公开(公告)号：US09465137B2

公开(公告)日：2016-10-11

申请号：US14280020

申请日：2014-05-16

申请人： Weatherford Technology Holdings, LLC

发明人： Michael Lagace ,  David Labella ,  Domino Taverner

IPC分类号： G01D5/353 ,  G01V8/00 ,  G01L9/00 ,  G01K11/32 ,  G02B6/36

CPC分类号： G01V8/00 ,  E21B47/102 ,  E21B47/123 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35354 ,  G01D5/35387 ,  G01K11/32 ,  G01K11/3206 ,  G01L9/0076 ,  G01L9/0077 ,  G02B6/36

摘要： Techniques and apparatus are provided for downhole sensing using optical couplers in a downhole splitter assembly to split interrogating light signals into multiple optical sensing branches. Each optical branch may then be coupled to an optical sensor (e.g., a pass-through or an optical single-ended transducer (OSET)) or to another optical coupler for additional branching. The sensors may be pressure/temperature (P/T) type transducers. Some systems may exclusively use OSETs as the optical sensors. In this manner, if one of the OSETs is damaged, it does not affect light traveling to any of the other sensors, and sensing information from remaining sensors is still returned.

摘要翻译： 提供技术和设备用于井下分离器组件中的光耦合器的井下感测，以将询问光信号分成多个光学感测分支。 然后，每个光学分支可以耦合到光学传感器（例如，直通式或光学单端换能器（OSET））或耦合到另一光耦合器以用于额外的分支。 传感器可以是压力/温度（P / T）型换能器。 一些系统可以专门使用OSET作为光学传感器。 以这种方式，如果一个OSET被损坏，则它不影响行进到任何其它传感器的光，并且仍然返回来自其余传感器的感测信息。

公开(公告)号：US09435668B2

公开(公告)日：2016-09-06

申请号：US13441798

申请日：2012-04-06

申请人： Andrew Biggerstaff Lewis ,  Stuart John Russell

发明人： Andrew Biggerstaff Lewis ,  Stuart John Russell

IPC分类号： G01D5/353 ,  G01D1/00 ,  G01D1/02

CPC分类号： G01H9/004 ,  G01D1/00 ,  G01D1/02 ,  G01D5/35303 ,  G01D5/35306 ,  G01D5/35312 ,  G01D5/35329 ,  G01D5/35345 ,  G01D5/35358 ,  G01D5/35361 ,  G01D5/35367 ,  G01D5/35387 ,  G01D5/3539 ,  G01D5/35393 ,  G01D5/35396

摘要： The application describes methods and apparatus for distributed fiber sensing, especially distributed acoustic/strain sensing. The method involves launching interrogating radiation in to an optical fiber and sampling radiation backscattered from within said fiber at a rate so as to acquire a plurality of samples corresponding to each sensing portion of interest. The plurality of samples are divided into separate processing channels and processed to determine a phase value for that channel. A quality metric is then applied to the processed phase data and the data combined to provide an overall phase value for the sensing portion based on the quality metric. The quality metric may be a measure of the degree of similarity of the processed data from the channels. The interrogating radiation may comprise two relatively narrow pulses separated by a relatively wide gap and the sampling rate may be set such that a plurality of substantially independent diversity samples are acquired.

摘要翻译： 该应用描述了用于分布式光纤感测的方法和装置，特别是分布式声/应变感测。 该方法包括将询问辐射发射到光纤中，并以一定速率从所述光纤内部向后散射的采样辐射采样，以便获得对应于感兴趣的感测部分的多个样本。 多个样本被分成单独的处理通道并被处理以确定该通道的相位值。 然后将质量度量应用于经处理的相位数据，并且组合的数据基于质量度量为感测部分提供总体相位值。 质量度量可以是来自信道的经处理数据的相似度的度量。 询问辐射可以包括由相对宽的间隙分开的两个相对窄的脉冲，并且可以设置采样率使得获得多个基本上独立的分集样本。

公开(公告)号：US20160252341A1

公开(公告)日：2016-09-01

申请号：US15028903

申请日：2014-10-10

申请人： FUDAN UNIVERSITY

发明人： Bo JIA ,  Qian XIAO ,  Yuan WU

IPC分类号： G01B9/02 ,  G02B6/293

CPC分类号： G01H9/006 ,  G01B9/02058 ,  G01D5/35306 ,  G01D5/35387 ,  G02B6/29347 ,  G02B6/2938 ,  H04R23/008

摘要： A method for diminishing the signal interference of a transmission path of an optical fibre interference system, belonging to the technical field of optical fibre sensing. A wavelength division multiplexer (19) is connected in series to the end of an induced optical fibre, a wavelength component (λ2) is separated from an operating path by means of the wavelength division multiplexer (19) so as to measure a signal picked up by a transmission path, and the signal is removed from overall interference sensing signals by taking same as a reference, thereby obtaining a target measurement signal. Also provided is a structure for diminishing the signal interference of a transmission path of an optical fibre interference system. The method and the structure are simple; moreover, the device connected to the end of an induced optical fibre is passive, so that power supply is not required, and it is easy to implement. The present invention can be used for a sensing structure with a single measurement point and can be used in a sensing structure with a plurality of discontinuous measurement points as well.

摘要翻译： 属于光纤传感技术领域的减少光纤干涉系统传输路径的信号干扰的方法。 波分复用器（19）与感应光纤的末端串联连接，波长分量（λ2）通过波分复用器（19）与操作路径分离，以便测量拾取的信号 通过传输路径，并且通过采用与参考相同的方式将信号从总体干扰感测信号中去除，从而获得目标测量信号。 还提供了用于减小光纤干扰系统的传输路径的信号干扰的结构。 方法和结构简单; 此外，连接到感应光纤的端部的设备是被动的，从而不需要电源，并且易于实现。 本发明可以用于具有单个测量点的感测结构，并且可以用于具有多个不连续测量点的感测结构中。

公开(公告)号：US09417103B2

公开(公告)日：2016-08-16

申请号：US13237082

申请日：2011-09-20

申请人： Yuehua Chen ,  Colin Wilson

发明人： Yuehua Chen ,  Colin Wilson

IPC分类号： G01N21/00 ,  G01B11/16 ,  G01J4/00 ,  G02B6/00 ,  G01D5/353 ,  G01K11/32 ,  G01L11/02 ,  G01L1/24

CPC分类号： G01V8/24 ,  E21B47/06 ,  E21B47/065 ,  G01D5/35303 ,  G01D5/35312 ,  G01D5/35387 ,  G01K11/3206 ,  G01L1/246 ,  G01L11/025

摘要： A multiple sensor fiber optic sensing system includes an optical fiber having at least first fiber optic sensors and second fiber optic sensors deployed along its length. In response to an interrogating pulse, the first fiber optic sensors generate responses in a first optical spectrum window, and the second fiber optic sensors generate responses in a second, different optical spectrum window. The responses in the first optical spectrum window are measured in a first optical spectrum channel, and the responses in the second optical spectrum window are measure in a second, different optical spectrum channel and provide simultaneous indications of one or more parameters, such as temperature and pressure, in the environment in which the sensors are deployed.

摘要翻译： 多传感器光纤感测系统包括具有至少第一光纤传感器和沿其长度部署的第二光纤传感器的光纤。 响应于询问脉冲，第一光纤传感器在第一光谱窗口中产生响应，并且第二光纤传感器在第二不同的光谱窗口中产生响应。 第一光谱窗口中的响应在第一光谱通道中测量，并且第二光谱窗口中的响应在第二个不同的光谱通道中测量，并提供一个或多个参数的同时指示，例如温度和 在传感器部署的环境中。

公开(公告)号：US20160047976A1

公开(公告)日：2016-02-18

申请号：US14779998

申请日：2014-03-18

申请人： FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEW. FORSCHUNG E.V.

发明人： Wolfgang Schade ,  Jörg Burgmeier

IPC分类号： G02B6/02 ,  G01D5/26

CPC分类号： G02B6/021 ,  G01B11/18 ,  G01D5/268 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35374 ,  G01D5/3538 ,  G01D5/35387 ,  G02B6/02042

摘要： The invention relates to a fibre-optic sensor comprising an optical waveguide having at least one first core and a cladding surrounding the first core, wherein the first core extends substantially over the entire length of the optical waveguide, wherein the sensor has at least one second core which is at least partly surrounded by the cladding, wherein the longitudinal extent of the second core is less than the total length of the optical waveguide and at least one Bragg grating is introduced into the second core. Furthermore, the invention relates to a use of the fibre-optic sensor.

摘要翻译： 本发明涉及一种包括光波导的光纤传感器，该光波导具有至少一个第一芯和围绕第一芯的包层，其中该第一芯基本上在该光波导的整个长度上延伸，其中该传感器具有至少一个第二芯 芯，其至少部分地被包层围绕，其中第二芯的纵向范围小于光波导的总长度，并且至少一个布拉格光栅被引入第二芯。 此外，本发明涉及光纤传感器的用途。

公开(公告)号：US09239249B2

公开(公告)日：2016-01-19

申请号：US14347976

申请日：2012-09-19

申请人： VESTAS WIND SYSTEMS A/S

发明人： Thomas Hjort ,  Lars Glavind

IPC分类号： G01J1/04 ,  G01D5/353 ,  G01M5/00 ,  G01M11/08 ,  G01K11/32 ,  G01L1/24

CPC分类号： G01D5/3537 ,  G01D5/35303 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35341 ,  G01D5/35387 ,  G01K11/3206 ,  G01L1/246 ,  G01M5/0016 ,  G01M5/0091 ,  G01M11/083

摘要： The present invention relates to an optical fiber for a fiber optic sensor, comprising a first optical grating adapted to operate over a first range of wavelengths; and at least one set of further gratings adapted to operate over a second range of wavelengths, each grating being adapted to operate over a portion of the second range; wherein, each grating within said set has an operating range that partially overlaps with at least one other such grating operating range. The invention also extends to a sensor system, and method, using such an optical fiber.

摘要翻译： 本发明涉及一种用于光纤传感器的光纤，包括适于在第一波长范围上工作的第一光栅; 以及适于在第二波长范围上操作的至少一组另外的光栅，每个光栅适于在所述第二范围的一部分上操作; 其中，所述组内的每个光栅具有与至少一个其它此类光栅工作范围部分重叠的工作范围。 本发明还延伸到使用这种光纤的传感器系统和方法。

公开(公告)号：US09110259B1

公开(公告)日：2015-08-18

申请号：US14616488

申请日：2015-02-06

申请人： Richard J. Black ,  Joannes M. Costa ,  Behzad Moslehi ,  Vahid Sotoudeh ,  Jay A. Chesavage

发明人： Richard J. Black ,  Joannes M. Costa ,  Behzad Moslehi ,  Vahid Sotoudeh ,  Jay A. Chesavage

IPC分类号： G02B6/28 ,  G02B6/34 ,  G02B6/42 ,  G02B6/293 ,  G02B6/12 ,  G02B6/02 ,  G02B6/124

CPC分类号： G02B6/2938 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35387 ,  G01J3/0218 ,  G01J3/1895 ,  G01J3/36 ,  G02B6/02057 ,  G02B6/02085 ,  G02B6/02138 ,  G02B6/022 ,  G02B6/12007 ,  G02B6/124 ,  G02B6/29383 ,  G02B6/29395 ,  H04J14/02

摘要： A plurality of AWG filters with aliasing responses are selected such that the wavelength range of a fundamental response of the AWG filters results in the aliased range of AWG filters to be adjacent to a fundamental range of the AWG filters. A plurality of optical sources is provided sufficient to cover each fundamental wavelength range and each alias wavelength range of the AWG filters. When a single one of the optical sources is enabled, reflected optical energy from a series string of FBGs coupled to the optical source is applied to the plurality of AWG filters, and the AWG output in combination with the wavelength range of the optical source is used to discriminate reflected wavelength from the FBG sensors.

摘要翻译： 选择具有混叠响应的多个AWG滤波器，使得AWG滤波器的基波响应的波长范围导致AWG滤波器的混叠范围与AWG滤波器的基本范围相邻。 多个光源被提供足以覆盖AWG滤波器的每个基本波长范围和每个别名波长范围。 当启用单个光源时，耦合到光源的串联FBG的串联反射光能被施加到多个AWG滤波器，并且使用结合光源的波长范围的AWG输出 以区分来自FBG传感器的反射波长。

公开(公告)号：US09110018B2

公开(公告)日：2015-08-18

申请号：US13992578

申请日：2011-12-06

申请人： Vincent Handerek

发明人： Vincent Handerek

IPC分类号： G01N21/47 ,  E21B47/06 ,  E21B47/12 ,  G01D5/353

CPC分类号： G01N21/474 ,  E21B47/06 ,  E21B47/123 ,  G01D5/35361 ,  G01D5/35383 ,  G01D5/35387 ,  G01N2201/06113 ,  G01N2201/088

摘要： There is disclosed a distributed optical fiber sensor arranged to deliver probe light pulses of different wavelengths into corresponding different sensing optical fibers, and to determine one or more parameters as functions of position along each of the sensing fibers from detected backscattered light of each corresponding wavelength. In another arrangement, the different wavelengths are directed in different corresponding directions around a loop of sensing optical fiber.

摘要翻译： 公开了一种布置成将不同波长的探测光脉冲传送到相应的不同感测光纤中的分布式光纤传感器，并且从每个相应波长的检测到的反向散射光中确定一个或多个参数作为沿每个感测光纤的位置的函数。 在另一种布置中，不同的波长围绕传感光纤的环路在不同的相应方向上被引导。

公开(公告)号：US09052244B2

公开(公告)日：2015-06-09

申请号：US14275517

申请日：2014-05-12

申请人： Weatherford/Lamb, Inc.

发明人： Trevor MacDougall ,  John J. Grunbeck ,  James R. Dunphy ,  Domino Taverner ,  Guy A. Daigle ,  Richard T. Jones ,  Milton E. Ives, Jr.

IPC分类号： G01K11/32 ,  E21B47/06 ,  E21B47/12 ,  G01D5/353 ,  G01K1/02

CPC分类号： G01K11/3206 ,  E21B47/065 ,  E21B47/123 ,  G01D5/35303 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35354 ,  G01D5/35387 ,  G01K1/026 ,  Y10T29/49826

摘要： Methods and apparatus enable monitoring conditions in a well-bore using multiple cane-based sensors. The apparatus includes an array of cane-based Bragg grating sensors located in a single conduit for use in the well-bore. For some embodiments, each sensor is located at a different linear location along the conduit allowing for increased monitoring locations along the conduit.

摘要翻译： 方法和设备可以使用多个基于手杖的传感器监测井眼状况。 该装置包括位于用于井眼的单个管道中的基于甘蔗的布拉格光栅传感器阵列。 对于一些实施例，每个传感器沿着导管位于不同的线性位置，允许沿导管增加监测位置。

公开(公告)号：US08909040B1

公开(公告)日：2014-12-09

申请号：US13759210

申请日：2013-02-05

申请人： The United States as Represented by the Administrator of NASA

发明人： Allen R Parker, Jr. ,  Hon Man Chan ,  Anthony (Nino) Piazza ,  William Lance Richards

IPC分类号： H04B10/08 ,  H04B17/00 ,  H04J14/02 ,  H04B10/071 ,  G02B6/35

CPC分类号： G02B6/35 ,  G01D5/35316 ,  G01D5/35387 ,  G01M5/0016 ,  G01M5/0091 ,  G02B6/2932

摘要： A method and system for multiplexing a network of parallel fiber Bragg grating (FBG) sensor-fibers to a single acquisition channel of a closed Michelson interferometer system via a fiber splitter by distinguishing each branch of fiber sensors in the spatial domain. On each branch of the splitter, the fibers have a specific pre-determined length, effectively separating each branch of fiber sensors spatially. In the spatial domain the fiber branches are seen as part of one acquisition channel on the interrogation system. However, the FBG-reference arm beat frequency information for each fiber is retained. Since the beat frequency is generated between the reference arm, the effective fiber length of each successive branch includes the entire length of the preceding branch. The multiple branches are seen as one fiber having three segments where the segments can be resolved. This greatly simplifies optical, electronic and computational complexity, and is especially suited for use in multiplexed or branched OFS networks for SHM of large and/or distributed structures which need a lot of measurement points.

摘要翻译： 一种将并行光纤布拉格光栅（FBG）传感器光纤的网络通过光纤分离器将封闭的迈克尔逊干涉仪系统的单个采集通道区分为空间域中的每个光纤传感器分支的方法和系统。 在分离器的每个分支上，纤维具有特定的预定长度，有效地将纤维传感器的每个分支空间分离。 在空间域中，光纤分支被视为询问系统上的一个采集信道的一部分。 然而，保留每个光纤的FBG参考臂拍频率信息。 由于在参考臂之间产生拍频，每个连续分支的有效光纤长度包括前一分支的整个长度。 多个分支被视为具有三个段的一个光纤，其中段可以被解析。 这大大简化了光学，电子和计算的复杂性，特别适用于需要大量测量点的大型和/或分布式结构的SHM的复用或分支OFS网络。