RU2515116C1 - Fibre-optic pressure sensor - Google Patents
Fibre-optic pressure sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515116C1 RU2515116C1 RU2012150090/28A RU2012150090A RU2515116C1 RU 2515116 C1 RU2515116 C1 RU 2515116C1 RU 2012150090/28 A RU2012150090/28 A RU 2012150090/28A RU 2012150090 A RU2012150090 A RU 2012150090A RU 2515116 C1 RU2515116 C1 RU 2515116C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubular element
- housing
- tubular
- sensor
- fibre
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области физики, в частности к средствам измерения давления рабочей среды как жидкости, так и газа и может найти применение при измерении давления на отдаленных объектах с передачей информации по волоконно-оптическому каналу связи, в частности, для измерения давления скважинной жидкости в нефтяных и газовых скважинах.The present invention relates to the field of physics, in particular to means for measuring the pressure of a working medium, both liquid and gas, and can find application in measuring pressure at distant objects with the transmission of information via a fiber-optic communication channel, in particular, for measuring pressure of a well fluid in oil and gas wells.
Известны волоконно-оптические датчики давления, которые различаются размещением сенсорных элементов и, как следствие, передачей их деформации к оптическому волокну с решетками Брегга.Fiber optic pressure sensors are known which differ in the arrangement of sensor elements and, as a result, in the transmission of their deformation to an optical fiber with Bragg gratings.
Так известен волоконно-оптический датчик для измерения давления, содержащий два трубчатых элемента (сенсоры), которые установлены один в другом соосно (Международная заявка №WO1998N000358 с номером публикации W09932911 А1). На концах элементов закреплены участки оптического волокна, включающие дифракционные решетки Брегга. Деформация внутреннего трубчатого элемента обусловлена величиной давления рабочей среды и величиной температуры датчика, деформация наружного трубчатого элемента обусловлена только величиной температуры датчика.So known fiber-optic sensor for measuring pressure, containing two tubular elements (sensors), which are installed in one another coaxially (International application No. WO1998N000358 with publication number W09932911 A1). At the ends of the elements, sections of the optical fiber are fixed, including Bragg diffraction gratings. The deformation of the inner tubular element is due to the pressure of the working medium and the temperature of the sensor, the deformation of the outer tubular element is due only to the temperature of the sensor.
Недостатками таких устройств является сложность монтажа сенсоров датчика, сложная юстировка устройства и необходимость индивидуальной тарировки каждого из сенсоров вследствие разнознаковой деформации двух последовательно установленных участков оптического волокна, оснащенных двумя решетками Брегга, жестко прикрепленных к двум подвижным точкам сенсоров и базовой точке корпуса датчика.The disadvantages of such devices are the complexity of mounting the sensor sensors, the difficult alignment of the device and the need for individual calibration of each of the sensors due to the different sign of the deformation of two consecutive sections of the optical fiber equipped with two Bragg gratings, rigidly attached to two moving points of the sensors and the base point of the sensor housing.
Наиболее близким заявляемому техническому решению является волоконно-оптический датчик давления, содержащий корпус, в котором закреплены два трубчатых элемента, имеющие, по меньшей мере, один заглушенный торец, и установленные в корпусе так, что второй торец первого трубчатого элемента соединен с корпусом и сообщается с каналом для подвода рабочей среды, а второй торец второго трубчатого элемента выполнен открытым и сообщается с внутренней полостью корпуса, в который пропущено оптическое волокно с двумя решетками Брэгга (Международная заявка №WO2000CH00370 с номером публикации WO0114843 А1).The closest to the claimed technical solution is a fiber-optic pressure sensor containing a housing in which two tubular elements are fixed, having at least one plugged end, and installed in the housing so that the second end of the first tubular element is connected to the housing and communicates with a channel for supplying a working medium, and the second end of the second tubular element is made open and communicates with the internal cavity of the housing into which an optical fiber with two Bragg gratings is passed (International Application No. WO2000CH00370 with publication number WO0114843 A1).
Указанное техническое решение позволяет решать задачу измерения давления рабочей среды (жидкость или газ) с передачей информации по волоконно-оптическому каналу связи, однако оно имеет ряд существенных недостатков. Такими недостатками, кроме названных выше, является то, что конструкция датчика для обеспечения рабочего диапазона по величине измеряемого давления требует предварительного трудоемкого расчета геометрических параметров обоих трубчатых элементов исходя из соблюдения жестких рамок прочностных характеристик оптического волокна и частотных характеристик решеток Брегга. Это, в свою очередь, накладывает определенные ограничения на габариты датчика в зависимости от диапазона измеряемого давления. Конструкция датчика в процессе его монтажа требует строгого регламентированного предварительного натяжения оптического волокна с решетками Брегга, что значительно усложняет монтаж датчика и его юстировку.The specified technical solution allows us to solve the problem of measuring the pressure of the working medium (liquid or gas) with the transmission of information through a fiber-optic communication channel, however, it has a number of significant drawbacks. Such disadvantages, in addition to those mentioned above, are that the design of the sensor to ensure the operating range in terms of the measured pressure requires a preliminary laborious calculation of the geometric parameters of both tubular elements based on the strict limits of the strength characteristics of the optical fiber and the frequency characteristics of the Bragg gratings. This, in turn, imposes certain restrictions on the dimensions of the sensor, depending on the range of the measured pressure. The design of the sensor during its installation requires strict regulated pre-tensioning of the optical fiber with Bragg gratings, which greatly complicates the installation of the sensor and its adjustment.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в упрощении конструкции волоконно-оптического датчика давления и монтажа, при которых отсутствует необходимость юстировки его сенсорных элементов в процессе сборки, в упрощении схемы расчета давления с учетом поправки на изменение температуры датчика, а также в уменьшении габаритов датчика и, как следствие, в повышении надежности и точности измерения давления.The problem to which the claimed technical solution is directed is to simplify the design of the fiber-optic pressure sensor and installation, in which there is no need to align its sensor elements during the assembly process, to simplify the pressure calculation scheme taking into account the correction for the sensor temperature change, as well as reducing the size of the sensor and, as a consequence, to increase the reliability and accuracy of pressure measurement.
Поставленная задача решается путем создания волоконно-оптического датчика давления, содержащего корпус, в котором закреплены два трубчатых элемента, имеющие, по меньшей мере, один заглушенный торец и установленные в корпусе так, что второй торец первого трубчатого элемента соединен с корпусом и сообщается с каналом для подвода рабочей среды, а второй торец второго трубчатого элемента выполнен открытым и сообщается с внутренней полостью корпуса, через которую пропущено оптическое волокно с двумя решетками Брэгга, прикрепленное участками, содержащими решетки Брэгга, непосредственно к наружной цилиндрической поверхности трубчатых элементов так, что одна из решеток расположена на первом трубчатом элементе, а вторая - на втором.The problem is solved by creating a fiber-optic pressure sensor containing a housing in which two tubular elements are fixed, having at least one plugged end and mounted in the housing so that the second end of the first tubular element is connected to the housing and communicates with the channel for the supply of the working medium, and the second end of the second tubular element is made open and communicates with the internal cavity of the housing through which an optical fiber with two Bragg gratings is passed, attached section and containing a Bragg grating directly to the outer cylindrical surface of the tubular element so that one of the gratings disposed on the first tubular member, and the second - on the second.
Задача решается также тем, что второй трубчатый элемент пристыкован к первому с образованием заглушки между ними. Задача решается также тем, что второй трубчатый элемент закреплен на внутренней стенке корпуса. Задача решается также тем, что второй трубчатый элемент закреплен на внутренней стенке корпуса соосно первому.The problem is also solved by the fact that the second tubular element is docked to the first with the formation of a stub between them. The problem is also solved by the fact that the second tubular element is mounted on the inner wall of the housing. The problem is also solved by the fact that the second tubular element is mounted on the inner wall of the housing coaxially with the first.
Задача решается также тем, что трубчатые элементы выполнены из одного и того же материала и с идентичными геометрическими размерами. Задача решается также тем, что участки оптического волокна, оснащенные решетками Брэгга, сориентированы вдоль образующей цилиндрической поверхности трубчатых элементов.The problem is also solved by the fact that the tubular elements are made of the same material and with identical geometric dimensions. The problem is also solved by the fact that the sections of the optical fiber equipped with Bragg gratings are oriented along the generatrix of the cylindrical surface of the tubular elements.
Изобретение поясняется чертежами (Фиг.1-3). Волоконно-оптический датчик, представленный на Фиг.1, состоит из цилиндрического корпуса 1, внутренняя полость которого 2 герметично закрывается по торцам заглушками 3 и 4. Внутри цилиндрического корпуса 1 закреплено два трубчатых элемента (сенсора) 5 и 6. Первый трубчатый элемент 5 своим открытым торцом крепится к заглушке 3. Второй торец первого трубчатого элемента 5 закрывается заглушкой 7. Внутри заглушки 3 корпуса 1 выполнен канал 8 для подвода рабочей среды в полость первого трубчатого элемента 5. Таким образом, внутри трубчатого элемента 5 образуется полость 9, гидравлически связанная с измеряемой средой. Второй трубчатый элемент 6 своим заглушенным торцом 10 соосно соединяется с заглушенным торцом первого трубчатого элемента 5. Внутренняя полость второго трубчатого элемента 11 сообщается с внутренней полостью 2 корпуса 1. Оптическое волокно 12 с решетками Брегга 13 и 14 вводится в полость 2 корпуса 1 через отверстие 15 в заглушке корпуса 3 и выводится из него через отверстие 16 в заглушке корпуса 4. После сборки датчика отверстия 15 и 16 герметизируются.The invention is illustrated by drawings (Fig.1-3). The fiber-optic sensor shown in Fig. 1 consists of a cylindrical body 1, the inner cavity of which 2 is hermetically sealed at the ends with plugs 3 and 4. Inside the cylindrical body 1, two tubular elements (sensors) 5 and 6 are fixed. The first tubular element 5 is the open end is attached to the plug 3. The second end of the first tubular element 5 is closed by a plug 7. Inside the plug 3 of the housing 1, a channel 8 is made for supplying a working medium to the cavity of the first tubular element 5. Thus, inside the tubular element 5 about a cavity 9 is formed hydraulically connected to the medium to be measured. The second tubular element 6 with its muffled end face 10 coaxially connects to the muffled end face of the first tubular element 5. The inner cavity of the second tubular element 11 communicates with the inner cavity 2 of the housing 1. The optical fiber 12 with the Bragg gratings 13 and 14 is introduced into the cavity 2 of the housing 1 through the hole 15 in the plug of the housing 3 and is removed from it through the hole 16 in the plug of the housing 4. After assembling the sensor, the holes 15 and 16 are sealed.
Участки оптического волокна, в которых выполнены решетки Брегга 13 и 14, крепятся на внешней поверхности трубчатых элементов 5 и 6 таким образом, что участок оптического волокна с решеткой Брегга 13 крепится снаружи первого трубчатого элемента 5 на его цилиндрической поверхности в зоне его деформации, а участок оптического волокна с решеткой Брегга 14 крепится снаружи второго трубчатого элемента 6 также на цилиндрической поверхности в зоне деформации. При этом участки оптического волокна с выполненными в них решетками Брегга 13 и 14 сориентированы вдоль образующей цилиндрической поверхности трубчатых элементов 5 и 6. Жесткое крепление участков оптического волокна с решетками Брегга 13 и 14 к поверхности трубчатых элементов 5 и 6 выполняется посредством клеевой композиции 17.The sections of the optical fiber in which the Bragg gratings 13 and 14 are made are mounted on the outer surface of the tubular elements 5 and 6 so that the portion of the optical fiber with the Bragg grating 13 is mounted outside the first tubular element 5 on its cylindrical surface in the zone of its deformation, and the section optical fiber with a Bragg grating 14 is mounted outside the second tubular element 6 also on a cylindrical surface in the deformation zone. In this case, the sections of the optical fiber with the Bragg gratings 13 and 14 made in them are oriented along the generatrix of the cylindrical surface of the tubular elements 5 and 6. Rigid fastening of the sections of the optical fiber with the Bragg gratings 13 and 14 to the surface of the tubular elements 5 and 6 is carried out by means of the adhesive composition 17.
Заявляемое техническое решение, в отличие от прототипа, где оптическое волокно с двумя решетками Брегга подвешивается между трех точек, соответствующих корпусу датчика и двум трубчатым элементам, имеющим разнонаправленную деформацию и которые могут работать на сжатие только при условии предварительного, строго дозированного натяжения оптического волокна, позволяет значительно упростить конструкцию датчика, его монтаж и юстировку. Это достигается за счет того, что решетка Брегга, жестко прикрепленная к трубчатому элементу в зоне его деформации, работает как на растяжение элемента, так и на его сжатие. Заявляемое техническое решение позволяет также значительно уменьшить габариты датчика, поскольку активная длина трубчатого элемента в зоне его деформации ограничивается длиной участка оптического волокна с решеткой Брегга, что составляет несколько миллиметров.The claimed technical solution, in contrast to the prototype, where the optical fiber with two Bragg gratings is suspended between three points corresponding to the sensor housing and two tubular elements having multidirectional deformation and which can work on compression only under the condition of preliminary, strictly dosed tension of the optical fiber, allows significantly simplify the design of the sensor, its installation and adjustment. This is achieved due to the fact that the Bragg grating, rigidly attached to the tubular element in the zone of its deformation, works both in tension of the element and in its compression. The claimed technical solution also allows to significantly reduce the size of the sensor, since the active length of the tubular element in the zone of its deformation is limited by the length of the optical fiber with the Bragg grating, which is several millimeters.
На Фиг.2 и Фиг.3 представлено заявляемое устройство в других возможных вариантах его исполнения. На Фиг.2 представлена схема датчика, в котором трубчатые элементы 5 и 6 (см. Фиг.1) образованы разделением цилиндрического элемента 18 заглушкой 19 на две части. Эта заглушка 19 формирует внутри указанного цилиндрического элемента 18 две полости 9 и 11. Указанная на Фиг.2 конструкция датчика позволяет упростить задачу достижения идентичности геометрических размеров и материала при выполнении двух трубчатых элементов 5 и 6. Это, в свою очередь, позволяет упростить конструкцию датчика и удешевить его изготовление.Figure 2 and Figure 3 presents the inventive device in other possible variants of its execution. Figure 2 presents the sensor circuit in which the tubular elements 5 and 6 (see Figure 1) are formed by dividing the cylindrical element 18 with the plug 19 into two parts. This plug 19 forms two cavities 9 and 11 inside the specified cylindrical element 18. The sensor construction indicated in FIG. 2 makes it possible to simplify the task of achieving the identity of geometric dimensions and material when two tubular elements 5 and 6 are made. This, in turn, allows to simplify the sensor design and reduce the cost of its manufacture.
На Фиг.3 представлена схема датчика, в которой трубчатые элементы 5 и 6 закреплены на внутренней стенке корпуса 1, в частности на заглушке 3. Указанная схема позволяет сократить габаритную длину датчика, что может быть полезно при решении ряда технических задач.Figure 3 presents the sensor circuit, in which the tubular elements 5 and 6 are fixed on the inner wall of the housing 1, in particular on the plug 3. This circuit allows you to reduce the overall length of the sensor, which can be useful in solving a number of technical problems.
Сборка датчика и его элементов выполняется без промежуточных тарировок и юстировки и на завершающем этапе заключается в монтаже и герметизации заглушки 4 корпуса 1.The assembly of the sensor and its elements is carried out without intermediate calibrations and adjustments and at the final stage consists in the installation and sealing of the plug 4 of the housing 1.
Работа волоконно-оптического датчика заключается в следующем.The operation of the fiber optic sensor is as follows.
Датчик помещают в рабочую среду, например в нефтяную скважину, заполненную скважинной жидкостью или газом. Рабочая среда через канал 8 поступает во внутреннюю полость 9 первого трубчатого элемента 5. В зависимости от величины давления и температуры среды, в которую помещен датчик, происходит деформация (удлинение) трубчатого элемента 5, которая фиксируется решеткой Брегга 13, жестко закрепленной на наружной цилиндрической поверхности трубчатого элемента 5. Величина деформации второго трубчатого элемента 6 обусловлена только температурой среды, в которую помещен датчик. Эта деформация фиксируется решеткой Брегга 14.The sensor is placed in a working environment, for example, in an oil well filled with a borehole fluid or gas. The working medium through the channel 8 enters the inner cavity 9 of the first tubular element 5. Depending on the pressure and the temperature of the medium in which the sensor is placed, a deformation (elongation) of the tubular element 5 occurs, which is fixed by the Bragg grating 13, which is rigidly fixed to the outer cylindrical surface tubular element 5. The magnitude of the deformation of the second tubular element 6 is due only to the temperature of the medium in which the sensor is placed. This deformation is fixed by the Bragg grating 14.
Преобразование деформации трубчатого элемента (сенсора) и решетки Брегга, жестко к нему прикрепленной, в оптический сигнал, его передача по волоконно-оптическому тракту к компьютеризированному прибору-регистратору для оптико-электронной обработки результатов измерения выполняется согласно традиционной схеме анализа обратного Рамановского рассеивания. Данная схема включает следующие основные блоки. Оптический блок, включающий лазерный высокочастотный излучатель, узел ввода в оптическое волокно лазерного излучения и вывода из него обратного отраженного излучения, узел оптического анализатора и фотоприемников. Электронный блок, включающий узел преобразования оптического сигнала в электронный, узел синхронизации основного импульсного излучения с обратным излучением, узел математической обработки результатов измерения, включающий ряд компьютерных программ и библиотек. Блоки визуализации результатов измерения и интерфейс для передачи результатов измерения операторам.The transformation of the deformation of the tubular element (sensor) and the Bragg grating rigidly attached to it into an optical signal, its transmission via a fiber optic path to a computerized recorder for optoelectronic processing of measurement results is carried out according to the traditional Raman backscattering analysis scheme. This scheme includes the following main blocks. An optical unit, including a high-frequency laser emitter, a node for inputting laser radiation into the optical fiber and outputting back reflected radiation from it, an optical analyzer and photodetector assembly. An electronic unit including a unit for converting an optical signal into an electronic one, a unit for synchronizing the main pulsed radiation with reverse radiation, a unit for mathematically processing measurement results, including a number of computer programs and libraries. Blocks of visualization of measurement results and an interface for transmitting measurement results to operators.
Основным условием и расчетными параметрами при конструировании датчика по предлагаемому техническому решению являются: обеспечение сопоставимости величины деформации трубчатого элемента (сенсора) с прочностными характеристиками оптического волокна на растяжение в зоне решетки Брегга и частотных характеристик решетки Брегга при максимальном уровне измеряемого давления. Для определенного типа оптического волокна это выполняется расчетом геометрических параметров трубчатого элемента (диаметр и толщина стенки, длина трубчатого элемента в зоне решетки Брегга) и материала, из которого изготовлен трубчатый элемент, с соответствующими деформационными характеристиками, в частности модулем Юнга.The main condition and design parameters when designing the sensor according to the proposed technical solution are: ensuring the degree of deformation of the tubular element (sensor) is comparable with the tensile strength of the optical fiber in the zone of the Bragg grating and the frequency characteristics of the Bragg grating at the maximum level of measured pressure. For a certain type of optical fiber, this is done by calculating the geometric parameters of the tubular element (diameter and wall thickness, the length of the tubular element in the Bragg grating zone) and the material of which the tubular element is made, with corresponding deformation characteristics, in particular, Young's modulus.
Давление рабочей среды определяется по следующей схеме. Определяется деформация первого и второго трубчатых элементов (сенсоров) согласно основным положениям теории упругости. Как указано выше, деформация первого трубчатого элемента 5 определяется величинами давления рабочей среды и температуры датчика. Деформация второго трубчатого элемента 6 определяется только температурой датчика. Т.е. деформация первого трубчатого элемента характеризуется формулой:The pressure of the working medium is determined according to the following scheme. The deformation of the first and second tubular elements (sensors) is determined according to the main provisions of the theory of elasticity. As indicated above, the deformation of the first tubular element 5 is determined by the values of the pressure of the working medium and the temperature of the sensor. The deformation of the second tubular element 6 is determined only by the temperature of the sensor. Those. the deformation of the first tubular element is characterized by the formula:
Δl1=Δlp+Δlt, где Δl1 - деформация (удлинение) первого трубчатого элемента;Δl 1 = Δl p + Δl t , where Δl 1 is the deformation (elongation) of the first tubular element;
Δlp - деформация в результате действия давления;Δl p - deformation due to pressure;
Δlt - деформация в результате действия температуры.Δl t - deformation due to temperature.
Деформация второго трубчатого элемента характеризуется формулой: The deformation of the second tubular element is characterized by the formula:
Δl2=Δlt.Δl 2 = Δl t .
При выполнении первого и второго трубчатых элементов из одного и того же материала и с одинаковыми геометрическими размерами величина деформации, обусловленная изменением температуры, для первого и второго трубчатых элементов одинакова. Следовательно, величина деформации, обусловленная изменением давления, будет определяться простой зависимостью:When the first and second tubular elements are made of the same material and with the same geometric dimensions, the amount of deformation due to a change in temperature is the same for the first and second tubular elements. Consequently, the magnitude of the deformation caused by the change in pressure will be determined by a simple dependence:
Δlp=Δl1-Δl2.Δl p = Δl 1 -Δl 2 .
Из этого следует, что величина давления рабочей среды определяется как разность деформаций первого и второго трубчатых элементов.From this it follows that the pressure of the working medium is defined as the difference between the deformations of the first and second tubular elements.
В процессе завершающей сборки и герметизации внутреннего пространства цилиндрического корпуса 1 заглушкой 4 пространство внутри корпуса 1 и, в частности полости 2 и 11, естественным образом заполняется, например, атмосферным воздухом. При величине абсолютного давления в корпусе, равного 1 кг/см2, фиксируемое решетками Брегга давление характеризует избыточное давление рабочей среды относительно атмосферного. При этом делается предположение, что увеличение объема трубчатого элемента 5 в результате его максимального упругого удлинения при измерении максимальной величины давления, а также повышение давления внутри корпуса в результате нагрева датчика до максимальной рабочей температуры мало в сравнении с объемом внутреннего пространства корпуса и не приведет к повышению давления внутри корпуса и соответствующему искажению результатов измерения. С другой стороны, создание внутри корпуса 1 определенного давления, например вакуума, или подача в указанное пространство изменяющегося давления в соответствии с изменением основного измеряемого давления, характеризующего определенный технологический процесс, позволит использовать датчик для решения специальных задач.During the final assembly and sealing of the inner space of the cylindrical body 1 with a plug 4, the space inside the body 1 and, in particular, the cavity 2 and 11, is naturally filled, for example, with atmospheric air. When the absolute pressure in the casing is 1 kg / cm 2 , the pressure fixed by the Bragg gratings characterizes the overpressure of the working medium relative to atmospheric. In this case, it is assumed that an increase in the volume of the tubular element 5 as a result of its maximum elastic elongation when measuring the maximum pressure, as well as an increase in pressure inside the housing as a result of heating the sensor to a maximum operating temperature, is small in comparison with the volume of the internal space of the housing and will not lead to an increase pressure inside the case and the corresponding distortion of the measurement results. On the other hand, the creation of a certain pressure inside the housing 1, for example a vacuum, or supplying a specified pressure to the indicated space in accordance with a change in the main measured pressure characterizing a certain technological process, will allow using the sensor for solving special problems.
Заключительным этапом изготовления датчика, после герметизации корпуса датчика и отверстий ввода и вывода оптического волокна, является тарировка трубчатых элементов (сенсоров) совместно с жестко прикрепленными к ним дифракционными решетками Брегга. Данные тарировки заносятся в соответствующий математический аппарат программного обеспечения компьютеризированного прибора-регистратора.The final stage of the sensor manufacturing, after sealing the sensor housing and the optical fiber input and output holes, is the calibration of tubular elements (sensors) together with Bragg diffraction gratings rigidly attached to them. Calibration data is entered into the corresponding mathematical apparatus of the software of a computerized recorder.
Основными отличиями заявляемого технического решения являются прежде всего крепление участков оптического волокна с решетками Брегга непосредственно на наружной цилиндрической поверхности трубчатых элементов (сенсоров), выполнение трубчатых элементов из одного и того же материала и с одинаковыми геометрическими размерами, а также возможность изготовления двух трубчатых элементов как одного трубчатого элемента, разделенного на две полости внутренней заглушкой. Все это значительно упрощает конструкцию датчика, его монтаж, а исключение операции по юстировке в свою очередь способствует изготовлению относительно дешевого датчика давления длительного применения, имеющего стабильные характеристики, и не требующего промежуточного обслуживания и юстировки в процессе эксплуатации.The main differences of the proposed technical solution are, first of all, fixing sections of the optical fiber with Bragg gratings directly on the outer cylindrical surface of the tubular elements (sensors), making tubular elements of the same material and with the same geometric dimensions, as well as the possibility of manufacturing two tubular elements as one a tubular element divided into two cavities by an internal plug. All this greatly simplifies the design of the sensor, its installation, and the exclusion of the adjustment operation, in turn, contributes to the manufacture of a relatively cheap pressure sensor for long-term use, which has stable characteristics and does not require intermediate maintenance and adjustment during operation.
Предлагаемая конструкция волоконно-оптического датчика давления позволяет решить задачу качественного и надежного измерения давления рабочей среды отдаленных объектов с передачей информации по волоконно-оптическому каналу связи в режиме длительной, до нескольких лет, эксплуатации без промежуточных операций по обслуживанию и юстировке. Применение датчиков заявляемой конструкции возможно при проведении исследовательских работ и длительного мониторинга в нефтяных и газовых скважинах, на опасных объектах, где исключено присутствие человека в процессе их эксплуатации, например, в зонах повышенной радиации или загазованности.The proposed design of a fiber-optic pressure sensor allows us to solve the problem of high-quality and reliable measurement of the pressure of the working environment of distant objects with the transmission of information via a fiber-optic communication channel in the mode of long-term operation, up to several years, without intermediate maintenance and adjustment operations. The use of sensors of the claimed design is possible when conducting research and long-term monitoring in oil and gas wells, at hazardous facilities where the presence of a person during their operation is excluded, for example, in areas of increased radiation or gas contamination.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150090/28A RU2515116C9 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Fibre-optic pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150090/28A RU2515116C9 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Fibre-optic pressure sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2515116C1 true RU2515116C1 (en) | 2014-05-10 |
| RU2515116C9 RU2515116C9 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=50629695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012150090/28A RU2515116C9 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Fibre-optic pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515116C9 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1045025A1 (en) * | 1979-06-11 | 1983-09-30 | Войсковая Часть 73790 | Pressure pickup |
| RU2213328C2 (en) * | 1996-09-09 | 2003-09-27 | Блю Роуд Рисерч, Инк. | System of gauges of lateral strain based on fiber-optical grating |
| JP2011163943A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | Optical fiber sensor, pressure sensor, and end effector |
-
2012
- 2012-11-23 RU RU2012150090/28A patent/RU2515116C9/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1045025A1 (en) * | 1979-06-11 | 1983-09-30 | Войсковая Часть 73790 | Pressure pickup |
| RU2213328C2 (en) * | 1996-09-09 | 2003-09-27 | Блю Роуд Рисерч, Инк. | System of gauges of lateral strain based on fiber-optical grating |
| JP2011163943A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | Optical fiber sensor, pressure sensor, and end effector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2515116C9 (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7308165B2 (en) | Optical transducer and method for the simultaneous measurement of pressure and temperature in oil and gas wells | |
| US9448312B1 (en) | Downhole fiber optic sensors with downhole optical interrogator | |
| JP5562635B2 (en) | Pressure sensor for pressure transmitter | |
| RU2654356C1 (en) | Two-final distributed temperature sensor with a set of temperature sensors | |
| US8849073B2 (en) | Pressure and measurement by means of an optical fiber | |
| CN105136358B (en) | A kind of double method amber pressure sensors of optical fiber, measurement apparatus and computational methods | |
| CA2619317A1 (en) | Brillouin distributed temperature sensing calibrated in-situ with raman distributed temperature sensing | |
| CN101278177A (en) | Sensor and external turbulence measuring method using the same | |
| US20160018277A1 (en) | Systems and methods for distributed pressure sensing | |
| CN103954228A (en) | High-precision component type optical fiber drilling strain gauge | |
| CN110470240A (en) | A kind of optical fiber curvature measurement sensor and preparation method thereof, measuring system | |
| CN103822591A (en) | Small substrate type fiber Bragg grating strain transducer | |
| US20180172536A1 (en) | FIBER OPTIC PRESSURE APPARATUS, METHODS, and APPLICATIONS | |
| CN103148894A (en) | Angle stress sensor based on optical fiber Bragg gratings | |
| CN208238740U (en) | The tapered optical fibre bending sensor of dual hump | |
| RU2515116C1 (en) | Fibre-optic pressure sensor | |
| CN203758464U (en) | Miniaturized substrate type optical fiber Bragg optical grating strain sensor | |
| RU127461U1 (en) | PRESSURE DIFFERENCE SENSOR | |
| US10830658B2 (en) | Multi-cavity all-glass interferometric sensor for measuring high pressure and temperature | |
| CN208547608U (en) | Fiber grating micro-vibration and voice sending sensor device of the type vibration wire based on micro-nano fiber | |
| Jelić et al. | An intensiometric contactless vibration sensor with bundle optical fiber for real time vibration monitoring | |
| CN101105404A (en) | Method for synchronously measuring temperature and stress using single optical grating | |
| RU158854U1 (en) | FIBER OPTICAL TEMPERATURE DISTRIBUTION SENSOR | |
| CN213209300U (en) | Underground fiber grating sensor integrating fiber temperature measurement and detection functions | |
| CN202522243U (en) | Array type fiber grating temperature control box framework |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |