ES2906951T3

ES2906951T3 - Interrogación de redes de sensores de fibra óptica

Info

Publication number: ES2906951T3
Application number: ES19786512T
Authority: ES
Inventors: Eric Lindner; Johan Vlekken; Hoe Bram Van; Christian Voigtländer; Roosbroeck Jan Rene Van; Steffen Lochmann; Andreas Ahrens; Marek Götten
Original assignee: FBGS International NV; FBGS Technologies GmbH
Current assignee: FBGS International NV; FBGS Technologies GmbH
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: US11561119B2; US20210381858A1; EP3791137A1; WO2020070293A1; EP3791137B1; EP3633324A1

Abstract

Un sistema (100) para interrogar sensores en una red (200) de sensores de fibra óptica, comprendiendo la red (200) de sensores de fibra óptica varios grupos de sensores, en el que los sensores de un grupo están operando a diferentes longitudes de onda y los sensores de diferentes grupos pueden tienen longitudes de onda superpuestas, comprendiendo el sistema: - una fuente (110) de luz para generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse dentro de la red (200) de sensores de fibra óptica, - medios (130) de entrada y salida para guiar la luz de banda ancha a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los sensores y para acoplar la señal de luz procedente de los sensores de la red (200) de sensores de fibra óptica al sistema de detección, - un sistema (180) de detección para detectar la señal de luz recibida, durante un tiempo de integración de detección, estando dispuesto el sistema para seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado utilizando una técnica de multiplexación por división de código y estando el sistema dispuesto para detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda y para derivar en base a lo anterior una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado, en el que usar una técnica de multiplexación por división de código comprende usar una respuesta de correlación diferente para un ajuste de retardo de tiempo específico para cada uno de los varios grupos de sensores entre señales en la técnica de multiplexación por división de código.

Description

DESCRIPCIÓN

Interrogación de redes de sensores de fibra óptica

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la óptica. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas y métodos para interrogar redes de sensores de fibra óptica de una manera rápida y precisa utilizando técnicas de multiplexación.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, las redes de sensores ópticos reciben mucha atención. En términos de “estructuras inteligentes”, donde se requiere un gran número de sensores para monitorear el estado de un material o sistema, las redes de sensores de fibra óptica son una parte esencial del sistema. Por medio de estas redes que son pequeñas y livianas, e independientes de la interferencia electromagnética, es posible implementar sensores que midan la tensión, la temperatura u otros parámetros en una configuración. Para lograr una alta resolución de medición espacial, la densidad de los sensores debe ser lo más alta posible, preferiblemente en una sola fibra óptica. En el siguiente ejemplo, los sensores ópticos se denominan rejillas de Bragg de fibra (FBG). Abordar cada FBG individual requiere técnicas especiales de multiplexación.

El estado de la técnica que considera la interrogación de redes de sensores de fibra óptica son la multiplexación por división de tiempo (TDM), la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), la reflectometría de dominio de frecuencia óptica (OFDR) o la multiplexación por división de código (CDM). Muchos de ellos son métodos utilizados en estándares de comunicación.

La multiplexación por división de tiempo (TDM) utiliza la velocidad de propagación de la luz en una fibra. Cada FBG está ubicada en una ubicación diferente en una red óptica en la que cada ubicación da como resultado un retardo de tiempo diferente debido a las diferentes longitudes de propagación. Una fuente de luz emite pulsos cortos que se desplazan a través de la red y una parte del espectro de longitud de onda de estos pulsos es posteriormente reflejada por cada sensor. Por tanto, la densidad de los sensores se limita a la longitud del pulso, ya que no se puede irradiar más de un sensor al mismo tiempo. La longitud del pulso en sí está limitada a la potencia de luz requerida para obtener una relación señal/ruido (SNR) suficiente. Cuanto más corto sea el pulso, menor será la potencia óptica transmitida. Al interrogador, llega una serie de pulsos donde cada pulso contiene la información de longitud de onda de una sola FBG. Por tanto, todas las FBG de una red tienen un intervalo de tiempo distinto. Dado que el interrogador tiene que esperar un tiempo de ida y vuelta de pulso completo antes de lanzar un nuevo pulso, las principales desventajas de TDM son el tiempo de medición y la baja energía que recibe el equipo de interrogación.

La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es actualmente el estándar para monitorear conjuntos de FBG. Cada sensor tiene un intervalo espectral distinto en el que puede funcionar. Como las FBG cambian su longitud de onda reflejada cuando se aplica tensión o temperatura, el intervalo de longitud de onda debe adaptarse a su región de longitud de onda operativa porque no se permiten espectros superpuestos. Esto limita drásticamente el número de sensores en un conjunto y depende del ancho espectral de la fuente de luz y el interrogador, por ejemplo, un espectrómetro. Sin embargo, la distancia espacial entre las FBG no está limitada por el interrogador, solo depende de la tecnología de fabricación de las FBG. Por ejemplo, rejillas de torre de tracción (DTG®) puede proporcionar una densidad de sensor muy alta, por lo que la distancia espacial entre las FBG puede ser tan pequeña como 1 cm o incluso menor.

La reflectometría de dominio de frecuencia óptica (OFDR) es un método para interrogar a numerosos sensores en una fibra óptica. Se basa en la interferometría de ondas luminosas. Esto requiere un reflector de referencia adicional. La ubicación de un sensor de fibra óptica está determinada por una longitud de trayectoria óptica diferente en comparación con la referencia. Este método tiene una buena resolución espacial pero está limitado a longitudes de fibra cortas de alrededor de 10 a 70 m.

La multiplexación por división de código (CDM) se basa en códigos ortogonales modulados en la luz incidente (que dan como resultado una secuencia de pulsos, llamados chips) y en el sitio de recepción. Al igual que con TDM, cada FBG tiene una longitud diferente de trayectoria óptica y, por lo tanto, su luz reflejada llega al interrogador en diferentes intervalos de tiempo. Cada FBG puede tener la misma longitud de onda operativa. La luz reflejada se modula utilizando un segundo modulador y un espectrómetro recoge el rendimiento de la potencia óptica. Matemáticamente, se realiza una autocorrelación del código cuando se usa el mismo código en ambos moduladores, pero con un retardo de tiempo diferencial. Los códigos ortogonales tienen una autocorrelación que contiene un pico para ningún cambio de tiempo y ceros para todos los demás. El cambio de tiempo se ajusta en el segundo modulador de modo que el cambio de tiempo corresponda a la luz reflejada de una FBG distinta. Todas las demás reflexiones se cancelan mediante la correlación de un código ortogonal. La ventaja sobre TDM, donde solo se recibe un pulso por viaje de ida y vuelta, es que se recolecta mucha más potencia óptica que se puede ajustar por la longitud del código. Esto conduce a una mejor SNR que se requiere para realizar mediciones adecuadas. Sin embargo, se requiere una sincronización en cada FBG individual como con TDM. Además, como en TDM, la distancia mínima entre las FBG individuales está vinculada al ancho del pulso.

En consecuencia, todavía hay margen de mejora para obtener técnicas de multiplexación rápidas y eficientes para la lectura de redes de sensores de fibra óptica.

Los siguientes artículos son ejemplos de sistemas conocidos para leer redes de sensores de fibra óptica:

“Dense wavelength division multiplexing of fibre Bragg grating sensors using CDMA”, Koo K.P. et al, Electronics Let, IEE STEVENAGE, vol. 35, n.° 2, 21 de enero de 1999, páginas 165-167;

“Simultaneous vibration and humidity measurement using a hybrid WDM/OCDMA sensor network”, Noura et al, 2013 IEEE 4a Conferencia Internacional sobre Fotónica (ICP), IEEE, 28 de octubre de 2013, páginas 163-165;

“Distinct enlargement of network size or measurement speed for serial FBG sensor networks utilizing SIK-DSCDMA”, Abbenseth S. et al, Journal of Physics: Conference Series, Institute of Physics Publishing, volume 15, n.° 1, 1 de enero de 2005, páginas 149-154;

“Optical chaos and hybrid WDM/TDM based large capacity quasi-distributed sensing network with real-time fiber fault monitoring”, Yiyang Luo et al, Conferencia y Exhibición de Comunicaciones de Fibra Óptica (OFC) 2015, 22 de marzo de 2015, páginas 1-3;

“Analysis of unbalanced WDM/OCDM transparent optical networks with physical constraints”, Luiz Henrique Bonani et al, Transparent Optical Networks (ICTON), 12a Conferencia Internacional de 2010, IEEE, 27 de junio de 2010, páginas 1-4.

Compendio de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar técnicas rápidas y precisas para leer redes de sensores de fibra óptica.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que la interrogación de una red de sensores de fibra óptica se puede realizar de forma rápida, ya que se pueden leer varios sensores simultáneamente. Esta interrogación rápida se puede realizar sin la necesidad de moduladores de alta velocidad, que serían necesarios cuando las mediciones deban realizarse un sensor tras otro en una configuración poco espaciada.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que la interrogación de una red de sensores de fibra óptica se puede realizar de forma cuantitativa y precisa, con una buena relación señal/ruido.

El objeto se obtiene mediante un sistema y/o método según la presente invención como se define en las reivindicaciones 1 y 15.

La presente invención se refiere a un sistema para interrogar a un conjunto de sensores seleccionado adyacentes que comprende al menos dos sensores, en una red de sensores de fibra óptica, comprendiendo el sistema

una fuente de luz para generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse dentro de la red de sensores de fibra óptica,

un primer modulador para modular la señal de luz usando una primera modulación según un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida y con los chips que tienen un estado bajo o un estado alto, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo,

medios de entrada y salida para guiar la luz de banda ancha modulada a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los diferentes sensores en el conjunto de sensores seleccionado y para acoplar la señal de luz procedente de los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica, al segundo modulador y sistema de detección.

Un primer modulador puede generar un estado bajo que bloquea al menos parte de la señal de luz o, cuando el modulador se basa en la amplificación, un amplificador que no amplifica o sustancialmente menos (en comparación con un estado alto) la señal de luz. Un primer modulador puede generar un estado alto que permite que la luz pase sustancialmente más que en un estado bajo, o un amplificador que amplifica o amplifica sustancialmente más (en comparación con un estado bajo) la señal de luz.

El sistema también comprende un segundo modulador para modular la señal de luz recibida con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usa para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en donde el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tales que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador, y un sistema de detección para detectar la señal de luz recibida modulada, durante un tiempo de integración de detección, para detectar simultáneamente los sensores de dicho conjunto de sensores seleccionado y para derivar en base a ello una medición de la respuesta del sensor del conjunto de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación de división de longitud de onda. Ventajosamente, el código puede ser un código unipolar que tenga un buen comportamiento de correlación.

El código puede ser ortogonal.

En algunas realizaciones, el conjunto de sensores seleccionado puede ser una sección de WDM completa. El método puede comprender interrogar diferentes conjuntos de sensores seleccionados. Estos diferentes conjuntos de sensores seleccionados pueden multiplexarse basándose en la multiplexación por división de longitud de onda. Entre los conjuntos seleccionados, se aplica multiplexación por división de código. El sistema tiene la ventaja de permitir la iluminación simultánea de todos los sensores, al tiempo que permite distinguir correctamente las respuestas de los sensores de los diferentes sensores. El sistema permite una detección rápida y una detección simultánea desde una pluralidad de sensores. Además, permite la multiplexación basada en componentes electrónicos simples. Es una ventaja de las realizaciones de la presente invención que al seleccionar el tiempo activado de un chip de estado alto en la primera modulación y la segunda modulación de manera apropiada, se puede evitar la superposición entre diferentes conjuntos de sensores, sin la necesidad de contramedidas adicionales.

El segundo código predeterminado puede tener un desfase temporal con respecto a la primera modulación, en el que el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará por el segundo modulador.

El segundo código predeterminado puede ser sustancialmente el mismo que el primer código predeterminado, teniendo la misma duración de chip y la misma secuencia de chips que en la primera modulación.

El conjunto de sensores seleccionado puede comprender una pluralidad de sensores que tienen respuestas de longitud de onda diferentes, al menos parcialmente no superpuestas.

El conjunto de sensores seleccionado puede tener respuestas de longitud de onda al menos parcialmente similares a las de otros sensores en la red de sensores de fibra óptica.

La suma de la duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto correspondiente para el segundo modulador puede ser mayor que el retardo de tiempo entre la detección de la respuesta del sensor del primer sensor y la detección de la respuesta del sensor del último sensor del conjunto de sensores seleccionado.

La duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto correspondiente para el segundo modulador puede ser menor que el retardo de tiempo entre la detección de la respuesta del sensor del último sensor de los sensores que preceden al conjunto de sensores seleccionado y la detección de la respuesta del sensor del primer sensor de los sensores que sigue al conjunto de sensores seleccionado.

Además, el sistema puede estar adaptado para adaptar el segundo modulador para modular, en un segundo tiempo de integración de detección, la señal de luz recibida utilizando dicho segundo código predeterminado, pero diferido en el tiempo con un segundo retardo en función del tiempo de desplazamiento de la señal de luz hasta y desde la pluralidad de sensores de un segundo conjunto de sensores seleccionado, para seleccionar en dicho segundo modulador contribuciones en la señal de luz recibida de dicho segundo conjunto de sensores seleccionado y para detectar en el sistema de detección respuestas de dicha pluralidad de sensores de dicho segundo conjunto de sensores seleccionado para derivar una respuesta de sensor para cada uno de la pluralidad de sensores del segundo conjunto de sensores seleccionado. Cabe señalar que, si bien el principio se ha descrito con respecto a un segundo conjunto de sensores, esto se puede ampliar aún más con conjuntos de sensores adicionales.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que los sensores que tienen una misma respuesta de longitud de onda en diferentes conjuntos de sensores, aunque están irradiados al mismo tiempo usando la fuente de banda ancha, pueden distinguirse basándose en la multiplexación por división de código. Esta última permite una identificación precisa de las respuestas de los sensores.

Se pueden aplicar una pluralidad de códigos posteriormente durante un mismo tiempo de integración y el sistema se puede adaptar para variar el retardo de tiempo durante el tiempo de integración de detección durante un lapso de tiempo dependiendo del tiempo de detección de la respuesta del primer sensor detectado del conjunto de sensores seleccionado y el tiempo de detección de la respuesta del último sensor detectado del conjunto de sensores seleccionado.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que las contribuciones de los sensores que están colocados en los bordes del conjunto de sensores y los sensores que están colocados de manera más centrada en el conjunto de sensores pueden detectarse con relaciones de señal/ruido similares.

Una parte o la totalidad de señal de luz recibida puede modularse con una tercera modulación de acuerdo con un tercer código correspondiente al segundo código predeterminado, pero en el que el estado de los chips de código se ha invertido al otro estado, habiéndose desfasado en el tiempo el tercer código con el mismo retardo de tiempo que la segunda modulación, si la hubiera. El sistema de procesamiento puede configurarse para medir la diferencia entre los espectros de longitud de onda detectados medidos usando el segundo código predeterminado y el código inverso, y para derivar en base a lo anterior una respuesta del sensor para cada uno de la pluralidad de sensores de dicho primer conjunto de sensores seleccionado mediante análisis dependiente de longitud de onda de la señal de luz recibida correlacionada detectada.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que la detección del conjunto de sensores seleccionado se puede realizar al tiempo que se minimiza la contribución de la señal de los otros sensores en la red de sensores de fibra óptica.

La fuente de luz de banda ancha puede ser cualquiera de un diodo emisor de luz superluminiscente de banda ancha o una fuente de luz de emisión espontánea amplificada o un amplificador óptico semiconductor (SOA).

El primer modulador puede ser una parte inherente de la fuente de luz de banda ancha, adaptándose, por tanto, la fuente de luz de banda ancha para emitir directamente la señal de luz modulada. La modulación también se puede realizar controlando la electrónica de activación de la fuente de luz.

Los medios ópticos de entrada y salida pueden comprender un acoplador de fibra o un circulador.

Los sensores pueden ser rejillas de fibra de Bragg.

El sistema de detección puede comprender un espectrómetro basado en fotodiodos.

Además, el sistema puede tener varios conjuntos de moduladores y sistemas de detección que funcionan en paralelo, por lo que cada conjunto se hace funcionar utilizando un retardo de tiempo diferente, de modo que se leen simultáneamente diferentes conjuntos de sensores seleccionados.

El sistema puede medir la red de detección de fibra óptica en reflexión.

El sistema puede medir la red de detección de fibra óptica que consta de diferentes secciones de WDM en transmisión, donde cada una de las secciones de WDM se coloca en paralelo usando un acoplador óptico y donde las señales transmitidas se vuelven a acoplar en conjunto en una fibra usando, por ejemplo, un segundo acoplador óptico de forma que se introduzcan retardos de tiempo entre la detección de las diferentes secciones de WDM. Tales retardos de tiempo se pueden realizar, por ejemplo, utilizando líneas de retardo (por ejemplo, un bucle de fibra).

La presente invención también se refiere a un sistema óptico que comprende una red de sensores de fibra óptica y un sistema para interrogar a una red de sensores de fibra óptica como se describió anteriormente.

En un aspecto, la presente invención también se refiere a un sistema para interrogar sensores en una red de sensores de fibra óptica, comprendiendo la red de sensores de fibra óptica varios grupos de sensores, donde los sensores de un grupo están operando a diferentes longitudes de onda y los sensores de diferentes grupos puede tener longitudes de onda superpuestas. El sistema comprende una fuente de luz para generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse dentro de la red de sensores de fibra óptica. El sistema también comprende medios de entrada y salida para guiar la luz de banda ancha a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los sensores y para acoplar la señal de luz procedente de los sensores de la red de sensores de fibra óptica al sistema de detección. Comprende además un sistema de detección para detectar la señal de luz recibida, durante un tiempo de integración de detección, estando dispuesto el sistema para seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado utilizando una técnica de multiplexación por división de código. El sistema también está dispuesto para detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda y para derivar en base a la misma una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado. Los sensores pueden ser rejillas de fibra de Bragg. El sistema puede comprender un primer modulador para modular la intensidad de la luz procedente de la fuente de luz usando una primera modulación de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida y definiendo los chips un estado bajo o un estado alto, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo, y el sistema puede comprender un segundo modulador para modular la señal de luz procedente de los sensores de la red de sensores de fibra óptica después de pasar los medios de salida con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usó para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en donde el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del grupo de sensores seleccionado pasará el segundo modulador. El uso de una técnica de multiplexación por división de código puede comprender usar una respuesta de correlación diferente para un ajuste de retardo de tiempo específico entre señales en la técnica de multiplexación por división de código.

El sistema puede estar dispuesto para derivar una medición de la respuesta del sensor de sensores de otros grupos seleccionados usando una técnica de multiplexación por división de código.

Características adicionales pueden corresponder a características tal como se describen en los otros aspectos.

La presente invención se refiere además a un método para interrogar un conjunto de sensores seleccionado que comprende al menos dos sensores, en una red de sensores de fibra óptica, comprendiendo el método generar una luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha es adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse en la red de sensores de fibra óptica,

modular la señal de luz usando una primera modulación de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida, en donde los chips tienen un estado bajo o un estado alto de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo,

guiar la luz de banda ancha modulada a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica y para acoplar la señal de luz procedente de los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica, al segundo modulador y sistema de detección,

modular la señal de luz recibida con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usó para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en donde el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador,

detectar la señal de luz recibida modulada, durante un tiempo de integración de detección, para detectar simultáneamente la interacción de dicha señal con los sensores de dicho conjunto de sensores seleccionado y

derivar en base a lo anterior una medición de la respuesta del sensor de los sensores del conjunto de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda.

El segundo código predeterminado puede tener un desfase temporal con respecto a la primera modulación, en el que el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador.

En un aspecto, la presente invención también se refiere a un método para interrogar sensores en una red de sensores de fibra óptica, comprendiendo la red de sensores de fibra óptica varios grupos de sensores, en el que los sensores de un grupo están operando a diferentes longitudes de onda y los sensores de diferentes grupos pueden tener longitudes de onda superpuestas. El método comprende generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse en la red de sensores de fibra óptica, guiar la luz de banda ancha a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los diferentes sensores en la red de sensores de fibra óptica y para acoplar la señal de luz procedente de los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica, al sistema de detección, - seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado usando la técnica de multiplexación por división de código, detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda, y derivar en base a esto una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado.

El método puede comprender modular la señal de luz usando una primera modulación de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida, donde los chips tienen un estado bajo o un estado alto, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo, y modular la señal de luz recibida de dicho sistema de sensor de fibra óptica con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usa para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en el que el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del grupo de sensores seleccionado pasará la segundo modulación. El segundo código predeterminado puede tener un desfase temporal con respecto a la primera modulación, en el que el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del grupo de sensores seleccionado pasará el segundo modulador.

Otros pasos del método pueden corresponder a pasos del método tal como se describen en los otros aspectos.

Los aspectos particulares y preferidos de la invención se exponen en las reivindicaciones independientes y dependientes adjuntas. Las características de las reivindicaciones dependientes se pueden combinar con las características de las reivindicaciones independientes y con las características de otras reivindicaciones dependientes según sea apropiado y no simplemente tal como se expone explícitamente en las reivindicaciones.

Estos y otros aspectos de la invención resultarán evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación en el presente documento.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 ilustra una representación esquemática de un sistema de interrogación según realizaciones de la presente invención.

La Figura 2 a la Figura 3 ilustran una representación esquemática de un sistema de interrogación según realizaciones específicas de la presente invención.

La Figura 4 ilustra una representación esquemática de un sistema de interrogación según una realización de la presente invención utilizado para obtener resultados experimentales.

La Figura 5 a la Figura 9 ilustran los resultados ópticos obtenidos en los resultados experimentales.

La Figura 10 ilustra una configuración para investigar los límites de medición de un sistema utilizado para obtener resultados experimentales.

La Figura 11 a la Figura 14 ilustran resultados de medición que ilustran los límites del sistema de interrogación según una realización de la presente invención.

Las Figuras 15 y 16 ilustran una configuración de chip mejorada para optimizar la eficiencia de correlación con respecto a la ecualización de las intensidades de los diferentes sensores en una sección de WDM.

La Figura 17 ilustra la configuración de un chip de estado alto y un chip de estado bajo.

La Figura 18 ilustra la implementación de un código y un código inverso que puede usarse en realizaciones de acuerdo con la presente invención.

La Figura 19 ilustra una red de sensores de fibra óptica, que se puede interrogar usando una realización de la presente invención.

La Figura 20 ilustra un ejemplo de un resultado de una configuración de chip mejorada.

La Figura 21 ilustra un ejemplo de una configuración de medición de transmisión.

Los dibujos son solo esquemáticos y no limitativos. En los dibujos, el tamaño de algunos de los elementos puede estar exagerado y no estar dibujado a escala con fines ilustrativos. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no deberá interpretarse como una limitación del alcance. En los diferentes dibujos, los mismos signos de referencia se refieren a elementos iguales o análogos.

Descripción detallada de realizaciones ilustrativas

La presente invención se describirá con respecto a realizaciones particulares y con referencia a ciertos dibujos, pero la invención no se limita a las mismas sino únicamente a las reivindicaciones. Los dibujos descritos son solo esquemáticos y no limitativos. En los dibujos, el tamaño de algunos de los elementos puede estar exagerado y no estar dibujado a escala con fines ilustrativos. Las dimensiones y las dimensiones relativas no corresponden a reducciones reales para llevar a la práctica la invención.

Además, los términos primero, segundo y similares en la descripción y en las reivindicaciones se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir una secuencia, ya sea de manera temporal, espacial, en clasificación o de cualquier otra manera. Debe entenderse que los términos usados de este modo son intercambiables en circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en el presente documento son capaces de funcionar en otras secuencias que las descritas o ilustradas en el presente documento. Además, los términos superior, inferior y similares en la descripción y las reivindicaciones se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas. Debe entenderse que los términos usados de este modo son intercambiables en circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en el presente documento son capaces de funcionar en otras orientaciones que las descritas o ilustradas en el presente documento.

Debe observarse que el término “que comprende”, utilizado en las reivindicaciones, no debe interpretarse como restringido a los medios enumerados a continuación en el presente documento; no excluye otros elementos o pasos. Por tanto, debe interpretarse como que especifica la presencia de las características, números enteros, pasos o componentes indicados como se hace referencia, pero no excluye la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas o componentes o grupos adicionales de los mismos. Por lo tanto, el alcance de la expresión “un dispositivo que comprende los medios A y B” no debe limitarse a dispositivos que constan únicamente de los componentes A y B. Significa que, con respecto a la presente invención, los únicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.

La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a “una realización” significa que una característica, estructura o rasgo particular descrito en relación con la realización se incluye en al menos una realización de la presente invención. Por tanto, las apariciones de la frase “en una realización” en varios lugares a lo largo de esta memoria descriptiva no se refieren necesariamente a la misma realización, pero pueden hacerlo. Además, las características, estructuras o rasgos particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como resultará evidente para un experto en la técnica a partir de esta divulgación, en una o más realizaciones.

De manera similar, debe apreciarse que en la descripción de realizaciones a modo de ejemplo de la invención, varias características de la invención a veces se agrupan en una sola realización, figura o descripción de la misma con el propósito de simplificar la divulgación y ayudar en la comprensión de uno o más de los diversos aspectos inventivos. Sin embargo, este método de divulgación no debe interpretarse como un reflejo de la intención de que la invención reivindicada requiera más características de las que se mencionan expresamente en cada reivindicación. Más bien, como reflejan las siguientes reivindicaciones, los aspectos inventivos subyacen en menos de todas las características de una única realización descrita anteriormente. Por tanto, las reivindicaciones que siguen a la descripción detallada se incorporan expresamente en esta descripción detallada, manteniéndose cada reivindicación por sí sola como una realización independiente de esta invención.

Además, aunque algunas realizaciones descritas en el presente documento incluyen algunas pero no otras características incluidas en otras realizaciones, se pretende que las combinaciones de características de diferentes realizaciones estén dentro del alcance de la invención y formen diferentes realizaciones, como lo entenderán los expertos en la técnica. Por ejemplo, en las siguientes reivindicaciones, cualquiera de las realizaciones reivindicadas puede usarse en cualquier combinación. En la descripción proporcionada en el presente documento, se exponen numerosos detalles específicos. Sin embargo, se entiende que las realizaciones de la invención se pueden poner en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, estructuras y técnicas bien conocidos no se han mostrado en detalle para no enmascarar la comprensión de esta descripción.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a la multiplexación por división de código o a una técnica de multiplexación por división de código, se hace referencia a una técnica en la que las respuestas múltiples de los sensores se recopilan simultáneamente y, a continuación, se correlacionan con un código para aumentar o maximizar preferentemente la señal del receptor de un grupo de sensores seleccionado y para reducir o minimizar la señal del receptor de todos los demás sensores.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a un grupo de sensores, se hace referencia a una pluralidad de sensores. Alternativamente, para hacer referencia a una pluralidad de sensores, también se puede hacer referencia a un conjunto de sensores.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a un estado alto y un estado bajo para modular la radiación, se hace referencia a un estado en el que se transmite más radiación (correspondiendo la intensidad más alta con el estado alto) en relación con menos radiación se transmite (correspondiendo la intensidad más baja al estado bajo). Por lo tanto, un estado bajo no se refiere al hecho de que toda la radiación está bloqueada, no a que al menos el 50% de la radiación esté bloqueada, sino, más bien, a la situación en la que se transmite menos radiación que en un estado alto. Esto también se puede realizar, por ejemplo, utilizando un amplificador óptico semiconductor (SOA) mediante el cual la señal de luz en un estado bajo no se amplifica y la señal de luz en un estado alto se amplifica, o mediante el cual la señal de luz en un estado bajo se amplifica menos que en un estado alto.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a una misma duración de chip, esto también abarca la situación en la que un código tiene chips con la mitad de la duración de chip que otro código, pero en la que en este código se repiten dos chips con el mismo estado, por lo que el código de hecho da como resultado el mismo código que si el código hubiera tenido la misma duración de chip.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a “predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador”, se hace referencia al hecho de que la contribución de la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado será más significativa que la luz recibida de otro conjunto de sensores, de modo que se pueda evaluar el conjunto de sensores seleccionado. En algunas realizaciones, la contribución de la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado será la contribución predominante en la señal recibida en general.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a una fuente de luz de banda ancha, se hace referencia a una fuente de luz que abarca al menos un rango de longitud de onda que cubre los rangos de longitud de onda operativos de los sensores ópticos que se van a medir. Se puede usar cualquier tipo de rango de longitud de onda, pero algunos rangos de longitud de onda típicos de la fuente de luz están entre 820 y 860 nm o entre 1525 y 1565 nm o entre 1510 y 1590 nm.

Cuando en las realizaciones de la presente invención se hace referencia a sensores adyacentes, se hace referencia a sensores adyacentes en el dominio del tiempo, es decir, para los cuales la respuesta es adyacente al tiempo en la detección. Esto también comprende la situación en la que la respuesta en la detección es simultánea.

En esta descripción detallada, determinada realización de la presente invención se ilustrará típicamente haciendo referencia a modulaciones primera y segunda utilizando el mismo código predeterminado, por lo que el tiempo activado en chips de los códigos en las modulaciones primera y segunda puede ser diferente. Entonces se considera que la entidad más pequeña de un código es el chip, por lo que el tiempo activado del chip puede, por tanto, ser diferente para las modulaciones primera y segunda (y opcionalmente la tercera). Sin embargo, esto también podría describirse como modulación de acuerdo con diferentes códigos, por lo que la entidad más pequeña del código no es un chip, sino parte de un chip, por ejemplo, denominado subchip, en el que varios subchips constituyen un chip, y en el que los estados de los subchips determinan el tiempo activado. Usando un formalismo de este tipo, típicamente la secuencia de estados de chip será la misma, pero la secuencia de subchips típicamente puede variar para tener en cuenta diferentes tiempos activados durante las modulaciones primera y segunda (y opcionalmente tercera). Quedará claro que esta es solo una forma diferente de expresión, pero que, en cualquier caso, incluye la idea subyacente.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un sistema para interrogar a un conjunto de sensores seleccionado de al menos dos sensores en una red de sensores de fibra óptica. El conjunto de sensores seleccionado puede comprender sensores que tienen respuestas de longitud de onda diferentes, al menos parcialmente no superpuestas, como por ejemplo reflexiones de longitud de onda diferentes, al menos parcialmente no superpuestas, que se pueden caracterizar utilizando tecnología de multiplexación por división de longitud de onda. Los sensores de diferentes conjuntos de sensores seleccionados pueden tener la misma respuesta de longitud de onda (por ejemplo, reflexiones de longitud de onda). Los sensores en la red de sensores de fibra óptica pueden ser cualquier tipo de sensor que responda a una longitud de onda particular (por ejemplo, refleja o transmite una longitud de onda particular) y por el cual esta respuesta de longitud de onda cambia en una interacción ambiental específica, como una tensión inducida, una interacción con presencia de una sustancia específica en el entorno, etc. Ejemplos de sensores pueden ser rejillas de Bragg de fibra (FBG), interferómetros de Fabry-Pérot, sensores de película delgada dieléctricos, etc. Ventajosamente, el número de sensores puede ser alto, lo que permite una red de sensores con una gran densidad de sensores. El número de sensores puede ser, por ejemplo, 2000. La red puede, dependiendo de la aplicación prevista, tener una configuración adecuada, como por ejemplo ser una red en serie o una red en forma de estrella o una combinación de ambas. La longitud de la red, es decir, de la fibra óptica con sensores, puede evaluarse y variarse fácilmente. Normalmente, la longitud más larga puede determinarse mediante la atenuación de la fibra óptica y la pérdida óptica resultante que se puede permitir para obtener mediciones de sensor suficientemente precisas.

En la Figura 19 se muestra un ejemplo de una red de sensores de fibra óptica que ilustra dos conjuntos de pluralidades de sensores, siendo en el presente ejemplo dos secciones de WDM.

El sistema comprende una fuente de luz para generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda que cubre los rangos de longitud de onda operativos de los sensores que van a medirse en la red de sensores de fibra óptica, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores dentro del conjunto de sensores seleccionado. La fuente de luz de banda ancha puede ser cualquier tipo de fuente de luz de banda ancha, como por ejemplo un diodo emisor de luz superluminiscente de banda ancha (SLED) o una fuente de luz de emisión espontánea amplificada (ASE) o un amplificador óptico semiconductor (SOA).

El sistema también comprende un “primer modulador” para modular la señal de luz usando una primera modulación. El modulador es un dispositivo en el que se utiliza un elemento controlado por señal para modular la intensidad de un haz de luz. La modulación puede ser, por ejemplo, un modulador electroóptico (EOM), un amplificador óptico semiconductor (SOA), un interruptor óptico o cualquier otro dispositivo óptico que pueda modular la intensidad de la luz. La modulación se realiza de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de secuencias identificables de pulsos, denominados “chips” que tienen una duración de chip bien definida. Los chips tienen un estado bajo que se corresponde con el primer modulador que bloquea al menos parcialmente la señal de luz o con un amplificador que no amplifica sustancialmente la señal o tienen un estado alto que se corresponde con el primer modulador que permite que pase al menos parte de la radiación o con un amplificador que amplifica sustancialmente la señal, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo. Dentro de un chip de estado alto, el tiempo que el modulador permite que pase al menos parcialmente la radiación o el tiempo que el amplificador amplifica sustancialmente la señal, puede ser controlado y no necesita corresponder con la duración completa del chip como se muestra en la Figura 17. La implementación de este llamado “tiempo activado”, que también puede denominarse ciclo de trabajo del chip de estado alto, se puede implementar dividiendo el chip en un número de subchips, correspondiendo cada subchip con una cierta duración de tiempo, o se puede implementar de manera que se pueda controlar de forma continua. Un ejemplo de la implementación de un código predeterminado para el primer modulador se muestra a modo de ilustración en la Figura 18, en la que el código existe en una pluralidad de chips, por lo que cada chip consta de 5 subchips, por lo que un valor de subchip de 1 corresponde a un cierto periodo de tiempo durante el cual pasa la luz. Para el primer modulador, el tiempo activado es igual a 5 subchips y por lo tanto es igual a la duración del chip en este ejemplo.

La modulación se puede realizar usando un modulador externo, siendo el modulador externo a la fuente de luz, o la modulación se puede implementar directamente en la fuente de luz. Alternativamente, la modulación también se puede realizar controlando la electrónica de activación de la fuente de luz. Las fuentes de luz directamente moduladas pueden proporcionar la ventaja de que se producen menos pérdidas de intensidad en comparación con el uso de moduladores independientes. Según realizaciones de la presente invención, la modulación permite implementar un código en la intensidad de luz que se envía a la red de sensores de fibra óptica. El sistema también comprende “medios de entrada y salida” para por un lado guiar la luz de banda ancha modulada a la red de sensores de fibra óptica para iluminar a través de dichos medios de entrada y salida, los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica y por otro lado guiar las señales de luz procedentes de los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica, al segundo modulador y sistema de detección (por ejemplo, espectrómetro). Con el fin de obtener tal guiado, los “medios de entrada y salida” pueden ser, por ejemplo, un acoplador óptico o un circulador óptico. Mientras que las funciones de los medios de entrada y salida en la mayoría de las realizaciones se realizan mediante un solo componente, las realizaciones de la presente invención no están restringidas a lo anterior, y las diferentes funciones se pueden realizar utilizando diferentes componentes. Por ejemplo, en el caso de una medición de transmisión en la que la red de sensores de fibra óptica está conectada en una configuración de bucle al sistema, los medios de entrada y salida pueden existir típicamente de dos conectores independientes.

El sistema comprende además un segundo modulador para modular la señal de luz recibida procedente de la red de sensores de fibra óptica, con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usó para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado. El tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador. La duración del chip típicamente será al menos la duración del tiempo activado más largo de un chip.

En algunas realizaciones, el segundo código predeterminado tiene la misma duración de chip que se utilizó para el primer código predeterminado, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado y estando desfasado en el tiempo con respecto a la primera modulación, en donde el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador. Cabe señalar que el tiempo activado para el estado alto puede ser diferente para los moduladores primero y segundo. Por motivos de facilitar la explicación, en la descripción y los ejemplos adicionales, se ilustrarán realizaciones de la presente invención para modulaciones primera y segunda (y tercera) haciendo uso de un código predeterminado que tiene la misma secuencia de chips. Un ejemplo de la implementación de un código predeterminado para el segundo modulador se muestra a modo de ilustración en la Figura 18. El código del segundo modulador en este dibujo consiste en una pluralidad de chips, por lo que cada chip también consiste en 5 subchips (la misma duración de chip que los chips usados para el primer modulador) pero el tiempo activado dentro de un chip corresponde a 1 subchip. El segundo código de la Figura 18 también estará desfasado en el tiempo con respecto a la primera modulación con un retardo que depende del tiempo de desplazamiento de la señal de luz hasta y desde los sensores de un primer conjunto de sensores seleccionado. Debido a este retardo de tiempo, solo la señal procedente de dicho conjunto de sensores seleccionado se enviará de manera eficiente al sistema de detección, en comparación con las señales de luz procedentes de otros sensores en la red de sensores de fibra óptica. Como consecuencia, el retardo de tiempo permite leer el conjunto de sensores seleccionado. Para seleccionar un conjunto diferente de sensores seleccionados que va a leerse, el retardo de tiempo se restablece típicamente a un nuevo valor dependiendo del tiempo desplazado por la señal de luz hasta y desde ese conjunto diferente de sensores seleccionado. La suma de la duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el segundo modulador es mayor que el tiempo de retardo entre la detección de la respuesta del sensor del primer sensor detectado y la detección de la respuesta del sensor del último sensor detectado, del conjunto de sensores seleccionado. En el ejemplo de la implementación de los códigos predeterminados que se muestra en la Figura 18, la duración de la suma del tiempo activado es igual a 6 veces la duración de un solo subchip (tiempo activado del estado alto del primer el modulador es de 5 subchips y el tiempo activado del estado alto del segundo modulador es 1 subchip, lo que asciende a 6 subchips).

El sistema comprende además un sistema de detección para analizar el espectro de longitud de onda después del segundo modulador integrando la señal de luz en un sistema de multiplexación por división de longitud de onda. Un ejemplo de un sistema de detección de este tipo es un espectrómetro basado en fotodiodos. El sistema de detección típicamente integra las señales de luz generadas por uno o múltiples códigos, durante un retardo de tiempo fijo, que corresponde a un conjunto de sensores seleccionado. Al hacerlo, se mide una correlación entre las dos señales moduladas. Además, el sistema puede adaptarse para derivar en base a lo anterior una respuesta de sensor para cada uno de los sensores en el conjunto de sensores seleccionado.

Los sensores dentro de un conjunto de sensores seleccionado, se multiplexan de esta manera en base a la multiplexación por división de longitud de onda. Los sensores de diferentes conjuntos de sensores se multiplexan mediante la multiplexación por división de código (CDM).

Los códigos utilizados pueden ser pares de códigos o también pueden ser códigos ortogonales o cuasi ortogonales, algunos de los cuales pueden ser códigos equilibrados o secuencias binarias pseudoaleatorias (PRBS), etc. Los códigos utilizados pueden determinarse durante la medición basándose en un generador de códigos, pero también se pueden determinar por adelantado y almacenarse en una memoria de código. Esto se puede realizar en un procesador. A modo de ilustración, no limitándose las realizaciones de la presente invención a esto, la información relativa a los códigos y la teoría del código se puede encontrar, por ejemplo, en Chung et al. en “Optical ortogonal codes: design, analysis and applications” IEEE Transactions on Information Theory, vol. 35 (mayo de 1989) n.° 3, págs. 595-604, o en Singer en “A theorem in finite Protective Geometry And Some Applications To number Theory” Transactions of the American Mathematical Society 43 (mayo de 1938), págs. 377-385 o en Lüke en “Korrelationssignale, Korrelationsfolgen und Korrelationsarrays in Nachrichten-und Informationstechnik, MeBtechnik und Optik. Una ventaja de las realizaciones de la presente invención es que un esquema híbrido de la interrogación de segmentos de multiplexación por división de longitud de onda que consta de, por ejemplo, un número máximo de FBG se combina con interrogación de multiplexación por división de código que ofrece la capacidad de superposición de espectros con el fin de obtener una medición de red de sensores de fibra óptica grande, rápida y densa. Una red de este tipo puede consistir, por ejemplo, en grupos de FBG en los que los sensores de cada grupo operan en diferentes longitudes de onda (WDM). Se pueden agregar varios grupos a la red donde cada grupo tiene una respuesta de correlación diferente para una configuración de retardo de tiempo específico en (CDM).

En algunas realizaciones particulares, la fuente de luz de banda ancha puede ser una fuente de luz de banda ancha modulada directamente que, por ejemplo, hace uso de la electrónica de activación para modular la intensidad de la fuente de luz. Esto excluye la pérdida de inserción y el coste del primer modulador.

En algunas realizaciones particulares, el sistema de detección podría ser un sistema de detección modulado directo que, por ejemplo, hace uso de la electrónica de activación del conjunto de detectores para modular la eficacia de detección de los detectores. Esto se puede hacer, por ejemplo, controlando la ganancia de los detectores. Esto excluye la pérdida de inserción y el coste del segundo modulador.

En algunas realizaciones, uno o más conjuntos de sensores seleccionados pueden comprender además sensores con longitudes de onda superpuestas dentro del mismo conjunto de sensores seleccionado. La información de estos sensores no se puede caracterizar individualmente sino mediante el análisis del espectro de longitud de onda del conjunto seleccionado específico de información cualitativa de sensor.

En algunas realizaciones, el sistema de detección integra las señales de luz procedentes de un grupo de sensores seleccionado, generadas por múltiples códigos, pero donde cada código tiene un retardo de tiempo ligeramente diferente, correspondiente a una posición ligeramente diferente en el grupo de sensores seleccionado. Esto permitirá optimizar la función de correlación para los diferentes sensores en el grupo de sensores seleccionado.

En algunas realizaciones, el conjunto de sensores seleccionado es un subconjunto de una sección de WDM, pero por lo que la sección de WDM completa se mide durante un ciclo de integración, variando el retardo de tiempo para algunos códigos individuales durante el ciclo de integración, correspondiente a una exploración completa de la sección de WDM específica.

En algunas realizaciones, el código predeterminado de los moduladores primero y segundo son idénticos, lo que da como resultado una autocorrelación.

En algunas realizaciones, el código predeterminado de los moduladores primero y segundo son diferentes, lo que da como resultado una correlación cruzada.

En algunas realizaciones, varios conjuntos de sensores seleccionados pueden leerse simultáneamente al tener varios “segundos moduladores” y “sistemas de detección” trabajando en paralelo, cada uno con un retardo de tiempo diferente para la detección de CDM, con el fin de aumentar la velocidad de detección de la red de sensores de fibra óptica completa.

En algunas realizaciones, un conjunto de sensores seleccionado se mide usando un código predeterminado mediante el cual la suma de la duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador, y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el segundo modulador es menor que el retardo de tiempo entre la detección de la respuesta del sensor del último sensor de los sensores que precede al conjunto de sensores seleccionado y la detección de la respuesta del sensor del primer sensor de los sensores siguientes al conjunto de sensores seleccionado.

Mientras que anteriormente se ha descrito el sistema que comprende moduladores particulares, de manera más general, el sistema puede disponerse para seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado utilizando una técnica de multiplexación por división de código y el sistema puede estar dispuesto para detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda y para derivar en base a lo anterior una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado.

A modo de ilustración, sin que las realizaciones de la presente invención se limiten a ello, en la Figura 1 se muestra una descripción esquemática de una realización particular. La Figura 1 ilustra un sistema 100 de interrogación que comprende una fuente 110 de luz de banda ancha, un primer modulador 120 y medios 130 de entrada y salida. Medios 150 de generación de código así como medios 160 de determinación de retardo. Ambos elementos pueden controlarse usando un procesador 190. El sistema comprende además un segundo modulador 170, que modula la luz procedente de la red 200 de detección de fibra óptica, y un sistema 180 de medición de multiplexación por división de longitud de onda (WDM). El procesador 190 también está programado típicamente para recopilar y procesar los datos espectrales medidos. El sistema está adaptado para estar interconectado con una red 200 de sensores de fibra óptica.

En algunas realizaciones, se realiza la codificación inversa de secuencia (SIK). Con esto, se realiza una combinación con una tercera modulación mediante la cual el haz de luz recibido se modula con el código inverso de la segunda modulación. El código inverso se construye reemplazando los chips con un estado bajo con un chip con un estado alto y viceversa, mientras se mantiene idéntico el tiempo activado dentro del chip de estado alto. La Figura 18 muestra un ejemplo de dicho código inverso para la tercera modulación. La señal detectada con la tercera modulación se restará de la señal detectada de la segunda modulación, lo que dará como resultado una relación señal/ruido mejorada. La Figura 9 muestra tal ejemplo de las dos señales registradas y la señal diferencial.

En la Figura 2 se muestra una realización a modo de ejemplo, donde la segunda modulación y la tercera modulación se realizan simultáneamente haciendo uso de 2 moduladores y 2 espectrómetros. La Figura 3 ilustra una configuración en la que se realiza codificación inversa de secuencia utilizando un espectrómetro. En este caso se aplican el código y el código inverso uno tras otro, de los cuales, se mide, para cada uno de ellos, el espectro de longitud de onda, y se resta el espectro invertido del directo para obtener un espectro diferencial claro.

Como el conjunto de sensores normalmente se distribuirá sobre una cierta longitud de la fibra óptica, el retardo de tiempo seleccionado utilizado para seleccionar ese conjunto de sensores normalmente será exacto solo para una posición a lo largo de ese conjunto de sensores. Esto puede conllevar una diferencia en las contribuciones de los sensores colocados cerca de esa posición exacta o más lejos de esa posición exacta. Con el fin de compensar esto, el retardo de tiempo puede variar durante el tiempo de integración, de modo que el retardo de tiempo se optimiza para varias posiciones a lo largo del conjunto de sensores como se explicó anteriormente. Mediante una variación de este tipo, las contribuciones de los diferentes sensores dentro de un conjunto de sensores se tendrán en cuenta con mayor precisión. El retardo de tiempo utilizado también puede variarse para ecualizar las señales. Por ejemplo, los sensores con señal baja se pueden medir con más frecuencia con su retardo de tiempo específico.

Una solución adicional para igualar las contribuciones de los diferentes sensores en un conjunto de sensores seleccionado, alternativamente o además de otras soluciones, puede ser cambiando la intensidad de la respuesta del sensor (por ejemplo, reflectancia) dependiendo de la posición del sensor en el conjunto. de sensores.

Una solución adicional que se puede aplicar para ecualizar las señales, alternativamente o además de otras soluciones, se realiza ajustando el tiempo activado durante las modulaciones primera y segunda, disminuyendo la influencia de la función de correlación de forma triangular resultante que es el resultado de la correlación de 2 pulsos de bloque iguales. Por ejemplo, esto se puede lograr haciendo que el tiempo activado en el chip de estado alto del primer modulador sea menor que el tiempo activado en el chip de estado alto del segundo modulador, como se muestra en la Figura 15. La forma de triángulo típica de la función de correlación se convertirá entonces en una forma de trapecio como se muestra en la Figura 16.

Para conjuntos de sensores separados densamente, aumenta el riesgo de que las contribuciones de sensores de otros conjuntos de sensores, por ejemplo otras secciones de WDM, también comienzan a detectarse, dependiendo, por ejemplo, de la longitud del chip. No obstante, la red de sensores de fibra óptica podría adaptarse para evitar tal riesgo en caso de que el conjunto de sensores seleccionado sea más pequeño que la sección de WDM. Los sensores en diferentes secciones de WDM podrían, por ejemplo, estar dispuestos de tal manera que para sensores adyacentes de dos secciones de WDM diferentes, las longitudes de onda a las que son sensibles (por ejemplo, característica de reflexión de la longitud de onda) sean claramente distintas, de modo que, en función de la longitud de onda, se pueda distinguir de qué conjunto se deriva la contribución. Esto se puede realizar, por ejemplo, teniendo los sensores para todas las secciones de WDM dispuestos de longitud de onda baja a alta.

En un aspecto, la presente invención también puede referirse a una red de sensores de fibra óptica que comprende una pluralidad de conjuntos de sensores, por ejemplo, correspondiente a las secciones de WDM descritas anteriormente, por lo que para cada conjunto de sensores se introduce un identificador en la fibra óptica, lo que permite identificar mediante medición óptica el conjunto de sensores a partir de los que se derivarán las contribuciones. Un identificador de este tipo puede implementarse como una parte con una respuesta óptica claramente diferente, por ejemplo, en el caso de los sensores de FBG, una característica de reflectancia diferente (por ejemplo, longitud de onda, reflectividad, la mitad del máximo de ancho completo del pico de longitud de onda), o puede proporcionar una respuesta óptica específica correspondiente a una serie de sensores de FBG bien definidos. Un identificador de este tipo puede, en realizaciones de acuerdo con la presente invención, usarse, por ejemplo, para identificar un riesgo de que, durante la medición de un determinado conjunto de sensores, esté presente una contribución de sensores de otro conjunto de sensores. Normalmente, dichos identificadores pueden colocarse físicamente en los extremos del conjunto de sensores en el dominio del tiempo de detección que se va a identificar.

En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un sistema óptico que comprende un sistema para interrogar una red de sensores de fibra óptica según el primer aspecto, así como una red de sensores de fibra óptica. Un ejemplo de tal sistema óptico, sin que las realizaciones de la presente invención se limiten a ello, es una fibra óptica de detección de forma y un sistema de interrogación de lectura correspondiente. En tales aplicaciones, es importante tener una alta densidad de sensores a lo largo de la fibra óptica y tener una lectura que sea rápida y precisa. Otras características y ventajas opcionales pueden corresponder con las del sistema de interrogación como se describe en el primer aspecto o en los ejemplos.

En todavía otro aspecto, la presente invención se refiere a un método para interrogar a un conjunto de sensores seleccionado de al menos 2 sensores en una red de sensores de fibra óptica. Cada conjunto puede comprender una pluralidad de sensores que tienen respuestas de longitudes de onda diferentes, al menos parcialmente no superpuestas (por ejemplo, reflexiones). Según realizaciones de la presente invención, el método comprende generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores dentro del conjunto de sensores seleccionado. También comprende modular la señal de luz usando una primera modulación de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida, donde los chips tienen un estado bajo correspondiente con el primer modulador que bloquea al menos parcialmente la señal de luz o un amplificador que sustancialmente no amplifica o menos la señal de luz o tiene un estado alto correspondiente con el primer modulador que pasa al menos parcialmente la radiación o un amplificador que amplifica sustancial o sustancialmente más la señal de luz, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo. El método comprende además guiar la luz de banda ancha modulada a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los diferentes sensores en la red de sensores de fibra óptica y para acoplar la señal de luz procedente de los diferentes sensores de la red de sensores de fibra óptica, al segundo modulador y sistema de detección. En un paso siguiente, el método comprende modular la señal de luz recibida con una segunda modulación de acuerdo con un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se usó para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en donde el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador.

El método también comprende detectar la señal de luz recibida modulada, durante un tiempo de integración de detección, para detectar simultáneamente la interacción de dicha señal con los sensores de dicho conjunto de sensores seleccionado. Por tanto, derivando el método en base a lo anterior una medida de la respuesta del sensor de los sensores del conjunto de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda. En algunas realizaciones, el segundo código predeterminado tiene la misma duración de chip que se usa para el primer código predeterminado, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado y estando desfasado en el tiempo con respecto a la primera modulación, en donde el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del conjunto de sensores seleccionado pasará el segundo modulador.

En todavía otra realización, el sistema puede medir la red de detección de fibra óptica que consta de diferentes secciones de WDM en transmisión, en donde cada una de las secciones de WDM se pone en paralelo utilizando un acoplador óptico y por lo que las señales transmitidas se vuelven a acoplar en conjunto en una fibra utilizando por ejemplo un segundo acoplador óptico de manera que se introduzcan retardos de tiempo entre la detección de las diferentes secciones de WDM. Tales retardos de tiempo se pueden realizar, por ejemplo, utilizando líneas de retardo (por ejemplo, un bucle de fibra). La Figura 21 muestra un ejemplo de una configuración de medición mediante la cual se miden dos secciones de WDM en transmisión.

Mientras que el método anterior se ha descrito implementando pasos de modulación particulares, de manera más general, el método puede adaptarse para seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado usando la técnica de multiplexación por división de código, y para detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado que utilizan una técnica de multiplexación por división de longitud de onda. Pasos del método opcionales adicionales pueden corresponder con la funcionalidad de ciertos componentes descritos para sistemas de los aspectos primero o segundo o mostrarse en los ejemplos.

A modo de ilustración, sin limitar las realizaciones de la presente invención a ello, se ilustran características habituales y opcionales de la técnica de interrogación por multiplexación según las realizaciones de la presente invención para un sistema y método a modo de ejemplo como se describe a continuación.

El ejemplo describe la técnica de interrogación de multiplexación para dos redes diferentes: la red 1 tiene 5 secciones de W d M idénticas de 40 FBG (200 FBG) y la red 2 tiene 5 secciones de WDM idénticas de 80 FBG (400 FBG). La red 1 tiene una longitud total de fibra de 16,95 m, en la que la separación entre dos FBG en una sección de WDM es de 5 cm y entre dos secciones de WDM de 80 cm. 40 FBG que no se superponen comparten un espectro entre 1511 nm y 1589 nm, de modo que cada uno 2 nm. La red 2 tiene una longitud total de 17,08 m en la que la separación entre dos FBG en una sección de WDM es de 2,5 cm y entre grupos de WDM adyacentes de 80 cm. 80 FBG que no se superponen comparten un espectro entre 1510,5 nm y 1589,5 nm, por tanto, cada nanómetro. Todas las FBG tienen una longitud de rejilla de 5 mm. Estas redes están conectadas a un interrogador que tiene una configuración como se describe en la Figura 4. Una fuente de luz de banda ancha, en este caso, una fuente de emisión espontánea amplificada con un aislador, se conecta a un primer modulador (LN-M6). Por tanto, la luz se modula con un código almacenado en el generador de datos (DG 2030). La luz modulada pasa por un circulador que la aplica a la red de sensores. La luz reflejada vuelve a pasar por el circulador y llega a un segundo modulador (LN-M4) que modula la luz reflejada por segunda vez con el mismo código pero desfasada en el tiempo. La salida de este modulador está conectada a un espectrómetro (FBGA) que recoge toda la luz incidente durante un tiempo de integración ajustable.

El procedimiento de medición comienza con la modulación de la intensidad de la luz de banda ancha con un código. El código se repite varias veces dentro de un ciclo de tiempo de integración del espectrómetro. El número máximo de repeticiones que se pueden integrar durante un ciclo de medición depende de la velocidad del chip, la longitud del código y el tiempo de integración en sí. Para la prueba de concepto, se utiliza una longitud de código de 31808 chips, un tiempo de integración de 23,857 ms y una velocidad de chip de 80 MHz. Esto da como resultado 60 repeticiones del código. El estado alto del chip tiene en todos los casos un ciclo de trabajo del 100%, lo que significa que el tiempo activado corresponde a la duración del chip. Para obtener una mejor función de correlación, se aplica una correlación unipolar-bipolar por medio de codificación inversa de secuencia. Por lo tanto, en la primera secuencia, el segundo modulador trabaja con 60 veces el código idéntico pero desfasado en el tiempo. El retardo se ajusta de modo que coincida con el tiempo de propagación de la luz reflejada de una sección de WDM distinta. Este tiempo de propagación está definido en este ejemplo por la longitud de trayectoria óptica hasta el centro de una sección de WDM. El espectrómetro integra la luz modulada durante 23,857 ms y guarda ese espectro. En la segunda secuencia, el segundo modulador trabaja con 60 veces el código invertido pero también se desplaza en el tiempo. El retardo debe ser el mismo que en la primera secuencia. Después de que el espectrómetro también adquirió este espectro, se resta del primero. Este espectro diferencial representa ahora una correlación óptica unipolar-bipolar del código y coincide solo con la sección de WDM que se asigna por el retardo de tiempo del segundo modulador.

Sin embargo, en el presente ejemplo, el espectro diferencial representa una atenuación de la potencia reflejada hacia el borde de los grupos de WDM. Esto es el resultado de la correlación, ya que el retardo de tiempo para el segundo modulador solo se sincroniza con el centro de la sección de WDM. Todas las demás reflexiones tienen un retardo de tiempo ligeramente diferente que aumenta hacia los bordes de la sección de WDM. La función de correlación tiene un pico para ningún desfase temporal y valores bajos para todos los demás. Debido a la convolución de rectángulos idénticos (chips con el mismo tiempo activado), la convolución resulta en función del retardo de tiempo que muestra una forma de triángulo. El tamaño de la base de este triángulo es dos veces la duración de chip. La Figura 5 representa que una velocidad de chip de 80 MHz da como resultado una duración de chip de 12,5 ns, de modo que 25 ns para la base del triángulo.

Ahora, la Figura 6 muestra una sección de WDM completa con un retardo de tiempo de 68,5 ns. Los sensores más cercanos al borde de la sección son atenuados por el triángulo de convolución, como se mencionó anteriormente. Otros cuatro retardos de tiempo son suficientes para analizar las otras secciones de WDM de la red 1 de sensores. La Figura 7 muestra una medición de toda la red 1 de sensores con 200 sensores (40 FBG en serie por sección de WDM). Se miden y se representan varios retardos de tiempo. Las dos líneas de puntos negros indican la parte de la medición que se representa en las Figuras 5 y 6.

La Figura 8 muestra la medición completa de la red 2 de sensores con 400 sensores en serie. La interrogación tiene la misma configuración que antes (velocidad de chip de 80 MHz y tiempo de integración de 23,857 ms. En esta red, 80 FBG en serie forman una sección de WDM.

El tamaño máximo de la red de sensores se ve limitado de diferentes formas, discutiéndose a continuación una evaluación de la misma. El número máximo de sensores en una red en serie depende de su valor de reflectancia. Un ejemplo de un sistema de medición para evaluar se muestra en la Figura 10. Las mediciones del límite de potencia se representan en la Figura 11. Un filtro de paso de banda con un ancho espectral equivalente a la FBG y un atenuador óptico (OLA) reemplazan la red de sensores con un circulador. El paso de banda se utiliza para comparar la potencia de la señal y el ruido. Se calcula una relación señal/ruido (SNR) para cada atenuación en un rango de 18 dB a 65 dB. El filtro en sí se atenúa por ~15 dB que se suma a la atenuación ajustada.

La Figura 11 muestra los resultados de la medición dinámica. Se analizan tres tiempos de integración diferentes en dos modos de adquisición diferentes del espectrómetro; un modo de alto rango dinámico (HDRM) y un modo de alta sensibilidad (HSM). La SNR se representa gráficamente frente a la atenuación. Considerando al menos una SNR de 3, de modo lo que la señal es tres veces el valor máximo de ruido, se establece un límite de 54 dB. Los tiempos de integración más altos aumentan el ruido hasta que alcanza el límite de saturación del espectrómetro. En la región de saturación no se pueden realizar mediciones adecuadas. Cuando se reduce la atenuación, el valor máximo de los espectros adquiridos para calcular el espectro diferencial finalmente alcanza el nivel de saturación. La resta de dos valores saturados daría como resultado cero en el espectro diferencial.

Teniendo en cuenta 54 dB como atenuación máxima, se puede estimar la cantidad máxima de secciones de WDM en esta configuración. La atenuación de la luz en la red de sensores depende directamente de la reflectancia de cada FBG. Es necesario agregar la atenuación de la propia fibra, lo que disminuye la cantidad de FBG que van a interrogarse.

= * * ^*

La ecuación [1 ] muestra la relación entre la reflectancia R y la atenuación aR de toda la red. Por ejemplo, la luz reflejada del tercer grupo necesita pasar los grupos primero y segundo, luego se refleja y pasa de nuevo los grupos segundo y primero. Es una relación exponencial. En la Figura 12, el número máximo de segmentos n se representa gráficamente sobre la reflectancia de acuerdo con la Ecuación [2]. Suponiendo una reflectancia del 20%, se puede lograr una cantidad total de ~25 segmentos. Con 80 sensores por segmento de WDM, este banco de pruebas de interrogadores investiga 2000 FBG en serie.

En cuanto a la dimensión de la red de sensores, en particular, rejillas de torre de tracción (DTG®) ofrecen una densidad de sensor muy alta con una separación de FBG en el rango de centímetros que forma el límite de dimensión inferior. Por otro lado, la longitud máxima de la red de sensores l depende de la atenuación por kilómetro de la propia fibra. Se representa con la variable a0 en las fórmulas. La Figura 13 muestra la dependencia de la longitud de la fibra l en el número de secciones de WDM n para dos fibras de sensor de FBG de torre de tracción típicas.

Como se mencionó anteriormente, se utiliza un código con una longitud de 31808 chips para todas las mediciones. Su correlación se representa en la Figura 14. El triángulo descrito anteriormente se puede ver en la Figura 14 parte a. Se realiza una ampliación en la Figura 14 parte b de modo que las interferencias de múltiples WDM sean visibles. Cada punto de la función de correlación es un desplazamiento de múltiplos de la longitud de un chip. La forma triangular es el resultado de la convolución de dos chips de estado alto con un tiempo activado igual para ambos chips. Debido a la función de triángulo, los sensores en el borde del conjunto de sensores medidos tienen un nivel de señal más bajo.

Este efecto puede reducirse, por ejemplo, acortando el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador en comparación con el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el segundo modulador, como se representa en la Figura 15. De esta forma, la función de correlación se modifica para dar un trapecio. La altura de pico/meseta inferior correspondiente, como se muestra en la Figura 16, se puede compensar ajustando el tiempo de integración del espectrómetro. Se puede obtener un resultado similar acortando el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el segundo modulador en comparación con el tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador. La Figura 20 muestra un ejemplo de cómo la detección en los bordes de un conjunto de sensores seleccionado mejora en caso de que el tiempo activado en el chip de estado alto del segundo modulador ya no sea igual al tiempo activado en el chip de estado alto del primer modulador (gráfico continuo) pero ahora 5 veces más corto que el tiempo activado en el chip de estado alto del primer modulador (gráfico de puntos). Se puede ver claramente que en el último caso (gráfico de puntos) se mejora la intensidad de los sensores en el borde del conjunto de sensores seleccionado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (100) para interrogar sensores en una red (200) de sensores de fibra óptica, comprendiendo la red (200) de sensores de fibra óptica varios grupos de sensores, en el que los sensores de un grupo están operando a diferentes longitudes de onda y los sensores de diferentes grupos pueden tienen longitudes de onda superpuestas, comprendiendo el sistema:

- una fuente (110) de luz para generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse dentro de la red (200) de sensores de fibra óptica,

- medios (130) de entrada y salida para guiar la luz de banda ancha a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los sensores y para acoplar la señal de luz procedente de los sensores de la red (200) de sensores de fibra óptica al sistema de detección,

- un sistema (180) de detección para detectar la señal de luz recibida, durante un tiempo de integración de detección, estando dispuesto el sistema para seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado utilizando una técnica de multiplexación por división de código y estando el sistema dispuesto para detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado usando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda y para derivar en base a lo anterior una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado,

en el que usar una técnica de multiplexación por división de código comprende usar una respuesta de correlación diferente para un ajuste de retardo de tiempo específico para cada uno de los varios grupos de sensores entre señales en la técnica de multiplexación por división de código.

2. Un sistema (100) según la reivindicación 1, en el que los sensores son rejillas de fibra de Bragg.

3. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema comprende

- un primer modulador (120) para modular la intensidad de la luz procedente de la fuente (110) de luz usando una primera modulación de acuerdo con un código predeterminado que comprende una pluralidad de chips identificables que tienen una duración de chip bien definida y definiendo los chips un estado bajo o estado alto, de modo que en un estado alto se transmite más luz que en un estado bajo, y

- un segundo modulador (170) para modular la señal de luz procedente de los sensores de la red (200) de sensores de fibra óptica después de pasar los medios (130) de salida con una segunda modulación según un segundo código predeterminado con la misma duración de chip que se utiliza para el primer modulador, siendo el segundo código predeterminado interdependiente del primer código predeterminado, en el que el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del grupo de sensores seleccionado pasará el segundo modulador.

4. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema está dispuesto para derivar una medición de la respuesta del sensor de sensores de otros grupos seleccionados usando una técnica de multiplexación por división de código.

5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3,

en el que el segundo código predeterminado está desfasado en el tiempo con respecto a la primera modulación, en el que el retardo de tiempo, el tiempo activado del chip de estado alto de la primera modulación y el tiempo activado del chip de estado alto correspondiente de la segunda modulación son tal que predominantemente la luz recibida del grupo de sensores seleccionado pasará el segundo modulador y/o

en el que el segundo código predeterminado es sustancialmente el mismo que el primer código predeterminado, teniendo la misma duración de chip y la misma secuencia de chips que en la primera modulación.

6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un grupo de sensores comprende además sensores que operan en las mismas longitudes de onda.

7. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo de sensores seleccionado tiene respuestas de longitud de onda al menos parcialmente similares a las de otros sensores en la red de sensores de fibra óptica.

8. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3,

en el que la suma de la duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador, y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto correspondiente para el segundo modulador es mayor que el retardo de tiempo entre la detección de la respuesta del sensor del primer sensor del grupo de sensores seleccionado y la detección de la respuesta del sensor del último sensor del grupo de sensores seleccionado y/o

por lo que la duración del tiempo activado dentro de un chip de estado alto para el primer modulador, y el tiempo activado dentro de un chip de estado alto correspondiente para el segundo modulador es menor que el tiempo de retardo entre la detección de la respuesta del sensor del último sensor de los sensores que precede al grupo de sensores seleccionado y la detección de la respuesta del sensor del primer sensor de los sensores que siguen al grupo de sensores seleccionado.

9. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3, en el que el sistema (100) está además adaptado para adaptar el segundo modulador para modular, en un segundo tiempo de integración de detección, la señal de luz recibida utilizando dicho segundo código predeterminado, pero desfasado en el tiempo con un segundo retardo de tiempo dependiendo del tiempo de desplazamiento de la señal de luz hasta y desde la pluralidad de sensores de un segundo grupo de sensores seleccionado, para seleccionar en dicho segundo modulador (170) contribuciones en la señal de luz recibida de dicho segundo grupo de sensores seleccionado y para detectar en el sistema de detección respuestas de dicha pluralidad de sensores de dicho segundo grupo de sensores seleccionado para derivar una respuesta de sensor para cada uno de la pluralidad de sensores del segundo grupo de sensores seleccionado.

10. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3, en el que una pluralidad de códigos se aplica posteriormente durante un mismo tiempo de integración de detección y en el que el sistema (100) está adaptado para variar el tiempo de retardo durante el tiempo de integración de detección durante un lapso de tiempo que depende del tiempo de detección de la respuesta del primer sensor detectado del grupo de sensores seleccionado y el tiempo de detección de la respuesta del último sensor detectado del grupo de sensores seleccionado.

11. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3, en el que una parte o la totalidad de la señal de luz recibida procedente de los sensores de la red (200) de sensores se modula con una tercera modulación según un tercer código correspondiente al segundo código predeterminado, pero en el que el estado de los chips de código se ha invertido al otro estado, estando el tercer código desfasado en el tiempo con el mismo retardo de tiempo que la segunda modulación, si la hubiera,

el sistema (190) de procesamiento está configurado para medir la diferencia entre los espectros de longitud de onda detectados medidos usando el segundo código predeterminado y el código inverso, y para derivar en base a lo anterior una respuesta de sensor para cada uno de la pluralidad de sensores de dicho grupo de sensores seleccionado.

12. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la medida en que dependa de la reivindicación 3, en el que el sistema (100) tiene además varios conjuntos de moduladores y sistemas de detección que funcionan en paralelo, por lo que cada conjunto se opera utilizando un retardo de tiempo diferente de manera que se lean simultáneamente diferentes grupos de sensores seleccionados.

13. Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en el que el sistema (100) mide la red de detección de fibra óptica en reflexión, y/o en el que el sistema (100) mide la red de detección de fibra óptica que consta de diferentes secciones de WDM en transmisión, en el que cada una de las secciones de WDM se pone en paralelo utilizando un acoplador óptico y mediante el cual las señales transmitidas se vuelven a acoplar en conjunto en una fibra de manera que se introducen retardos de tiempo entre la detección de las diferentes secciones de WDM.

14. Un sistema óptico que comprende una red (200) de sensores de fibra óptica y un sistema (100) para interrogar una red (200) de sensores de fibra óptica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Un método para interrogar sensores en una red (200) de sensores de fibra óptica, comprendiendo la red (200) de sensores de fibra óptica varios grupos de sensores, en el que los sensores de un grupo están operando a diferentes longitudes de onda y los sensores de diferentes grupos pueden tener longitudes de onda superpuestas, comprendiendo el método

generar una señal de luz de banda ancha, abarcando la señal de luz de banda ancha un rango de longitud de onda, de modo que la señal de luz de banda ancha sea adecuada para activar una respuesta de los sensores que van a medirse en la red de sensores de fibra óptica,

guiar la luz de banda ancha a la red de sensores de fibra óptica para iluminar los diferentes sensores de la red (200) de sensores de fibra óptica y para acoplar la señal de luz procedente de los diferentes sensores de la red (200) de sensores de fibra óptica al sistema de detección,

- seleccionar predominantemente la luz recibida procedente de los diferentes sensores de un grupo de sensores seleccionado utilizando la técnica de multiplexación por división de código,

detectar simultáneamente sensores del grupo de sensores seleccionado utilizando una técnica de multiplexación por división de longitud de onda,

derivar en base a lo anterior una medición de la respuesta del sensor de los sensores del grupo de sensores seleccionado,