G - Physics – 01 – K
Patent
G - Physics
01
K
G01K 11/32 (2006.01) H01S 3/067 (2006.01)
Patent
CA 2353408
A strain-isolated Bragg grating temperature sensor includes an optical sensing element (20, 600) which includes an optical fiber (10) having at least one Bragg grating (12) disposed therein which is encased within and fused to at least a portion of a glass capillary tube (20) and/or a large diameter waveguide grating (600) having a core and a wide cladding and having the grating (12) disposed therein, which senses temperature changes but is substantially not sensitive to strains on the element caused by the fiber or other effects. Light (14) is incident on the grating (12) and light (16) is reflected at a reflection wavelength .lambda.1. The shape of the sensing element (20, 600) may be other geometries and/or more than one concentric tube may be used or more than one grating or pair of gratings may be used or more than one fiber or optical core may be used. At least a portion of the element (20, 600) may be doped between a pair of gratings (150, 152), disposed therein to form a temperature tuneable laser or the grating (12) or gratings (150, 152) may be constructed as a temperature tuneable DFB laser disposed in the element. Also, the element may have an inner or outer tapered regions (22, 27), respectively, to provide strain relief and/or added pull strength for the fiber (10). Further, the fiber (10) and the tube (20) may be made of different coefficients of thermal expansion for increased sensitivity.
L'invention se rapporte à un capteur de température à réseau de diffraction de Bragg, isolé vis à vis des contraintes, qui comporte un élément de détection optique (20, 600) comprenant une fibre optique (10) à l'intérieur de laquelle est disposé au moins un réseau de diffraction de Bragg (12) qui est encastré dans au moins une partie d'un tube capillaire en verre (20) et fusionné à ce dernier et/ou un réseau de diffraction à guide d'ondes (600) de grande taille ayant une âme et une large gaine et où ledit réseau de diffraction (12) est disposé. Ledit capteur détecte les changements de température mais il n'est pratiquement pas sensible aux contraintes exercées sur l'élément par la fibre ou liées à d'autres effets. De la lumière (14) est incidente sur le réseau de diffraction (12) et de la lumière (16) est réfléchie à une longueur d'onde de réflexion lambda l. L'élément de détection (20, 600) peut présenter une forme géométrique différente et/ou il est possible d'utiliser au moins deux tubes concentriques ou au moins deux réseaux de diffraction ou au moins deux fibres ou âmes optiques. Au moins une partie de l'élément (20, 600) peut être dopée entre deux réseaux de diffraction (150, 152), disposés de manière à former un laser accordable en température, ou bien le réseau de diffraction (12) ou les réseaux de diffraction (150, 152) peuvent être conçus comme un laser à rétroaction répartie accordable en température et disposé dans l'élément. Ce dernier peut également comporter des régions coniques internes ou externes (22, 27), respectivement, qui soulagent les contraintes et/ou confèrent à la fibre (10) une résistance accrue à la traction. Ladite fibre (10) et le tube (20) peuvent enfin être constitués de matières ayant des coefficients d'expansion thermique différents qui leur confèrent une sensibilité accrue.
Bailey Timothy J.
Brucato Robert N.
Davis Michael A.
Dunphy James R.
Fernald Mark R.
Cidra Corporation
Gowling Lafleur Henderson Llp
Weatherford/lamb Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-2030206