ES2528327B1 - Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado - Google Patents
Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado Download PDFInfo
- Publication number
- ES2528327B1 ES2528327B1 ES201331017A ES201331017A ES2528327B1 ES 2528327 B1 ES2528327 B1 ES 2528327B1 ES 201331017 A ES201331017 A ES 201331017A ES 201331017 A ES201331017 A ES 201331017A ES 2528327 B1 ES2528327 B1 ES 2528327B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- signal
- optical fiber
- band
- stimulated
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000010259 detection of temperature stimulus Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
- G01D5/35354—Sensor working in reflection
- G01D5/35358—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
- G01D5/35364—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using inelastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Brillouin or Raman backscattering
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
- H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
- H04B10/07955—Monitoring or measuring power
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
- H04B10/0797—Monitoring line amplifier or line repeater equipment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Basado en detección diferencial en sensores distribuidos basados en scattering estimulado Brillouin sobre fibra óptica, consistente en separar las dos señales de las que está compuesta la señal de sonda y obtener la diferencia entre la banda de amplificación y la banda de atenuación estimuladas, o viceversa. Se obtiene de este modo una señal con mayor amplitud que en el caso de realizarse una detección con una sola banda. Así se mejora la relación señal-ruido en la señal del sensor, rango dinámico y se aumenta la longitud de alcance así como se disminuye la incertidumbre de la medida. Además se elimina el ruido común que haya presente en las dos bandas de la señal de sonda y, en el caso de emplear un detector balanceado en detección, se mejora las características de saturación del detector, pudiéndose conseguir amplitudes de señal mucho más grandes que en el caso convencional de detección.
Description
5
10
15
20
25
30
DESCRIPCION
SISTEMA DE DETECCION DIFERENCIAL PARA SENSORES DISTRIBUIDOS SOBRE FIBRA OPTICA BASADOS EN SCATTERING BRILLOUIN ESTIMULADO
SECTOR DE LA TECNICA
La presente invention pertenece al sector de las tecnolog^as fisicas aplicandose a sistemas de medicion basados en sensores distribuidos sobre fibra optica.
El objeto principal de la presente invencion es un sistema de detection para la mejora del rango dinamico (aumento del alcance de medida) en sensores distribuidos sobre fibra optica. La mejora indicada por la invencion es aplicable al desarrollo de equipos electroopticos de sensado distribuido, basados en el fenomeno de scattering no lineal Brillouin estimulado, con aplicacion en multitud de sectores como por ejemplo el de la ingenieria civil, la industria, la energia, el medio ambiente y otros en los que se requiera la monitorizacion de temperatura o deformaciones (o cualquier magnitud derivada) sobre largas distancias.
ESTADO DE LA TECNICA
Los sensores distribuidos constituyen una tecnica atractiva y prometedora para la monitorizacion de parametros como la deformation y la temperatura sobre largas distancias. Los sensores de fibra optica distribuidos estan basados en una modulation de la intensidad o de la frecuencia de la luz introducida en la fibra, y una deteccion smcrona con la que podemos determinar la position en la que se produce la perturbation. De forma general cualquier fractura o dano en la estructura da lugar a una variation en la intensidad de luz que se transmite a lo largo de la fibra. Dentro de este tipo de sensores podemos destacar los sensores basados en tecnicas de backscatter (retrodifusion) lineal y los basados en efectos no lineales como son el scattering Brillouin y el scattering Raman. En los ultimos anos, los basados en scattering Raman y Brillouin han experimentado una creciente aplicacion en la instrumentation de todo tipo de infraestructuras civiles (puentes, tuneles, edificios, presas,...), de transporte (aviones, lmeas ferroviarias,...), industriales y energeticas (conducciones de gas, de agua, plataformas petroliferas,...).
El efecto Brillouin es una interaction acusto-optica estimulada que se produce de forma muy eficaz en fibras opticas. En terminos simples, el efecto Brillouin se obtiene cuando se introduce luz laser (espectralmente estrecha y suficientemente potente) en una fibra optica. A efectos de notation, podemos suponer que esta centrada a una frecuencia optica fo. La presencia de esta luz induce una ganancia sobre un haz de luz que se propaga en sentido
5
10
15
20
25
30
contrario, a la frecuencia fo-VB. De la misma forma, se induce una atenuacion sobre un haz de luz que se propaga en sentido contrario, a la frecuencia f0+VB. El parametro vb se denomina desplazamiento Brillouin y es sensible a cambios de temperatura o deformacion de la fibra. Este hecho se emplea para la detection distribuida de cambios de temperatura y deformaciones.
Basados en este fenomeno fisico, se han desarrollado a lo largo de los anos distintas variedades de sensores, entre los que citamos: BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analyzer), BOFDA (Brillouin Optical Frequency Domain Analyzer) y BOCDA (Brillouin Optical Correlation Domain Analysis), BOTDA o BOFDA con asistencia Raman de cualquier orden y en cualquier configuration, V-BOTDA (Vectorial Brillouin Optical Time Domain Analyzer, en el que se modula la sonda y/o el bombeo de alguna manera), Coded- BOTDA (BOTDA con codification de pulsos), DPP_BOTDA (BOTDA con medida diferencial basada en pulsos de distinta anchura), etc., asi como cualquiera de las combinaciones de estos posible.
En los sensores BOTDA, y su variantes, para obtener la frecuencia Brillouin se manda uno o varios pulsos (en el caso de coded-BOTDA, por ejemplo) por la fibra y una senal continua (modulada o no) contrapropagante a este. Para obtener el parametro vb, se analiza la diferencia de frecuencia entre el pulso enviado y la onda continua cuando se maximiza la amplification de la onda continua contrapropagante. Para ello es preciso realizar un barrido de frecuencia. Al estar pulsada la luz, la amplificacion registrada en el dominio del tiempo dependera ademas de la position en la que se encuentre el pulso en cada instante. Con ello puede trazarse un mapa de desplazamiento Brillouin en funcion de la distancia. Las variaciones de desplazamiento Brillouin se pueden relacionar con variaciones de temperatura o deformacion.
El caso de los sensores BOFDA y sus variantes se diferencia de los anteriores en que en vez de un pulso se manda por la fibra una senal modulada en amplitud, con una frecuencia variable. Para realizar cada medida es necesario hacer un barrido en frecuencia de la senal de sonda, ademas de un barrido en la modulacion de la senal de bombeo.
En los sensores basados en tecnologia BOCDA y sus posibles variantes se aprovecha el hecho de que el scattering Brillouin estimulado depende de la correlation entre las dos
5
10
15
20
25
30
ondas que lo generan y la eficiencia del proceso baja de forma abrupta debido a cambios de frecuencia, fase o polarizacion. En esencia, el funcionamiento del BOCDA se apoya en la reduccion artificialmente de la correlation, mediante una modulation inteligente, entre las ondas que generan scattering Brillouin estimulado en cualquier punto de la fibra, excepto en el punto de estudio.
En el caso de los sensores basados en BOTDA y BOFDA existe una limitation insalvable e inherente a la fibra optica que es la atenuacion que sufre la luz al propagarse por ella. El rango en longitud de medida que presentan todos estos sistemas esta cercano a la decena de metros y en torno al medio centenar de kilometros.
En el caso de los BOCDA las senales obtenidas son debiles, generalmente, y conviene tener estrategias para mejorar la relation senal ruido de las mismas (SNR).
Los principales sistemas de sensado distribuido en fibras existentes en el mercado, bajo nuestro conocimiento, son:
FOS-TA: Fibre Optic Sensing Technology and Applications. Distributed Temperature and Strain Sensing (DTS & DTSS) System. Singapur. Maximo Rango de medida 30 km.
Omnisens: DiTeSt: Distributed Temperature & Strain monitoring instruments. Suiza. Hasta 30 km. SMARTECH (Suiza) comercializa un instrumento similar.
Neubrex Ldt. Japan. NEUBRESCOPE : Pre-Pump BOTDA Technique, Hasta 25 km. YOKOGAWA AQ8603 Optical Fiber Strain Analyzer, basado en Brillouin espontaneo.
OZ-OPTICS DTS0115 “Distributed Brillouin sensor system based on DFB lasers using offset locking”.
SENSORNET DTSS “Distributed Temperature & Strain Sensor” (10 Hz).
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La invention describe un sistema de detection para los sistemas anteriormente citados basados en scattering estimulado Brillouin (sistemas tipo BOTDA, BOFDA y BOCDA
5
10
15
20
25
30
incluyendo sus variantes como por ejemplo la asistencia Raman de cualquier orden o la variante vectorial de los mismos, etc.) que permite mejorar el rango dinamico (aumento del alcance de medida o la relation senal ruido en cada punto).
En todos los sistemas citados anteriormente la detection se realiza en el extremo desde el que se lanza el bombeo. Para ello, se detecta (con un fotodetector) la senal de sonda en funcion del tiempo de vuelo de la senal de bombeo en la fibra. Normalmente la senal de sonda se compone de dos frecuencias (una a fo+VB y otra a fo-VB), siendo vb la diferencia de frecuencia entre bombeo y sonda. Los sistemas convencionales aislan en deteccion una de las dos frecuencias que componen la sonda y la detectan con un unico fotodetector, obteniendo senales de ganancia o atenuacion en funcion de la banda elegida.
El presente sistema consiste en primer lugar en un conjunto de dispositivos con los que se consigue, en primer lugar, separar de manera adecuada las dos senales correspondientes a la banda amplificada y a la banda atenuada a lo largo de la fibra optica objeto de monitorizacion. Para ello se podra usar cualquier tipo de dispositivo optico que no distorsione estas senales de forma irreparable. A continuation se procede a obtener la diferencia entre la banda de amplification y la banda de atenuacion estimuladas, o viceversa. Se obtiene de este modo una senal con mayor amplitud que en el caso de realizarse una deteccion con una sola banda. Con este aumento de amplitud mejoramos la relacion senal-ruido en la senal del sensor, mejorando el rango dinamico y aumentando por tanto la longitud de alcance asi como disminuyendo la incertidumbre de la medida. Esta configuration tiene mas ventajas anadidas: primero, se elimina el ruido comun que haya presente en las dos bandas de la senal de sonda. Segundo, en el caso de emplear un detector balanceado en deteccion, se mejora las caractensticas de saturation del detector, pudiendose conseguir amplitudes de senal mucho mas grandes que en el caso convencional de deteccion.
A continuacion se describen distintas posibles realizaciones de la invencion descrita sin animo de excluir ninguna otra posible:
a) Las senales de sonda amplificada y atenuada se dividen a la salida de la fibra optica sensora de manera que se puedan analizar por separado. El dispositivo para realizar esta separation sera cualquiera que permita diferenciar ambas senales, por
5
10
15
20
25
30
ejemplo un dispositivo que discrimine en frecuencia. Una vez separadas estas dos senales de manera que se puedan analizar de forma independiente, la tecnica de detection se basa en un detector balanceado. Este por medio de un amplificador de transimpedancia obtiene una tension proporcional a la diferencia de fotocorrientes medidas por dos fotodiodos cuando a sus entradas se conectan dos senales opticas correspondientes a la banda de amplification estimulada y a la banda de atenuacion estimulada.
b) Como en la realization anterior pero en vez de usar un dispositivo de discrimination espectral para separar las dos senales se usara uno de discriminacion en polarization, siempre y cuando las dos bandas de senal tengan polarizaciones ortogonales.
c) Como en la realizacion a) pero en este caso el detector balanceado es sustituido por dos detectores simples (fotoreceptores). Cada detector tiene a su entrada la senal optica de una de las bandas (amplificacion y atenuacion). Posteriormente algun elemento electronico o logico obtiene la diferencia de las salidas de los dos detectores o algun procesado equivalente que mejore la relation senal-ruido.
d) Como en la realizacion b) pero en este caso se utiliza un detector balanceado. DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la description que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas de la invention, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
FIGURA 1.-
(a) Esquema espectral caracteristico de los sistemas BOTDA, BOFDA y BOCDA y los derivados de ellos.
(b) Tipica configuration experimental de los sistemas BOTDA, BOFDA y BOCDA y los derivados de ellos.
5
10
15
20
25
30
FIGURA 2.- Muestra un esquema de configuration experimental de acuerdo con las propuestas a) y b) de realization del sistema objeto de invention.
El bloque A representa la union de los cuatro elementos 1, 2, 3 y 7 descritos en la FIGURA 1. El elemento B en este caso representa un sistema de filtrado que permite separar la banda de la senal de sonda amplificada y la banda de la senal de sonda atenuada. El bloque 6 representa el detector balanceado.
FIGURA 3.- Muestra un esquema de acuerdo con la propuesta c) de realizacion del sistema objeto de invencion.
Los bloques A y B representan los mismos elementos que en la FIGURA 2. Los bloques 6i y 6ii representan los dos fotoreceptores que recogeran las dos senales correspondientes a la senal amplificada y a la senal atenuada. El bloque 6iii cualquier sistema capaz de calcular la diferencia de la salida de los detectores (software, electronicamente, opticamente...).
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
El sistema de detection propuesto para la mejora del rango dinamico y el aumento del alcance de medida se aplica a cualquier sensor distribuido Brillouin de fibra optica cuya tecnologia de medida este basada en sistemas BOTDA, BOFDA o BOCDA asi como a cualquiera de sus variantes (Vectorial-BOTDA/BOFDA, Raman Assisted-BOTDA/BOFDA u otros).
Todos los sistemas basados en estas tecnicas presentan un esquema de senales en frecuencia como el que se representa en la FIGURA 1a, en donde a ambos lados de la senal de bombeo (generada en el elemento 1 de la FIGURA 1b) con la que se genera scattering Brillouin se introducen dos senales contrapropagantes a este (generadas en el elemento 2 de la FIGURA 1b) representadas en lmea continua en la FIGURA 1a. Estas dos senales deben estar equiespaciadas respecto a la senal de bombeo en el espectro optico. Cuando estas senales se encuentren separadas del bombeo una frecuencia proxima a vb y dentro de la banda de ganancia o atenuacion Brillouin generada por el bombeo, experimentaran una ganancia o una atenuacion en su amplitud al propagarse por la fibra optica bajo test (representada por el elemento 3 de la FIGURA 1b) junto con la senal de bombeo. El resultado de estos procesos simultaneos de amplification y atenuacion se extrae de la lmea de natural
5
10
15
20
25
30
de propagation de la luz mediante el dispositivo representado por el elemento 4 de la FIGURA 1b. Este dispositivo puede estar disenado y fabricado tanto en tecnologia de fibra optica como en cualquier otra tecno^a. En los elementos 5 y 6 de la FIGURA 1b tienen lugar todos los procesos y acciones necesarios para obtener, de estas dos senales (atenuada y amplificada por scattering Brillouin estimulado), la senal resultado de la monitorizacion de la fibra bajo test (3), segun se recoge en la description de esta patente.
Dicho sistema de detection puede ser materializado de la siguiente manera:
a) Para un sistema BOTDA.
i. Se utilizan dos o mas senales luminosas, bombeo (1) (esta senal se emitira en regimen pulsado) y sonda o sondas (2), que se introducen en la fibra optica sensora (3) en sentido contra-propagante. Ambas senales se introducen en la fibra a traves de sistemas de insercion/extraccion (4), por ejemplo un circulador, e insertion (7), por ejemplo un splitter.
La fibra optica sensora (3) se tiende a lo largo del elemento objeto del sensado, por ejemplo una gran infraestructura civil.
Se utiliza un filtro optico (5) de discrimination espectral, mediante el cual conseguiremos separar las bandas de interes, que presentan frecuencias simetricas respecto a la frecuencia central del bombeo.
Posteriormente, en deteccion (6) se calcula la diferencia entre la amplitud de ambas bandas mediante un detector balanceado o detectores simples en combination con elementos electronicos, electro-opticos, opticos o por software, obteniendo asi una senal con mayor potencia que con banda unica.
ii. Como en la realization (i) pero separando las senales de sonda amplificada y atenuada mediante elementos sensibles a la polarization. Para ello sera necesario que las dos bandas de la senal de sonda tengan polarizaciones ortogonales, lo cual obliga a un diseno espedfico del dispositivo con el que se genera la senal de sonda. Respecto a la realizacion (i), se sustituye el filtro de discriminacion espectral por un filtro de discriminacion en polarizacion.
iii. Como en la realizacion (i) y (ii) combinando los dos tipos de filtros.
b) Para un sistema BOFDA igual que la realization (a), solo que en este caso el bombeo esta modulado en lugar de pulsado.
c) Para un sistema BOCDA igual que la realizacion (a), solo que en este caso hay una
5 modulation de frecuencia tanto en el bombeo como en la sonda.
Claims (4)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Sistema de detection diferencial para sensores distribuidos sobre fibra optica basados en scattering Brillouin estimulado caracterizado porque comprende:- una o mas fuentes luminosas utilizadas como fuentes de bombeo y sonda para generar el efecto de scattering Brillouin estimulado (1,2),- fibra optica (3) utilizada como elemento sensor, que se conecta a las fuentes luminosas mediante un puerto de entrada/salida (4) y de entrada (7),- un elemento o dispositivo que divida la senal a la salida de la fibra optica sensora (3) de manera que se puedan analizar la banda amplificada y la banda atenuada en el proceso de scattering Brillouin, por separado. El dispositivo para realizar esta separation sera cualquiera que permita diferenciar ambas senales, por ejemplo un dispositivo que discrimine en frecuencia.- un sistema detector (6) capaz de recoger y procesar las senales de la banda de sonda amplificada y la banda de sonda atenuada (diferencia entre la banda de amplification y la banda de atenuacion estimuladas, o viceversa) y que no distorsione estas senales de forma irreparable.
- 2. Sistema de deteccion diferencial para sensores distribuidos sobre fibra optica basados en scattering Brillouin estimulado, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el sistema detector (6) consiste en un detector balanceado.
- 3. Sistema de deteccion diferencial para sensores distribuidos sobre fibra optica basados en scattering Brillouin estimulado, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque:- el detector balanceado recogido en la reivindicacion 2 es sustituido por dos detectores simples (fotoreceptores). Cada detector tiene a su entrada la senal optica de una de las bandas (amplificacion y atenuacion),- algun elemento electronico o logico que obtenga la diferencia de las salidas de los dos detectores o algun procesado equivalente que mejore la relation senal- ruido.
- 4. Sistema de deteccion diferencial para sensores distribuidos sobre fibra optica basados en scattering Brillouin estimulado, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque en vez de usar un dispositivo de discriminacion espectral para separar las dos senales se usara uno de discriminacion en polarizacion, siempre y 5 cuando las dos bandas de senal tengan polarizaciones ortogonales.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331017A ES2528327B1 (es) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado |
AU2014286025A AU2014286025A1 (en) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | System and method of distributed sensing on optical fiber based on stimulated brillouin scattering |
MX2016000155A MX2016000155A (es) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | Sistema y metodo de sensado distribuido sobre fibra optica basado en scattering brillouin estimulado. |
US14/902,819 US9806805B2 (en) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | Distributed fiber optic sensing system and method based on stimulated brillouin scattering |
PCT/ES2014/070540 WO2015001162A1 (es) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | Sistema y método de sensado distribuido sobre fibra óptica basado en scattering brillouin estimulado |
CA2917284A CA2917284A1 (en) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | System and method of distributed sensing on optical fiber based on stimulated brillouin scattering |
EP14820065.2A EP3018453A4 (en) | 2013-07-05 | 2014-07-03 | Distributed fibre optic sensing system and method based on stimulated brillouin scattering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331017A ES2528327B1 (es) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2528327A1 ES2528327A1 (es) | 2015-02-06 |
ES2528327A8 ES2528327A8 (es) | 2015-06-09 |
ES2528327B1 true ES2528327B1 (es) | 2015-12-18 |
Family
ID=52143150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES201331017A Active ES2528327B1 (es) | 2013-07-05 | 2013-07-05 | Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9806805B2 (es) |
EP (1) | EP3018453A4 (es) |
AU (1) | AU2014286025A1 (es) |
CA (1) | CA2917284A1 (es) |
ES (1) | ES2528327B1 (es) |
MX (1) | MX2016000155A (es) |
WO (1) | WO2015001162A1 (es) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180260864A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Facebook, Inc. | Merchant-facing Queue Interface |
IL251841A0 (en) * | 2017-04-20 | 2017-07-31 | Univ Bar Ilan | Distributed sensing by optical fiber using guided acoustic patterns |
CN110112636B (zh) * | 2018-02-01 | 2020-10-16 | 桂林电子科技大学 | 基于双芯光纤产生两倍布里渊频率微波信号的装置 |
CN112161778B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-08-02 | 南昌航空大学 | 基于回归概率分布的分布式光纤扰动定位方法 |
US11677470B2 (en) * | 2021-01-21 | 2023-06-13 | Nec Corporation | Concurrent sensing distributed fiber optic sensor placement |
WO2022225980A1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-10-27 | Arris Enterprises Llc | Failure detection method integrated in optical amplifiers and remote optical transmitters for radio frequency on glass (rfog) and distributed access architecture (daa) cable television (catv) networks |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003166904A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバの波長分散値、非線形定数測定方法及び測定装置 |
JP4120315B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2008-07-16 | 富士ゼロックス株式会社 | 光スイッチングシステム |
US6947129B1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-09-20 | National Research Council Of Canada | Method and apparatus for measuring polarization-mode dispersion |
WO2006001071A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Neubrex Co., Ltd. | 分布型光ファイバセンサ |
US7519253B2 (en) * | 2005-11-18 | 2009-04-14 | Omni Sciences, Inc. | Broadband or mid-infrared fiber light sources |
US8203707B2 (en) * | 2007-11-13 | 2012-06-19 | Wei Xu | Method and apparatus for distributed sensing utilizing optical scattering in optical waveguides |
WO2010027422A2 (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Battery power supply having a fluid consuming battery with an improved fluid manager |
US20110090936A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Redfern Integrated Optics, Inc. | System and method for using coherently locked optical oscillator with brillouin frequency offset for fiber-optics-based distributed temperature and strain sensing applications |
WO2012098911A1 (ja) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | 日本電信電話株式会社 | 光信号増幅装置 |
CN102147236B (zh) | 2011-03-23 | 2012-09-26 | 南京大学 | 一种全分布式光纤应变及振动的传感方法与传感器 |
US8493555B2 (en) * | 2011-04-29 | 2013-07-23 | Corning Incorporated | Distributed Brillouin sensing systems and methods using few-mode sensing optical fiber |
ES2392527B1 (es) * | 2011-05-13 | 2013-11-11 | Universidad Pública de Navarra | Dispositivo y procedimiento para la medida de la distribución de magnitudes físicas en una fibra óptica |
US20130229649A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-05 | Ming-Jun Li | Optical brillouin sensing systems |
US8953947B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-02-10 | Finisar Corporation | Bandwidth efficient dual carrier |
CN102759371B (zh) * | 2012-07-19 | 2014-10-15 | 南京大学 | 融合cotdr的长距离相干检测布里渊光时域分析仪 |
US8982340B2 (en) * | 2012-07-20 | 2015-03-17 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Fast brillouin optical time domain analysis for dynamic sensing |
ITBO20130142A1 (it) * | 2013-03-29 | 2014-09-30 | Filippo Bastianini | Interrogatore per sensori distribuiti a fibra ottica per effetto brillouin stimolato impiegante un laser brillouin ad anello sintonizzabile rapidamente |
WO2015101995A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-09 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd | Pump-power-independent double slope-assisted distributed and fast brillouin fiber-optic sensor |
-
2013
- 2013-07-05 ES ES201331017A patent/ES2528327B1/es active Active
-
2014
- 2014-07-03 WO PCT/ES2014/070540 patent/WO2015001162A1/es active Application Filing
- 2014-07-03 CA CA2917284A patent/CA2917284A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-03 EP EP14820065.2A patent/EP3018453A4/en not_active Withdrawn
- 2014-07-03 AU AU2014286025A patent/AU2014286025A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-03 US US14/902,819 patent/US9806805B2/en active Active
- 2014-07-03 MX MX2016000155A patent/MX2016000155A/es unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160182149A1 (en) | 2016-06-23 |
AU2014286025A2 (en) | 2016-03-17 |
EP3018453A1 (en) | 2016-05-11 |
ES2528327A1 (es) | 2015-02-06 |
MX2016000155A (es) | 2016-08-03 |
CA2917284A1 (en) | 2015-01-08 |
ES2528327A8 (es) | 2015-06-09 |
AU2014286025A1 (en) | 2016-02-18 |
EP3018453A4 (en) | 2017-02-22 |
US9806805B2 (en) | 2017-10-31 |
WO2015001162A1 (es) | 2015-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2528327B1 (es) | Sistema de detección diferencial para sensores distribuidos sobre fibra óptica basados en scattering brillouin estimulado | |
US11815373B2 (en) | Distributed optical sensing systems and methods | |
ES2625655T3 (es) | Método y aparato de medición optoelectrónica de Brillouin | |
Posey Jr et al. | Strain sensing based on coherent Rayleigh scattering in an optical fibre | |
KR100930342B1 (ko) | 분포 광섬유 센서 시스템 | |
CN102589748B (zh) | 基于光纤瑞利与布里渊原理的环境温度测量方法 | |
KR20110075680A (ko) | 브릴루앙 동적 격자의 시간 영역 분석을 이용한 분포형 광섬유 센서 장치 및 그 센싱 방법 | |
CN206440242U (zh) | 一种基于botda和定点应变光缆的分布式位移传感器 | |
ES2954238T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de reconstrucción de una onda electromagnética vectorial retrodispersada | |
US11920963B2 (en) | Method and system for optical fiber sensing | |
ES2388629B1 (es) | Sistema para la mejora del rango dinámico y la reducción de la incertidumbre de medida en sensores distribuidos sobre fibra óptica. | |
CN105890797A (zh) | 温度和应力同时探测的高光谱瑞利-布里渊光时域反射计 | |
US20170115138A1 (en) | Method and system for optical fiber sensing | |
CN103940501A (zh) | 一种基于动态相位解调的botda分布式振动传感*** | |
Sun et al. | Wideband fully-distributed vibration sensing by using UWFBG based coherent OTDR | |
CN102829812A (zh) | 基于光学锁相环锁定两台激光器频率的布里渊光时域分析仪 | |
ES2354946T3 (es) | Sistema y método para medir distancias, desplazamientos y acciones mecánicas. | |
CN102620856B (zh) | 分布式光纤布里渊应变和温度传感器 | |
CN104729750A (zh) | 一种基于布里渊散射分布式光纤温度传感器 | |
CN104729751A (zh) | 一种基于布里渊散射分布式光纤温度和应力传感器 | |
CN202533198U (zh) | 分布式光纤布里渊应变和温度传感器 | |
Chen et al. | Self-copy-shift-based differential phase extracting method for fiber distributed acoustic sensing | |
RU2539849C2 (ru) | Способ и устройство распределенного измерения двулучепреломления в волокнах с сохранением поляризации (варианты) | |
CN203224310U (zh) | 布里渊光时域反射仪 | |
Parikh Meera et al. | A Survey Paper of Optical Fiber Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2528327 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20151218 |