Pressure sensor with temperature compensated optical fiber

Details Pressure sensor with temperature compensated optical fiber Pressure sensor with temperature compensated optical fiber

G - Physics

01

L

G01L 11/02 (2006.01) G01L 9/00 (2006.01)

Patent

CA 2489344

The invention concerns a pressure sensor with temperature compensated optical fiber for detecting pressure variations in at least one environment relative to a reference environment such as atmosphere or an environment where a counter-pressure prevails. The sensor essentially comprises a deformable element (2) such as a bellows (5) exposed on one side to the reference environment and on the side opposite to the pressure to be measured, an optical fiber portion (F1) including at least one optical grating such as a Bragg grating (B1), which is connected on the side of the deformable element (2) and on the side opposite to the pressure to be measured to a fixed point. The optical fiber portion is prestressed by a device (6, 15, 20, 21) and its elongation varies with the displacements of the deformable element. The device prestresses the optical fiber portion (F1) between the deformable element (2) and another fixed element (15) isolated from the environment by a rigid housing (1). An optical system (25) detects the deformations sustained by said optical grating in response to the pressure variations sustained by the deformable element. Another part (F2) of the optical fiber not subjected to stresses (or another non-stressed portion of the fiber connected to the first), preferably comprises another similar optical grating (B2) enabling likewise measurement of temperature variations. By duplicating the deformable elements and optionally the stress applying device (3), differential pressure variations can be measured as well. Such a sensor can in particular be used for measuring pressure and temperature in wells where difficult conditions prevail.

Capteur de pression à fibre optique compensé en température pour détecter les variations de pression dans au moins un milieu par rapport à un milieu de référence tel que l'atmosphère ou un milieu où règne une contre-pression. Le capteur comporte essentiellement un élément déformable (2) tel qu'un soufflet (5) exposé d'un côté au milieu de référence et du côté opposé à la pression à mesurer, une portion de fibre optique (F1) comportant au moins un réseau optique tel qu'un réseau de Bragg (B1), qui est reliée d'un côté à l'élément déformable (2) et du côté opposé à un point fixe. La portion de fibre optique est soumise à une précontrainte par un dispositif (6, 15, 20, 21) et son allongement varie avec les déplacements de l'élément déformable. Le dispositif applique la précontrainte à la portion de fibre optique (F1) entre l'élément déformable (2) et un autre élément fixe (15) isolé du milieu par un boîtier rigide (1). Un système optique (25) détecte les déformations subies par le dit réseau optique en réponse aux variations de pression subies par l'élément déformable. Une autre partie (F2) de la fibre optique non soumise à contraintes (ou une autre portion de fibre non contrainte connectée à la première), comporte de préférence un autre réseau optique analogue (B2) permettant également une mesure des variations de la température. En dupliquant les éléments déformables et éventuellement le dispositif d'application de la contrainte (3), on peut également mesurer les variations d'une pression différentielle. Un tel capteur peut être notamment appliqué à la mesure de la pression et de la température dans des puits où règnent des conditions difficiles.

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