FR2748108A1 - Systeme de detection a fibre optique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de détection à fibre optique. Elle se rapporte à un système qui comprend une première branche à fibre optique et une seconde branche à fibre optique, la première branche ayant un enroulement d'équilibrage (24) et la seconde branche ayant un dispositif de compensation (32). Une caractéristique optique du dispositif de compensation (32) change en fonction des influences du milieu d'une quantité qui équivaut pratiquement à un changement provoqué par les influences du milieu sur la caractéristique optique de l'enroulement d'équilibrage (24). De préférence, la caractéristique optique est la longueur du trajet optique. Application aux hydrophones.
Description
L'invention concerne des systèmes de détecsion à fibre optique, et elle
concerne plus orécisément des ensembles à enroulements de be opicue destin.és à être incorporés à
de tels systèmes.
'JDes enroulements de fibre opictue de capteur et d'équi- librage sont incorporés à de nombreux systèmes de détection cohérente à fibre spztque. L'enroulement ou les enroulements capteurs sont sensibles à une grandeur mesurée, selle qu'une pression dans le cas des syszémes de détectcion à base d'un
O hydrophone. ' enroulemens d'ecuiibrage resarde une impul-
sion lumineuse ou un signal lumineux modulé.
Dans le cas d'un systsme de détection hétérodyne à
fibre opticue, l'enroulemens d'équiibrage crée une diffé-
rence de longueur eemnee se r-ajet optique destinée :5 à retarder un premier signal lumineux modulé par rapport à
un second signal!um-neux modulé. Des sechnicues interféro-
métriques équilibrées peuvens ainsi être utsisées.
Dans un exempie de système se détecsion eéterodyne à fibre opsique pulsée er mulsi:iexée sempore_!emens, deux impulsions lumineuses sécarées dans _e -emps sons transmises par une fibre opsisue su capteur. -a fibre optique du capteur a des joncsions ou discon..inuis-s parsiellement réfléchissantes sur sa 'oncueur. Une petite oroportion des impulsions lumineuses (en fai: es signaux renvoyés) est réfléchie le long de la fibre à chaque discontinuité de la fibre. Les signaux rf'iéchis par ies discontinuités successives inter-èrenr avec es sicnaux re c:'s car les
discontsnuités précédentes e: sonnens un e:fer he:érodyne.
Celui-ci donne un signal détecsabie de cassement dont la modulation dépend des oncrueurs des irajets opticues des
enroulements capteurs à fibre os e entre les disconti-
nuités Lorsque les lonaueurs de -ra-et coticue changent, la
modulation change aussi.
Un prpbome cose par ces svsmes es- que les enroule-
ments décqu_-__brage son sensib:es,ux ru_ s acoustsque et de vibraston. Dans les zonsdiicns dans esque!es se -el:es perturbations existent, e. 'es peuvent app-iuer des forces à i'enroulement i'4quiibrage --n: _a iongueur du jraje: optique peut varder et: u peu a'lors in:roduire des e-ffes parasites dans le sys.ème e ohérncmène zeut par exemple provoquer un brui. op:lque de chase. Une solution qui a été adoptée es: l'u:iisarion d'enroulemen:s d'équilibrace à -ibre optique zui son: insensibles aux inl-uences du milieu, avec réduc-ion ie et:- mandre ses effes parasites dans ie système. Un sel enrouemen i'êcus_-brace es: resresenz: dans le brevet bri-annic-ue n 2 250 588 oui reorésense u...sa:ion de ex enrouemens qui sons affectes chacun par les influences du miieu. Losue es effes c-réés dans les enroulemen:s diffêrens son: -pposés, 'effet rêsulsans peus être sumrimé. e:endan-,. ess exrememen: ii -- e de suporimer so:alemens es e es des influences du milieu e: il res:e habintei- emen- des si naux oaras-ies. i'inven:on a -cur=esa reasas-on d'un svstè&me ui es: peu sensible aux in:luences su mi -eu. _:e a auss mour ob-ez: a realsason 'u s-el syssme qu est pius
simcle sue es syssemes connus.
Dans un premier asecs, msnvenson concerne un système de détec:ion à f- sra ce oui zommore une ?remièr branche a -ibre o:iue ea une seconde branche à fibre
oDiscue, a ?rem èea cranche avan- un enr.uement d.au -
brage et _a seconde branche un isccsiosfr de zommensa-ion, et ie disdosi:if ie zommensac:on a une caractérssique oc:iaue qui chance avec les - nf'uences du mili'eu d'une zuan:it qui écuivau_ cra;ssuemen: au chnanaemen: provoqué ?ar 'es influences u mieu sur la caraceriszi:sue o:icue
de 'enroulement d'quiibracge.
Un avan:age de ce svs_ème sar rapporz à la sechnique
aneérieure est:uz n'es: sas nécessaire i'essayer dl __m-
ner es e:fe:s ies -nf uences su mi eu e: ' n'est mas nécessaire non plus is'ssaver i'seuinrer des ':: ecaux
e: opposés dans un seu ensemble a enr.uements iéquii-
brage. Le disposiif ie compensaon seu: etre afecté p ar
l'influence du mi'eu.
a lu La caractérs. que ocEzue est le préefrence La ongueur du traje: ^c:pque Le disDosici de zomoensac!on est avantageusement un enroulement de comzensation De orférence, La longueur du rajet opcique de 'enroulement i'déquil brage est supérleure
à ia longueur du cra]el: c z-ue ce enrculemen: de compen-
sation. De oré rence, -s L: ernces iu mi-elu sont un brui:
acouscicue ec/'ou un dr: -e -' bra.zon.
Les oremieères e- x ms de La remire e: de la seconde branche à --
..ue s d oe pn:re 'iées..DTD: opciDuement oar u'n cupLeur. De _La Lumière peuc être rans-
mise dans le cou-ieur ians czacue _ranche De e.re..ce, les seconces excremcezs -e _a o reo..e -e _a seconde _5 branche à fibre c-.z'e sonc ees c uemen ar un coupieur. es ml s-cns lmneuses.-euven_ e transmises dans le coupieur vers -e czsosz _ à zaDceur. Ainsi, e
syscème peuc comprendre 'n _ru c _'suiLibrage. De prefe-
rence, a Lumière de z-acue oranc-e esc moduee en impul-
shons par un modulaceur -resect-. es moaulateurs peuven:
créer des imulsions iumi-euses mocu!ées avan: des fre-
auences Légèremen: i-frences cans es deux brancnes.
Le disos:_':' za-ceur peuc comporcer un ou Dlusieurs
enroulemens. - eeu_: s'acir d'un ensemble d'enrou emens.
Les enroulemencs ceuven: re zconnecces en série. Dans une -zariante, !e discosif zacreur peuc comprendre un ou plusieurs tronçons cn enroués ce _ibre qczue. Dans un mode de réaeasaicn avanz luseurs cacceurs, ceux-ci ceuvent être oiaces cans ces zones individue!'es, une zone étant définie à une remere exrm e une seconde
extrémité par des onccons ou;iscncnuics.arcieLeme.
réfléchissances. La crésence invenczcn concerne, cans un aspecc, des hydrophones à -:bre c:cue, dans Lescues l'enroulement d'éauilibrage peu etre excosé aux inf'luences du miieu, telles que les -vibracions e: Les pressions acoustiques aériennes. L'inven:ion s'applique aussi à d'autres systèmes de idéteczion aibre da:ne -ansescuels un cerain degré dlinsensibilité aux uencesu m es- nécessaire _e système de idéteczon peut êre Rn syszernme case erre. Des mpulsions iumineuses peuven: ê -raansmises L un - ronçon de fibre ootique oacé a -a c!rcnf6rence u à!a préihérie d'une zone, celle ou'ur.e barr_ère ?erznérue. e tronçon
ie fibre Opctiue peu êcre enfoui.
_e svs.ème -e -érec cn ceus êcre un svsc.me a capteur Séflectométri ue n_ =erf ' rmé _ue lO De re. re.ce. 'e iiszos -c= ie zomcensationest sens-bie a czutes les inf uences -_ mi_-eu u affectent enroulemen: d'lu i--rage. a senszbi_é -u disoosit f de
compensa/ion peu cr-e regacb.
Le syscéme peut neecer -a cression apio-quee a une fibre ou la cemcéra:ure e ele- ci oeuc aussi déceccer
une _ontraince e_,' une ne _ rma _on e Long i'une fibre.
Dans un second asecz, _ '-nvencozn zcncerne un svsceme de détecion à ^re -ozoue ou1 czmrorce une prem ere branche et une seconde branc-e à _bre occique, La remière branche avant un enroulemen i'néuii- brace, e svsceme comprenant en outre un capreur -es-neé à détecter des vibrations et à ransmeccre un slgnal a un système de compensation qui peu: app_-iuer ies -ibrations antagonistes à ''enrouiement 'auibraae cour a commensation de
'effet des vibrac-ionrs sur 'enroulemenc i'dquiibrage.
D'autres caracz-rssz-ques e: avancages de 'inventon ressoriront mieux ie -a escric:on oui va suivre id'un exemPle de reansaiox face e.. c. aux dessins annexés sur iesaueis: la figure: eorèsenae une paree d'un système à capteur connu; la figure 2 reprrsence une parae -'un svs.ème à capteur seion ' invention; e: a igu-re 3.ecr.se. ce -un décai 'un. enrouiement ne
comsensation.
La figure re raésence un cZ_-rcuiZ o-c:ue 10 oui ^ait oarie dl'unsys:ame connu -e.ec.ccin.ezrcui 0 g ici possede une remir ane e: ne seconde branche 14 _es extremits ne ia vrem: re e: -a seccnde brancne son: raccordées car des ccupleurs _:3. Chaaue branche 12, 14 possède un modulaceur rescecif 20, 22 rui module la Lumiere passant dans cete brancne e:_ ans le modulaceur. La branche:2 a un enrou emenc 24 déuil rage e urajet zui es. Dresen_ afrn nu' recarde un sinnal lumineux passant dans la branche 12 par -- acor- a _a - rancne 14 La iumière provenann -'un laser esc cransmise dans un bras 25 du coupleur '6 dans lequei e_: es iviséee en deux signaux cassanct cacun dans une rranche resectve 2, 4 Lors du passage dans les mcduiateurs 20, 2, es signaux sonc modulés en imnuisicns don: es -:rnécuencessonc semblables mais ne sonc cas - denca:ues. Le signal modulé de l-a branche 12 esc rerardé irsu'il casse dans - enrouiemenc
d'éauilibrage 24.
Les signaux moduiés sonc recombinés par 'e coupleur 18 et transmis car ie bras 28 du coueur 18 à un arrangemenc détecteur non rerasenté). Dans le cas d'un syscême à hydrophone, arrangemenc détecceur esc un ensemble
d'enroulemencs capteurs à f ibre occique conneccés en série.
Chaque enroulemenc capceur esc séparé di'un enroulemenc
capteur adjacent car une -oncc-on parcie_!emenc éf!chis-
sante, les onc-ions ad acences dé imi_ anr_ des zones
séparées de 1 'arrangemenc de capceurs.
Les signaux lumineux qui son: _ransmis a arrangemenc de capteurs par 'e irzui cique '0 sont crésents sous forme de deux ensemvles d'impuisions nuscn: séparès au cours du temps. Lorsque -es impus ions se nepacenc dans ilarrangemen, elles sont partielemen réléchies car es
jonctions success-ves e: revlennenc vers e circuzi i0.
Avan: d'enrrer dans -e _rcu:- 30, el es passenu car un
coupleur 30 à carnir ducue ell es sonc crêlevées et crans-
mises à un récecceur. Au -veau nu rcee - es s.cnaux renvoyés créen: un d-acramme -'incerfrences _ransformé en signaux électriques ju_ son: aors anavsés car un dispositnif de craicemen: de sinnaux nui donne un signal de sortie rerrésenta:4i ce la ress-rn qu, a i ecce car !'enroulement capteur.:mme des changemencs rapides de cression neuven être i-es, es scns cransmis sous L'eau peuvent être détecés e_ -ra--és Un probième esc Posé car L'excosi-Lcn de _'enroulemen: d'équiLibrage aux influences du miqeu -eLes ue le bruit de vibration ru Le r - acoustique. es ecepeuven changer Les caraccérist__ues cczJues ce 'enr= u emenc d'équilibrage, par exemme _a _^ngeur iu rajet opr-cique de _3 'enroulement. Ce hangemen- peu-...r du bru:: dans e
systcme et peut réduire sa sens-b-:__é a _aure 2 repré-
sente un e pare i'du n svscme de éececorn rui resour ce problème dans une cer-aine mesure. re2resence un circut_ -ptique três sembLab'e a -e:u ies gureos' e 2 sur : esquelLes des références c.rrespondances nn cée utciisées -our désigner des par--es anaicgues. -n enrou!ement 32 de compensac on a éec r-acé cans -a cranche 14. 'enrouiement 32 de compensat-on es. sensi:e aux -.:uences iu mi!eu
pratiquemen: de la mêrme man ire ue 'enru- emenc diéui i-
2^ brage 24. Ains, rouc cancemen: rocerue -nduci dans enroulement di'qu-i-brace 24 esc auss' -nduiu dans enrouemernt de zcm-ensac:rr. Par exem2le, -a longueur du craje: optique des deux enr uements peuc augmencer d'une quancie téruivaience, s- en rue ie c- angemeni résultanc de la difféerence de roncueurs -youLues ie crajec ocique encre
les branches 12 e 14 esc u.
Evidemment, _a _ngueur iu craet rct-ique de 'enrou-
iement 32 de ccmcensacric. s _rès _-:érieure a celse ce l'enroulement id' 'u: brace a 4 A u-siue 'enrouiemenc d'êquilibrage 24 co-c nrcdiure une "'Longueur" suppiémenta- re dans _a cran'ce-2 _n consequence, L'enroulemenc ce _eus sensizbe aux vibrations car i de de.--fire rle L. enroulemenc
d' équi i brage.
La fibre u- _see dans 'e-ror uemen 32 e zomcensat on
ceur être revecue, un -o i.ère rlu augrmence sa senslbi:ice.
Une fibre cLus sensi ble _erme ' lu' iisazion d'un -7 enroulement csmpensaceur 32 plus cour- que l'enroulement
id'qruilibrage tcut en cdonnant ie même deré de sensibilité.
La sensibilité à lac irac!on ou aux vlbrat-ons meut être accrue par augmencacion ue a masse de ' enroulement de compensation, par exemcie ?ar mooncage dans un matériau
d'enrobage plus mass--.
La sensci' '' - ie "'enrouiement ie comcensation 32 peut être accotrée a-ia r ---onse aux vbracns corresconde
à cele de i 'enrouemen_ ' -uiibrage. La figure 3 epreé-
sente un syscéme acccrdable de -ccmDensacion 38. JUn enrouie-
ment 40 est formé sur un arcane frmaceur 42 concenan: une base 44 e: une bobdine 46. L'enr^ emen. esc -orme sur a bobine 46 et est en apcui sur une -ouc-e compressible 48
clacée sur a base 4.
L'enroulemen. J es. ma.zncenu sur L'organe formateur 42 oar une rondei e un-e n écrcu réglable _2. L'écrou réglabie,2 coocère avec u=e car-e:zeté =4 de 'La bobine 45. Le sysceme zcmsensaceur 38 esc accoreé par cnangemenc de L'accouriemen: i-ib-raz--cnne re ilenroulemenc 40 e: organe formateur 42 =e résuL:ac est obtenu par serrage ou desserrage de L'érou 2. Locrs-ue 'écrou _2 esc serré, e
couplage vibrat icnneL esc rêdui.-
La couc^e c ompressib l _ rme u'n suppcor tendre dans 2_ Leue l..
u '..ueme.ceuc êcre reomr-né 'crscue'crou 52 est serré. L'uzi:sacicn 'une -cucne comcress!hie 48 cermet une augmencation pro ress-ve - e a press!cn apcpiquée à..DTD: l'enrou ement 40 ec non une aucmencacion brucae.
esc cre:erac.e:ue -e svscJme ce cmccensacion 38 soit orien- af--n.ue =e mouvemenc -_rconne_ se produse e ong de Laxe _ongçnucna; -e a cobine 4-, car e syscème ie comeensac dn esc ec b ré otrs ilun iéLacemenc,
en carciculier = l ng de ce- axe.
L've co nc r.n...ee_nesoucion simie ec ceu coûteuse au prooeme dea sensb-'_ aux in-:uences du milieu. videmmenc, ces peuueneseuzencmprenare ces
facteurs autres que le bri- et les vibrations.
Claims (3)
- 2. Sysème se_ _ a reve. a_cr._, carac:éris& en ce ue la caracér-s cac _r-ue -suas: -a ^ngueur cu -ra-e: :.. cruer 5' oqu e.
- 3. Svs:àme selcn L'une des r.sendaions e: 2, carac:érisé en ce cue 'es _nfLenc es u m eu so.: choisies carmi le brui: de;ibra.:cn,e bruin acusque s re bicde vibration supercosa au bru accusu:ue.4 Svys:me se-- iune u cne es revendca:icnscrécédenzes, caracer-s n ce eue -=e d isosi: de compen-sac-on es: un enrou:emen- ce ccmcensa:on '32, 5. Svs:%me selrn 'une _ue:c.nue des rev=endicatons crécéden:es, carac:érisé en ce ru'i- ccmcrend un circui:_5 d'équiLibrage.. Svs:âme seo:'une -uecnccrue des revendicaicnsprecédenres, caraceér-sé an ce cue 'a sensibic-é du -iso-siti- de compensacn - as r ab Ile.
- 7. Svs:me seL-n une rueccncue es revendica-^ns 33 crécédences, caractérisé en ce zuL _zen ia press-on accplcuée à unecibra cu a a empéraure e_e le-zi 3 Syscèrce se:zrn Lu _uec^rue des revendiczaions crécédentes, caraccar:sen ce cu', '-ée-ce e r-,a:nee, une céforma:'cn, cu unze ccn-razne suerpcosée à uneceéormaon ce a:.sauz;p sanz, sncD suozss;a sez:; suoTnzqazï saz >i!é_ nSe-l3 n: sfuCniZu7 xni' psodxr al- annd (ô: nTnuc,z ma-noua,7 ianb;7 sueD:' SnbTpdo aD: opX un pudmoz Inb a_ -uê psTxpnoez 'snuapeDp DSG LDaa a nbUCZ19né aE- UC-aTS ea!ZéSA -0 s2:EzDueAli sen enbuosen: euL, I uuoies em ns s ' n0Te8t7nioeZoehe sSG -un7e e2olS-6 eeeis2D'eups
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9608655A GB2312502A (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Vibration compensation for a balanding coil assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2748108A1 true FR2748108A1 (fr) | 1997-10-31 |
Family
ID=10792687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9704841A Pending FR2748108A1 (fr) | 1996-04-26 | 1997-04-18 | Systeme de detection a fibre optique |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR970071038A (fr) |
| FR (1) | FR2748108A1 (fr) |
| GB (1) | GB2312502A (fr) |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
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Also Published As
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| KR970071038A (ko) | 1997-11-07 |
| GB9608655D0 (en) | 1996-12-04 |
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