика и имеющая удаленный конец, сконфигурированный для приема света от объединителя и ближний конец, сконфигурированный для направления света от объединителя во второй детектор, в котором удаленный конец третьей оптоволоконной части расположен поблизости от соответствующих удаленных концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части, и ближний конец третьей оптоволоконной части расположен поблизости от соответствующих ближних концов первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части, при этом датчик сконфигурирован из условия, чтобы первый оптический сигнал, обнаруженный первым детектором и второй оптический сигнал, обнаруженный вторым детектором, передавали достаточно информации для оценки местоположения помех в чувствительную часть датчика.
2. Волоконно-оптический датчик по п.1, отличающийся тем, что датчик дополнительно сконфигурирован для обнаружения местоположения помех, магнитуды помех либо и того, и другого.
3. Волоконно-оптический датчик по п.1, дополнительно содержащий: первый детектор, сконфигурированный для приема света, отраженного первым
устройством сопряжения поляризации фаз и вторым устройством сопряжения поляризации фаз;
второй детектор, сконфигурированный для приема света от третьей оптоволоконной части;
при этом свет, который проходит через третью оптоволоконную часть, возбуждает второй детектор независимо от света, отраженного первым либо вторым устройством сопряжения поляризации фаз.
4. Волоконно-оптический датчик по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит скремблер поляризации, сконфигурированный для изменения состояния поляризации света, попеременно входящего в первую и вторую части волоконно-оптического датчика, так чтобы поддерживать соответствующее отношение сигнал-шум в части датчика Маха-Цендера.
5. Волоконно-оптический датчик по п.1, отличающийся тем, что первая оптоволоконная часть, вторая оптоволоконная часть и третья оптоволоконная часть содержат один пассивно прерываемый волоконно-оптический кабель.
6. Волоконно-оптический датчик по п.5, отличающийся тем, что ближний конец волоконно-оптического кабеля (i) сконфигурирован для соединения первого детектора из условия, чтобы свет от первого разделителя-объединителя мог возбуждать первый детектор и (ii) сконфигурированный для соединения второго детектора из условия, чтобы свет от третьей оптоволоконной части мог возбуждать второй детектор.
7. Волоконно-оптический датчик по п.1, отличающийся тем, что соответствующая длина каждой из первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части находится между приблизительно 1 км и приблизительно 65 км.
8. Волоконно-оптический датчик по п.5, отличающийся тем, что длина оптоволоконного кабеля измеряется между приблизительно 1 км и приблизительно 65 км.
9. Способ обнаружения помех, используя пассивно прерываемый волоконно-оптический датчик, содержит этапы, на которых:
подают свет в волоконно-оптический датчик, содержащий (i) первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика, и третью оптоволоконную часть, задающую нечувствительную часть датчика, каждая первая, вторая и третья оптоволоконные части распространяют свое действие на расстояние между соответствующими ближними и дальними концами, (ii) первый разветвитель-объединитель, расположенный рядом с ближними концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью, (iii) объединитель, расположенный рядом с соответствующими удаленными концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для комбинирования света от первой оптоволоконной части со светом от второй оптоволоконной части и для направления комбинированного света в третью оптоволоконную часть, и (iv) первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части, и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части;
обнаруживают с помощью первого детектора комбинированные первую и вторую части сигнала от света, отраженного первым устройством сопряжения поляризации фаз, и света, отраженного вторым устройством сопряжения поляризации фаз.
обнаруживают с помощью второго детектора первую часть сигнала от света, объединенного объединителем и направленного в третью оптоволоконную часть; и
определяют местоположение помех на основе, по меньшей мере частично, сравнения первой части сигнала и второй части сигнала.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что действие по определению местоположения помех содержит этап, на котором извлекают первую часть сигнала из комбинированных первой и второй частей сигнала.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором определяют магнитуду помех частично, на основе сдвига фазы, обнаруженного первым детектором, вторым детектором либо обоими детекторами.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех содержит действие по определенному счету интерференционных полос.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех содержит этап, на котором определенным способом объединяют сдвиг фазы.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех дополнительно содержит определенное объединение сдвига фазы и усреднение магнитуды помех, определяемых из действия по определенному счету интерференционных полос с магнитудой помех, определенных из объединения сдвига фазы.
15. Система для отслеживания, содержащая:
область отслеживания;
пассивно прерываемый чувствительный оптический датчик, содержащий (i) первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика, и третью оптоволоконную часть, задающую нечувствительную часть датчика, каждая первая, вторая и третья оптоволоконные части распространяют своей действие на расстояние между соответствующими ближними и дальними концами, (ii) первый разветвитель-объединитель, расположенный рядом с ближними концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью, (iii) объединитель, расположенный рядом с соответствующими удаленными концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для комбинации света от первой оптоволоконной части со светом от второй оптоволоконной части и для направления комбинированного света в третью оптоволоконную часть, и (iv) первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения поляризации фазы падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения поляризации фазы падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части, в которой датчик сконфигурирован для предоставления в ответ на помехи для чувствительной части датчика первой части сигнала от света, скомбинированного объединителем и направленного в третью оптоволоконную часть, и для предоставления первой части сигнала в комбинации со второй частью сигнала из света, отраженного первым устройством сопряжения поляризации фаз и света, отраженного вторым устройством сопряжения поляризации фаз, из условия, чтобы первый сигнал и комбинированные первый и второй сигналы передавали достаточно информации для оценки местоположения помех для чувствительной части датчика, и в котором чувствительная часть датчика настолько оперативно расположена рядом с областью отслеживания, что может подвергаться помехам области отслеживания.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что область отслеживания содержит одно либо более ограждений, трубопроводов, железных дорог, линий связи, конвейеров, структур, соединенных с Землей и периметров.
17. Система по п.15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит активную часть, оптически соединенную с оптическим датчиком, в котором активная часть содержит (i) источник модулированного света, сконфигурированный для излучения света в оптический датчик;
(ii) первый детектор, сконфигурированный для обнаружения комбинированных первого и второго сигналов; и (iii) второй детектор, соединенный с третьей оптоволоконной частью и сконфигурированный для обнаружения первого сигнала, в котором пассивно прерываемый чувствительный оптический датчик распространяет свое действие от активной части на расстояние от приблизительно 1 км до приблизительно 65 км.
18. Система по п.15, дополнительно содержащая второй оптический датчик, оптически соединенный с активной частью и распространяющей свое действие от активной части на расстояние от приблизительно 1 км до приблизительно 65 км.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что оптические датчики определяют область, распространяющие свое действие на расстояние от приблизительно 100 км до приблизительно 130 км, на котором могут быть обнаружены помехи с помощью одного либо обоих датчиков.
20. Машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые инструкции, которые при выполнении вызывают выполнение устройством способа, содержащего этапы, на которых:
подают свет в волоконно-оптический датчик, содержащий (i) первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика, и третью оптоволоконную часть, задающую нечувствительную часть датчика, каждая первая, вторая и третья оптоволоконные части распространяют свое действие на расстояние между соответствующими ближними и дальними концами, (ii) первый разветвитель-объединитель, расположенный рядом с ближними концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью, (iii) объединитель, расположенный рядом с соответствующими удаленными концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части и сконфигурированный для комбинирования света от первой оптоволоконной части со светом от второй оптоволоконной части и для направления комбинированного света в третью оптоволоконную часть, и (iv) первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего первой оптоволоконной части, и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части;
обнаруживают с помощью первого детектора комбинированные первую и вторую части сигнала от света, отраженного первым устройством сопряжения поляризации фаз и света, отраженного вторым устройством сопряжения поляризации фаз;
обнаруживают с помощью второго детектора первую часть сигнала от света, объединенного объединителем и направленного в третью оптоволоконную часть; и
определяют местоположение помех на основе, по меньшей мере частично, сравнения первой части сигнала и второй части сигнала.
21. Машиночитаемый носитель по п.20, отличающийся тем, что действие по определению местоположения помех содержит этап, на котором извлекают первую часть сигнала из комбинированных первой и второй частей сигнала.
22. Машиночитаемый носитель по п.20, отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап, на котором определяют магнитуду помех частично, на основе сдвига фазы, обнаруженного первым детектором, вторым детектором либо обоими.
23. Машиночитаемый носитель по п.22, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех содержит действие по определенному счету интерференционных полос.
24. Машиночитаемый носитель по п.22, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех содержит объединение определенным способом сдвига фазы.
25. Машиночитаемый носитель по п. 23, отличающийся тем, что действие по определению магнитуды помех дополнительно содержит определенное объединение сдвига фазы и усреднение магнитуды помех, определяемых из действия по определенному счету интерференционных полос с магнитудой помех, определенных из объединения сдвига фазы, счету интерференционных полос с магнитудой помех, определенных из объединения сдвига фазы.
26. Способ создания волоконно-оптического датчика содержит этапы, на которых:
предоставляют первую оптоволоконную часть и вторую оптоволоконную часть, задающие чувствительную часть датчика;
предоставляют третью оптоволоконную часть, задающую нечувствительную часть датчика, в котором каждая первая, вторая и третья части распространяют свое действие между соответствующими ближними и дальними концами; и
оперативно соединяют первый разветвитель-объединитель с ближними концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части, из условия, что первый разветвитель-объединитель сконфигурирован для разделения входящего света между первой оптоволоконной частью и второй оптоволоконной частью;
оперативно соединяют объединитель с соответствующими удаленными концами первой оптоволоконной части и второй оптоволоконной части из условия, чтобы объединитель был сконфигурирован для комбинации первой оптоволоконной части со светом от второй оптоволоконной части и для направления скомбинированного света в третью оптоволоконную часть;
предоставляют первое устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения фазы поляризации падающего света с первой оптоволоконной частью и второе устройство сопряжения поляризации фаз, сконфигурированное для сопряжения поляризации фаз падающего света, соответствующего второй оптоволоконной части, из условия, чтобы датчик был сконфигурирован для предоставления в ответ на помехи для чувствительной части датчика, первой части сигнала из света, скомбинированного объединителем и направленного в третью оптоволоконную часть, и для предоставления первой части сигнала в сочетании со второй частью сигнала из света, отраженного первым устройством сопряжения поляризации фаз и света, отраженного вторым устройством сопряжения поляризации фаз, в котором первый сигнал и комбинированные первый и второй сигналы передают достаточно информации для оценки местоположения помех в чувствительную часть датчика.
RU2013119231/28A 2010-10-14 2011-09-21 Система с интерферометрами RU2557324C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39332110P 2010-10-14 2010-10-14
US39329810P 2010-10-14 2010-10-14
US61/393,298 2010-10-14
US61/393,321 2010-10-14
PCT/US2011/052608 WO2012050774A1 (en) 2010-10-14 2011-09-21 Interferometer systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013119231A true RU2013119231A (ru) 2014-11-20
RU2557324C2 RU2557324C2 (ru) 2015-07-20

Family

ID=45938615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119231/28A RU2557324C2 (ru) 2010-10-14 2011-09-21 Система с интерферометрами

Country Status (9)

Country Link
US (3) US8873064B2 (ru)
EP (1) EP2627966B1 (ru)
KR (2) KR101522318B1 (ru)
CN (1) CN103261835B (ru)
AU (1) AU2011314185B2 (ru)
CA (1) CA2813869C (ru)
IL (1) IL225625A (ru)
RU (1) RU2557324C2 (ru)
WO (2) WO2012050774A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2966926B1 (fr) * 2010-11-03 2012-12-21 Ixsea Systeme interferometrique apolarise et procede de mesure interferometrique apolarise
US20140230536A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Baker Hughes Incorporated Distributed acoustic monitoring via time-sheared incoherent frequency domain reflectometry
DE102013103756B4 (de) * 2013-04-15 2014-12-11 Carl Zeiss Ag Sensorvorrichtung für Unterwasseranwendungen und Verfahren zum Erkennen von Unterwasserobjekten
WO2015034858A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-12 US Seismic Systems, Inc. Interferometric sensing systems with polarization noise reduction, and methods of operating the same
WO2015110177A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Omnisens Sa Optical distributed sensing device and method for measurements over extended ranges
CN103900799B (zh) * 2014-03-28 2016-05-04 哈尔滨工程大学 一种可抑制干涉噪声的光学相干偏振测量装置
CN104913739B (zh) * 2015-06-26 2017-10-27 北方工业大学 一种曲轴曲拐偏心的视觉测量方法及装置
CN105096490B (zh) * 2015-09-02 2020-12-25 同方威视技术股份有限公司 分布式光纤周界安防系统、声音还原系统及方法
GB201601060D0 (en) * 2016-01-20 2016-03-02 Fotech Solutions Ltd Distributed optical fibre sensors
EP3519871A1 (en) 2016-09-29 2019-08-07 NLIGHT, Inc. Adjustable beam characteristics
CN107677358A (zh) * 2017-09-08 2018-02-09 国网安徽省电力公司安庆供电公司 一种确定线路外破的定位方法
CN108627099B (zh) * 2018-07-02 2020-03-20 清华大学 五自由度外差光栅干涉测量系统
CN110345389B (zh) * 2019-06-13 2021-02-12 安徽陶博士环保科技有限公司 一种管道泄漏与防开挖预警方法及系统
CN110648481B (zh) * 2019-09-12 2022-02-15 深圳市矽赫科技有限公司 一种校准方法及周界告警装置
RU198732U1 (ru) * 2019-11-27 2020-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Устройство оптической задержки для сдвигового поляроинтерферометра
CN110967048B (zh) * 2019-12-28 2021-11-05 桂林电子科技大学 正交倾斜三芯光纤光栅并行集成Mach-Zehnder干涉仪
RU2765763C1 (ru) * 2020-09-28 2022-02-02 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Линейная часть с совместными интерферометрами для извещателя охранного волоконно-оптического
RU2765757C1 (ru) * 2020-09-28 2022-02-02 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с совместными интерферометрами
RU2761370C1 (ru) * 2020-09-28 2021-12-07 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с интерферометром с двумя плечами
RU2769886C2 (ru) * 2020-09-28 2022-04-07 Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" Извещатель охранный волоконно-оптический с линейной частью с совмещенными интерферометрами
CN113223259B (zh) * 2021-05-13 2022-10-04 太原理工大学 一种可变结构的光纤周界安防系统
CN118139579A (zh) * 2021-08-24 2024-06-04 深视超声科技股份有限公司 使用光学传感器的多维信号检测
CN113984126B (zh) * 2021-11-04 2024-05-14 武汉理工大学威海研究院 基于不同掺杂双芯弱反射fbg阵列的温度应变监测系统和方法
CN114813576B (zh) * 2022-04-19 2023-02-14 浙江大学 一种自适应全光纤激光超声测量仪
CN114941984B (zh) * 2022-05-07 2023-04-14 山西大学 一种全光器件的光声信号探测装置及方法
TWI820724B (zh) * 2022-05-24 2023-11-01 中華電信股份有限公司 光纖圍籬偵測系統以及入侵偵測方法
NL2034108B1 (en) * 2023-02-07 2024-08-29 Optics11 B V Optical measurement system
US12085464B1 (en) 2024-02-29 2024-09-10 Vanmok Inc. System and method for measuring pressure inside pipelines or pressure vessels

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920432A (en) * 1974-08-30 1975-11-18 Bell Telephone Labor Inc Method of fabricating an optical fiber ribbon
CA1124384A (en) * 1979-08-09 1982-05-25 Paolo G. Cielo Stable fiber-optic hydrophone
US4363533A (en) * 1979-12-26 1982-12-14 Gould Inc. Concentric fiber optical transducer
US4297887A (en) * 1980-02-19 1981-11-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-sensitivity, low-noise, remote optical fiber
US4725141A (en) * 1984-08-22 1988-02-16 The General Electric Company, P.L.C. Interferometers
US4770535A (en) * 1985-02-08 1988-09-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Distributed sensor array and method using a pulsed signal source
GB2197953B (en) * 1986-11-27 1990-06-06 Plessey Co Plc Acoustic sensor
US5144690A (en) * 1990-12-03 1992-09-01 Corning Incorporated Optical fiber sensor with localized sensing regions
US5206924A (en) * 1992-01-31 1993-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic Michelson sensor and arrays with passive elimination of polarization fading and source feedback isolation
US5473459A (en) * 1993-12-03 1995-12-05 Optimux Systems Corporation Optical telecommunications system using phase compensation interferometry
US5798834A (en) * 1996-04-10 1998-08-25 Loral Defense Systems Interferometric fiber optic method and apparatus for obtaining absolute static measurement using an optical frequency-time profile
US6056436A (en) * 1997-02-20 2000-05-02 University Of Maryland Simultaneous measurement of temperature and strain using optical sensors
GB2368921B (en) * 1997-09-10 2002-07-17 Western Atlas Int Inc Optical fibre wellbore logging cable
US6667935B2 (en) * 1998-04-03 2003-12-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method for processing optical signals from two delay coils to increase the dynamic range of a sagnac-based fiber optic sensor array
US6289740B1 (en) * 1998-10-26 2001-09-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrated fiber optic strain sensing using low-coherence wavelength-encoded addressing
WO2000037925A1 (en) 1998-12-18 2000-06-29 Future Fibre Technologies Pty Ltd Apparatus and method for monitoring a structure using a counter-propagating signal method for locating events
JP4566401B2 (ja) * 2000-12-28 2010-10-20 アンリツ株式会社 光波長測定装置
US6914681B2 (en) * 2001-08-22 2005-07-05 Agilent Technologies, Inc. Interferometric optical component analyzer based on orthogonal filters
CN1444019A (zh) * 2002-03-08 2003-09-24 电子科技大学 带光环形器的光纤Michelson干涉仪
US7738109B2 (en) * 2002-08-20 2010-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic sensor using a Bragg fiber
WO2004033986A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Agilent Technologies, Inc. Interferometer monitoring
US6842254B2 (en) * 2002-10-16 2005-01-11 Fiso Technologies Inc. System and method for measuring an optical path difference in a sensing interferometer
EP1353162A1 (en) * 2002-12-20 2003-10-15 Agilent Technologies Inc Determination of a device signal response characteristic using multiple varied signals
NO20032119D0 (no) * 2003-05-12 2003-05-12 Nexans Overvåkingskabel
CA2467898A1 (en) * 2004-05-21 2005-11-21 Pure Technologies Ltd. Fiber optic sensor method and apparatus
BRPI0418793A (pt) 2004-05-24 2007-10-09 Prysmian Cavi Sistemi Energia processo e aparelho para fabricar um cabo óptico
US8395782B2 (en) * 2004-06-15 2013-03-12 Optellios, Inc. Detection and location of boundary intrusion, using composite variables derived from phase measurements
CA2571084A1 (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Optellios, Inc. Phase responsive optical fiber sensor
US7154082B2 (en) * 2004-08-20 2006-12-26 Pgs Americas, Inc. Frequency division and/or wavelength division multiplexed recursive fiber optic telemetry scheme for an optical sensor array
US7499176B2 (en) 2007-02-13 2009-03-03 Future Fibre Technologies Pty Ltd Apparatus and method for using a counter-propagating signal method for locating events
EP1836515A4 (en) 2005-01-11 2009-07-01 Future Fibre Tech Pty Ltd DEVICE AND METHOD FOR USING COUNTER-PROPAGATION SIGNALS FOR LOCATING EVENTS
US7139446B2 (en) * 2005-02-17 2006-11-21 Metris Usa Inc. Compact fiber optic geometry for a counter-chirp FMCW coherent laser radar
US7514670B2 (en) 2005-08-29 2009-04-07 Fiber Sensys Llc Distributed fiber optic sensor with location capability
US7339678B2 (en) * 2005-11-09 2008-03-04 Northrop Grumman Corporation Method and system of using odd harmonics for phase generated carrier homodyne
CN200986604Y (zh) * 2006-11-21 2007-12-05 天津大学 高相位稳定度光纤传输线结构
GB0705240D0 (en) * 2007-03-14 2007-04-25 Qinetiq Ltd Phase based sensing
US7646944B2 (en) * 2008-05-16 2010-01-12 Celight, Inc. Optical sensor with distributed sensitivity
CN100588912C (zh) * 2008-07-30 2010-02-10 哈尔滨工程大学 光纤Mach-Zehnder与Michelson干涉仪阵列的组合测量仪
PE20121036A1 (es) * 2009-05-08 2012-08-09 Afl Telecommunications Llc Cable que incluye fibra libre de deformacion y fibra de acoplamiento por deformacion
GB0919899D0 (en) * 2009-11-13 2009-12-30 Qinetiq Ltd Fibre optic distributed sensing
CA2781565A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Detecting broadside and directional acoustic signals with a fiber optical distributed acoustic sensing (das) assembly
AU2012225422B2 (en) * 2011-03-09 2015-07-02 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Integrated fiber optic monitoring system for a wellsite and method of using same
US9091155B2 (en) * 2013-07-10 2015-07-28 Halliburton Energy Services, Inc. Reducing disturbance during fiber optic sensing

Also Published As

Publication number Publication date
US8873064B2 (en) 2014-10-28
CA2813869C (en) 2016-05-17
US20150062588A1 (en) 2015-03-05
AU2011314185A1 (en) 2013-05-02
US20120224182A1 (en) 2012-09-06
CN103261835B (zh) 2016-12-21
EP2627966A4 (en) 2016-12-21
CA2813869A1 (en) 2012-04-19
KR20130090414A (ko) 2013-08-13
EP2627966B1 (en) 2018-08-01
KR101522318B1 (ko) 2015-05-27
IL225625A (en) 2017-12-31
RU2557324C2 (ru) 2015-07-20
US9400167B2 (en) 2016-07-26
WO2012050775A1 (en) 2012-04-19
AU2011314185B2 (en) 2014-10-02
IL225625A0 (en) 2013-06-27
KR20130085037A (ko) 2013-07-26
CN103261835A (zh) 2013-08-21
EP2627966A1 (en) 2013-08-21
US20130208283A1 (en) 2013-08-15
WO2012050774A1 (en) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013119231A (ru) Система с интерферометрами
CN101603856B (zh) 一种长距离分布式光纤振动传感系统及方法
US7961331B2 (en) Sensing a disturbance along an optical path
CN102168808B (zh) 分布式光纤振动传感器
US7656535B2 (en) Optical system and method for inferring a disturbance
CN101441092B (zh) 基于相干光时域反射技术的周界防护传感定位系统
CN101634571B (zh) 光纤脉栅分布传感装置
WO2006001868A3 (en) Phase responsive optical fiber sensor
CN104236697A (zh) 一种基于波分复用的分布式光纤振动检测方法及系统
CN101813238B (zh) Sagnac/Mach-Zehnder干涉仪分布光纤传感系统及其时域定位方法
CN104568218B (zh) 提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法
CN102322879B (zh) 连续光波分复用型长距离分布式扰动定位装置及方法
AU2020103313A4 (en) A distributed optical fiber Fizeau interferometer based on the principle of optical time domain reflection (OTDR)
CN115200691A (zh) 一种少模光纤分布式声传感系统及其信号处理方法
CN103954311B (zh) 基于布里渊放大的相位敏感光时域反射计
CN110518971A (zh) 一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统
CN101581586B (zh) 一种抑制传感器死区的分布式光纤sagnac定位传感器
JP2013185922A (ja) 光ファイバ振動センサ
KR20190006659A (ko) 브릴루앙 산란을 이용한 형상 센싱 장치, 방법 및 시스템
CN104180830A (zh) 基于光时域反射原理的分布式光纤斐索干涉仪
CN112903083B (zh) 基于多模光纤的高信噪比声传感器
US9255821B1 (en) Optical fiber vibration sensor
CN102496231A (zh) 长距离干线安全光纤波分复用式预警系统
CN107044862B (zh) 混合光纤传感系统
Morosi et al. Coherent fiber-optic sensor for vibration localization