Нелинейная оптическая измерительная система для измерения механического напряжения в режиме реального времени - RU2015129653A

1. Система для измерения механического напряжения между двумя фиксированными местами, содержащая:

оптическое волокно, которое имеет первый и второй концы, а также центральную часть, закрепленную между указанными двумя фиксированными местами,

первый источник света, который выдает световой сигнал, имеющий первую частоту, и который соединен с первым концом оптического волокна,

второй источник света, который выдает световой сигнал, имеющий вторую частоту, отличную от первой частоты, и который соединен с первым концом оптического волокна,

датчик сигналов обратного рассеяния, соединенный с первым концом оптического волокна с возможностью приема отраженного светового сигнала от оптического волокна и с возможностью выдачи выходного сигнала, основанного на указанном отраженном световой сигнале,

датчик сигналов прямого рассеяния, соединенный со вторым концом оптического волокна с возможностью приема прямого светового сигнала от оптического волокна и с возможностью выдачи выходного сигнала, основанного на указанном прямом световом сигнале, и

процессор, присоединенный с возможностью приема сигналов от датчика сигналов обратного рассеяния и от датчика сигналов прямого рассеяния и с возможностью формирования выходного сигнала, пропорционального механическому напряжению между указанными двумя фиксированными местами, на основании указанных сигналов от датчика сигналов обратного рассеяния и от датчика сигналов прямого рассеяния.

2. Система по п. 1, в которой первый источник света, второй источник света и датчик сигналов обратного рассеяния соединены с оптическим волокном через соединитель типа 3:1.

3. Система по п. 1, в которой датчик сигналов обратного рассеяния содержит регулятор частоты, частота которого соответствует расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

4. Система по п. 1, в которой датчик сигналов прямого рассеяния содержит регулятор частоты, частота которого соответствует расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

5. Система по п. 1, в которой центральная часть оптического волокна содержит решетки Брэгга, выполненные с возможностью отражения света на частоте, соответствующей расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

6. Система по п. 1, в которой первый источник света содержит регулятор яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте.

7. Система по п. 1, в которой второй источник света содержит регулятор яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте.

8. Система для измерения механического напряжения между двумя фиксированными местами, содержащая:

оптическое волокно, которое имеет первый и второй концы, а также центральную часть, закрепленную между указанными двумя фиксированными местами,

первый источник света, который выдает световой сигнал, имеющий первую частоту, и который соединен с первым концом оптического волокна,

второй источник света, который выдает световой сигнал, имеющий вторую частоту, отличную от первой частоты, и который соединен с первым концом оптического волокна,

датчик сигналов обратного рассеяния, соединенный с первым концом оптического волокна с возможностью приема отраженного светового сигнала от оптического волокна и с возможностью выдачи выходного сигнала, основанного на указанном отраженном световом сигнале, и

процессор, присоединенный с возможностью приема сигнала от датчика сигналов обратного рассеяния и с возможностью формирования выходного сигнала, пропорционального механическому напряжению между указанными двумя фиксированными местами, на основании указанного сигнала от датчика сигналов обратного рассеяния.

9. Система по п. 8, в которой первый источник света, второй источник света и датчик сигналов обратного рассеяния соединены с оптическим волокном через соединитель типа 3:1.

10. Система по п. 8, в которой датчик сигналов обратного рассеяния содержит регулятор частоты, частота которого соответствует расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

11. Система по п. 8, в которой центральная часть оптического волокна содержит решетки Брэгга, выполненные с возможностью отражения света на частоте, соответствующей расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

12. Система по п. 8, в которой первый источник света содержит регулятор яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте.

13. Система по п. 8, в которой второй источник света содержит регулятор яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует второй частоте.

14. Система по п. 8, в которой первый источник света содержит регулятор яркости, имеющий первый заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий первую заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте, а второй источник света содержит регулятор яркости, имеющий второй заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий вторую заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует второй частоте, при этом первый заданный уровень яркости совпадает со вторым заданным уровнем яркости, а первая заданная поляризация совпадает со второй заданной поляризацией.

15. Система для измерения механического напряжения между двумя фиксированными местами, содержащая:

оптическое волокно, которое имеет первый и второй концы, а также центральную часть, закрепленную между указанными двумя фиксированными местами,

первый источник света, который выдает световой сигнал, имеющий первую частоту, и который соединен с первым концом оптического волокна,

второй источник света, который выдает световой сигнал, имеющий вторую частоту, отличную от первой частоты, и который соединен с первым концом оптического волокна,

датчик сигналов прямого рассеяния, соединенный со вторым концом оптического волокна с возможностью приема прямого светового сигнала от оптического волокна и с возможностью выдачи выходного сигнала, основанного на указанном прямом световом сигнале, и

процессор, который выполнен с возможностью приема указанного сигнала от датчика сигналов прямого рассеяния и с возможностью формирования выходного сигнала, который пропорционален механическому напряжению между указанными двумя фиксированными местами, на основании указанного сигнала от датчика сигналов прямого рассеяния.

16. Система по п. 15, в которой датчик сигналов прямого рассеяния содержит регулятор частоты, частота которого соответствует расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

17. Система по п. 15, в которой центральный участок оптического волокна содержит решетки Брэгга, выполненные с возможностью отражения света на частоте, соответствующей расчетной частоте отклика, основанной на первой и второй частотах и отличной от этих частот.

18. Система по п. 15, в которой первый источник света содержит регулятор уровня яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте.

19. Система по п. 15, в которой второй источник света содержит регулятор уровня яркости, имеющий заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует второй частоте.

20. Система по п. 15, в которой первый источник света содержит регулятор яркости, имеющий первый заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий первую заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует первой частоте, а второй источник света содержит регулятор яркости, имеющий второй заданный уровень яркости, регулятор поляризации, имеющий вторую заданную поляризацию, и регулятор частоты, частота которого соответствует второй частоте, при этом первый заданный уровень яркости совпадает со вторым заданным уровнем яркости, а первая заданная поляризация совпадает со второй заданной поляризацией.