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1. WO2020117457 - HIGH RESOLUTION DISTRIBUTED SENSOR UTILIZING OFFSET CORE OPTICAL FIBER

Publication Number WO/2020/117457
Publication Date 11.06.2020
International Application No. PCT/US2019/061942
International Filing Date 18.11.2019
IPC
G01B 9/02 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
9Instruments as specified in the subgroups and characterised by the use of optical measuring means
02Interferometers
G01B 11/16 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
16for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
G01B 11/24 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
24for measuring contours or curvatures
G01M 11/00 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
G01M 11/08 2006.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
11Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
08Testing mechanical properties
Applicants
  • OFS FITEL, LLC [US]/[US]
Inventors
  • AHMAD, Raja, A.
  • FEDER, Kenneth, S.
  • KO, Wing
  • WESTBROOK, Paul
Agents
  • NOGUCHI, Koji
Priority Data
62/775,12304.12.2018US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) HIGH RESOLUTION DISTRIBUTED SENSOR UTILIZING OFFSET CORE OPTICAL FIBER
(FR) CAPTEUR DISTRIBUÉ HAUTE RÉSOLUTION UTILISANT UNE FIBRE OPTIQUE À COEUR DÉCALÉ
Abstract
(EN)
An extended length of optical fiber having an offset core with an inscribed Bragg grating is used a distributed sensor in combination with an optical frequency domain reflectometer (OFDR) to enable measurement small-scale (e.g., sub-millimeter) contortions and forces as applied to the fiber. The offset core may be disposed in a spiral configuration around the central axis of the optical fiber to improve the spatial resolution of the measurement. A reference surface exhibit a predetermined texture (in the form of a series of corrugations, for example, that may be periodic or aperiodic, as long as known a priori) is disposed adjacent to a longitudinal portion of die sensor fiber. The application of a force, to the combination of the plate and the fiber creates a local strain in the grating formed along the offset core of the.fiber that results in a shift in the Bragg wavelength of the grating. Using ODFR measurement techniques, an analysis of the Bragg wavelength shift allows for a high resolution force measurement to be obtained.
(FR)
Une longueur étendue de fibre optique à coeur décalé, pourvue d'un réseau de Bragg inscrit, est utilisée comme capteur distribué en combinaison avec un réflectomètre à domaine fréquentiel optique (OFDR) pour permettre de mesurer des déformations et des forces à petite échelle (par exemple sous-millimétriques) appliquées à la fibre. Le coeur décalé peut être disposé dans une configuration en spirale autour de l'axe central de la fibre optique pour améliorer la résolution spatiale de la mesure. Une surface de référence présenant une texture prédéfinie (sous la forme d'une série d'ondulations, par exemple, qui peuvent être périodiques ou apériodiques, tant qu'elles sont connues a priori), est disposée de façon adjacente à une partie longitudinale de la fibre capteur. L'application d'une force sur la plaque et la fibre combinées, crée une contrainte locale dans le réseau formé le long du coeur décalé de la fibre qui entraîne un décalage de la longueur d'onde de Bragg du réseau. A l'aide de techniques de mesure ODFR, une analyse du décalage de longueur d'onde de Bragg permet d'obtenir une mesure de force à haute résolution.
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