Célibataire

Aug 06, 2023

14 juillet 2023

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faits vérifiés

relire

par Light Publishing Center, Institut d'optique, de mécanique fine et de physique de Changchun, CAS

La surveillance en temps réel des installations, en particulier des installations de grande taille (telles que les systèmes de transport ferroviaire, les grands ponts et les bâtiments), peut fournir des informations sur leur environnement et permettre d'évaluer leur état sanitaire, ce qui est essentiel pour établir le concept actuel de des villes intelligentes basées sur l'Internet des objets.

En tant que technique de surveillance précise en temps réel, les systèmes de détection distribuée par fibre optique (DFOS), qui nécessitent des mesures simultanées sur de longues distances le long d'une fibre de détection, sont très demandés pour diverses applications industrielles. Cependant, la plupart des systèmes DFOS ne peuvent mesurer qu’un seul type de paramètre, ce qui limite leur utilisation dans les applications. De plus, la combinaison de différents systèmes DFOS est complexe et coûteuse.

Dans un nouvel article publié dans Light: Advanced Manufacturing, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Xinyu Fan de l'Université Jiao Tong de Shanghai, en Chine, a proposé un système DFOS hybride simplifié pour mesurer simultanément plusieurs paramètres le long de la fibre de détection. Ils ont utilisé une fibre monomode normale comme capteur pour obtenir des informations sur la température, la déformation et les vibrations de la fibre optique d'une longueur de plusieurs kilomètres.

Ils ont intégré trois schémas utilisant différentes ondes lumineuses rétrodiffusées et simplifié les systèmes hybrides. Le système hybride proposé ne nécessite qu'une seule source de lumière, deux extrémités de réception et un seul accès à la fibre pour lancer l'onde lumineuse, ce qui réduit considérablement la complexité de l'application. En tant que tel, le système hybride simplifié peut être utilisé pour la surveillance en temps réel de grandes structures, le contrôle automatisé et la sécurité périmétrique. Cette technique peut être un outil puissant favorisant la construction de villes intelligentes.

Parmi les différents systèmes DFOS, il existe une technique qui utilise la rétrodiffusion de Rayleigh, connue sous le nom de réflectométrie optique dans le domaine temporel sensible à la phase (φ-OTDR), qui est utilisée pour mesurer des paramètres dynamiques tels que les vibrations.

L'analyse optique du domaine temporel de Brillouin (BOTDA) basée sur la diffusion Brillouin stimulée est utilisée pour mesurer la température et les déformations statiques avec un rapport signal/bruit élevé. La diffusion Raman peut être utilisée dans la réflectométrie optique Raman dans le domaine temporel (ROTDR) pour mesurer la température distribuée sans être perturbée par la déformation car elle n'est sensible qu'à la température.

Le système hybride DFOS intègre les trois schémas de diffusion différents. La diffusion Rayleigh est utilisée pour la détection des vibrations et agit également comme sonde du processus de diffusion Brillouin pour réaliser des mesures de température et de déformation. La diffusion Raman est utilisée pour surmonter la sensibilité croisée température-déformation. La modulation par code d'impulsion est utilisée pour séparer la diffusion Raman de deux impulsions avec des fréquences optiques très proches. De cette manière, un système DFOS hybride simplifié à une extrémité fonctionne avec succès pour la mesure simultanée de plusieurs paramètres.

Le système hybride montre sa capacité à mesurer la température, la déformation et les vibrations le long d’une fibre monomode de 9 kilomètres de long, avec une précision de mesure favorable.

Plus d'information: Linjing Huang et al, Système de détection à fibre optique distribué hybride unique Rayleigh Brillouin et Raman, Light : Advanced Manufacturing (2023). DOI : 10.37188/lam.2023.016

Fourni par Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS