RU2325762C2

Optical pulse reflectometry device and method

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: said utility invention relates to optical fibre sensors based on optical pulse reflectometry, namely, the measurement of the reflection factor, at which a pulse or pulse series are introduced in the optical fibre and the signal returns to the input end and is formed by the reflected and diffused light in the fibre. The method of optical pulse reflectometry of the parameter perception contains the following stages: application of the optical power at the probe wavelength to the optical fibre and generation of output electric signals in response to the back scattered optical radiation from the optical fibre. In one of the aspects of the invention, the optical fibre contains the first and second fibre sections, the second section having lower non-linear effect occurrence intensity threshold than the first fibre section and is located in the area being tested. The optical radiation at the probe wavelength is introduced in the said first fibre section, with intensity lower than the non-linear effect occurrence intensity threshold of the first fibre section but higher than the non-linear effect occurrence intensity threshold of the second fibre section. The attenuation properties of the said first fibre section are selected so that the intensity of the optical radiation at the probe wavelength reaching the second section are lower than the non-linear effect occurrence intensity threshold of the said second fibre section. In the other aspect of the invention, the optical fibre contains the first and second sections connected by a remote amplifier, the amplifier gain being selected so as to compensate for the attenuation at the probe wavelength in the first section. ^ EFFECT: enhanced signal-to-noise ratio during far end fibre section measurements. ^ 14 cl, 8 dwg

Term

Term ended

Expired 30 January 2023, 3.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

14 claims: 4 independent, 10 dependent

  1. 1
    The optical pulse reflectometry for determining a parameter for measuring the study area, the apparatus comprising an optical fiber (5, 6);means (1) source configured to supply an optical fiber (5, 6) of the optical radiation (4) with a probe wavelength;and means (2) detection adapted to generate electrical output signals in response to optical radiation backscattered from the optical fiber (5, 6);characterized in that the optical fiber (5, 6) includes a first section (5) fibers, which is fed with said optical radiation (4) at the probe wavelength, and connected thereto at a distance Lf of the second section (6) to investigated region, said first section (5) fibers have a higher intensity threshold for non-linear effects than the said second section (6) fibers, said means (1) the source is adapted to supply optical radiation (4) at the probe wavelength said first segment (5) the fiber with an intensity lower than the intensity threshold of non-linear effects of said first portion (5), but higher than the threshold intensity of the nonlinear effects of the second segment (6) fibers, the attenuation characteristics of the first segment (5) the fibers are such that the intensity optical radiation (4) at the probe wavelength reaching the second section (6) fibers is below the threshold for non-linear effects in said second section (6) of the fiber. 1. Устройство оптической импульсной рефлектометрии для определения параметра, предназначенного для измерения в исследуемой области, причем устройство содержит оптическое волокно (5, 6);средство (1) источника, выполненное с возможностью подачи в оптическое волокно (5, 6) оптического излучения (4) с зондирующей длиной волны;и средство (2) детектирования, выполненное с возможностью формирования электрических выходных сигналов в ответ на оптическое излучение обратного рассеяния из оптического волокна (5, 6);отличающееся тем, что оптическое волокно (5, 6) включает в себя первый отрезок (5) волокна, в который подается указанное оптическое излучение (4) на зондирующей длине волны, и подсоединенный к нему на расстоянии Lf второй отрезок (6), расположенный в исследуемой области, причем указанный первый отрезок (5) волокна имеет более высокий порог интенсивности возникновения нелинейных эффектов, чем указанный второй отрезок (6) волокна, причем указанное средство (1) источника выполнено с возможностью подачи оптического излучения (4) на зондирующей длине волны в указанный первый отрезок (5) волокна с интенсивностью ниже, чем порог интенсивности нелинейных эффектов указанного первого отрезка (5), но превышающей порог интенсивности нелинейных эффектов второго отрезка (6) волокна, причем характеристики ослабления первого отрезка (5) волокна являются такими, что интенсивность оптического излучения (4) на зондирующей длине волны, достигающей второго отрезка (6) волокна, находится ниже порога возникновения нелинейных эффектов в указанном втором отрезке (6) волокна.
  2. 2
    An optical pulse reflectometry determining a parameter for measuring the study area, the method comprising the steps of:supplying an optical radiation (4) at the probe wavelength into an optical fiber (5, 6) and forming the output electrical signals in response to optical radiation backscatter from the optical fiber (5, 6), characterized in that the optical fiber (5, 6) comprises a first section (5) of fiber and connected thereto at a distance Lf of the second section (6) located in the test area, wherein the second segment (6) The fiber has a lower intensity threshold for non-linear effects than the first section (5) fibers, said second section (6) of fiber located in the test area, and the optical radiation (4) at the probe wavelength is supplied to said first segment ( 5) the fiber with an intensity lower than the intensity threshold of the nonlinear effects of the first segment (5) fibers, but higher than the intensity threshold of the nonlinear effects of the second segment (6) fibers, the attenuation characteristics of said first segment (5) the fibers are chosen so that the intensity optical radiation (4) at the probe wavelength reaching the second section (6) fibers, lower than a threshold intensity of said second section (6) of the fiber. 2. Способ оптической импульсной рефлектометрии определения параметра, предназначенного для измерения в исследуемой области, причем способ содержит следующие этапы: подачу оптического излучения (4) на зондирующей длине волны в оптическое волокно (5, 6) и формирование выходных электрических сигналов в ответ на оптическое излучение обратного рассеяния из оптического волокна (5, 6), отличающийся тем, что оптическое волокно (5, 6) содержит первый отрезок (5) волокна и подсоединенный к нему на расстоянии Lf второй отрезок (6), расположенный в исследуемой области, причем второй отрезок (6) волокна имеет более низкий порог интенсивности возникновения нелинейных эффектов, чем первый отрезок (5) волокна, причем указанный второй отрезок (6) волокна расположен в исследуемой области, и оптическое излучение (4) на зондирующей длине волны подается в указанный первый отрезок (5) волокна с интенсивностью ниже, чем порог интенсивности нелинейных эффектов первого отрезка (5) волокна, но выше, чем порог интенсивности нелинейных эффектов второго отрезка (6) волокна, причем характеристики ослабления указанного первого отрезка (5) волокна выбраны таким образом, что интенсивность оптического излучения (4) на зондирующей длине волны, достигающего второго отрезка (6) волокна, ниже, чем порог интенсивности указанного второго отрезка (6) волокна.
  3. 10
    An optical pulse reflectometry determining a parameter for measuring the area under study, the method includes supplying optical radiation (4) at a probe wavelength with a preselected intensity into an optical fiber (50, 60) and forming the output electrical signals in response to optical radiation backscattered from the optical fiber (50, 60), characterized in that the optical fiber (50, 60) comprises first and second portions (50, 60) fibers, connected by a remote amplifier (7;11a) and the coefficient the amplifier (7;11a) is selected so as to compensate for attenuation at the probe wavelength in the first leg (50) of fiber, wherein optical radiation (4) supplied to the first section (50) fibers at the probe wavelength with intensity less than with an intensity threshold of the nonlinear effects in the first segment (50) of the fiber and the gain of the remote amplifier (7;11a) is selected so as to increase the intensity of optical radiation (4) at the probe wavelength transmitted into the second section (60) the fiber to an intensity slightly lower intensity threshold for non-linear effects in the second segment (60) of the fiber. 10. Способ оптической импульсной рефлектометрии определения параметра, предназначенного для измерения в исследуемой области, причем способ включает в себя подачу оптического излучения (4) на зондирующей длине волны с предварительно выбранной интенсивностью в оптическое волокно (50, 60) и формирование выходных электрических сигналов в ответ на оптическое излучение обратного рассеяния из оптического волокна (50, 60), отличающийся тем, что оптическое волокно (50, 60) содержит первый и второй отрезки (50, 60) волокна, соединенные при помощи удаленного усилителя (7;11а), причем коэффициент усиления усилителя (7;11а) выбирается таким образом, чтобы компенсировать ослабление на зондирующей длине волны в первом отрезке (50) волокна, при этом оптическое излучение (4) подается в первый отрезок (50) волокна на зондирующей длине волны с интенсивностью меньшей по сравнению с интенсивностью порога возникновения нелинейных эффектов в первом отрезке (50) волокна, и коэффициент усиления удаленного усилителя (7;11а) выбран таким образом, чтобы увеличивать интенсивность оптического излучения (4) на зондирующей длине волны, передаваемого во второй отрезок (60) волокна, до интенсивности немного ниже порога интенсивности возникновения нелинейных эффектов во втором отрезке (60) волокна.
  4. 11
    The optical pulse reflectometry for determining a parameter for measuring the study area, the apparatus comprising:an optical fiber;source means operable to supply to an optical fiber of the optical probe radiation with a wavelength;and detection means adapted to generate electrical output signals in response to optical radiation backscattered from the optical fiber;characterized in that the optical fiber comprises a first length of fiber, which is fed with said optical radiation at the probe wavelength and a second segment of the fiber located in the test area, wherein the first length of fiber optically coupled to the second segment at a point remote from the source means, and It comprises a first and a second fiber, the first fiber is positioned so that it carries the optical radiation at the probe wavelength towards the second section of fiber and the second fiber is positioned so that it carries the optical radiation backscatter return from the second fiber segment to means detection. 11. Устройство оптической импульсной рефлектометрии для определения параметра, предназначенного для измерения в исследуемой области, причем устройство содержит оптическое волокно;средство источника, выполненное с возможностью подачи в оптическое волокно оптического излучения с зондирующей длиной волны;и средство детектирования, выполненное с возможностью формирования электрических выходных сигналов в ответ на оптическое излучение обратного рассеяния из оптического волокна;отличающееся тем, что оптическое волокно содержит первый отрезок волокна, в который подается указанное оптическое излучение на зондирующей длине волны, и второй отрезок волокна, расположенный в исследуемой области, причем первый отрезок волокна оптически соединен со вторым отрезком в точке, удаленной от средства источника, и содержит первое и второе волокна, причем первое волокно расположено таким образом, что оно проводит оптическое излучение на зондирующей длине волны в направлении второго отрезка волокна, и второе волокно расположено таким образом, что оно проводит оптическое излучение обратного рассеяния, возвращаемое из второго отрезка волокна к средству детектирования.