RU2013133829A - Способ и устройство бриллюэновского оптоэлектронного измерения - Google Patents

Способ и устройство бриллюэновского оптоэлектронного измерения Download PDF

Info

Publication number
RU2013133829A
RU2013133829A RU2013133829/28A RU2013133829A RU2013133829A RU 2013133829 A RU2013133829 A RU 2013133829A RU 2013133829/28 A RU2013133829/28 A RU 2013133829/28A RU 2013133829 A RU2013133829 A RU 2013133829A RU 2013133829 A RU2013133829 A RU 2013133829A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
optical fiber
optoelectronic
frequency
brillouin
Prior art date
Application number
RU2013133829/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2562927C2 (ru
Inventor
ФЛОШ Себастьен ЛЕ
Original Assignee
Омнисанс Са
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 Омнисанс Са filed Critical Омнисанс Са
Publication of RU2013133829A publication Critical patent/RU2013133829A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2562927C2 publication Critical patent/RU2562927C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • 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
    • G01D5/35338—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 other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35354—Sensor working in reflection
    • G01D5/35358—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
    • G01D5/35364—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using inelastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Brillouin or Raman backscattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

1. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения, содержащий этап предоставления сигнала (s1) в оптическое волокно (100), причем упомянутый сигнал (s1) представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием.2. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1, дополнительно содержащий этапыопределения, по меньшей мере, двух кодовых слов, причем каждое кодовое слово содержит, по меньшей мере, два кодовых знака, каждый кодовый знак кодового слова ассоциирован с отличающейся частотой,создания кодирующей матрицы (S), используя определенные, по меньшей мере, два кодовых слова,частотно-временного кодирования упомянутого сигнала при использовании упомянутой кодирующей матрицы (S),измерения отклика оптического волокна на упомянутый сигнал,создания обратной матрицы (S) для кодирующей матрицы (S),на основании упомянутого измерения и на основании упомянутой обратной матрицы, декодирования упомянутого отклика оптического волокна.3. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1 или 2, дополнительно содержащий частотно-временное кодирование каждой из упомянутых двух или более длин волн, если упомянутый сигнал (s1) содержит две или более длин волн.4. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1, причем упомянутая оптическая система сконфигурирована дляизмерения стимулированного Бриллюэновского эффекта, причем способ дополнительно содержит этапыпередачи первого сигнала (s1) в первом направлении по оптическому волокну, причем первый сигнал (s1) представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием;передачи второго сигнала (s2) во втором направлении по оптическому волокну, так что �

Claims (16)

1. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения, содержащий этап предоставления сигнала (s1) в оптическое волокно (100), причем упомянутый сигнал (s1) представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием.
2. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1, дополнительно содержащий этапы
определения, по меньшей мере, двух кодовых слов, причем каждое кодовое слово содержит, по меньшей мере, два кодовых знака, каждый кодовый знак кодового слова ассоциирован с отличающейся частотой,
создания кодирующей матрицы (S), используя определенные, по меньшей мере, два кодовых слова,
частотно-временного кодирования упомянутого сигнала при использовании упомянутой кодирующей матрицы (S),
измерения отклика оптического волокна на упомянутый сигнал,
создания обратной матрицы (S-1) для кодирующей матрицы (S),
на основании упомянутого измерения и на основании упомянутой обратной матрицы, декодирования упомянутого отклика оптического волокна.
3. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1 или 2, дополнительно содержащий частотно-временное кодирование каждой из упомянутых двух или более длин волн, если упомянутый сигнал (s1) содержит две или более длин волн.
4. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1, причем упомянутая оптическая система сконфигурирована для
измерения стимулированного Бриллюэновского эффекта, причем способ дополнительно содержит этапы
передачи первого сигнала (s1) в первом направлении по оптическому волокну, причем первый сигнал (s1) представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием;
передачи второго сигнала (s2) во втором направлении по оптическому волокну, так что первый и второй сигналы взаимодействуют в пределах оптического волокна и формируют комбинированный сигнал;
зондирования оптического волокна в одной или более точках зондирования для измерения комбинированного сигнала.
5. Способ Бриллюэновского оптоэлектронного измерения по п. 1, причем упомянутая оптическая система сконфигурирована для измерения спонтанного Бриллюэновского эффекта рассеяния назад, при этом способ дополнительно содержит этапы
передачи первого сигнала (s1) в первом направлении по оптическому волокну, причем первый сигнал (s1) представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием;
зондирования оптического волокна (100) в одной или более точках зондирования для измерения рассеянного назад сигнала.
6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап идентификации нарушений в оптическом волокне на основании одного или более параметров измеренного комбинированного сигнала.
7. Оптоэлектронное измерительное устройство, подходящее для использования в Бриллюэновском оптоэлектронном измерительном способе, причем устройство содержит средство для частотно-временного кодирования сигнала (s1), предоставляемого в
оптическом волокне (100) при осуществлении в нем способа Бриллюэновского оптоэлектронного измерения.
8. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 7, дополнительно содержащее
средство вычисления, подходящее для определения, по меньшей мере, двух кодовых слов, каждое кодовое слово содержит, по меньшей мере, два кодовых знака, каждый кодовый знак кодового слова ассоциирован с отличающейся частотой, для создания кодирующей матрицы (S) при использовании определенных, по меньшей мере, двух кодовых слов и для вычисления обратной матрицы (S-1) для кодирующей матрицы (S),
частотный генератор, подходящий для частотно-временного кодирования упомянутого сигнала при использовании упомянутой кодирующей матрицы (S)
передатчик, подходящий для предоставления упомянутого сигнала в оптическое волокно оптической системы, основанной на Бриллюэновском эффекте,
средство измерения, подходящее для измерения отклика оптического волокна на упомянутый сигнал,
декодер, подходящий для декодирования упомянутого отклика оптического волокна на основании упомянутого измерения и на основании упомянутой обратной матрицы (S-1).
9. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 8, причем упомянутый частотный генератор сконфигурирован для частотно-временного кодирования каждой из упомянутых двух или более длин волн сигнала, который содержит две или более длины волны.
10. Оптоэлектронное измерительное устройство по любому из
пп. 7-9, причем упомянутая оптическая система является подходящей для использования в способе стимулированного Бриллюэновского оптоэлектронного измерения, причем устройство дополнительно содержит
передатчик, подходящий для передачи первого сигнала (s1) в первом направлении по оптическому волокну, причем первый сигнал представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием;
передатчик, подходящий для передачи второго сигнала (s2) во втором направлении по оптическому волокну, так что первый и второй сигналы взаимодействуют в пределах оптического волокна и формируют комбинированный сигнал;
средство, подходящее для зондирования оптического волокна в одной или более точках зондирования для измерения комбинированного сигнала.
11. Оптоэлектронное измерительное устройство по любому из пп. 7-9, причем упомянутая оптическая система является подходящей для использования в способе спонтанного Бриллюэновского оптоэлектронного измерения, причем устройство дополнительно содержит
передатчик (60, 14, 16) подходящий для передачи первого сигнала (s1) в первом направлении по оптическому волокну (100), причем первый сигнал представляет собой сигнал с частотно-временным кодированием;
детектор (40) подходящий для зондирования оптического волокна (100) в одной или более точках зондирования для измерения рассеянного назад сигнала.
12. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 8, причем
упомянутый частотный генератор сконфигурирован для изменения частоты за время, равное длительности кодового знака.
13. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 12, причем упомянутая длительность составляет порядка наносекунд.
14. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 7, содержащее
источник света (60),
электрооптический модулятор (16),
прямой цифровой синтезатор (14),
оптическое волокно (100),
циркулятор (80),
фотодетектор (40).
15. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 14, дополнительно содержащее
оптическую обработку (10) сигналов,
маршрутизацию (20) оптической фильтрации
изолятор (70).
16. Оптоэлектронное измерительное устройство по п. 14, дополнительно содержащее, по меньшей мере, одно выбранное из группы, содержащей Волоконную Брэгговскую решетку, A/D цифровое устройство обработки, смеситель.
RU2013133829/28A 2010-12-22 2010-12-22 Способ и устройство бриллюэновского оптоэлектронного измерения RU2562927C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/070585 WO2012084040A1 (en) 2010-12-22 2010-12-22 A brillouin optoelectronic measurement method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013133829A true RU2013133829A (ru) 2015-01-27
RU2562927C2 RU2562927C2 (ru) 2015-09-10

Family

ID=44464614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013133829/28A RU2562927C2 (ru) 2010-12-22 2010-12-22 Способ и устройство бриллюэновского оптоэлектронного измерения

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9116119B2 (ru)
EP (1) EP2656014B1 (ru)
CN (1) CN103314276B (ru)
BR (1) BR112013015856A2 (ru)
CA (1) CA2817865C (ru)
ES (1) ES2625655T3 (ru)
RU (1) RU2562927C2 (ru)
WO (1) WO2012084040A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9835502B2 (en) * 2012-01-19 2017-12-05 Draka Comteq B.V. Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
CN104081694B (zh) * 2012-02-07 2016-08-24 瑞典爱立信有限公司 光子rf发生器
EP2917699B1 (en) * 2012-11-12 2019-01-02 Omnisens S.A. A brillouin optoelectronic measurement method
ITBO20130142A1 (it) 2013-03-29 2014-09-30 Filippo Bastianini Interrogatore per sensori distribuiti a fibra ottica per effetto brillouin stimolato impiegante un laser brillouin ad anello sintonizzabile rapidamente
US10808521B2 (en) 2013-05-31 2020-10-20 Conocophillips Company Hydraulic fracture analysis
WO2015044998A1 (ja) * 2013-09-24 2015-04-02 富士通株式会社 光ファイバコード及び異常検知システム
GB2523319B (en) * 2014-02-19 2017-08-16 Ap Sensing Gmbh Distributed optical sensing with two-step evaluation
EP3140620A1 (en) 2014-05-05 2017-03-15 Filippo Bastianini Apparatus for interrogating distributed optical fibre sensors using a stimulated brillouin scattering optical frequency-domain interferometer
EP3292597B1 (en) 2015-05-05 2021-07-21 Filippo Bastianini Double frequency conversion apparatus for sourcing radiations having an intrinsically stable wavelength-shift that is quickly tuneable within an extended range, in particular for use in brillouin analysers
US20170260839A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Conocophillips Company Das for well ranging
US10890058B2 (en) 2016-03-09 2021-01-12 Conocophillips Company Low-frequency DAS SNR improvement
US10073006B2 (en) 2016-04-15 2018-09-11 Viavi Solutions Inc. Brillouin and rayleigh distributed sensor
RU2626078C1 (ru) * 2016-10-27 2017-07-21 Общество с ограниченной ответственностью "ПетроФайбер" Способ измерения распределения механических деформаций по длине оптического волокна
AU2018261030B2 (en) 2017-05-05 2023-07-06 Conocophillips Company Stimulated rock volume analysis
US11255997B2 (en) 2017-06-14 2022-02-22 Conocophillips Company Stimulated rock volume analysis
WO2019079481A2 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Conocophillips Company GEOMETRY OF HYDRAULIC FRACTURES BY DISTRIBUTED ACOUSTIC DETECTION AND LOW FREQUENCY
US10739228B2 (en) * 2018-01-26 2020-08-11 Nec Corporation Multilayer coding method for distributed physical measurements
RU183353U1 (ru) * 2018-03-13 2018-09-18 Закрытое Акционерное Общество "Лазер Солюшенс" Устройство для измерения вертикальных деформаций грунта
CA3094528A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Conocophillips Company Low frequency das well interference evaluation
US11021934B2 (en) 2018-05-02 2021-06-01 Conocophillips Company Production logging inversion based on DAS/DTS
CN108955733A (zh) * 2018-05-16 2018-12-07 吉林大学 一种基于组合脉冲编码提高botda系统信噪比的方法
CN109974757B (zh) * 2019-04-11 2021-03-23 南京聚科光电技术有限公司 基于内调制脉冲和啁啾光栅的分布式光纤传感器
EP3760418B1 (en) * 2019-07-03 2022-06-01 Airbus Operations, S.L.U. System for monitoring resin flow
CN110808775A (zh) * 2019-11-01 2020-02-18 长飞光纤光缆股份有限公司 一种基于Simplex脉冲编码的高信噪比光时域反射仪
CN112653522B (zh) * 2020-12-15 2022-01-14 成都陆迪盛华科技有限公司 一种光时域反射仪的编码装置及方法
CN112461353B (zh) * 2020-12-15 2022-07-12 成都陆迪盛华科技有限公司 一种在光放大下分布式光纤振动传感的编码装置及方法
CN113029382B (zh) * 2021-02-26 2022-02-11 同济大学 基于光纤分布式测温系统的排水管道入流入渗诊断方法
EP4370780A1 (en) 2021-07-16 2024-05-22 ConocoPhillips Company Passive production logging instrument using heat and distributed acoustic sensing

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2243210A (en) 1989-08-30 1991-10-23 Jeremy Kenneth Arthur Everard Distributed optical fibre sensor
FR2710150B1 (fr) 1993-09-17 1995-11-17 Cortaillod Cables Sa Procédé de mesure de la diffusion Brillouin dans une fibre optique et dispositif de mise en Óoeuvre de ce procédé.
JP3277677B2 (ja) * 1994-04-01 2002-04-22 ソニー株式会社 信号符号化方法及び装置、信号記録媒体、信号伝送方法、並びに信号復号化方法及び装置
JP3085246B2 (ja) 1997-06-27 2000-09-04 安藤電気株式会社 光ファイバ歪み測定装置及び光ファイバ歪み測定方法
AU1938701A (en) * 1999-12-02 2001-06-12 University Of Southern California Optical detection of a fiber span with high polarization-mode dispersion in a fiber system
US6917668B2 (en) * 2000-11-13 2005-07-12 Digitome Corporation Ray tracing kernel calibration
US20020131125A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Myers Michael H. Replicated-spectrum photonic transceiving
US20030035162A1 (en) * 2001-03-16 2003-02-20 Myers Michael H. Method for wavelength stabilized photonic transmission
FR2822949B1 (fr) * 2001-03-27 2004-01-09 Commissariat Energie Atomique Spectrometre optique integre a haute resolution spectrale, notamment pour les telecommunications a haut debit et la metrologie, et procede de fabrication
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
JP4250493B2 (ja) * 2003-10-01 2009-04-08 キヤノン株式会社 色変換マトリックス生成方法、色変換テーブル作成方法およびプログラム
JP4630151B2 (ja) * 2005-07-26 2011-02-09 学校法人 芝浦工業大学 光ファイバのブリルアンスペクトル測定方法、およびその方法を利用した装置
WO2008047329A2 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 University Of Johannesburg Method and apparatus for distributed sensing with strokes-locked reference laser
US7859654B2 (en) * 2008-07-17 2010-12-28 Schlumberger Technology Corporation Frequency-scanned optical time domain reflectometry
WO2010058438A1 (en) 2008-11-21 2010-05-27 Fibersens S.R.L. Optoelectronic measuring apparatus for distributed physical characteristic
CN101476948B (zh) * 2008-12-19 2010-06-30 南京大学 基于Hadamard矩阵自相关特性的长距离光纤传感方法
CN101852627B (zh) * 2009-04-01 2011-08-10 西南交通大学 提高分布式光纤传感器探测性能的编码技术及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN103314276B (zh) 2016-08-10
CA2817865C (en) 2017-05-09
RU2562927C2 (ru) 2015-09-10
CA2817865A1 (en) 2012-06-28
WO2012084040A1 (en) 2012-06-28
ES2625655T3 (es) 2017-07-20
EP2656014B1 (en) 2017-03-22
CN103314276A (zh) 2013-09-18
US9116119B2 (en) 2015-08-25
BR112013015856A2 (pt) 2017-06-27
EP2656014A1 (en) 2013-10-30
US20130265569A1 (en) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013133829A (ru) Способ и устройство бриллюэновского оптоэлектронного измерения
Motil et al. State of the art of Brillouin fiber-optic distributed sensing
CN107917738B (zh) 一种同时测量温度、应变和振动的分布式光纤传感系统
US10466172B2 (en) Distributed acoustic sensing in a multimode optical fiber using distributed mode coupling and delay
Zhang et al. A large capacity sensing network with identical weak fiber Bragg gratings multiplexing
US9599460B2 (en) Hybrid Raman and Brillouin scattering in few-mode fibers
JP2018146371A (ja) 温度・歪センシング装置及び温度・歪センシング方法
Muanenda et al. Advanced coding techniques for long-range Raman/BOTDA distributed strain and temperature measurements
EP3895342B1 (en) Process and device for measurement of physical quantity based on rayleigh backscattering
NO20084670L (no) Fremgangsmate og effektassistert optisk fibermalingsinnretning og autogyro
CN106595837A (zh) 相干相位敏感光时域反射仪的处理方法及装置
Le Floch et al. Colour simplex coding for Brillouin distributed sensors
RU2552222C1 (ru) Способ измерения температурного распределения и устройство для его осуществления
Taki et al. Optimized hybrid Raman/fast-BOTDA sensor for temperature and strain measurements in large infrastructures
JP6220764B2 (ja) 光ファイバ特性解析装置および光ファイバ特性解析方法
Le Floch et al. Time/frequency coding for Brillouin distributed sensors
CN104655193A (zh) 一种基于噪声调制的布里渊光相干反射仪
Elooz et al. Combined time-domain and correlation-domain Brillouin analysis with 1600 meters range and 2 centimeters resolution
Muanenda et al. Hybrid distributed optical fiber sensors for temperature, strain and vibration measurements
JP2009098020A (ja) 分布型光ファイバ温度センサ
CN105806510A (zh) 基于光源编码的嵌入式单模分布式光纤温度传感系统
Cohen Noise-based Brillouin optical correlation domain analysis with mm resolution
Ng et al. Performance improvement of Brillouin based distributed fiber sensors employing wavelength diversity techniques
Kobayashi et al. Suppression of instability on sensing signal of optical pulse correlation measurement in remote fiber sensing
Ashida et al. Discriminative distributed measurement of strain and temperature based on Brillouin dynamic grating by BOCDA with time-division pump-probe generation scheme