РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ ОПТОВОЛОКОННЫЙ ДАТЧИК Российский патент 2009 года по МПК G01B11/16 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Распределенный оптоволоконный датчик для измерения деформации и/или температуры с использованием явления бриллюэновского рассеяния содержит источник ступенчатого оптического светового излучения для формирования оптического импульса, обладающего ступенчатым распределением интенсивности света, увеличивающейся по направлению к центру, и источник непрерывного светового излучения для формирования непрерывного светового излучения. Также датчик содержит чувствительное оптическое волокно, на которое падает оптический импульс в качестве светового излучения зондирования, а непрерывное световое излучение является падающим в качестве светового излучения накачки, чтобы тем самым вызывать явление бриллюэновского рассеяния между световым излучением зондирования и световым излучением накачки, и детектор бриллюэновского рассеяния во временной области для определения спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления по световому излучению, выходящему из чувствительного оптического волокна и приписываемому явлению бриллюэновского рассеяния, и измерения деформации, вызванной внутри, и/или температуры чувствительного оптического волокна, на основании определенного спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления. Технический результат - предоставить распределенный оптоволоконный датчик, не требующий никакой ручной подстройки интенсивности света светового излучения рассеяния в соответствии с длиной чувствительного оптического волокна, а также допускающий восприятие минутных деформаций. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Распределенный оптоволоконный датчик для измерения деформации и/или температуры с использованием явления бриллюэновского рассеяния, содержащий

источник ступенчатого оптического светового излучения для формирования оптического импульса, обладающего ступенчатым распределением интенсивности света, увеличивающейся по направлению к центру, источник непрерывного светового излучения для формирования непрерывного светового излучения, чувствительное оптическое волокно, на которое падает оптический импульс в качестве светового излучения зондирования, а непрерывное световое излучение является падающим в качестве светового излучения накачки, чтобы тем самым вызывать явление бриллюэновского рассеяния между световым излучением зондирования и световым излучением накачки, и детектор бриллюэновского рассеяния во временной области для определения спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления по световому излучению, выходящему из чувствительного оптического волокна и приписываемому явлению бриллюэновского рассеяния, и измерения деформации, вызванной внутри, и/или температуры чувствительного оптического волокна, на основании определенного спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления.

источник ступенчатого оптического светового излучения для формирования светового излучения фронта оптического импульса, имеющего предварительно заданную длительность и предварительно заданную интенсивность света_; и оптический импульс, имеющий предварительно заданную длительность и интенсивность света большую, чем предварительно заданная интенсивность светового излучения фронта оптического импульса, источник непрерывного светового излучения для формирования непрерывного светового излучения, чувствительное оптическое волокно, на которое падает световое излучение фронта оптического импульса и оптический импульс в качестве светового излучения зондирования, а непрерывное световое излучение является падающим в качестве светового излучения накачки, чтобы тем самым вызывать явление бриллюэновского рассеяния между световым излучением зондирования и световым излучением накачки, и детектор бриллюэновского рассеяния во временной области для определения спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления по световому излучению, выходящему из чувствительного оптического волокна и приписываемому явлению бриллюэновского рассеяния, и измерения деформации, вызванной внутри, и/или температуры чувствительного оптического волокна, на основании определенного спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления.

световое излучение зондирования является падающим на один конец чувствительного оптического волокна, световое излучение накачки является падающим на другой конец чувствительного оптического волокна, чувствительное оптическое волокно отражает световое излучение накачки, распространяющееся в нем, на другом его конце, и

детектор бриллюэновского рассеяния во временной области определяет спектр бриллюэновского ослабления или спектр бриллюэновского усиления по световому излучению, выходящему из одного конца чувствительного оптического волокна и приписываемому явлению бриллюэновского рассеяния, и измеряет деформацию, вызванную внутри, и/или температуру чувствительного оптического волокна, на основании определенного спектра бриллюэновского ослабления или спектра бриллюэновского усиления.

светоизлучающий элемент для непрерывного испускания светового излучения, имеющего узкую ширину спектральной линии, заданную частоту и, по существу, постоянную первую интенсивность света, первый и второй модуляторы интенсивности света для модуляции интенсивности света падающего светового излучения, первый узел возбуждения модулятора интенсивности света для возбуждения первого модулятора интенсивности света, чтобы модулировать интенсивность светового излучения, непрерывно испускаемого из светоизлучающего элемента, так что оптический импульс, имеющий первую интенсивность света, существует в непрерывном световом излучении, имеющем вторую интенсивность света, более низкую, чем первая интенсивность света, и второй узел возбуждения модулятора интенсивности света для возбуждения второго модулятора интенсивности света, чтобы модулировать интенсивность светового излучения, падающего из первого модулятора интенсивности света, так что остающееся световое излучение устраняется наряду с оставлением непрерывных световых излучений, имеющих вторую интенсивность света на протяжении заданных длительностей, до и после оптического импульса.