WO2014056801A1 - Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations - Google Patents

Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations Download PDF

Info

Publication number
WO2014056801A1
WO2014056801A1 PCT/EP2013/070723 EP2013070723W WO2014056801A1 WO 2014056801 A1 WO2014056801 A1 WO 2014056801A1 EP 2013070723 W EP2013070723 W EP 2013070723W WO 2014056801 A1 WO2014056801 A1 WO 2014056801A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
measurement
along
brillouin
optical
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/070723
Other languages
English (en)
Inventor
Gautier MOREAU
Yolande SIKALI
Frédéric Taillade
Sylvie LESOILLE
Yves Jaouen
Renaud GABET
Original Assignee
Electricite De France
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 Electricite De France filed Critical Electricite De France
Publication of WO2014056801A1 publication Critical patent/WO2014056801A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements

Definitions

  • the invention relates to the field of plant monitoring and more specifically to the monitoring of the deformations that occur in such an installation.
  • Industrial facilities such as petrochemical plants, power plants, oil drilling and dangerous goods storage facilities, and civilian facilities such as dams, tunnels and motorways, require monitoring of constraints, and therefore of the deformations that they can cause, which exert on their structure in order to prevent the risks of damage of these structures and the installations which contain them.
  • Equipment suitable for monitoring such installations must be capable of monitoring large areas with precise detection of areas of the installation undergoing excessive strain loads.
  • Deformation measuring devices based on optical fibers have thus been developed to respond to this problem.
  • the invention therefore relates more particularly to a device for measuring constraints. along an optical fiber, a use of an optical fiber for measuring deformation and a strain deformation measurement method.
  • Such a measuring device generally comprises:
  • an optical system optically connected to the optical fiber and adapted to make a measurement according to the Brillouin measurement principle in order to determine the deformation along the first optical fiber.
  • the optical fiber is disposed in the installation, on an area of the installation to be monitored. Once the installation is equipped, it is possible to measure, by means of the optical system, along the optical fiber Brillouin backscattering phenomenon.
  • the Brillouin backscattering peaks thus measured have a frequency shift directly related to the deformations exerted along the optical fiber and to the temperature along this same optical fiber.
  • Such a Brillouin measuring device therefore makes it possible, for a temperature along the known fiber and a known calibration coefficient C E, to determine the variations in deformation along the optical fiber. Moreover, such a device, by measuring the time of flight of the signal, also makes it possible to precisely locate the measurement along the fiber
  • the deformation resolution of a device for a temperature along the fiber which is perfectly known, therefore depends on the sensitivity of the optical system for measuring the frequency shift of a Brillouin peak and the strain calibration coefficient C E from this same Brillouin peak.
  • the strain calibration coefficient C E varies very little for all the optical fibers equipping these measurement devices.
  • the only option to improve the sensitivity of the deformation measuring devices using the principle of Brillouin measurement is a costly modification of the optical system performing the measurement of the frequency shift of a Brillouin peak.
  • the object of the invention is to remedy this drawback.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for measuring deformation along an optical fiber according to the principle of Brillouin measurement which exhibits an increased sensitivity to deformation compared to a device of the prior art without modification. of the optical system.
  • the invention relates to a device for measuring deformation along at least a first optical fiber, the measuring device comprising:
  • an optical system optically connected to the first optical fiber and adapted to make a measurement according to the Brillouin measurement principle in order to determine the deformation along the first optical fiber
  • the first optical fiber comprising a fiber core with a molar proportion of alumina of at least 6%, preferably of at least 14%.
  • a measuring device comprising an optical fiber comprising a molar proportion of alumina greater than 6% has a strain calibration coefficient C E which is 20% greater than that of a measuring device. measurement comprising an optical fiber of the prior art.
  • a measuring device therefore makes it possible to achieve increased sensitivity without requiring the optical system to be modified.
  • the strain calibration coefficient C E is 50% greater than that of a device comprising an optical fiber of the prior art.
  • the molar proportion of Al 2 O 3 alumina is the ratio of the number of moles of alumina to the total number of moles for a given volume of material.
  • a proportion when reduced to unity, gives the mole fraction.
  • the measurement of at least one parameter relating to the Brillouin backscattering spectrum (be it Stokes frequencies or anti-Stokes, main or secondary peaks, related to the different acoustic modes having a non-zero overlap with the optical mode).
  • This parameter can be for example, the frequency shift of one of the two main Brillouin backscattering peaks with respect to the electromagnetic pulse at the origin of the Brillouin backscattering phenomenon or between peaks.
  • Brillouin peak both a Brillouin backscatter peak and a Brillouin peak gain, the type of peak directly dependent on the type of Brillouin measurements made by the device when it is put whether spontaneous or stimulated.
  • the measurement along the first optical fiber can be carried out according to a Brillouin-type measurement principle selected from the Brillouin optical reflectometry measurement associated with a temporal coding spatial resolution method, the Brillouin optical reflectometry measurement associated with a frequency domain encoding localization method, Brillouin optical reflectometry measurement in the correlation domain, Brillouin optical gain measurement combined with time domain analysis, frequency domain Brillouin gain optical measurement and Brillouin optical gain measurement by analysis in the field of correlation.
  • a Brillouin-type measurement principle selected from the Brillouin optical reflectometry measurement associated with a temporal coding spatial resolution method, the Brillouin optical reflectometry measurement associated with a frequency domain encoding localization method, Brillouin optical reflectometry measurement in the correlation domain, Brillouin optical gain measurement combined with time domain analysis, frequency domain Brillouin gain optical measurement and Brillouin optical gain measurement by analysis in the field of correlation.
  • Brillouin optical time domain reflectometry frequency domain Brillouin optical reflectometry, Brillouin optical reflectometry in the correlation domain, Brillouin optical time domain analysis, Brillouin optical in the domain frequency and Brillouin optical correlation domain analysis are better known by their English name and the corresponding abbreviation which are respectively Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR), Brillouin Optical Frequency Domain Reflectometry (BOFDR), Brillouin Optical Time Domain Analysis ( BOTDA), Brillouin Optical Time Domain Frequency Analysis (BOFDA) and Brillouin Optical Correlation Domain (BOCDA). These measurements are measurements that are generally implemented in optical fiber temperature measuring devices and / or in strain measuring devices.
  • the optical system may also be adapted to make a measurement according to the Brillouin measurement principle along the first optical fiber of a parameter other than the deformation, the other measured parameter being preferentially the temperature.
  • a second optical fiber having a fiber core with a molar proportion of alumina less than 0.5%, the second optical fiber being optically connected to the optical system and extending along the first optical fiber.
  • Such a second optical fiber makes it possible to perform another measurement according to the Brillouin measurement principle along the first optical fiber with a sensitivity different from that obtained with the first optical fiber since the second optical fiber has little or no alumina.
  • the second optical fiber With the second optical fiber extending along the first optical fiber, measurements along the first and second optical fibers are directly comparable.
  • the second optical fiber may extend independently of the first fiber along the latter.
  • the second fiber is not secured to the first fiber and therefore does not have a physical link with the first fiber over its length.
  • the second fiber may be integral with the first fiber.
  • the first and second fibers undergo exactly the same stresses in deformation and temperature, and the measurements obtained with one are perfectly comparable with those obtained with the other.
  • the second optical fiber can be secured to the first optical fiber by packaging in the form of a single cable.
  • the optical system can be adapted to measure the offset frequency of at least one Brillouin peak along the first and second optical fiber, the optical system further comprising control and analysis means adapted to perform a decorrelation operation from the Brillouin peak measurements along the first and second optical fibers to determine a measure of the deformation. and the other parameter along the first fiber that is decorrelated from each other.
  • Measuring the offset frequency of at least one Brillouin peak along the first and second optical fibers enables two deformation measurements to be made with significantly different calibration coefficients.
  • a measurement device makes it possible to obtain a measurement of the deformation and of the other parameter with good decorrelation.
  • the other parameter can be the temperature.
  • the first and second optical fibers can both be optically connected directly to the optical system in parallel with each other.
  • the first optical fiber may comprise a first end by which it is optically connected to the optical system and a second end by which it is optically connected to the second optical fiber.
  • the first and second fibers are optically connected in series with the optical system.
  • the optical system can be adapted to make a temperature measurement along the first optical fiber by means of the second optical fiber according to a measuring principle other than that of the Brillouin measurement, the optical system being also adapted to provide a measurement of deformation along the first optical fiber according to the Brillouin measurement principle which is decorrelated from the temperature by means of the measurement temperature obtained by means of the second optical fiber.
  • the first optical fiber may be adapted to exhibit a backscattering and / or Brillouin gain phenomenon with at least a first and a second main Brillouin peak, the optical system being adapted to make an offset frequency measurement of the first and second peaks.
  • Such a device makes it possible to provide with a single optical fiber a measurement of deformation and a measurement of the other parameter which are decorrelated from one another.
  • the other parameter can be the temperature.
  • the first optical fiber may be an optical fiber of the multi-acoustic mode type.
  • the first optical fiber may further comprise another oxide selected from phosphorus oxides, lanthanum oxides, cadmium oxides, barium oxides, zinc oxides, lead oxides, magnesium oxides, oxides of boron, yttrium oxides and strontium oxides.
  • another oxide selected from phosphorus oxides, lanthanum oxides, cadmium oxides, barium oxides, zinc oxides, lead oxides, magnesium oxides, oxides of boron, yttrium oxides and strontium oxides.
  • the first optical fiber has at least a first and a second main Brillouin peak during the Brillouin measurement.
  • the invention also relates to the use of an optical fiber comprising a fiber core comprising a molar proportion of alumina of at least 6% to measure the deformation along said optical fiber according to the Brillouin measurement principle.
  • Such use makes it possible to perform a measurement with increased sensitivity to deformation compared to a measurement made using an optical fiber whose fiber core comprises less than 6% of alumina.
  • the optical fiber may be used to measure, substantially simultaneously with the deformation, another parameter along the optical fiber according to the Brillouin measurement principle, the other parameter being preferably the temperature.
  • optical fiber comprising a core having a molar proportion of at least 6% of alumina allows a simultaneous measurement of the deformation and the other parameter with increased sensitivity for the measurement of the deformation.
  • the invention further relates to a method of measuring deformation along a first optical fiber comprising a fiber core comprising a molar proportion of alumina of CLU. at least 6 "6 / the process comprising the steps of:
  • Such a method makes it possible to provide a measurement of deformation along the optical fiber with increased sensitivity with respect to a measurement carried out according to a method of the prior art.
  • the measuring step may consist of measuring the frequency shift of at least two Brillouin peaks along the first optical fiber, and the step of analyzing the offset measurement of the at least one peak may consist of analyzing the frequency shift measurement of the at least two Brillouin peaks in order to decorrelate the deformation and another parameter along the first optical fiber, the other parameter being preferably the temperature.
  • Such a method makes it possible to obtain a simultaneous and decorrelated measurement of the deformation and of the other parameter along the first optical fiber.
  • a second optical fiber comprising a fiber core with a molar proportion of alumina of less than 0.5%, said second optical fiber extending along the first optical fiber, the method further comprising a step of frequency shift measurement of at least one Brillouin peak along the second optical fiber, the analyzing step comprises analyzing the measurement of the frequency shift of the at least one Brillouin peak along the first and second optical fibers so as to determine the deformation and temperature along the the first optical fiber.
  • Such an implementation of a second optical fiber makes it possible to obtain a simultaneous and decorrelated measurement of the deformation and of the other parameter along the first optical fiber.
  • a second optical fiber having a fiber core with a molar proportion of alumina of less than 0.5% may be implemented, said second optical fiber extending along the first optical fiber, the method further comprising measuring of the temperature along the first optical fiber by means of the second optical fiber according to a measurement principle other than that of the Brillouin measurement, said measurement along the second optical fiber being used during the analysis step for determine the decorrelated deformation of the influence of the temperature along the first optical fiber.
  • FIG. 1 illustrates an example of a measuring device according to a first embodiment of the invention in which the measuring device comprises a first and a second optical fiber and an optical system adapted to perform a reflectometry measurement according to the principle Brillouin measurement along the first and second optical fibers,
  • FIG. 2 illustrates a graph of the variation of the deformation calibration coefficient as a function of the molar proportion of a given oxide for several optical fibers, one of which is alumina,
  • FIG. 3 illustrates an example of a measuring device according to a second embodiment in which the measuring device comprises a first and a second optical fiber, and an optical system adapted to perform an analysis measurement according to the principle of the Brillouin measurement, the first and second fibers being both optically connected to the optical system by their two ends,
  • FIG. 4 illustrates an example of a device according to a third embodiment in which the measuring device comprises a first and a second optical fiber, and an optical system adapted to perform an analysis measurement according to the principle of Brillouin measurement, the first and second optical fibers being each optically connected to the optical system at one end, the other end being optically connected to the other optical fiber,
  • FIG. 5 illustrates an example of a device according to a fourth embodiment in which the measuring device comprises a first and a second optical fiber, and an optical system adapted to perform an analysis measurement according to the Brillouin measurement principle. along the first and second optical fibers, the second optical fiber being optically connected to the optical system via the first optical fiber,
  • FIG. 6 illustrates an example of a device according to a fifth embodiment in which the measuring device comprises a single first optical fiber and an optical system adapted to perform a reflectometry measurement according to the principle of the Brillouin measurement along the first optical fiber by measuring the frequency offset of a first and a second main Brillouin peak along the first optical fiber,
  • FIG. 7 illustrates a sixth embodiment in which the measuring device comprises a single first optical fiber and an optical system adapted to perform an analysis measurement according to the Brillouin measurement principle along the first Brillouin fiber by measuring the frequency shift of a first and a second main Brillouin peak.
  • FIG. 1 illustrates a device 100 for measuring deformation and temperature along a first optical fiber 10 equipping a zone to be monitored of an installation 1, such as a power plant, a storage facility or a reservoir of chemical and / or radioactive products.
  • Such a measuring device 100 is adapted to benefit from a discovery of the inventors which is the increase of the strain calibration coefficient C E of an optical fiber when the molar proportion of alumina in its fiber core is increased. This phenomenon is illustrated in Figure 2.
  • FIG. 2 graphically illustrates the variation of the calibration coefficient in strain C E with the molar proportion of different oxides including germanium dioxide GeO 2 , phosphorus pentoxide P 2 O 5 , boron trioxide B 2 O 3 and alumina Al 2 O 3 . These values are given for an excitation electromagnetic pulse whose wavelength is in the near infrared, for example 1.55 ⁇ m.
  • the values of the calibration coefficient in deformation is substantially identical and the change of an oxide by one of the other two does not cause a strong variation of this same parameter.
  • the variation of the calibration coefficient in deformation with the proportion of Al 2 O 3 alumina is quite different. Indeed, for Al 2 O 3 alumina, an increased molar proportion makes it possible to significantly increase the calibration coefficient in strain C E. Thus, for a molar proportion of 6% Al 2 O 3 alumina, the deformation calibration coefficient is 20% greater than that of a fiber whose fiber core does not contain Al 2 O 3 alumina. For a proportion of 14% Al 2 O 3 alumina, the latter coefficient is 50% greater than that of an optical fiber whose fiber core does not contain alumina. This phenomenon, discovered by the inventors, therefore makes it possible to provide an optical fiber with a coefficient of strain calibration C E significantly increased and therefore with a sensitivity to deformation significantly improved vis-à-vis a fiber not comprising Al 2 O 3 alumina.
  • the measuring device 100 illustrated in FIG. 1 is a measuring device according to a first embodiment of the invention.
  • This measuring device 100 according to this first embodiment is a device for measuring deformation and temperature according to the Brillouin measuring principle by reflectometry.
  • Such a measuring device 100 comprises: a first optical fiber 10 equipping the installation 1,
  • an optical system 30 optically connected to the first optical fiber 10 and the second optical fiber 30 and adapted to perform a measurement according to the Brillouin measurement principle along the first and second optical fibers 10, 30.
  • the first optical fiber 10 is an optical fiber adapted to allow a measurement of deformation along its length according to the Brillouin measurement principle.
  • the first optical fiber 10 may be an acoustic monomode fiber comprising a fiber core, an optical cladding and a protective coating.
  • the first optical fiber 10 is more particularly intended to be excited by means of an electromagnetic pulse whose wavelength is in the near infrared, for example 1.55 ym. A wavelength in the near infrared makes it possible to benefit from the favorable characteristics of propagation of light in the first and second optical fibers 10, 30.
  • the optical fiber core is mainly composed of S1O 2 silica and comprises at least one other oxide so as to increase its strain coefficient C E deformation.
  • the fiber core of the first optical fiber comprises a molar proportion of at least 6 ⁇ 6 alumina Al 2 O 3 and preferably greater than 14% so that it has a calibration coefficient in strain C E increased vis-à-vis screw of an optical fiber having no Al 2 O 3 alumina.
  • the fiber core of the first optical fiber 10 comprises a molar proportion of Al 2 O 3 alumina of 25% so as to have a strain calibration coefficient C E which is twice that of an optical fiber. not comprising Al 2 O 3 alumina.
  • the fiber core of the first optical fiber 10 may further comprise another oxide selected from phosphorus oxides, lanthanum oxides, cadmium oxides, barium oxides, zinc oxides, lead oxides, oxides of magnesium, oxides of boron, oxides of yttrium and oxides of strontium.
  • another oxide selected from phosphorus oxides, lanthanum oxides, cadmium oxides, barium oxides, zinc oxides, lead oxides, oxides of magnesium, oxides of boron, oxides of yttrium and oxides of strontium.
  • the fiber core of the first fiber 10 may comprise a molar proportion of 10% of phosphorus pentoxide P 2 O 5 .
  • the first optical fiber has a calibration coefficient deformation of 0.08 MHz / (ym / m) and a temperature calibration coefficient of 1.2 MHz / ° C.
  • the first optical fiber 10 in order to allow optimized compatibility with commercial optical systems, may have a mode size equivalent to an optical fiber according to the G652 standard.
  • the second optical fiber 30 extends along the first optical fiber 10 so as to allow deformation measurement along the second optical fiber 30 under conditions substantially identical to that of the first optical fiber 10.
  • the second optical fiber 30 is preferably made integral with the first optical fiber 10.
  • the first and second optical fibers 10, 30 can be connected to one another at several points 40 of their length.
  • the first and second optical fibers 10, 30 may also be integral with the same structure of the installation 1.
  • the second optical fiber 30 is an optical fiber adapted to allow a deformation measurement over its entire length according to the Brillouin measurement principle.
  • the second optical fiber 30 can be an acoustic monomode fiber having a fiber core, an optical cladding and a protective coating.
  • the second optical fiber 10 is more particularly intended to be excited by means of an electromagnetic pulse whose wavelength is in the near infrared, for example 1.55 ⁇ m.
  • the fiber core of the second optical fiber 30 is mainly composed of SiO 2 silica.
  • the fiber core comprises a molar proportion of Al 2 O 3 alumina which is less than 0.5% and is preferably zero.
  • the second optical fiber 30 is a fluorinated type fiber, that is to say that the fiber core is pure silica and the optical cladding comprises fluorine.
  • the second optical fiber 30, in order to allow optimized compatibility with commercial optical systems, has a mode size equivalent to an optical fiber according to the G652 standard.
  • the first and second optical fibers 10, 30 are preferably adapted to allow a durable and stable measurement that may exceed several tens of years without requiring any maintenance.
  • the first and the second optical fiber are the first and the second optical fiber
  • the first and second optical fibers 10, 30 both have first and second ends.
  • the first fiber and the second optical fiber 10 are both optically connected at their first end to the optical system in a reflectometry configuration.
  • the optical system 20 is an optical system adapted to perform a Brillouin-type measurement spatially resolutely along the first optical measurement fiber.
  • the optical system is adapted according to the type of measurement of the Brillouin type.
  • the optical system is adapted to perform a Brillouin-type reflectometry measurement such as the Brillouin optical time domain reflectometry measurement (BOTDR), the Brillouin optical reflectometry measurement in the time domain. the frequency domain (BOFDR) and the measurement of Brillouin optical reflectometry in the correlation domain (BOCDR).
  • BOTDR Brillouin optical time domain reflectometry measurement
  • BOFDR frequency domain
  • BOCDR correlation domain
  • the optical system 20 comprises:
  • light emitting means 21 such as a laser, adapted to emit at least one electromagnetic radiation
  • an optical measurement means 22 adapted to detect and measure radiation electromagnetic system, such as a spectral analysis system, a gain analysis system or a loss analysis system, and
  • control and analysis means 23 adapted to control the transmission means 21 and the measuring means, and to analyze the measurements made by the measuring means 22.
  • the light sensing means 21 and the measuring means 22 are both suitable for performing the Brillouin type measurement along the first and second optical fibers 10, 30.
  • Such an adaptation may take the form of a connection. optical fiber adapted to allow a first measurement along the first optical fiber and then a measurement along the second optical fiber.
  • the transmission means 21 and the measuring means 22 are directly optically connected during the first and second measurements respectively to the first optical fiber 10 and the second optical fiber 30.
  • the adaptation can also be take the form of a transmission means 21 and a measuring means 22 both double, thus making it possible to measure parallel along the first and the second optical fibers 10, 30.
  • the adaptation can also take the form of a transmission means 21 adapted to emit at least one electromagnetic radiation in the first and second optical fibers 10, 30, the measuring means 22 being double so as to allow simultaneous measurement along the first and second optical fibers 10, 30.
  • the transmitting means 21 generally comprises at least one laser whose wavelength can be fixed or tunable according to the possibilities of the invention.
  • the transmission means 21, depending on the Brillouin measurement type may comprise one or more lasers that emit continuously or pulsed. Among this or these lasers, a laser is called main, also called pump, and emits a main radiation at a main wavelength.
  • the main emission wavelength of the transmission means 21 is a wavelength conventionally used for the measurement of deformation and temperature according to the principle of Brillouin-type temperature measurement.
  • the main wavelength of the transmission means 21 is located in the near infrared, for example 1.55 ⁇ m.
  • the measuring means 22 is adapted to detect and / or measure electromagnetic radiation at a wavelength very close to that emitted by the transmission means 21, typically close to 12 GHz and generally between 9 and 13. Ghz.
  • a measurement means 22 is adapted to the type of measurement Brillouin.
  • the measuring means is a spectral analysis system. Since this type of measurement means 22 is known moreover for the Brillouin-type deformation and temperature measuring devices, it is not described in more detail in this document.
  • the control and analysis means 23 is adapted to control the transmitting means 21 and the measuring means 22 so as to measure the frequency offset of a main Brillouin peak of the first and second optical fiber 10, 30 according to the principle of Brillouin type measurement.
  • the control and analysis means 23, with such an adaptation is able to control the transmission means 21 so as to emit a suitable electromagnetic radiation and to control the measuring means 22 so as to detect and measure the electromagnetic radiation from of the Brillouin type phenomenon, be it backscattering, gain or loss Brillouin, which takes place along the first and second optical fibers 10, 30 during the passage of electromagnetic radiation.
  • control and analysis means 23 being identical to that implemented during a deformation and temperature measurement of the prior art, it is not explained in more detail in this document.
  • the control and analysis means 23 is further adapted to analyze the measurements made by the detection means 22 so as to identify the location of the first optical fiber to which the deformation and temperature measurement has been made.
  • the control and analysis means 23 is adapted to analyze the frequency offset measurements of a main Brillouin peak obtained for the first and second optical fibers 10, 30 and to provide a deformation measurement and a temperature measurement which are decorrelated from each other.
  • the following principle can be used to allow the adaptation of the control and analysis means 23.
  • the first and second optical fibers due to the respective composition of their fiber core, have significantly different deformation calibration coefficients and similar temperature calibration coefficients.
  • the first optical fiber has a strain calibration coefficient C E and a temperature calibration coefficient C T of 0.08 MHz / (ym / m) and 1, respectively. 2 MHz / ° C, while those of the second optical fiber are respectively 0.051 MHz / (ym / m) and 1.19 MHz / ° C. Since both fibers are subjected to the same deformation and temperature conditions, the frequency shift of the main Brillouin peak will correspond to the following equation:
  • the respective sensitivities in deformation and temperature are 125.2 ym / m and 5.5 ° C.
  • a measuring device 100 according to this first embodiment can be implemented during a process consisting of:
  • This last step makes it possible to decorrelate the deformation and the temperature along the first optical fiber 10.
  • FIG. 3 illustrates a measurement device 100 according to a second embodiment in which the optical system 20 is adapted to perform a Brillouin type measurement which is performed by analysis in the time domain, frequency or parallel correlation along the first and second optical fibers 10, 30.
  • a measuring device 100 according to the second embodiment differs from a measuring device 100 according to the first embodiment in that the first and second optical fibers 10, 30 are both optically connected in parallel by their two ends. to the optical system 20 and in that the optical system is adapted to perform a Brillouin type measurement by time domain, frequency or correlation analysis.
  • Such a configuration is suitable for the use of an optical system 20 adapted to perform the measurement of deformation according to the Brillouin type measurement principle which is a Brillouin optical measurement by time domain analysis (BOTDA), a Brillouin optical measurement. in the frequency domain (BOFDA) or a Brillouin optical measurement by correlation domain analysis (BOCDA).
  • BOTDA Brillouin optical measurement by time domain analysis
  • BOFDA frequency domain
  • BOCDA Brillouin optical measurement by correlation domain analysis
  • a measuring device 100 according to this second embodiment differs from a measuring device 100 according to the first embodiment in that the first and second optical fibers 10, 30 are optically connected to the optical system 20 by their two ends to allow the analysis of the electromagnetic radiation coming out of the optical fiber.
  • the optical system 20 has a configuration similar to that of an optical system of a fiber optic temperature sensor performing Brillouin type measurement by analysis in the corresponding domain (that is to say, time, frequency, or correlation) .
  • a measuring device 100 according to this second embodiment Apart from the Brillouin type measurement method, the operating principle of a measuring device 100 according to this second embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the first embodiment. Thus, a measuring device 100 according to this second embodiment also makes it possible to obtain a decorrelated measurement of deformation and temperature. with improved sensitivity vis-à-vis a measuring device of the prior art.
  • a method implemented of a measuring device 100 according to this second embodiment is substantially identical to a method of implementing a measuring device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 illustrates a measurement device 100 according to a third embodiment in which the optical system 20 is adapted to perform a Brillouin type measurement which is performed by analysis in the time domain, frequency or serial correlation along the first and second optical fibers 10, 30.
  • a measuring device differs from a device according to the second embodiment in that only one of the ends of each of the first and second optical fibers 10, 30 is optically connected to the optical system 20. Another end being optically connected to the other end of the other optical fiber 10, 30 and in that the optical system is adapted to perform a series measurement according to the principle of the Brillouin measurement along the first and the second optical fiber 10, 30.
  • such a measurement device makes it possible to measure the frequency shift of a main Brillouin peak according to the principle of Brillouin measurement along the first and second optical fibers at one time.
  • the means 21 for transmitting light and Optical measurement 22 need not be adapted to perform a measurement in parallel along the first and second optical fibers 10, 30. This simplifies the optical connection of the first and second optical fibers 10 And / or to reduce the cost of supplying these same means to a device according to the second embodiment.
  • the measuring principle of a measuring device 100 according to this third embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the second embodiment.
  • the method of implementing a measuring device 100 according to this third embodiment is substantially identical to that of the second embodiment.
  • FIG. 5 illustrates a measuring device 100 according to a fourth embodiment in which only the first optical fiber 10 is optically connected by one of these ends to the optical system, the second optical fiber 30 being optically connected to the optical system 20 at the through the first optical fiber 10.
  • a measuring device differs from a device according to the first embodiment in that the first and second optical fibers 10, 30 are optically connected in series with the optical system 20, and in that the optical system 30 is adapted to measure in a single step the offset frequency of a Brillouin peak by a measurement of reflectometry on the along the first and second optical fibers 10, 30.
  • such a measuring device makes it possible to measure the frequency shift of a main Brillouin peak according to the Brillouin measurement principle along the first and the second axis. second optical fiber at one time.
  • the light emitting means 21 and optical measuring means 22 need not be adapted to perform a measurement in parallel along the first and second optical fibers 10, 30. This makes it possible to simplify the optical connection of the first and second optical fibers 10, and / or to reduce the costs of supplying these same means with respect to a device according to the second embodiment.
  • the measuring principle of a measuring device 100 according to this fourth embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the first embodiment.
  • the method of implementing a measuring device 100 according to this fourth embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 illustrates a measuring device 100 according to a fifth embodiment in which the measuring device comprises a single first optical fiber 10 and in which the optical system 20 is adapted to measure the offset in frequency of a first and second main Brillouin peak according to the principle of Brillouin measurement by reflectometry.
  • a measuring device 100 according to this fifth embodiment differs from a device according to the first embodiment by the absence of second optical fiber 30 and in that the optical system 20 allows a measurement of the deformation and the temperature by a frequency offset measurement of a first and a second main Brillouin peak.
  • the first optical fiber 10 is adapted to exhibit a Brillouin backscattering phenomenon with at least a first and a second main Brillouin peak.
  • the first optical fiber may be an optical fiber of the multi-acoustic mode type.
  • the fiber core of the first optical fiber 10 comprises, as well as a first optical fiber 10 according to the first embodiment, a molar proportion of Al 2 O 3 alumina of at least 6%, preferably greater than 14%.
  • the fiber core of the first optical fiber 10 further comprises another oxide selected from phosphorus oxides, lanthanum oxides, cadmium oxides, barium oxides, zinc oxides, lead oxides, oxides of magnesium, boron oxides, yttrium oxides and strontium oxides, so as to have at least a first and a second main Brillouin peak in the Brillouin measurement with significantly deformation calibration coefficients.
  • This second oxide is preferably phosphorus pentoxide P 2 O 5 with a molar proportion which may be, for example, 10%.
  • the measurement of the frequency offset of the two main Brillouin peaks makes it possible, according to the same principle of the measurement along two different optical fibers explained for the first embodiment, to provide measurements in deformation and in temperature uncorrelated from each other.
  • the measuring principle of a measuring device 100 according to this fifth embodiment is substantially identical to that of a device 100 according to the first embodiment.
  • a method of implementing a measuring device 100 according to this fifth embodiment differs from a measurement method according to the first embodiment in that the measuring step consists in measuring the frequency offset of two main Brillouin peaks along the first optical fiber 10 and in that the step of analyzing the offset measurement consists of analyzing the frequency offset measurement of the two Brillouin peaks in order to decorrelate the deformation and the temperature along the first optical fiber.
  • FIG. 7 illustrates a measurement device 100 according to a sixth embodiment in which there is provided a single first optical fiber 10 and in which the optical system 20 is adapted to measure the frequency shift of a first and a second Main Brillouin peak by a Brillouin type measurement that is performed by time domain, frequency or correlation analysis.
  • a measuring device 100 according to this sixth embodiment differs from a device 100 according to the fifth embodiment in that the first optical fiber 10 is optically connected to the optical system 20 by its two ends and in that the optical system 20 is adapted to measure the frequency shift of the first and second main Brillouin peak by a Brillouin type measurement which is performed by time domain, frequency or correlation analysis.
  • the measuring principle of a measuring device 100 according to this sixth embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the fifth embodiment.
  • the method of implementing a measuring device 100 according to this sixth embodiment is substantially identical to that of a measuring device 100 according to the fifth embodiment.
  • a measuring device 100 according to a seventh embodiment has a configuration similar to that of a measuring device 100 illustrated in FIG. 1.
  • a device according to this seventh embodiment differs from a measuring device 100 according to the first embodiment in that the optical system 20 is adapted to measure the temperature along the second optical fiber 30 according to a measurement principle other than the principle of Brillouin measurement and to provide a measurement of deformation along the first optical fiber decorrelated temperature by means of the temperature measurement obtained along the second optical fiber 30.
  • the optical system 20 is adapted to perform a first measurement of temperature along the second optical fiber 30 according to a measuring principle other than that of the Brillouin measurement.
  • the optical system 20 can be adapted to measure along the second optical fiber 30 according to, for example, the principle of the Rayleigh measurement or the principle of the Raman measurement.
  • the optical system 20 when the measuring device equips an installation having a substantially homogeneous temperature, the optical system 20 can be adapted to perform a temperature measurement by Bragg grating transducer, the second optical fiber comprising a plurality of networks. of Bragg distributed throughout its length.
  • the first optical fiber 10 according to the seventh embodiment is substantially identical to a first optical fiber according to the first embodiment.
  • the optical system is also adapted to measure along the first optical fiber according to the principle of Brillouin measurement by reflectometry.
  • the system thus makes it possible to measure, along the first optical fiber 10, the frequency shift of a Brillouin peak according to the principle of reflectometry. Since the temperature along the first optical fiber 10 is known from the measurement along the second optical fiber 30, it is possible to solve the equation (1) to obtain a deformation measurement along the first optical fiber 10 which is decorrelated from the temperature. In addition, the deformation measurement thus obtained is with increased sensitivity to the prior art because of the increased strain calibration coefficient of the first optical fiber 100.
  • a method of implementing a measurement device 100 according to this seventh embodiment consists of:
  • a measuring device 10 according to this seventh embodiment has a configuration similar to that of a measuring device 100 according to the first embodiment, it is also possible to adapt such a measuring device 100 to correspond to a configuration of a measuring device 100 according to the second embodiment.
  • the first fiber is optically connected by these two ends to the optical system 20 and the optical system is adapted to perform a Brillouin type measurement which is performed by analysis in the time domain, frequency or correlation along the first 10.
  • a measuring device 100 according to an eighth embodiment has a configuration similar to that of a measuring device 100 illustrated in FIG. 6.
  • a measurement device 100 according to this eighth embodiment differs from a device according to the sixth embodiment in that the optical system 20 is only adapted to make a measurement of a Brillouin peak offset along the first fiber. optical 10 and in that the temperature along the first optical fiber is known.
  • the temperature along the first optical fiber can be known, either via temperature sensors external to the measuring device, or by the fact that the first optical fiber equips an installation in which the temperature is substantially constant (for example, certain boreholes for which the temperature is directly connected at the drilling depth).
  • the temperature along the first optical fiber 10 is known, it is possible to perform, according to a principle identical to that of a measuring device according to the seventh embodiment, a measurement in deformation uncorrelated the temperature, this with increased sensitivity vis-à-vis a measuring device of the prior art.
  • the 100 according to this eighth embodiment may be similar to that of a measuring device 100 according to the seventh embodiment with the difference that the measuring step along the second optical fiber 30 is substituted by a recovery step of the temperature measurement obtained by means of the plurality of sensors.
  • a measuring device 100 according to this eighth embodiment can, when it equips an installation in which the temperature does not substantially vary, also be implemented according to a method comprising the steps of:
  • the measurement of a shift of a Brillouin peak originates from the deformations imposed on the first optical fiber and thus makes it possible to go directly back to these deformations. According to this possibility, it is therefore not necessary to decorrelate the deformation measurement.
  • a device The measuring device according to the invention can also be adapted to perform a simultaneous measurement of deformation and a parameter other than the temperature.
  • the measuring device 100 can be adapted to simultaneously perform a measurement of deformation and quantity of hydrogen present in the installation according to the principle described in the French patent application whose deposit number is 1162587, this without departing from the scope of the invention.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure (100) de déformation le long d'au moins une première fibre optique (10). Un tel dispositif de mesure (100) comporte la première fibre optique (10) et un système optique (20) relié optiquement à la première fibre optique (10) et adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin afin de déterminer la déformation le long de la première fibre optique (10). La première fibre optique (10) comporte un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine d'au moins 6%. L'invention concerne également l'utilisation d'une telle première fibre optique pour mesurer les déformations et un procédé de mesure de déformation.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE DEFORMATIONS LE LONG D'AU MOINS UNE FIBRE OPTIQUE, UTILISATION D'UNE FIBRE OPTIQUE POUR FAIRE UNE MESURE DE DEFORMATIONS ET PROCEDE DE MESURE
DE DEFORMATIONS
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L' invention se rapporte au domaine de la surveillance d' installation et plus précisément au suivi des déformations qui s'exercent dans une telle installation .
Les installations industrielles, telles que les installations pétrochimiques, les centrales de production d'énergie, les forages pétroliers et les lieux de stockages de produits dangereux, et les installations civiles, telles que les barrages, les tunnels et les autoroutes, nécessitent un suivi des contraintes, et donc des déformations qu'elles peuvent occasionner, qui s'exercent sur leur structure afin de prévenir les risques d' endommagement de ces structures et des installations qui les contiennent.
Les équipements adaptés pour la surveillance de telles installations, doivent permettre une surveillance de grandes étendues avec une détection précise des endroits de l'installation subissant des sollicitations en déformation excessives. Des dispositifs de mesure de déformation à base de fibres optiques ont ainsi été développés pour répondre à cette problématique.
L' invention concerne donc plus particulièrement un dispositif de mesure de contraintes le long d'une fibre optique, une utilisation d'une fibre optique pour la mesure de déformation et un procédé de mesure de déformation contraintes.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Afin de surveiller les installations, qu'elles soient industrielles ou civiles, il est connu, notamment de la demande de brevet canadien CA 2629446, de les équiper de dispositifs de mesure de déformation le long d'une fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin.
Un tel dispositif de mesure comporte généralement :
une fibre optique qui est destinée à équiper l'installation à surveiller, et
- un système optique relié optiquement à la fibre optique et adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin afin de déterminer la déformation le long de la première fibre optique.
Ainsi, lors de la mise en œuvre d'un tel dispositif de mesure, la fibre optique est disposée dans l'installation, sur une zone de l'installation à surveiller. Une fois l'installation équipée, il est possible de mesurer, au moyen du système optique, le long de la fibre optique un phénomène de rétrodiffusion Brillouin.
Or, les pics de rétrodiffusion Brillouin ainsi mesurés présentent un décalage en fréquence directement lié aux déformations exercées le long de la fibre optique et à la température le long de cette même fibre optique. Cette relation qui relie le décalage en fréquence d'un pic de rétrodiffusion Brillouin, les déformations ε exercées et la température T le long de la fibre optique est la suivante : Δν = CE ( ε-εο) +CT (T-T0) avec CE le coefficient de calibrage en déformation, CT ie coefficient de calibrage en température, et εο et T0 respectivement une déformation et une température de référence .
Un tel dispositif de mesure Brillouin permet donc, pour une température le long de la fibre connue et un coefficient de calibrage CE connu de déterminer les variations de déformation le long de la fibre optique. De plus un tel dispositif, par une mesure de temps de vol du signal, permet également de précisément localiser la mesure le long de la fibre
La résolution en déformation d'un dispositif, pour une température le long de la fibre qui est parfaitement connue, dépend donc de la sensibilité du système optique pour mesurer le décalage en fréquence d'un pic Brillouin et du coefficient de calibrage en déformation CE de ce même pic Brillouin. Or avec les dispositifs actuels de mesures de la déformation utilisant le principe de la mesure Brillouin, le coefficient de calibrage en déformation CE varie très peu pour l'ensemble des fibres optiques équipant ces dispositifs de mesures. Ainsi, la seule option permettant d'améliorer la sensibilité des dispositifs de mesures de la déformation utilisant le principe de la mesure Brillouin est une modification coûteuse du système optique réalisant la mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin. EXPOSÉ DE L' INVENTION
L' invention a pour but de remédier à cet inconvénient .
L'invention a donc pour objet de fournir un dispositif de mesure de déformation le long d'une fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin qui présente une sensibilité à la déformation accrue par rapport à un dispositif de l'art antérieur ceci sans modification du système optique.
A cet effet l'invention concerne un dispositif de mesure de déformation le long d'au moins une première fibre optique, le dispositif de mesure comportant :
la première fibre optique,
- un système optique relié optiquement à la première fibre optique et adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin afin de déterminer la déformation le long de la première fibre optique,
la première fibre optique comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine d'au moins 6%, préférentiellement d'au moins 14%.
Les inventeurs ont découvert, de manière inattendue, qu'un dispositif de mesure comprenant une fibre optique comportant une proportion molaire d' alumine supérieure à 6% présente un coefficient de calibrage en déformation CE 20% plus important que celui d'un dispositif de mesure comprenant une fibre optique de l'art antérieur. Un tel dispositif de mesure permet donc d'atteindre une sensibilité accrue sans nécessiter de modifier le système optique. Pour une proportion molaire d'alumine supérieure à 14%, le coefficient de calibration en déformation CE est 50% plus important que celui d'un dispositif comprenant une fibre optique de l'art antérieur.
Cette découverte va à l' encontre des connaissances de l'homme du métier. En effet, comme le montre notamment les documents EP 1901096 et EP 2056139, l'adjonction d'alumine dans la composition des fibres optiques est connue pour diminuer l'amplitude du pic Brillouin. C'est ainsi que les fibres optiques contenant de l'alumine sont donc, pour l'homme du métier, à éviter pour les applications faisant appel à la mesure du phénomène de rétrodiffusion Brillouin. Il est donc contre-intuitif pour un homme du métier d'utiliser dans un dispositif de mesure de déformation selon le principe de la mesure Brillouin une fibre optique comportant de l'alumine.
On entend ci-dessus, et dans le reste de ce document, par proportion molaire d'alumine AI2O3, le rapport du nombre de moles d'alumine par rapport au nombre total de moles pour un volume donné de matériau. Ainsi, une telle proportion, lorsqu'elle est ramenée par rapport à l'unité, donne la fraction molaire.
Par mesure selon le principe d'une mesure du type Brillouin, on entend ci-dessus et dans le reste de ce document, la mesure d'au moins un paramètre concernant le spectre de rétrodiffusion Brillouin (qu'il s'agisse des fréquences Stokes ou anti-Stokes, des pics principal ou secondaires, liés aux différents modes acoustiques ayant un recouvrement non nul avec le mode optique) . Ce paramètre peut être par exemple, le décalage en fréquence d'un des deux pics principaux de rétrodiffusion Brillouin par rapport à l'impulsion électromagnétique à l'origine du phénomène de rétrodiffusion Brillouin ou entre pics.
On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par pic Brillouin, aussi bien un pic de rétrodiffusion Brillouin qu'un pic de gain Brillouin, le type de pic dépendant directement du type de mesures Brillouin effectuées par le dispositif lors de sa mise en œuvre que ce soit en régime spontané ou en régime stimulé .
La mesure le long de la première fibre optique peut être réalisée selon un principe de mesure du type Brillouin sélectionné parmi la mesure de réflectométrie optique Brillouin associée à une méthode de résolution spatiale par codage dans le domaine temporel, la mesure de réflectométrie optique Brillouin associée à une méthode de localisation par codage dans le domaine fréquentiel, la mesure de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine de corrélation, la mesure optique de gain Brillouin associé à une analyse dans le domaine temporel, la mesure optique de gain Brillouin dans le domaine fréquentiel et la mesure optique de gain Brillouin par analyse dans le domaine de la corrélation.
Les mesures de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine temporel, de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine fréquentiel, de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine de corrélation, optique Brillouin par analyse dans le domaine temporel, optique Brillouin dans le domaine fréquentiel et optique Brillouin par analyse dans le domaine de corrélation sont plus connues sous leur dénomination anglaise et le sigle correspondant qui sont respectivement, Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR) , Brillouin Optical Frequency Domain Reflectometry (BOFDR) , Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA) , Brillouin Optical Time Frequency Domain Analysis (BOFDA) et Brillouin Optical Corrélation Domain (BOCDA) . Ces mesures sont des mesures qui sont généralement mises en œuvre dans les dispositifs de mesure de température à fibre optique et/ou dans les dispositifs de mesure de déformation.
Le système optique peut en outre être adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première fibre optique d'un autre paramètre que la déformation, l'autre paramètre mesuré étant préférentiellement la température .
Ainsi, il est possible de surveiller un autre paramètre que celui de la déformation le long de la fibre tout en bénéficiant d'une sensibilité accrue en ce qui concerne la mesure de déformation.
Il peut être outre prévu une deuxième fibre optique comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, la deuxième fibre optique étant reliée optiquement au système optique et s' étendant le long de la première fibre optique.
Une telle deuxième fibre optique permet de réaliser une autre mesure selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première fibre optique avec une sensibilité différente de celle obtenue avec la première fibre optique puisque la deuxième fibre optique comporte peu ou pas d'alumine. La deuxième fibre optique s' étendant le long de la première fibre optique, les mesures le long de la première et de la deuxième fibre optique sont directement comparables. Ces deux mesures, étant réalisées avec une sensibilité différente à la déformation, peuvent ainsi permettre de décorréler les différents paramètres influençant la mesure Brillouin et permettre d'en obtenir des mesures distinctes.
La deuxième fibre optique peut s'étendre indépendamment de la première fibre le long de cette dernière .
On entend par « s'étendre indépendamment de la première fibre » que la deuxième fibre n'est pas rendue solidaire de la première fibre et ne comporte donc pas sur sa longueur de lien physique avec la première fibre.
La deuxième fibre peut être solidaire de la première fibre.
Ainsi, la première et la deuxième fibre subissent exactement les mêmes sollicitations en déformation et en température, et les mesures obtenues avec l'une sont parfaitement comparables avec celles obtenues avec l'autre.
La deuxième fibre optique peut être rendue solidaire de la première fibre optique par un conditionnement sous la forme d'un câble unique.
Le système optique peut être adapté pour mesurer la fréquence de décalage d'au moins un pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique, le système optique comprenant en outre un moyen de commande et d' analyse adapté pour effectuer une opération de décorrélation à partir des mesures du pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique afin de déterminer une mesure de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre qui soient décorrélées l'une de l'autre.
Une mesure de la fréquence de décalage d' au moins un pic Brillouin réalisée le long de la première et de la deuxième fibre optique permet d'effectuer deux mesures de déformation avec des coefficients de calibrage significativement différents. Ainsi un tel dispositif de mesure permet d'obtenir une mesure de la déformation et de l'autre paramètre avec une bonne décorrélation.
L'autre paramètre peut être la température. La première et la deuxième fibre optique peuvent être toutes deux reliées optiquement directement au système optique en parallèle l'une de l'autre.
La première fibre optique peut comprendre une première extrémité par laquelle elle est reliée optiquement au système optique et une deuxième extrémité par laquelle elle est reliée optiquement à la deuxième fibre optique.
Selon cette dernière possibilité la première et la deuxième fibre sont reliées optiquement en série au système optique.
Le système optique peut être adapté pour faire une mesure de température le long de la première fibre optique au moyen de la deuxième fibre optique selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin, le système optique étant également adapté pour fournir une mesure de déformation le long de la première fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin qui soit décorrélée de la température au moyen de la mesure de température obtenue au moyen de la deuxième fibre optique.
Avec un tel dispositif de mesure, il est possible d'obtenir une mesure de déformation décorrélée de la température avec une sensibilité améliorée vis-à- vis d'un dispositif de mesure de l'art antérieur.
La première fibre optique peut être adaptée pour présenter un phénomène de rétrodiffusion et/ou de gain Brillouin avec au moins un premier et un deuxième pic Brillouin principal, le système optique étant adapté pour faire une mesure de fréquence de décalage du premier et du deuxième pic Brillouin principal le long de la première fibre optique, le système optique comprenant en outre un moyen de commande et d' analyse adapté pour effectuer une opération de décorrélation à partir des mesures de fréquence du premier et du deuxième pic Brillouin le long de la première fibre optique afin de déterminer une mesure de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre optique qui soient décorrélées l'une de l'autre.
Un tel dispositif permet de fournir avec une seule fibre optique une mesure de déformation et une mesure de l'autre paramètre qui sont décorrélées l'une de l'autre.
L'autre paramètre peut être la température. La première fibre optique peut être une fibre optique du type multi-mode acoustique.
La première fibre optique peut comporter en outre un autre oxyde sélectionné parmi les oxydes de phosphore, les oxydes de lanthane, les oxydes de cadmium, les oxydes de baryum, les oxydes de zinc, les oxydes de plomb, les oxydes de magnésium, les oxydes de bore, les oxydes d' yttrium et les oxydes de strontium.
Ainsi la première fibre optique présente au moins un premier et un deuxième pic Brillouin principal lors de la mesure Brillouin.
L' invention concerne également l'utilisation d'une fibre optique comportant un cœur de fibre comprenant une proportion molaire en alumine d'au moins 6% pour mesurer la déformation le long de ladite fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin.
Une telle utilisation permet de réaliser une mesure avec une sensibilité à la déformation accrue par rapport à une mesure réalisée au moyen d'une fibre optique dont le cœur de fibre comporte moins de 6% d' alumine .
La fibre optique peut être utilisée pour mesurer, sensiblement simultanément à la déformation, un autre paramètre le long de la fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin, l'autre paramètre étant préférentiellement la température.
Une telle utilisation d'une fibre optique comprenant un cœur comportant une proportion molaire d'au moins 6% d'alumine permet une mesure simultanée de la déformation et de l'autre paramètre avec une sensibilité accrue pour la mesure de la déformation. L' invention concerne en outre un procédé de mesure de déformation le long d'une première fibre optique comportant un cœur de fibre comprenant une proportion molaire en alumine d' CLU. moins 6"6 / le procédé comprenant les étapes consistant à :
faire une mesure du décalage en fréquence d'au moins un pic Brillouin le long de la première fibre optique,
analyser la mesure du décalage en fréquence de l'au moins un pic Brillouin de manière à déterminer la déformation le long de la première fibre optique .
Un tel procédé permet de fournir une mesure de déformation le long de la fibre optique avec une sensibilité accrue vis-à-vis d'une mesure réalisée selon un procédé de l'art antérieur.
L'étape de mesure peut consister en la mesure du décalage en fréquence d' au moins deux pics Brillouin le long de la première fibre optique, et l'étape d'analyse de la mesure du décalage de l'au moins un pic peut consister en l'analyse de la mesure de décalage en fréquence des au moins deux pics Brillouin afin de déterminer de manière décorrélée la déformation et un autre paramètre le long de la première fibre optique, l'autre paramètre étant préférentiellement la température.
Un tel procédé permet d' obtenir une mesure simultanée et décorrélée de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre optique.
II peut être mis en œuvre une deuxième fibre optique comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, ladite deuxième fibre optique s' étendant le long de la première fibre optique, le procédé comprenant en outre une étape de mesure de décalage en fréquence d'au moins un pic Brillouin le long de la deuxième fibre optique, l'étape d'analyse consiste à analyser la mesure du décalage en fréquence de l'au moins un pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique de manière à déterminer la déformation et la température le long de la première fibre optique.
Une telle mise en œuvre d'une deuxième fibre optique permet d'obtenir une mesure simultanée et décorrélée de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre optique.
II peut être mis en œuvre une deuxième fibre optique comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, ladite deuxième fibre optique s' étendant le long de la première fibre optique, le procédé comprenant en outre une mesure de la température le long de la première fibre optique au moyen de la deuxième fibre optique selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin, ladite mesure le long de la deuxième fibre optique étant utilisée lors de l'étape d'analyse pour déterminer la déformation décorrélée de l'influence de la température le long de la première fibre optique.
Ainsi il est possible d'obtenir une mesure de déformation qui est décorrélée de l'influence de la température. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 illustre un exemple d'un dispositif de mesure selon un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel le dispositif de mesure comprend une première et une deuxième fibre optique et un système optique adapté pour effectuer une mesure de réflectométrie selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique,
- la figure 2 illustre un graphique de la variation du coefficient de calibrage en déformation en fonction de la proportion molaire d'un oxyde donné pour plusieurs fibres optiques dont 1' alumine,
- la figure 3 illustre un exemple d'un dispositif de mesure selon un deuxième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comprend une première et une deuxième fibre optique, et un système optique adapté pour effectuer une mesure d'analyse selon le principe de la mesure Brillouin, les première et deuxième fibres étant toutes deux reliées optiquement au système optique par leurs deux extrémités ,
la figure 4 illustre un exemple d'un dispositif selon un troisième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comprend une première et une deuxième fibre optique, et un système optique adapté pour effectuer une mesure d' analyse selon le principe de la mesure Brillouin, la première et la deuxième fibre optique étant chacune reliée optiquement au système optique par une extrémité, l'autre extrémité étant reliée optiquement à l'autre fibre optique,
le figure 5 illustre un exemple d'un dispositif selon un quatrième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comprend une première et une deuxième fibre optique, et un système optique adapté pour effectuer une mesure d' analyse selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et la deuxième fibre optique, la deuxième fibre optique étant reliée optiquement au système optique par l'intermédiaire de la première fibre optique,
la figure 6 illustre un exemple d'un dispositif selon un cinquième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comprend une unique première fibre optique et un système optique adapté pour effectuer une mesure de réflectométrie selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première fibre optique en mesurant le décalage en fréquence d'un premier et d'un deuxième pic Brillouin principal le long de la première fibre optique,
- la figure 7 illustre un sixième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comprend une unique première fibre optique et un système optique adapté pour effectuer une mesure d'analyse selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première fibre Brillouin en mesurant le décalage en fréquence d'un premier et d'un deuxième pic Brillouin principal.
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 1 illustre un dispositif de mesure 100 de déformation et de température le long d'une première fibre optique 10 équipant une zone à surveiller d'une installation 1, telle qu'une centrale de production d'énergie, un lieu de stockage ou un réservoir de produits chimiques et/ou radioactifs.
Un tel dispositif de mesure 100 est adapté pour bénéficier d'une découverte des inventeurs qui est l'augmentation du coefficient de calibrage en déformation CE d'une fibre optique lorsque l'on augmente la proportion molaire en alumine dans son cœur de fibre. Ce phénomène est illustré sur la figure 2.
En effet, la figure 2 illustre graphiquement la variation du coefficient de calibrage en déformation CE avec la proportion molaire de différents oxydes dont le dioxyde de germanium GeÛ2, le pentoxyde de phosphore P2O5, le trioxyde de Bore B2O3 et l'alumine AI2O3. Ces valeurs sont données pour une impulsion électromagnétique d'excitation dont la longueur d'onde est dans le proche infrarouge, par exemple 1,55 ym.
On peut ainsi voir sur la figure 2, que pour l'ensemble de ces oxydes, à l'exclusion de l'alumine AI2O3, l'augmentation de la proportion molaire est accompagnée par une diminution du coefficient de calibrage en déformation CE.
De même, pour ces trois oxydes, le dioxyde de germanium Ge02, le pentoxyde de phosphore P2O5, le trioxyde de Bore B2O3, les valeurs du coefficient de calibrage en déformation est sensiblement identique et le changement d'un oxyde par l'un des deux autres n'entraîne pas une forte variation de ce même paramètre .
Par contre, la variation du coefficient de calibrage en déformation avec la proportion en alumine AI2O3 est tout autre. En effet, pour l'alumine AI2O3, une proportion molaire augmentée permet d' augmenter significativement le coefficient de calibrage en déformation CE. Ainsi, pour une proportion molaire de 6% d'alumine AI2O3, le coefficient de calibrage en déformation est 20% plus important que celui d'une fibre dont le cœur de fibre ne comporte pas d' alumine AI2O3. Pour une proportion de 14% d'alumine AI2O3, ce dernier coefficient est 50% plus important que celui d'une fibre optique dont le cœur de fibre ne comporte pas d'alumine. Ce phénomène, découvert par les inventeurs, permet donc de fournir une fibre optique avec un coefficient de calibrage en déformation CE significativement augmenté et donc avec une sensibilité à la déformation significativement améliorée vis-à-vis d'une fibre ne comportant pas d'alumine AI2O3.
Le dispositif de mesure 100 illustré sur la figure 1 est un dispositif de mesure selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif de mesure 100 selon ce premier mode réalisation est un dispositif de mesure de déformation et de température selon le principe de mesure Brillouin par réflectométrie .
Un tel dispositif de mesure 100 comporte : une première fibre optique 10 équipant l'installation 1,
- une deuxième fibre optique 30 s' étendant le long de la première fibre optique 10,
un système optique 30 relié optiquement à la première fibre optique 10 et la deuxième fibre optique 30 et adapté pour effectuer une mesure selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30.
La première fibre optique 10 est une fibre optique adaptée pour autoriser une mesure de déformation sur toute sa longueur selon le principe de la mesure Brillouin. Ainsi, la première fibre optique 10 peut être une fibre monomode acoustique comportant un cœur de fibre, une gaine optique et un revêtement de protection. La première fibre optique 10 est plus particulièrement destinée à être excitée au moyen d'une impulsion électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise dans le proche infrarouge, par exemple 1,55 ym. Une longueur d'onde dans le proche infrarouge permet de bénéficier des caractéristiques favorables de propagation de la lumière dans la première et la deuxième fibre optique 10, 30.
Le cœur de fibre optique est principalement composé de silice S1O2 et comporte au moins un autre oxyde de manière à augmenter son coefficient de calibrage en déformation CE.
Le cœur de fibre de la première fibre optique comporte une proportion molaire d' au moins 6~6 d'alumine AI 2O3 et préférentiellement supérieure à 14% ceci de manière à présenter un coefficient de calibrage en déformation CE augmenté vis-à-vis d'une fibre optique ne comportant pas d'alumine AI 2O3 . Selon une possibilité encore plus avantageuse, le cœur de fibre de la première fibre optique 10 comporte une proportion molaire en alumine AI 2O3 de 25% de manière à présenter un coefficient de calibrage en déformation CE qui est le double d'une fibre optique ne comportant pas d'alumine AI 2O3 .
Le cœur de fibre de la première fibre optique 10 peut comporter en outre un autre oxyde sélectionné dans les oxydes de phosphore, les oxydes de lanthane, les oxydes de cadmium, les oxydes de baryum, les oxydes de zinc, les oxydes de plomb, les oxydes de magnésium, les oxydes de bore, les oxydes d' yttrium et les oxydes de strontium.
Ainsi, par exemple et selon cette dernière possibilité, le cœur de fibre de la première fibre 10 peut comporter une proportion molaire de 10% de pentoxyde de phosphore P2O5. Avec une telle configuration, dans laquelle le cœur de fibre de la première fibre 10 comporte une proportion respective d'alumine AI2O3 et de pentoxyde de phosphore P2O5 de 25% et de 10%, la première fibre optique comporte un coefficient de calibrage en déformation de 0,08 MHz/ (ym/m) et un coefficient de calibrage en température de 1,2 MHz/°C. Ce sont ces dernières valeurs qui sont utilisées dans le reste de ce document .
La première fibre optique 10, afin de permettre une compatibilité optimisée avec les systèmes optiques du commerce, peut posséder une taille de mode équivalente à une fibre optique selon la norme G652.
La deuxième fibre optique 30 s'étend le long de la première fibre optique 10 de manière à permettre une mesure de déformation le long de la deuxième fibre optique 30 dans des conditions sensiblement identiques à celle de la première fibre optique 10. Afin d'assurer de telles conditions sensiblement identiques, la deuxième fibre optique 30 est préférentiellement rendue solidaire à la première fibre optique 10. Ainsi, la première et la deuxième fibre optique 10, 30 peuvent être liées l'une à l'autre en plusieurs points 40 de leur longueur. Selon une autre possibilité, la première et la deuxième fibre optique 10, 30 peuvent également être solidaires de la même structure de l'installation 1.
La deuxième fibre optique 30 est une fibre optique adaptée pour autoriser une mesure de déformation sur toute sa longueur selon le principe de la mesure Brillouin. La deuxième fibre optique 30 peut être une fibre monomode acoustique comportant un cœur de fibre, une gaine optique et un revêtement de protection. La deuxième fibre optique 10 est plus particulièrement destinée à être excitée au moyen d'une impulsion électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise dans le proche infrarouge, par exemple 1,55 ym.
Le cœur de fibre de la deuxième fibre optique 30 est principalement composé de silice Si02.
Le cœur de fibre comporte une proportion molaire d'alumine AI2O3 qui est inférieure à 0,5% et est préférentiellement nulle. Selon une possibilité avantageuse de l'invention, la deuxième fibre optique 30 est une fibre du type fluorée, c'est-à-dire que le cœur de fibre est en silice pure et que la gaine optique comporte du fluor.
La deuxième fibre optique 30, afin de permettre une compatibilité optimisée avec les systèmes optiques du commerce, possède une taille de mode équivalente à une fibre optique selon la norme G652.
Pour des installations présentant une accessibilité réduite, la première et la deuxième fibre optique 10, 30 sont préférentiellement adaptées pour autoriser une mesure durable et stable pouvant dépasser plusieurs dizaines d'années ceci sans nécessiter une quelconque maintenance.
La première et la deuxième fibre optique
10, 30 sont déployées dans l'installation sur une zone à surveiller. Ce déploiement est préférentiellement réalisé de sorte à couvrir le maximum de la surface de la zone à surveiller.
La première et la deuxième fibre optique 10, 30 comportent toutes deux une première et une seconde extrémité.
La première fibre et la deuxième fibre 10, 30 optique sont toutes deux reliées optiquement par leur première extrémité au système optique, selon une configuration de réflectométrie .
Le système optique 20 est un système optique adapté pour effectuer une mesure du type Brillouin de manière résolue spatialement le long de la première fibre optique de mesure.
Le système optique est adapté en fonction du type de mesure du type Brillouin. Ainsi, dans la configuration illustrée sur la figure 1, le système optique est adapté pour effectuer une mesure de réflectométrie de type Brillouin telle que la mesure de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine temporel (sigle anglais BOTDR) , la mesure de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine fréquentiel (sigle anglais BOFDR) et la mesure de réflectométrie optique Brillouin dans le domaine de corrélation (BOCDR) .
A cet effet, le système optique 20 comporte :
un moyen d'émission 21 de lumière, tel qu'un laser, adapté pour émettre au moins un rayonnement électromagnétique,
- un moyen de mesure 22 optique adapté pour détecter et mesurer un rayonnement électromagnétique, tel qu'un système d'analyse spectrale, un système d'analyse de gain ou un système d'analyse de pertes, et
un moyen de commande et d'analyse 23, adapté pour commander le moyen d'émission 21 et le moyen de mesure, et pour analyser les mesures effectuées par le moyen de mesure 22.
Le moyen de détection 21 de lumière et le moyen de mesure 22 sont tous deux adaptés pour effectuer la mesure du type Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30. Une telle adaptation peut prendre la forme d'un branchement optique adapté pour autoriser une première mesure le long de la première fibre optique et ensuite une mesure le long de la deuxième fibre optique.
Avec un tel branchement, le moyen d'émission 21 et le moyen de mesure 22 sont directement reliés optiquement lors de la première et de la deuxième mesure respectivement à la première fibre optique 10 et à la deuxième fibre optique 30. L'adaptation peut également prendre la forme d'un moyen d'émission 21 et d'un moyen de mesure 22 tous deux doubles, permettant ainsi de faire une mesure parallèle le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30. Selon une dernière possibilité, l'adaptation peut également prendre la forme d'un moyen d'émission 21 adapté pour émettre au moins un rayonnement électromagnétique dans la première et la deuxième fibre optique 10, 30, le moyen de mesure 22 étant double de manière à permettre une mesure simultanée le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30. Le moyen d'émission 21 comporte généralement au moins un laser dont la longueur d' onde peut être fixe ou accordable en fonction des possibilités de l'invention. Le moyen d'émission 21, en fonction du type de mesure Brillouin peut comporter un ou plusieurs lasers qui émettent en continu ou en puisé. Parmi ce ou ces lasers, un laser est dit principal, également dénommé pompe, et émet un rayonnement principal à une longueur d'onde principale.
Pour les applications visées, la longueur d'onde d'émission principale du moyen d'émission 21 est une longueur d'onde classiquement utilisée pour la mesure de déformation et de température selon le principe de la mesure de température du type Brillouin. La longueur d'onde principale du moyen d'émission 21 est située dans le proche infrarouge, par exemple 1,55 ym.
Le moyen de mesure 22 est adapté pour détecter et/ou mesurer un rayonnement électromagnétique à une longueur d'onde très proche de celle émise par le moyen d'émission 21, typiquement proche de l'ordre de 12GHz et généralement compris entre 9 et 13 Ghz. Un tel moyen de mesure 22 est adapté au type de la mesure Brillouin. Ainsi, par exemple, pour un système optique adapté pour effectuer une mesure de type BOTDR, le moyen de mesure est un système d'analyse spectrale. Ce type de moyen de mesure 22 étant connu par ailleurs pour les dispositifs de mesure de déformation et de température de type Brillouin, il n'est pas décrit plus en détail dans ce document. Le moyen de commande et d'analyse 23 est adapté pour commander le moyen d'émission 21 et le moyen de mesure 22 de manière à effectuer une mesure d'un décalage en fréquence d'un pic Brillouin principal de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 selon le principe de la mesure du type Brillouin. Le moyen de commande et d'analyse 23, avec une telle adaptation est apte à commander le moyen d'émission 21 de manière à émettre un rayonnement électromagnétique adapté et à commander le moyen de mesure 22 de manière à détecter et mesurer le rayonnement électromagnétique issu du phénomène du type Brillouin, qu' il soit de la rétrodiffusion, du gain ou de la perte Brillouin, qui a lieu le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 lors du passage du rayonnement électromagnétique .
Une telle adaptation du moyen de commande et d'analyse 23 étant identique à celle mise en œuvre lors d'une mesure de déformation et de température de l'art antérieur, elle n'est pas explicitée plus en détail dans ce document
Le moyen de commande et d'analyse 23 est en outre adapté pour analyser les mesures effectuées par le moyen de détection 22 de manière à identifier l'endroit de la première fibre optique auquel la mesure de déformation et de température a été réalisée.
Le moyen de commande et d'analyse 23 est adapté pour analyser les mesures de décalage en fréquence d'un pic Brillouin principal obtenues pour la première et la deuxième fibre optique 10, 30 et fournir une mesure de déformation et une mesure de température qui sont décorrélées l'une de l'autre.
Le principe suivant peut être utilisé pour permettre l'adaptation du moyen de commande et d'analyse 23. La première et la deuxième fibre optique, de par la composition respective de leur cœur de fibre, présentent des coefficients de calibrage en déformation significativement différents et des coefficients de calibrage en température similaires.
Ainsi, par exemple, pour les valeurs donnée à titre indicatif, la première fibre optique présente un coefficient de calibrage en déformation CE et un coefficient de calibrage en température CT de respectivement 0,08 MHz/ (ym/m) et 1,2 MHz/°C, tandis que ceux de la deuxième fibre optique sont respectivement de 0,051 MHz/ (ym/m) et 1,19 MHz/°C. Les fibres étant toutes deux soumises aux mêmes conditions de déformation et de température, le décalage en fréquence du pic Brillouin principal répondra à l'équation suivante :
Δν = CE (ε-ε0) +CT (T-T0) (D
avec ε0 et To respectivement une déformation et une température de référence.
Ainsi, de par des coefficients de calibrage en déformation significativement différents, il est possible de déterminer les valeurs respectives de la température et de la déformation le long de la première fibre en résolvant un système de deux équations à deux inconnues .
Selon ce principe, il est aisé de déterminer que la précision du calcul de décorrélation est directement reliée à la différence entre les coefficients de calibrage respectifs de la première et de la deuxième fibre optique, c'est-à-dire au déterminant du système à double équations à deux inconnues qui est le suivant :
Figure imgf000029_0001
avec CEi et CE2 les coefficients de calibrage en déformation de respectivement la première et la deuxième fibre optique 10, 30 et CTi et CT2 les coefficients de calibrage en température respectifs de la première et la deuxième fibre optique 10, 30.
Avec de telles première et deuxième fibre optiques 10, 30, et un système optique adapté pour mesurer le décalage d'un pic Brillouin principal le long de ces deux fibres optiques 10, 30 avec une incertitude de mesure de 0,1 MHz, on peut estimer que les sensibilités respectives en déformation et en température sont de l'ordre de 10 ym/m et de 0,5°C.
En comparaison avec un dispositif de mesure l'art antérieur comportant une première fibre non dopée du type G652 et la deuxième fibre optique telle que décrite ci-dessus et ce même système optique, les sensibilités respectives en déformation et en température sont de 125,2 ym/m et 5,5°C.
Ainsi, l'utilisation de la première fibre optique, qui comporte une proportion molaire d'alumine supérieure à 6 et à 14%, permet d'obtenir une amélioration de la sensibilité en déformation et en température d'environ 15 fois vis-à-vis d'un dispositif de l'art antérieur. Un dispositif de mesure 100 selon ce premier mode de réalisation peut être mis en œuvre lors d'un procédé consistant à :
faire une mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin principal le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 afin de déterminer pour chacune des deux fibres le décalage en fréquence du pic Brillouin principal,
analyser la mesure du décalage en fréquence du pic Brillouin principal de manière à déterminer la déformation et la température le long de la première fibre optique 10 selon le principe explicité précédemment.
Cette dernière étape permet de déterminer de manière décorrélée la déformation et la température le long de la première fibre optique 10.
La figure 3 illustre un dispositif de mesure 100 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel le système optique 20 est adapté pour effectuer une mesure du type Brillouin qui est réalisée par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation en parallèle le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30.
Un dispositif de mesure 100 selon le deuxième mode de réalisation se différencie d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation en ce que la première et la deuxième fibre optique 10, 30 sont toutes deux reliées optiquement en parallèle par leurs deux extrémités au système optique 20 et en ce que le système optique est adapté pour effectuer une mesure du type Brillouin par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation.
Une telle configuration est adaptée pour l'utilisation d'un système optique 20 adapté pour effectuer la mesure de déformation selon le principe de mesure du type Brillouin qui est une mesure optique Brillouin par analyse dans le domaine temporel (BOTDA) , une mesure optique Brillouin dans le domaine fréquentiel (BOFDA) ou une mesure optique Brillouin par analyse dans le domaine de la corrélation (BOCDA) .
Un dispositif de mesure 100 selon ce deuxième mode réalisation se différencie d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation en ce que la première et la deuxième fibre optique 10, 30 sont reliées optiquement au système optique 20 par leurs deux extrémités pour permettre l'analyse du rayonnement électromagnétique sortant de la fibre optique. Le système optique 20 présente une configuration similaire à celle d'un système optique d'un capteur de température à fibre optique effectuant la mesure du type Brillouin par analyse dans le domaine correspondant (c'est-à-dire temporel, fréquentiel, ou de la corrélation) .
Mise à part la méthode de mesure du type Brillouin, le principe de fonctionnement d'un dispositif de mesure 100 selon ce deuxième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation. Ainsi un dispositif de mesure 100 selon ce deuxième mode de réalisation permet également d'obtenir une mesure décorrélée de déformation et de température avec une sensibilité améliorée vis-à-vis d'un dispositif de mesure de l'art antérieur.
De même un procédé mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce deuxième mode de réalisation est sensiblement identique à un procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation.
La figure 4 illustre un dispositif de mesure 100 selon un troisième mode de réalisation dans lequel le système optique 20 est adapté pour effectuer une mesure du type Brillouin qui est réalisée par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation en série le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30.
Un dispositif de mesure selon ce troisième mode de réalisation se différencie d'un dispositif selon le deuxième mode en ce que seule une des extrémités de chacune de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 est reliée optiquement au système optique 20, l'autre extrémité étant reliée optiquement à l'autre extrémité de l'autre fibre optique 10, 30 et en ce que le système optique est adapté pour réaliser une mesure en série selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et la deuxième fibre optique 10, 30.
Ainsi, un tel dispositif de mesure permet de réaliser la mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin principal selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique en une seule fois. De plus, avec un tel dispositif les moyens d'émission 21 de lumière et de mesure 22 optique n'ont pas besoin d'être adaptés pour effectuer une mesure en parallèle le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30. Ceci permet de simplifier le branchement optique de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 et/ou de réduire les coûts de fourniture de ces mêmes moyens vis-à-vis d'un dispositif selon le deuxième mode de réalisation .
Le principe de mesure d'un dispositif de mesure 100 selon ce troisième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le deuxième mode de réalisation.
De même le procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce troisième mode de réalisation est sensiblement identique à celui du deuxième mode de réalisation.
La figure 5 illustre un dispositif de mesure 100 selon un quatrième mode de réalisation dans lequel seule la première fibre optique 10 est reliée optiquement par l'une de ces extrémités au système optique, la deuxième fibre optique 30 étant reliée optiquement au système optique 20 au travers de la première fibre optique 10.
Un dispositif de mesure selon ce quatrième mode de réalisation se différencie d'un dispositif selon le premier mode de réalisation en ce que la première et la deuxième fibre optique 10, 30 sont reliées optiquement en série avec le système optique 20, et en ce que le système optique 30 est adapté pour mesurer en une seule étape la fréquence de décalage d'un pic Brillouin par une mesure de réflectométrie le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30.
Ainsi, et de même que le dispositif selon le troisième mode de réalisation, un tel dispositif de mesure permet de réaliser la mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin principal selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique en une seule fois. De plus, avec un tel dispositif les moyens d'émission 21 de lumière et de mesure 22 optique n'ont pas besoin d'être adaptés pour effectuer une mesure en parallèle le long de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30. Ceci permet de simplifier le branchement optique de la première et de la deuxième fibre optique 10, 30 et/ou de réduire les coûts de fourniture de ces mêmes moyens vis-à-vis d'un dispositif selon le deuxième mode de réalisation.
Le principe de mesure d'un dispositif de mesure 100 selon ce quatrième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation.
De même, le procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce quatrième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation .
La figure 6 illustre un dispositif de mesure 100 selon un cinquième mode de réalisation dans lequel le dispositif de mesure comporte une unique première fibre optique 10 et dans lequel le système optique 20 est adapté pour mesurer le décalage en fréquence d'un premier et d'un deuxième pic Brillouin principal selon le principe de la mesure Brillouin par réflectométrie .
Un dispositif de mesure 100 selon ce cinquième mode de réalisation se différencie d'un dispositif selon le premier mode de réalisation de par l'absence de deuxième fibre optique 30 et en ce que le système optique 20 permet une mesure de la déformation et de la température par une mesure de décalage en fréquence d'un premier et d'un deuxième pic Brillouin principal .
La première fibre optique 10 est adaptée pour présenter un phénomène de rétrodiffusion Brillouin avec au moins un premier et un deuxième pic Brillouin principal. Pour permettre une telle adaptation, la première fibre optique peut être une fibre optique du type multi-mode acoustique. Le cœur de fibre de la première fibre optique 10 comporte, de même qu'une première fibre optique 10 selon le premier mode de réalisation, une proportion molaire en alumine AI2O3 d'au moins 6%, préférentiellement supérieure à 14%.
Le cœur de fibre de la première fibre optique 10 comporte en outre un autre oxyde_sélectionné parmi les oxydes de phosphore, les oxydes de lanthane, les oxydes de cadmium, les oxydes de baryum, les oxydes de zinc, les oxydes de plomb, les oxydes de magnésium, les oxydes de bore, les oxydes d' yttrium et les oxydes de strontium, ceci de manière à présenter au moins un premier et un deuxième pic Brillouin principal lors de la mesure Brillouin avec des coefficients de calibration en déformation significativement différents. Ce deuxième oxyde est préférentiellement le pentoxyde de phosphore P2O5 avec une proportion molaire qui peut être, par exemple, de 10%.
Avec un tel dispositif de mesure 100, la mesure du décalage en fréquence des deux pics Brillouin principaux permet, selon le même principe de la mesure le long de deux fibres optiques différentes explicitées pour le premier mode de réalisation, de fournir des mesures en déformation et en température décorrélées l'une de l'autre. De plus, avec un tel dispositif de mesure 100, il n'est pas nécessaire d'installer deux fibres optiques et le système optique 20 est simplifié vis-à-vis d'un dispositif optique 10 selon le premier mode de réalisation.
A l'exclusion du fait que la mesure selon le principe Brillouin est réalisée le long d'une seule fibre optique, le principe de mesure d'un dispositif de mesure 100 selon ce cinquième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation.
Un procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce cinquième mode de réalisation se différencie d'un procédé de mesure selon le premier mode de réalisation en ce que l'étape de mesure consiste à mesurer le décalage en fréquence de deux pics Brillouin principaux le long de la première fibre optique 10 et en ce que l'étape d'analyse de la mesure du décalage consiste en l'analyse de la mesure de décalage en fréquence des deux pics Brillouin afin de déterminer de manière décorrélée la déformation et la température le long de la première fibre optique. La figure 7 illustre un dispositif de mesure 100 selon un sixième mode de réalisation dans lequel il est prévu une unique première fibre optique 10 et dans lequel le système optique 20 est adapté pour mesurer le décalage en fréquence d'un premier et d'un deuxième pic Brillouin principal par une mesure du type Brillouin qui est réalisée par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation.
Un dispositif de mesure 100 selon ce sixième mode de réalisation se différencie d'un dispositif 100 selon le cinquième mode de réalisation en ce que la première fibre optique 10 est reliée optiquement au système optique 20 par ses deux extrémités et en ce que le système optique 20 est adapté pour mesurer le décalage en fréquence du premier et du deuxième pic Brillouin principal par une mesure du type Brillouin qui est réalisée par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation.
Le principe de mesure d'un dispositif de mesure 100 selon ce sixième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le cinquième mode de réalisation.
De même le procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce sixième mode de réalisation est sensiblement identique à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le cinquième mode de réalisation .
Un dispositif de mesure 100 selon un septième mode de réalisation présente une configuration similaire à celle d'un dispositif de mesure 100 illustré sur la figure 1. Un dispositif selon ce septième mode de réalisation se différencie d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation en ce que le système optique 20 est adapté pour mesurer la température le long de la deuxième fibre optique 30 selon un principe de mesure autre que le principe de mesure Brillouin et pour fournir une mesure de déformation le long de la première fibre optique décorrélée de la température au moyen de la mesure de température obtenue le long de la deuxième fibre optique 30.
Selon ce septième mode de réalisation, le système optique 20 est adapté pour effectuer une première mesure de température le long de la deuxième fibre optique 30 selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin. Ainsi le système optique 20 peut être adapté pour faire une mesure le long de la deuxième fibre optique 30 selon par exemple le principe de la mesure Rayleigh ou le principe de la mesure Raman .
Dans ce septième mode de réalisation, lorsque le dispositif de mesure équipe une installation présentant une température sensiblement homogène, le système optique 20 peut être adapté pour réaliser une mesure de température par transducteur à réseau de Bragg, la deuxième fibre optique comportant une pluralité de réseaux de Bragg répartis sur toute sa longueur .
La première fibre optique 10 selon le septième mode de réalisation est sensiblement identique à une première fibre optique selon le premier mode de réalisation Dans ce septième mode de réalisation le système optique est également adapté pour faire une mesure le long de la première fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin par réflectométrie . Le système permet ainsi de mesurer le long de la première fibre optique 10 le décalage en fréquence d'un pic Brillouin selon le principe de la réflectométrie . La température le long de la première fibre optique 10 étant connue de par la mesure le long de la deuxième fibre optique 30, il est possible de résoudre l'équation (1) pour obtenir une mesure de déformation le long de la première fibre optique 10 qui soit décorrélée de la température. De plus, la mesure de déformation ainsi obtenue l'est avec une sensibilité accrue vis-à-vis de l'art antérieur en raison du coefficient de calibrage en déformation augmenté de la première fibre optique 100.
Un procédé de mise en œuvre d'un dispositif de mesure 100 selon ce septième mode de réalisation consiste à :
faire une mesure de la température le long de la première fibre optique 10 au moyen de la deuxième fibre optique 30 selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin,
- faire une mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin le long de la première fibre optique 10,
analyser la mesure du décalage en fréquence de l'au moins un pic Brillouin mesurée le long de la première fibre optique 10 en utilisant la mesure de température le long de la deuxième fibre optique 30 pour déterminer la déformation décorrélée de l'influence de la température le long de la première fibre optique 10.
On peut noter que si un dispositif de mesure 10 selon ce septième mode de réalisation présente une configuration similaire à celui d'un dispositif de mesure 100 selon le premier mode de réalisation, il est également possible d'adapter un tel dispositif de mesure 100 pour correspondre à une configuration d'un dispositif de mesure 100 selon le deuxième mode de réalisation. Selon cette possibilité, la première fibre est reliée optiquement par ces deux extrémités au système optique 20 et le système optique est adapté pour effectuer une mesure du type Brillouin qui est réalisée par analyse dans le domaine temporel, fréquentiel ou de la corrélation le long de la première 10.
Un dispositif de mesure 100 selon un huitième mode de réalisation présente une configuration similaire à celle d'un dispositif de mesure 100 illustré sur la figure 6.
Un dispositif de mesure 100 selon ce huitième mode de réalisation se différencie d'un dispositif selon le sixième mode de réalisation en ce que le système optique 20 est uniquement adapté pour faire une mesure de décalage d'un pic Brillouin le long de la première fibre optique 10 et en ce que la température le long de la première fibre optique est connue .
Selon ce huitième mode de réalisation, la température le long de la première fibre optique peut être connue, soit par l'intermédiaire de capteurs de température externes au dispositif de mesure, soit par le fait que la première fibre optique équipe une installation dans laquelle la température est sensiblement constante (par exemple, certains forages pour lesquels la température est directement reliée à la profondeur de forage) .
Avec un tel dispositif, la température le long de la première fibre optique 10 étant connue, il est possible d'effectuer, selon un principe identique à celui d'un dispositif de mesure selon le septième mode de réalisation, une mesure en déformation décorrélée de la température, ceci avec une sensibilité accrue vis-à vis d'un dispositif de mesure de l'art antérieur.
La mise en œuvre d'un dispositif de mesure
100 selon ce huitième mode de réalisation peut être similaire à celle d'un dispositif de mesure 100 selon le septième mode de réalisation à la différence près que l'étape de mesure le long de la deuxième fibre optique 30 est substituée par une étape de récupération de la mesure de température obtenue au moyen de la pluralité de capteurs.
On peut également noter qu'un dispositif de mesure 100 selon ce huitième mode de réalisation peut, lorsqu'il équipe une installation dans laquelle la température ne varie sensiblement pas, également être mis en œuvre selon un procédé comprenant les étapes consistant à :
faire une mesure du décalage en fréquence d'un pic Brillouin le long de la première fibre optique 10, analyser la mesure du décalage en fréquence du pic Brillouin de manière à déterminer la déformation le long de la première fibre optique.
En effet, dans une installation 1 dans laquelle la température ne varie sensiblement pas, la mesure d'un décalage d'un pic Brillouin a pour origine les déformations imposées à la première fibre optique et permet donc de remonter directement à ces déformations. Selon cette possibilité, il n'est donc pas nécessaire de décorréler la mesure de déformation.
Si l'ensemble des dispositifs de mesure 100 décrits ci-dessus sont adaptés soit pour faire uniquement une mesure de déformation le long de la première fibre, soit pour faire une mesure de déformation et de température le long de la première fibre optique, un dispositif de mesure selon l'invention peut également être adapté pour réaliser une mesure simultanée de déformation et d'un autre paramètre que la température. Ainsi, par exemple, le dispositif de mesure 100 peut être adapté pour réaliser simultanément une mesure de déformation et de quantité d'hydrogène présent dans l'installation selon le principe décrit dans la demande de brevet français dont le numéro de dépôt est 1162587, ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure (100) de déformation le long d' au moins une première fibre optique (10), le dispositif de mesure (100) comportant :
la première fibre optique (10), un système optique (20) relié optiquement à la première fibre optique (10) et adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin afin de déterminer la déformation le long de la première fibre optique (10),
le dispositif de mesure (100) étant caractérisé en ce que la première fibre optique (10) comporte un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine d' CLU. moins 6"6 / préférentiellement d'au moins 14%.
2. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 1, dans lequel le système optique (10) est en outre adapté pour faire une mesure selon le principe de la mesure Brillouin le long de la première fibre optique (10) d'un autre paramètre que la déformation, l'autre paramètre mesuré étant préférentiellement la température.
3. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel il est outre prévu une deuxième fibre optique (30) comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, la deuxième fibre optique (30) étant reliée optiquement au système optique et s' étendant le long de la première fibre optique (10) .
4. Dispositif de mesure (100) selon les revendications 2 et 3, dans lequel le système optique
(20) est adapté pour mesurer la fréquence de décalage d'au moins un pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique (10, 30), le système optique (20) comprenant en outre un moyen de commande et d'analyse adapté pour effectuer une opération de décorrélation à partir des mesures du pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique afin de déterminer une mesure de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre qui soient décorrélées l'une de l'autre.
5. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 4, dans lequel la première et la deuxième fibre optique (10, 30) sont toutes deux reliées optiquement directement au système optique (20) en parallèle l'une de l'autre.
6. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la première fibre optique (10) comprend une première extrémité par laquelle elle est reliée optiquement au système optique (20) et une deuxième extrémité par laquelle elle est reliée optiquement à la deuxième fibre optique (30) .
7. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 3, dans lequel le système optique (20) est adapté pour faire une mesure de température le long de la première fibre optique (10) au moyen de la deuxième fibre optique (30) selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin, le système optique (20) étant également adapté pour fournir une mesure de déformation le long de la première fibre optique (10) selon le principe de la mesure Brillouin qui soit décorrélée de la température au moyen de la mesure de température obtenue au moyen de la deuxième fibre optique (30) .
8. Dispositif de mesure (100) selon la revendication 2, dans lequel la première fibre optique (10) est adaptée pour présenter un phénomène de rétrodiffusion et/ou de gain Brillouin avec au moins un premier et un deuxième pic Brillouin principal, le système optique (20) étant adapté pour faire une mesure de fréquence de décalage du premier et du deuxième pic Brillouin principal le long de la première fibre optique (10), le système optique (20) comprenant en outre un moyen de commande et d' analyse adapté pour effectuer une opération de décorrélation à partir des mesures de fréquence du premier et du deuxième pic Brillouin le long de la première fibre optique (10) afin de déterminer une mesure de la déformation et de l'autre paramètre le long de la première fibre optique (10) qui soient décorrélées l'une de l'autre.
9. Utilisation d'une fibre optique (10) comportant un cœur de fibre comprenant une proportion molaire en alumine d' au moins 6% pour mesurer la déformation le long de ladite fibre optique (10) selon le principe de la mesure Brillouin.
10. Utilisation d'une fibre optique (10) selon la revendication 9, dans laquelle la fibre optique est utilisée pour mesurer, sensiblement simultanément à la déformation, un autre paramètre le long de la fibre optique selon le principe de la mesure Brillouin, l'autre paramètre étant préférentiellement la température.
11. Procédé de mesure de déformation le long d'une première fibre optique (10) comportant un cœur de fibre comprenant une proportion molaire en alumine d' CLU. moins 6"6 / le procédé comprenant les étapes consistant à :
faire une mesure du décalage en fréquence d'au moins un pic Brillouin le long de la première fibre optique (10),
analyser la mesure du décalage en fréquence de l'au moins un pic brillouin de manière à déterminer la déformation le long de la première fibre optique (10).
12. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de mesure consiste en la mesure du décalage en fréquence d' au moins deux pics Brillouin le long de la première fibre optique (10), et dans lequel l'étape d'analyse de la mesure du décalage de l'au moins un pic consiste en l'analyse de la mesure de décalage en fréquence des au moins deux pics Brillouin afin de déterminer de manière décorrélée la déformation et la température le long de la première fibre optique (10) .
13. Procédé selon la revendication 11 dans lequel il est mis en œuvre une deuxième fibre optique (30) comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, ladite deuxième fibre optique (30) s' étendant le long de la première fibre optique, le procédé comprenant en outre une étape de mesure de décalage en fréquence d' au moins un pic Brillouin le long de la deuxième fibre optique (30), l'étape d'analyse consiste à analyser la mesure du décalage en fréquence de l'au moins un pic Brillouin le long de la première et de la deuxième fibre optique (10, 30) de manière à déterminer la déformation et la température le long de la première fibre optique (10) .
14. Procédé selon la revendication 11 dans lequel il est mis en œuvre une deuxième fibre optique (20) comportant un cœur de fibre avec une proportion molaire en alumine inférieure à 0,5%, ladite deuxième fibre optique (20) s' étendant le long de la première fibre optique (10), le procédé comprenant en outre une mesure de la température le long de la première fibre optique (10) au moyen de la deuxième fibre optique (30) selon un principe de mesure autre que celui de la mesure Brillouin, ladite mesure le long de la deuxième fibre optique (30) étant utilisée lors de l'étape d'analyse pour déterminer la déformation décorrélée de l'influence de la température le long de la première fibre optique (10) .
PCT/EP2013/070723 2012-10-08 2013-10-04 Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations WO2014056801A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259575 2012-10-08
FR1259575A FR2996634B1 (fr) 2012-10-08 2012-10-08 Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014056801A1 true WO2014056801A1 (fr) 2014-04-17

Family

ID=47215655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/070723 WO2014056801A1 (fr) 2012-10-08 2013-10-04 Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2996634B1 (fr)
WO (1) WO2014056801A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014304A (zh) * 2017-04-17 2017-08-04 西安交通大学 一种高精度拱坝变形监测设备和测量方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3050818B1 (fr) * 2016-04-29 2020-02-21 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Dispositif de mesure de deformations endogenes
FR3084741B1 (fr) * 2018-08-02 2021-05-21 Inst De Radioprotection Et De Surete Nucleaire Procede de determination de la deformation d'une structure de beton au cours du temps

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1162587A (fr) 1956-06-25 1958-09-15 Application du poids du volume du liquide déplacé, pour l'obtention de la force motrice par l'eau, et la propulsion des navires
US5170457A (en) * 1991-10-11 1992-12-08 Jen Cheng Kuei Optical fibers with preset stimulated backward Brillouin scattering thresholds
EP1901096A2 (fr) 2006-09-12 2008-03-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fibre optique et dispositif de fibre optique
US20080239282A1 (en) * 2006-10-20 2008-10-02 Lufan Zou Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature
EP2056139A1 (fr) 2007-11-01 2009-05-06 Furukawa Electric North America Inc. (a Delaware Corporation) Amplificateurs de fibre à grande surface avec une diffusion Brillouin stimulée réduite
US20120123702A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Xin Chen System and Method for Simultaneously Determining Strain and Temperature Characteristics of an Object

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1162587A (fr) 1956-06-25 1958-09-15 Application du poids du volume du liquide déplacé, pour l'obtention de la force motrice par l'eau, et la propulsion des navires
US5170457A (en) * 1991-10-11 1992-12-08 Jen Cheng Kuei Optical fibers with preset stimulated backward Brillouin scattering thresholds
EP1901096A2 (fr) 2006-09-12 2008-03-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Fibre optique et dispositif de fibre optique
US20080239282A1 (en) * 2006-10-20 2008-10-02 Lufan Zou Method and system for simultaneous measurement of strain and temperature
EP2056139A1 (fr) 2007-11-01 2009-05-06 Furukawa Electric North America Inc. (a Delaware Corporation) Amplificateurs de fibre à grande surface avec une diffusion Brillouin stimulée réduite
US20120123702A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Xin Chen System and Method for Simultaneously Determining Strain and Temperature Characteristics of an Object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI HONG-LIANG ET AL: "ELECTROMAGNETISM, OPTICS, ACOUSTICS, HEAT TRANSFER, CLASSICAL MECHANICS, AND FLUID DYNAMICS;Acoustic longitudinal mode coupling in w-shaped Al/Ge Co-doped fibre", CHINESE PHYSICS B, CHINESE PHYSICS B, BRISTOL GB, vol. 20, no. 10, 7 October 2011 (2011-10-07), pages 104211, XP020212369, ISSN: 1674-1056, DOI: 10.1088/1674-1056/20/10/104211 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014304A (zh) * 2017-04-17 2017-08-04 西安交通大学 一种高精度拱坝变形监测设备和测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2996634A1 (fr) 2014-04-11
FR2996634B1 (fr) 2014-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7628531B2 (en) Methods and apparatus for dual source calibration for distributed temperature systems
US8520197B2 (en) Distributed optical fibre sensing
EP2307856B1 (fr) Capteur a fibre optique auto-reference a diffusion brillouin stimulee
EP3207340B1 (fr) Détection brillouin distribuée utilisant une corrélation
US9958300B2 (en) Time division multiplexing (TDM) and wavelength division multiplexing (WDM) fast-sweep interrogator
Zhao et al. Spatial-division multiplexed hybrid Raman and Brillouin optical time-domain reflectometry based on multi-core fiber
MX2011001797A (es) Multiplexion en el dominio del tiempo de detectores interferometricos.
EP3353502B1 (fr) Systeme de mesure et capteur de temperature et/ou de deformation par analyse de retroreflexion brillouin.
CN101852626A (zh) 窄带分布反馈激光器波长扫描光纤光栅传感装置
EP2798334B1 (fr) Dispositif de detection et/ou de dosage d'hydrogene et procede de detection et/ou de dosage d'hydrogene
CA2646312C (fr) Etalonnage a double source pour systemes de temperature repartie
EP3087358B1 (fr) Dispositif de caractérisation d'un phénomène physique par ablation de fibre optique à réseaux de bragg
WO2014056801A1 (fr) Dispositif de mesure de deformations le long d'au moins une fibre optique, utilisation d'une fibre optique pour faire une mesure de deformations et procede de mesure de deformations
CN101769762B (zh) 一种光纤啁啾光栅传感解调系统
FR3014552B1 (fr) Dispositif de surveillance de la deformation d'un ouvrage, utilisation d'une fibre optique et procede de surveillance particulierement adaptes aux environnements irradies
Srinivasan et al. 12 Distributed Fiber-Optic Sensors and Their Applications
US20220381644A1 (en) Method and system for extracting information from an optical signal
Romanet et al. Towards single-photon Brillouin optical time domain reflectometry
Zhang et al. Optimum design of 30-km long-distance distributed optical fiber Raman temperature sensor system
Vamsi et al. Fault detection in fiber optic communication cable by coherent anti-stokes Raman scattering using superconducting nanowire single-photon detector
Srinivasan et al. 12 Distributed Fiber-Optic
Kim et al. Fiber Bragg grating sensor system for dynamic strain measurement without optical fibers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13771533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13771533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1