RU2635816C1 - Способ и устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе бриллюэновского рассеяния - Google Patents

Способ и устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе бриллюэновского рассеяния Download PDF

Info

Publication number
RU2635816C1
RU2635816C1 RU2016135594A RU2016135594A RU2635816C1 RU 2635816 C1 RU2635816 C1 RU 2635816C1 RU 2016135594 A RU2016135594 A RU 2016135594A RU 2016135594 A RU2016135594 A RU 2016135594A RU 2635816 C1 RU2635816 C1 RU 2635816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brillouin
optical
signal
laser radiation
laser
Prior art date
Application number
RU2016135594A
Other languages
English (en)
Inventor
Виланд ХИЛЛ
Александр РАТ
Бенджамин МАРКС
Original Assignee
Лиос Технологи Гмбх
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 Лиос Технологи Гмбх filed Critical Лиос Технологи Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2635816C1 publication Critical patent/RU2635816C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • 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
    • G01D5/35303—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 a reference fibre, e.g. interferometric devices
    • 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
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • 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
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2773—Polarisation splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/322—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres using Brillouin scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/047—Specific indicating or recording arrangements, e.g. for remote indication, for indicating overload or underload

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры и натяжения оптического волокна. Предложено устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе рассеяния Бриллюэна, содержащее по меньшей мере один лазерный источник (1) света, выполненный с возможностью испускания лазерного излучения, оптическое волокно (5), в которое вводят лазерное излучение и из которого выводят генерированный на основе рассеяния Бриллюэна бриллюэновский сигнал. Устройство также содержит датчики, детектирующие выведенные бриллюэновские сигналы, средства обработки данных, определяющие на основе детектированных бриллюэновских сигналов локальную температуру и/или натяжение, по меньшей мере, участков оптического волокна (5), по меньшей мере один оптический поляризационный разделитель (10, 11) пучка, разделяющий выведенные бриллюэновские сигналы на две компоненты (12, 13) с отличающейся поляризацией, по меньшей мере один оптический объединитель (16, 17), добавляющий лазерное излучение к бриллюэновскому сигналу. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе рассеяния Бриллюэна.
Рассеяние Бриллюэна в оптических волокнах можно использовать для локального измерения температуры и натяжения вдоль оптического волокна, так как частота и амплитуда рассеяния Бриллюэна являются зависимыми от температуры и натяжения (Galindez-Jamioy &
Figure 00000001
, 2012, Brillouin Distributed Fiber Sensors: An Overview and Applications. 2012, 17).
Часто измеряют только частоту рассеяния Бриллюэна, которая проявляя очень высокую чувствительность, например, примерно 1 МГц/°C или 0,05 МГц/με в кварцевом стекле, зависит от измеряемых параметров, и ее можно очень точно определить. Однако при этом существует проблема разделения влияния обоих измеряемых параметров.
Разделение влияния двух измеряемых параметров возможно в отдельных случаях путем сравнительных измерений в различно установленных оптических волокнах, например в свободных трубках с незакрепленным волокном или в тесной трубке с неподвижным волокном. (Inaudi & Glisic, 2006, Reliability and field testing of distributed strain and temperature sensors, 6167, 61671D-61671D-8). Альтернативно, для разделения измеряемых параметров измерение частоты Бриллюэна возможно либо в волокнах с несколькими пиками Бриллюэна (Liu & Вао, 2012, Brillouin Spectrum in LEAF and Simultaneous Temperature and Strain Measurement. J. Lightwave Technol., 30 (8), 1053-1059) или в олигомодных волокнах с небольшим количеством различных пространственных мод (Weng, Ip, Pan, & Wang, 2015, Single-end simultaneous temperature and strain sensing techniques based on Brillouin optical time domain reflectometry in few-mode fibers, Opt. Express, 23 (7), 9024-9039) с различной зависимостью частоты от температуры и натяжения.
Все эти методы, однако, не являются общеприменимыми, так как не всегда в распоряжении имеются соответствующие оптоволокна. Кроме того, монтаж и измерение на нескольких оптических волокнах или специальных волокнах связаны со значительными затратами.
Следующим методом разделения двух измеряемых параметров является измерение частоты и амплитуды одного или нескольких пиков Бриллюэна (Parker, Farhadiroushan, Handerek, & Rogers, 1997, Temperature and strain dependence of the power level and frequency of spontaneous Brillouin scattering in optical fibers, Opt. Lett., 22 (11), 787-789, а также Maughan, Kee, & Newson, 2001, Simultaneous distributed fibre temperature and strain sensor using microwave coherent detection of spontaneous Brillouin backscatter, Measurement Science and Technology, 12 (7), 834). За счет этого сохраняют два независимых параметра измерения, на основе которых можно принципиально определить оба необходимых физических параметра. Однако зависимость амплитуды от температуры и натяжения незначительна и составляет примерно 0,3%/°C. Поэтому амплитуду необходимо измерять очень точно, чтобы практически обеспечить релевантное разрешение по температуре и точность примерно в 1°C.
Известным методом повышения точности является сравнение амплитуды рассеяния Бриллюэна с амплитудой рэлеевского рассеяния из одного и того же волокна (Wait & Newson, 1996, Landau Placzek ratio applied to distributed fibre sensing, Optics Communications, 122, 141-146). На основе отношения амплитуды рассеяния Бриллюэна и амплитуды рэлеевского рассеяния, называемого отношением Ландау-Плачека, можно рассчитать влияние затухания в волокне.
Как правило, просто измерение бриллюэновского сигнала с помощью оптического фильтра и фотодиода не проводят, так как необходимые для этого узкополосные оптические фильтры сложны в изготовлении и не обладают хорошей термической стабильностью. Кроме того, альтернативное измерение рассеяния Бриллюэна с помощью оптического супергетеродинного приемника может обеспечить измерение более слабых сигналов (Maughan, Kee, & Newson, 2001). При этом на сигнал рассеяния Бриллюэна накладывают свет лазера с такой же частотой, как и у лазера, инициирующего рассеяние Бриллюэна, или с частотой, смещенной на несколько ГГц частотой (локальный осциллятор ЛО). В этом случае фотоприемник обнаруживает наложенный сигнал с частотой, соответствующей разности между частотой Бриллюэна и лазерной частотой или частотой ЛО соответственно. При добавлении излучения возбуждающего лазера, разностная частота в кварцевом стекле составляет примерно 10 ГГц. Как правило, этот ГГц-сигнал смешивают с сигналом электронного локального осциллятора, чтобы получить более точное измерение разностной частоты ниже 1 ГГц (Shimizu, Horiguchi, Koyamada, & Kurashima, 1994, Coherent self-heterodyne Brillouin OTDR for measurement of Brillouin frequency shift distribution in optical fibers, Lightwave Technology, Journal of, 12 (5), 730-736).
Однако кроме проблемы затухания в волокне существует также проблема поляризационной зависимости измеряемого сигнала. Эта проблема снижает точность измерения обоих параметров - частоты и амплитуды. При наложении на бриллюэновский сигнал сигнала оптического локального осциллятора, только компонента сигнала, которая соответствует поляризации локального осциллятора, добавляется к разностной частоте. Это приводит к потере при измерении сигнала с другой поляризацией. Кроме того, поляризация бриллюэновского сигнала изменяется при передаче по оптическому волокну из-за индуцированного напряжением двойного преломления в оптическом волокне. Это означает, что амплитуда измеренной поляризованной компоненты бриллюэновского сигнала сильно варьируется в зависимости от расстояния. Такая зависимость от поляризации значительно затрудняет точное определение амплитуды и снижает точность определения частоты. До настоящего времени предпринимались попытки компенсировать этот эффект путем усреднения измерений с различной поляризацией возбуждающего лазера или локального осциллятора (Fan, Huang, & Li, 2009, Brillouin-based distributed temperature and strain sensor using the Landau-Placzek Ratio, 7381, 738105-738105-9 sowie Song, Zhao, & Zhang, 2005, Optical coherent detection Brillouin distributed optical fiber sensor based on orthogonal polarization diversity reception, Chin. Opt. Lett., 3 (5), 271-274). Однако было необходимо большое количество усреднений для более или менее точного измерения, что не решало проблему потери сигнала.
В основе настоящего изобретения лежит проблема создания устройства и способа вышеупомянутого типа для более простого и/или точного определения температуры и натяжения.
Согласно настоящему изобретению эту задачу решают с помощью устройства с признаками по пункту 1 формулы изобретения, а также способом с признаками по пункту 11 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Согласно пункту 1 формулы изобретения устройство содержит:
- по меньшей мере один лазерный источник света, испускающий лазерное излучение,
- оптическое волокно для осуществления измерения, в которое вводят лазерное излучение и из которого выводят бриллюэновские сигналы, вызываемые рассеянием Бриллюэна,
- датчики для детектирования выведенных бриллюэновских сигналов,
- средства обработки данных для определения локально распределенной температуры и/или натяжения по меньшей мере участков оптического волокна,
- по меньшей мере один оптический разделитель пучка для разделения выведенных бриллюэновских сигналов на две компоненты с отличающейся поляризацией,
- по меньшей мере один оптический объединитель для добавления лазерного излучения к бриллюэновскому сигналу.
При этом существует возможность раздельного детектирования датчиками обеих компонент. В частности, в устройстве по данному изобретению бриллюэновский сигнал разделяют на две поляризованные компоненты, на которые затем накладывают сигнал с подходящей поляризацией и детектируют двумя оптическими детекторами. Благодаря этому постоянно измеряется весь сигнал целиком и отпадает необходимость усреднения измерений с различной поляризацией. Добавление лазерного излучения к бриллюэновскому сигналу повышает чувствительность устройства, так как такое добавление значительно усиливает сигнал, подлежащий обработке.
Устройство может содержать два оптических объединителя, каждый из которых способен добавлять лазерное излучение к разделенным, по меньшей мере одним поляризационным разделителем пучка, компонентам бриллюэновского сигнала.
Устройство может содержать один разделитель пучка, способный перед введением в используемое для измерения оптическое волокно отделить часть лазерного излучения лазерного источника, используемого для возбуждения бриллюэновского сигнала, причем эту часть лазерного излучения добавляют к бриллюэновскому сигналу.
В альтернативном варианте, устройство содержит два лазерных источника света, испускающих лазерное излучение, добавляемое к бриллюэновскому сигналу.
Частота второго лазерного источника света отличается, в частности, от частоты первого лазерного источника света, в частности, примерно на 10 ГГц. Устройство может содержать разделитель пучка, отделяющий часть лазерного излучения лазерного источника, предназначенного для возбуждения рассеяния Бриллюэна, до его введения в оптическое волокно, предназначенное для измерения, причем эту часть используют для настройки второго лазерного источника света. Устройство, в частности, содержит оптическую систему ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты), стабилизирующую разностную частоту между первым и вторым лазерным источником света. В связи с указанным выбором разностной частоты, в качестве оптических детекторов применяют приемники с пограничной частотой ниже 1 ГГц, имеющие более низкую границу детектирования.
В альтернативной варианте в качестве второго лазерного источника света применяют лазер Бриллюэна, как это описано в US 7.283.216 B1. При этом устройство содержит также разделитель пучка, отделяющий часть лазерного излучения источника света, предназначенного для возбуждения рассеяния Бриллюэна, до его введения в оптическое волокно, предназначенное для измерения, причем эту часть используют для оптической накачки лазера Бриллюэна, частота Бриллюэна которого отличается от частоты измеряемого бриллюэновского сигнала. Благодаря этой разности по частоте излучения лазер Бриллюэна применяют в качестве оптического локального осциллятора (ОЛО).
Устройство может содержать компоненты для измерения рэлеевского рассеяния. Это повышает точность измерительного устройства.
Компоненты для измерения рэлееевского рассеяния включают, в частности, дополнительный лазерный источник света, отличающийся от первого лазерного источника света, причем дополнительный лазерный источник света также отличается от имеющегося при необходимости второго лазерного источника света, генерирующего лазерное излучение для добавления к бриллюэновскому сигналу. Дополнительный лазерный источник света используется специально для возбуждения рэлеевского рассеяния.
Устройство содержит в качестве эталона оптическое волокно или эталонный участок предназначенного для измерения оптического волокна, выполненный, например, в виде опорной катушки и генерирующий постоянный бриллюэновский сигнал по меньшей мере на заданной длине, так что бриллюэновский сигнал может детектироваться датчиками и использоваться для калибровки чувствительности. Даже если оптические элементы обоих приемных каналов обладают по какой-либо причине отличающейся чувствительностью, это обеспечивает получение надежных результатов измерения.
Способ по пункту 11 формулы содержит следующие этапы:
- генерирование лазерного излучения,
- ввод лазерного излучения в оптическое волокно для измерения температуры и натяжения,
- вывод из оптического волокна бриллюэновских сигналов, возбужденных лазерным излучением в оптическом волокне,
- разделение выведенных бриллюэновских сигналов на две компоненты с различной поляризацией,
- детектирование обоих компонент выведенных бриллюэновских сигналов,
- определение с помощью средств обработки данных локально распределенную температуру и натяжение по меньшей мере участков оптического волокна, на основе детектированных компонент бриллюэновских сигналов.
При этом обе компоненты выведенных бриллюэновских сигналов могут детектироваться раздельно.
В частности, два выходных сигнала, которые соответствующим образом объединяют, в частности, до или после оцифровки, могут быть получены из двух детектированных компонент бриллюэновских сигналов, так чтобы получить выходной сигнал, независящий от поляризации, для определения температуры и/или натяжения.
Другие признаки и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения наглядно раскрыты в последующем описании со ссылкой на приложенные фигуры чертежей. На фигурах изображено:
фиг. 1 - схема первого варианта выполнения устройства по данному изобретению;
фиг. 2 - схема второго варианта выполнения устройства по данному изобретению;
фиг. 3 - схема третьего варианта выполнения устройства по данному изобретению.
На фигурах одни и те же или функционально аналогичные элементы имеют одинаковые условные обозначения. Пунктирными линиями обозначены оптические сигналы предпочтительно в оптических волокнах. Сплошными линиями обозначены электрические сигнальные линии.
В показанном на фиг. 1 устройстве по изобретению используется оптическое наложение лазерного излучения, применяемого для возбуждения рассеяния Бриллюэна.
Показанное на фиг. 1 устройство содержит лазерный источник 1 света, испускающий узкополосное лазерное излучение, например с шириной спектральной линии 1 МГц. Кроме того, лазерный источник 1 света имеет постоянную мощность лазерного излучения, например, несколько 10 мВт. Предпочтительно в качестве лазерного источника 1 света применяют диодные лазеры, стабилизированные по частоте, например DFB-лазер (с распределенной обратной связью) или другие типы узкополосных лазеров, с длиной волны излучения в близкой инфракрасной области спектра, например 1550 нм.
Показанное на фиг. 1 устройство также содержит разделитель 2 пучка, выполненный в виде волоконно-оптического разделителя, для деления лазерного излучения от лазерного источника 1 света на две части 3, 4. Первую часть 3 вводят в применяемое для измерения оптическое волокно 5, в котором определяют с помощью возбуждения рассеяния Бриллюэна локально распределенные температуру и/или натяжение. Вторая часть 4 используется для наложения излучения на бриллюэновский сигнал, полученный за счет рассеяния Бриллюэна и выведенный из оптического волокна 5, что будет подробно описано ниже.
Устройство содержит также оптический модулятор 6, модулирующий соответствующим образом первую часть 3 лазерного излучения для локальной привязки сигналов рассеяния. Например, из первой части 3 могут быть сформированы импульсы или серии импульсов с использованием оптического рефлектометра OTDR, а при использовании оптического рефлектометра OFDR могут быть сформированы амплитудно-модулированные сигналы. Не показанный здесь оптический усилитель может усиливать первую часть 3 лазерного излучения, применяемую для измерения, перед введением ее с помощью оптического, в частности волоконно-оптического, циркулятора 7 в предназначенное для измерения оптическое волокно 5.
В предназначенном для измерения оптическом волокне 5 возникают рассеянные бриллюэновские сигналы, которые возвращаются в оптический циркулятор 7 с временной задержкой, соответствующей расстоянию, примерно 10 мкс/км, и направляются из него с помощью приемного тракта 8 устройства. Не показанный здесь необязательный оптический фильтр, например FBG (оптоволоконная брэгговская решетка), применяется для подавления рэлеевского рассеянного света, чтобы исключить помехи в измерении более слабого бриллюэновского сигнала. В приемном тракте 8 происходит также оптическое усиление с помощью необязательного оптического усилителя 9.
Бриллюэновский сигнал, а также вторая часть 4 лазерного излучения разделяются оптическими, в частности волоконно-оптическими поляризационными делителями 10, 11 пучка на компоненты 12, 13 с линейной поляризацией. При этом вторая часть 4 лазерного излучения вводится в поляризационный разделитель 11 пучка, предпочтительно под углом в 45° к направлению поляризации, чтобы получить две по возможности равной интенсивности, ортогонально поляризованные компоненты 14, 15.
Вместо предназначенного для разделения второй части 4 лазерного излучения поляризационного разделителя 11 пучка можно использовать не показанный здесь разделитель с постоянной поляризацией, делящий лазерное излучение в соотношении 50:50.
Сигнал Бриллюэна из предназначенного для измерения оптического волокна 5 в зависимости от пути прохождения через волокна и, следовательно, от расстояния, имеет отличающиеся состояния поляризацию. Поэтому соотношение между компонентами 12, 13 не постоянное, а в значительной степени зависит от расстояния.
Ниже по потоку от поляризационных разделителей 10, 11 пучка установлены два оптических, в частности волоконно-оптических объединителя 12, 13, которые объединяют компоненту 14, 15 бриллюэновского сигнала с компонентой 14, 15 второй части 4 лазерного излучения. Две компоненты 14, 15 с различной поляризацией второй части 4 лазерного излучения и две компоненты 12, 13 с различной поляризацией бриллюэновского сигнала объединяются в волоконно-оптических объединителях 16, 17 с учетом соответствующей поляризации.
В случае несбалансированного детектирования предпочтительно применяют асимметричные объединители, в которых объединяются большая часть бриллюэновского сигнала и меньшая часть второй части 4 лазерного излучения и направляются к оптическим детекторам 18, 19, более подробно описанным ниже. Это исключает нежелательное ослабление бриллюэновского сигнала. Соотношение связи такого асимметричного объединителя составляет, например, 95:5, в частности между 90:1 и 99:1. Асимметричные соотношения связи предотвращают нежелательные потери сигнала, причем более высокая потеря добавленной к бриллюэновскому сигналу лазерной мощности не критична, так как этот сигнал значительно сильнее.
В схеме детектирования со сбалансированном приемным диодом предпочтительно применяют симметричное соотношение связи.
В оптических детекторах 18, 19 происходит наложение объединенных с правильной поляризацией бриллюэновских сигналов и частей лазерного излучения. При этом, в частности, каждый из них порождает соответствующий сигнал 20, 21 биения с разностной частотой между сигналом Бриллюэна и частью лазерного излучения, примерно 10 ГГц. Частота сигнала 20, 21 биения зависит от материала оптического волокна 5, применяемого для измерения температуры и натяжения.
Мощность сигналов 20, 21 биения пропорциональна корню квадратному из произведения мощностей бриллюэновского сигнала и части лазерного излучения. Таким образом, при применении более высоких лазерных мощностей получают значительно более мощный сигнал измерения, чем при непосредственном измерении бриллюэновского рассеянного света, что значительно улучшает чувствительность устройства.
Каждый из сигналов 20, 21 биения смешивают в соответствующем электронном микшере 23, 24 с сигналом электронного локального осциллятора 22, чтобы надежно измеряемая частота была ниже 1 ГГц. Выходные сигналы 25, 26 этих микшеров 23, 24 для обеих поляризаций затем усиливают и оцифровывают.
При этом первый выходной сигнал 25 соответствует, в частности, горизонтальной поляризации, а второй выходной сигнал 26 соответствует вертикальной поляризации сигналов 20, 21 биения или бриллюэновского сигнала соответственно. До или после оцифровки оба выходные сигнала 25, 26 объединяют соответствующим образом, так чтобы получить выходной сигнал, не зависящий от поляризации, для определения параметров рассеяния Бриллюэна в зависимости от места, и в конечном итоге температуры или натяжения.
Для полностью определенного и стабильного наложения компонентов с требующейся поляризацией, предпочтительно, световод от лазерного источника 1 через поляризационные разделители 10, 11 пучка до волоконно-оптических объединителей 16, 17, а также, при необходимости, световод до оптических детекторов 18, 19 выполняется в виде волокна, сохраняющего поляризацию. Альтернативно, предпочтительно также применение одномодовых волокон.
В отличие от устройства по фиг. 1, устройство по фиг. 2 помимо первого лазерного источника 1 света содержит второй узкополосный лазерный источник 27 света, лазерное излучение которого используется для наложения на бриллюэновский сигнал. При этом частоту второго лазерного источника 27 света устанавливают так, чтобы он имел смещение относительно частоты первого лазерного источника 1, чтобы разностная частота между рассеянным бриллюэновским светом и вторым лазерным источником 27 света была ниже 1 ГГц. Например, когда применяют оптические волокна из кварца, необходимое смещение частоты лазерных источников 1, 27 относительно друг друга составляет более 10 ГГц.
Разностная частота ниже 1 ГГц позволяет применять оптические детекторы 18, 19 с частотой среза ниже 1 ГГц, эти детекторы имеют более низкую границу детектирования. Кроме того, усиление и фильтрация сигналов в этом диапазоне частот проще и эффективнее.
Для стабилизации второго лазерного источника 27 света с необходимым частотным сдвигом относительно первого лазерного источника 1 света применяют схему синхронизации с оптическим входным сигналом, далее называемую оптической системой ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты). Часть лазерного излучения обоих лазерных источников 1, 27 отделяют посредством разделителя 2, 29 пучка, выполненного в виде волоконно-оптического разделителя, объединяют, при правильной поляризации, посредством волоконно-оптического объединителя 30 и затем подают на оптический детектор 31. Измеренный сигнал содержит часть сигнала на разностной частоте двух лазерных источников, которая должна находиться в диапазоне примерно 10 ГГц. В схеме фазовой синхронизации, далее называемой схемой 32 ФАПЧ, частоту сигнала сравнивают с частотой электронного локального осциллятора 33, настроенного на необходимую разностную частоту. Частоту одного из двух лазерных источников 1, 27 света подстраивают на основе сравнительного сигнала таким образом, чтобы разностная частота лазерных источников 1, 27 света совпадала с частотой локального осциллятора 33. В случае применения диодного лазера установку частоты лазера осуществляют с помощью тока питания.
Устройство на фиг. 3 отличается от устройства на фиг. 2 наличием дополнительной компоненты для измерения рэлеевского рассеяния.
Если возбуждать рэлеевское рассеяние тем же узкополосным лазером, что и рассеяние Бриллюэна, то будет возникать сигнал обратного рассеяния, амплитуда которого сильно варьируется из-за когерентного рэлеевского шума (CRN). Такой сигнал не подходит в качестве контрольной величины для расчета отношения Ландау-Плачека.
Устранить CRN возможно путем усреднения нескольких измерений с узкополосными лазерными источниками света с различной длиной волны.
На фиг. 3 показан вариант с дополнительным, в частности, третьим лазерным источником 34 света для возбуждения рэлеевского рассеяния. Этот дополнительный лазерный источник 34 света выполнен в виде широкополосного лазера, например, с полушириной в несколько нм. Необходимо отметить, что лазерное излучение дополнительного источника 34 света является значительно более широкополосным, чем лазерное излучение первого лазерного источника 1 света.
С помощью оптического переключателя можно попеременно выбирать первый и дополнительный лазерный источник 1, 34 света для инициирования рассеяния Бриллюэна и рэлеевского рассеяния или же объединить лазерные излучения посредством волоконно-оптического объединителя (не показан), чтобы затем включать лазерные источники 1, 34 света по необходимости.
Предназначенный для инициирования рэлеевского рассеяния лазерный источник 34 света может быть непосредственно импульсным, импульсно-кодированным или модулированным. В альтернативном варианте необходимую временную характеристику амплитуды получают с помощью оптического модулятора.
Бриллюэновский сигнал отделяют от рэлеевского сигнала оптическим фильтром 36, например оптической брэгтовской решеткой (FBG), причем рэлеевский сигнал принимают, фильтруют и усиливают дополнительным оптическим детектором 37. Полученный таким образом выходной сигнал 38 оцифровывают и обрабатывают в оцифрованном виде.
В варианте выполнения согласно фиг. 3 установлены два оптических циркулятора 7, каждый с тремя соединителями. Существует возможность установить вместо двух оптических циркуляторов только один оптический циркулятор с четырьмя соединителями.
Если оптические элементы, фотоприемник и усилитель в двух приемных каналах за поляризационными разделителями 10, 11 пучка обуславливают различную чувствительность, часть измерительного участка выполняют в виде эталонной катушки 39. Это в качестве примера показано на фиг. 3. Существует возможность установить такую эталонную катушку 39 и варианте выполнения по фиг. 1 и/или фиг. 2. С другой стороны в варианте по фиг. 3 можно отказаться от эталонной катушки 39.
Оптическое волокно определенной длины, например 100 м, устанавливается в эталонной катушке 39 так, что вся длина оптического волокна производит один и тот же бриллюэновский сигнал. Оптическое волокно должно иметь, в частности, постоянную температуру и постоянное натяжение, в частности не иметь натяжения. В этом случае бриллюэновский сигнал от эталонной катушки 39 можно измерить с помощью двух приемных каналов и использовать для калибровки чувствительности приемных каналов.
Предполагая, что сигнал от эталонной катушки 39 имеет одинаковую интенсивность для обеих поляризаций, приемные каналы калибруют таким образом, чтобы они измеряли вместе сигналы равной интенсивности для эталонной катушки. Установленная таким образом одинаковая чувствительность приемных каналов является предпочтительной для оптимального объединения двух приемных каналов.
В отличие от показанных на фиг. 3 примеров выполнения соответственно с двумя оптическими детекторами 18, 19 для раздельного детектирования двух компонент 12, 13, возможна также установка комбинированных оптических детекторов (не показано) для компонент 12, 13. Например, для этого устанавливают, два фотодиода на одном чипе или обеспечивают только две зоны на фотодиоде. При этом оба тока, генерированные этими фотодиодами или в этих раздельных зонах, подключают параллельно, так чтобы только их сумму усиливать и оцифровывать.
Преимуществом такого исполнения является улучшенное отношение сигнала к шуму в аналоговом сигнале. Для этого варианта должна быть предусмотрена возможность калибровки оптического сигнала, так чтобы оба сигнала принимались с одинаковой интенсивностью. Это можно обеспечить, например, посредством переменного оптического аттенюатора в одном из приемных трактов, управляемого на основе характеристик измерительного сигнала.
Перечень условных обозначений:
1, 27, 34 лазерный источник света
2, 29 разделитель пучка
3 первая часть лазерного излучения
4 вторая часть лазерного излучения
5 оптическое волокно для измерения
6 оптический модулятор
7 оптический циркулятор
8 приемный тракт
9 оптический входной усилитель
10, 11 оптический поляризационный разделитель пучка
12, 13, 14, 15 компоненты с линейной поляризацией
16, 17, 30 оптический объединитель
18, 19, 31,37 оптический детектор
20, 21 сигнал биения
22, 33 электронный локальный осциллятор
23, 24 электронный смеситель
25, 26, 38 выходной сигнал
28 оптическая система ФАПЧ
32 схема ФАПЧ
35 оптический переключатель
36 оптический фильтр
39 эталонное оптическое волокно

Claims (25)

1. Устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе рассеяния Бриллюэна, содержащее
по меньшей мере один лазерный источник (1) света, выполненный с возможностью испускания лазерного излучения,
оптическое волокно (5), используемое для измерения, выполненное с возможностью ввода в него лазерного излучения и вывода бриллюэновских сигналов, полученных в результате бриллюэновского рассеяния,
датчики, выполненные с возможностью детектировать выведенные бриллюэновские сигналы,
средства обработки данных для определения локальной температуры и/или натяжения, по меньшей мере, участков оптического волокна (5) на основе полученных бриллюэновских сигналов,
по меньшей мере один оптический поляризационный разделитель (10, 11) пучка, выполненный с возможностью разделения выведенных бриллюэновских сигналов на две компоненты (12, 13) с отличающейся друг от друга поляризацией,
по меньшей мере один оптический объединитель (16, 17), выполненный с возможностью добавления лазерного излучения к бриллюэновскому сигналу.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики выполнены с возможностью детектировать указанные две компоненты (12, 13) раздельно друг от друга.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что содержит два оптических объединителя (16, 17), каждый из которых выполнен с возможностью добавления лазерного излучения к указанным двум компонентам (12, 13) бриллюэновского сигнала, выделенным с помощью указанного по меньшей мере одного оптического поляризационного разделителя (10, 11).
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что содержит разделитель (2) пучка, выполненный с возможностью отделения части (4) лазерного излучения указанного лазерного источника (1) света, предназначенного для возбуждения рассеяния Бриллюэна, для введения указанной части (4) лазерного излучения в измеряемое оптическое волокно, причем указанная часть (4) лазерного излучения добавляется к бриллюэновскому сигналу.
5. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что содержит второй лазерный источник (27) света, генерирующий лазерное излучение, добавляемое к бриллюэновскому сигналу.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что частота второго лазерного источника (27) света отличается от частоты первого лазерного источника (1) света, в частности, примерно на 10 ГГц.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что содержит оптическую систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) (28), стабилизирующую разностную частоту между первым и вторым лазерными источниками (1, 27) света.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что содержит компоненты для измерения рэлеевского рассеяния.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что указанные компоненты для измерения рэлеевского рассеяния включают в себя дополнительный лазерный источник (34) света, отличающийся от первого лазерного источника (10 света, причем дополнительный лазерный источник (34) предпочтительно отличается и от установленного, при необходимости, второго лазерного источника (27) света, предназначенного для возбуждения лазерного излучения, добавляемого к бриллюэновскому сигналу.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что содержит оптическое волокно в качестве эталона или участок указанного предназначенного для измерения оптического волокна (5) выполняет функцию эталона, который выполнен, например, в виде эталонной катушки (39) и генерирует постоянный бриллюэновский сигнал, по меньшей мере, на заданной длине так, чтобы этот бриллюэновский сигнал детектировался датчиками и использовался для калибровки чувствительности.
11. Способ волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе рассеяния Бриллюэна, включающий этапы, на которых
генерируют лазерное излучение,
вводят лазерное излучение в оптическое волокно (5) для измерения температуры и натяжения,
выводят из оптического волокна (5) бриллюэновские сигналы, генерированные в оптическом волокне (5),
разделяют выведенные бриллюэновские сигналы на две компоненты (12, 13) с различной поляризацией,
детектируют указанные две компоненты (12, 13) выведенных бриллюэновских сигналов и
с помощью средств обработки данных определяют локальную температуру и/или натяжение, по меньшей мере, участков оптического волокна (5) исходя из детектированных компонент (12, 13) бриллюэновских сигналов.
12. Способ по п. 11, в котором указанные две компоненты (12, 13) выведенных бриллюэновских сигналов детектируют раздельно друг от друга.
13. Способ по п. 11 или 12, в котором из указанных двух детектированных компонент (12, 13) бриллюэновского сигнала генерируют два выходных сигнала (25, 26), которые соответствующим образом объединяют, в частности, до или после оцифровки для получения выходного сигнала, не зависящего от поляризации, для определения температуры и/или натяжения.
RU2016135594A 2015-09-02 2016-09-01 Способ и устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе бриллюэновского рассеяния RU2635816C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015114670.3 2015-09-02
DE102015114670.3A DE102015114670A1 (de) 2015-09-02 2015-09-02 Vorrichtung und Verfahren zur ortsaufgelösten Messung von Temperatur und/oder Dehnung vermittels Brillouin-Streuung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635816C1 true RU2635816C1 (ru) 2017-11-16

Family

ID=56551220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135594A RU2635816C1 (ru) 2015-09-02 2016-09-01 Способ и устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе бриллюэновского рассеяния

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20170059427A1 (ru)
EP (1) EP3139133B1 (ru)
JP (1) JP6567480B2 (ru)
CN (1) CN106482780B (ru)
CA (1) CA2939704C (ru)
DE (1) DE102015114670A1 (ru)
DK (1) DK3139133T3 (ru)
ES (1) ES2730766T3 (ru)
RU (1) RU2635816C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186231U1 (ru) * 2018-10-10 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Оптический бриллюэновский рефлектометр
RU195647U1 (ru) * 2019-12-13 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Оптический рефлектометр для ранней диагностики волоконно-оптических линий связи

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6288013B2 (ja) * 2015-09-07 2018-03-07 横河電機株式会社 光ファイバ特性測定装置
JP6358277B2 (ja) * 2016-03-04 2018-07-18 沖電気工業株式会社 光ファイバ歪み及び温度測定装置並びに光ファイバ歪み及び温度測定方法
US10073006B2 (en) 2016-04-15 2018-09-11 Viavi Solutions Inc. Brillouin and rayleigh distributed sensor
JP6705353B2 (ja) * 2016-09-30 2020-06-03 沖電気工業株式会社 光ファイバ歪み及び温度測定装置
CN116907372A (zh) * 2017-11-27 2023-10-20 浙江中能工程检测有限公司 用于深层土体位移检测的曲率检测装置
CN108844614B (zh) * 2018-05-02 2020-05-22 太原理工大学 基于相位谱测量的混沌布里渊光相关域分析系统及方法
DE102018124435A1 (de) * 2018-10-03 2020-04-09 Nkt Photonics Gmbh Verteilte Messvorrichtung
EP3730926B1 (de) * 2019-04-26 2023-03-01 Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ Stiftung des Öffentlichen Rechts des Landes Brandenburg Verfahren und system zur messung oder überwachung der viskosität fliessender materialien
CN110426373B (zh) * 2019-07-16 2021-11-26 南昌航空大学 一种布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法
US11105659B2 (en) 2019-11-19 2021-08-31 Korea Institute Of Science And Technology Dual Brillouin distributed optical fiber sensor and sensing method using Brillouin scattering which allow high-speed event detection and precise measurement
DE102020111190A1 (de) 2020-04-24 2021-10-28 Rwe Renewables Gmbh Kabel, System mit einem Kabel und Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems
JP7272327B2 (ja) * 2020-07-06 2023-05-12 横河電機株式会社 光ファイバ特性測定装置、光ファイバ特性測定プログラム、及び光ファイバ特性測定方法
CN112401814B (zh) * 2020-11-13 2022-11-11 太原理工大学 一种医用内窥镜形状光纤实时传感系统及一种医用内窥镜
DE102020132210B4 (de) * 2020-12-03 2022-08-25 Nkt Photonics Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Digitalisierung eines optischen Signals sowie zur ortsaufgelösten Messung von Temperatur und Dehnung vermittels Brillouin-Streuung
US11942986B2 (en) * 2021-09-24 2024-03-26 Viavi Solutions Inc. Optical time-domain reflectometer (OTDR) including channel checker
DE102022108430A1 (de) 2022-04-07 2023-10-12 Luna Innovations Germany Gmbh Vorrichtung zur ortsaufgelösten Messung einer physikalischen Größe
CN114878141B (zh) * 2022-04-22 2023-08-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种机载光缆连接故障定位方法及系统
CN115507817B (zh) * 2022-11-22 2023-06-13 杭州水务数智科技股份有限公司 基于分布式光纤传感器的地下管廊管片沉降检测方法
CN117308805B (zh) * 2023-09-28 2024-05-31 南京航空航天大学 基于涂覆光纤前向布里渊散射的三参量传感方法和系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248540C1 (ru) * 2003-05-29 2005-03-20 Яковлев Михаил Яковлевич Волоконно-оптический датчик температуры и деформации
US20080084914A1 (en) * 2005-09-29 2008-04-10 Yoshinori Yamamoto Sensor and Disturbance Measurement Method Using the Same
EP2110651A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-21 OZ Optics Ltd. Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature
CN102980681A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 暨南大学 一种基于布里渊散射的分布式应变和温度光纤传感器
WO2013108063A1 (en) * 2012-01-19 2013-07-25 Draka Comteq Bv Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
WO2014149229A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Halliburton Energy Services, Inc. Distributed strain and temperature sensing system

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5991479A (en) * 1984-05-14 1999-11-23 Kleinerman; Marcos Y. Distributed fiber optic sensors and systems
US4761073A (en) * 1984-08-13 1988-08-02 United Technologies Corporation Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge
JPS6486032A (en) 1987-09-29 1989-03-30 Nippon Telegraph & Telephone Optical fiber evaluator
JPH05172657A (ja) 1991-12-25 1993-07-09 Asahi Glass Co Ltd 分布型光ファイバー温度センサー
US6515276B2 (en) * 2001-03-17 2003-02-04 Agilent Technologies, Inc. Heterodyne optical spectrum analyzer with provisions for intensity noise subtraction
US7283216B1 (en) 2004-06-22 2007-10-16 Np Photonics, Inc. Distributed fiber sensor based on spontaneous brilluoin scattering
WO2007149230A2 (en) * 2006-06-16 2007-12-27 Luna Innovations Incorporated Distributed strain and temperature discrimination in polarization maintaining fiber
JP5122120B2 (ja) * 2006-12-13 2013-01-16 横河電機株式会社 光ファイバ特性測定装置
DE102008019150B4 (de) * 2008-04-16 2010-07-08 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Vorrichtung und Verfahren zur Brillouin-Frequenzbereichsanalyse
US7859654B2 (en) * 2008-07-17 2010-12-28 Schlumberger Technology Corporation Frequency-scanned optical time domain reflectometry
CN101419317B (zh) * 2008-11-24 2011-09-21 北京航空航天大学 一种基于光纤Bragg光栅的双边缘滤波器
US8643829B2 (en) 2009-08-27 2014-02-04 Anthony Brown System and method for Brillouin analysis
DE102009043546A1 (de) * 2009-09-30 2011-03-31 Lios Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur ortsaufgelösten Messung mechanischer Größen, insbesondere mechanischer Schwingungen
DE102009047990A1 (de) * 2009-10-01 2011-04-07 Lios Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur ortsaufgelösten Temperaturmessung
CN201680924U (zh) * 2010-04-13 2010-12-22 中国计量学院 一种分布式光纤拉曼、布里渊散射传感器
JP5493089B2 (ja) 2010-09-14 2014-05-14 ニューブレクス株式会社 分布型光ファイバセンサ
US9252559B2 (en) * 2012-07-10 2016-02-02 Honeywell International Inc. Narrow bandwidth reflectors for reducing stimulated Brillouin scattering in optical cavities
CN102809430B (zh) * 2012-08-22 2014-09-17 哈尔滨工业大学 基于光学锁相环的布里渊光时域反射计的装置
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
CN104296783B (zh) * 2014-10-23 2017-07-11 武汉理工光科股份有限公司 增强型相干光时域反射的传感检测方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248540C1 (ru) * 2003-05-29 2005-03-20 Яковлев Михаил Яковлевич Волоконно-оптический датчик температуры и деформации
US20080084914A1 (en) * 2005-09-29 2008-04-10 Yoshinori Yamamoto Sensor and Disturbance Measurement Method Using the Same
EP2110651A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-21 OZ Optics Ltd. Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature
WO2013108063A1 (en) * 2012-01-19 2013-07-25 Draka Comteq Bv Temperature and strain sensing optical fiber and temperature and strain sensor
CN102980681A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 暨南大学 一种基于布里渊散射的分布式应变和温度光纤传感器
WO2014149229A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 Halliburton Energy Services, Inc. Distributed strain and temperature sensing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186231U1 (ru) * 2018-10-10 2019-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Оптический бриллюэновский рефлектометр
RU195647U1 (ru) * 2019-12-13 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Оптический рефлектометр для ранней диагностики волоконно-оптических линий связи

Also Published As

Publication number Publication date
US9933322B2 (en) 2018-04-03
CN106482780B (zh) 2020-01-17
JP2017049255A (ja) 2017-03-09
CA2939704A1 (en) 2017-03-02
ES2730766T3 (es) 2019-11-12
JP6567480B2 (ja) 2019-08-28
EP3139133A1 (de) 2017-03-08
US20170059427A1 (en) 2017-03-02
US20170059428A1 (en) 2017-03-02
DE102015114670A1 (de) 2017-03-02
DK3139133T3 (da) 2019-06-03
CA2939704C (en) 2019-09-10
CN106482780A (zh) 2017-03-08
EP3139133B1 (de) 2019-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2635816C1 (ru) Способ и устройство для волоконно-оптического измерения температуры и/или натяжения на основе бриллюэновского рассеяния
EP3588015B1 (en) Brillouin and rayleigh distributed sensor
US9599460B2 (en) Hybrid Raman and Brillouin scattering in few-mode fibers
US10036672B2 (en) Optical fiber strain and temperature measurement apparatus
EP3376169B1 (en) Temperature or strain distribution sensor
US7628531B2 (en) Methods and apparatus for dual source calibration for distributed temperature systems
US20170307474A1 (en) Method and Apparatus for Measuring the Local Birefringence along an Optical Waveguide
Lalam et al. Performance improvement of Brillouin ring laser based BOTDR system employing a wavelength diversity technique
US20120183015A1 (en) Apparatus and method for spatially resolved temperature measurement
CA2646312C (en) Dual source calibration for distributed temperature systems
US10119868B2 (en) High speed distributed temperature sensing with auto correction
US8487275B2 (en) Method and a device for measuring fluorescence lifetime
CN114593757B (zh) 用于对光信号数字化的装置和用于测量温度和延展的设备
Floch et al. New improvements for Brillouin optical time-domain reflectometry
US11942986B2 (en) Optical time-domain reflectometer (OTDR) including channel checker
KR20000032607A (ko) 광전송 시스템에서 광증폭기의 광학적 특성항목 측정 장치 및그 방법
EP4155708A1 (en) Optical time-domain reflectometer (otdr) including channel checker
Baribault et al. Field Measurement of Chromatic Dispersion with a Novel Phase-Shift Measurement Technique
Cyr et al. Innovative implementation of the phase-shift method for field measurement of chromatic dispersion

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner