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impaginato corretto fullone_Layout 1 13/10/15 12.09 Pagina 56 Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo 0.05 Misura Titolo Metodo di misura di deformazioni dinamiche in 0.04 Seno a 12.3 Hz Metodo di misura di deformazioni dinamiche in fibra ottica basato sullo scattering di Brillouin tra 0.03 fibra ottica basato sullo scattering di Brillouin tra due impulsi ottici, e relativo apparato. 0.02 due impulsi ottici, e relativo apparato. Signale [u.a.] 0.01 Rif. CNR 10047 0 Rif. CNR 10047 -0.01 -0.02 Titolare(i): CNR -0.03 Istituto: IREA -0.04 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Inventore di riferimento: Romeo Bernini Tempo [s] Territori di vigenza: IT Data di priorità: 06/11/2009 Abstract Abstract L'invenzione si riferisce ad una tecnica di misura di deformazioni dinamiche in fibra ottica basata sullo L'invenzione si riferisce ad una tecnica di misura di deformazioni dinamiche in fibra ottica basata sullo scattering stimolato di Brillouin tra due impulsi ottici. La tecnica, utilizzando lo scattering stimolato di scattering stimolato di Brillouin tra due impulsi ottici. La tecnica, utilizzando lo scattering stimolato di Brillouin - presente anche nelle comuni fibre ottiche per telecomunicazioni, consente di effettuare Brillouin presente anche nelle comuni fibre ottiche per telecomunicazioni, consente di effettuare misure distribuite di vibrazioni. misure distribuite di vibrazioni. La presente invenzione si riferisce inoltre ad un apparato che implementa tale tecnica e con cui sono La presente invenzione si riferisce inoltre ad un apparato che implementa tale tecnica e con cui sono state effettuate anche prove sperimentali fino ad una frequenza di 100Hz e con una risoluzione spaziale state effettuate anche prove sperimentali fino ad una frequenza di 100Hz e con una risoluzione spaziale di 3m su una fibra lunga 30m. di 3m su una fibra lunga 30m. Background Background I sensori distribuiti in fibra ottica basati sullo scattering stimolato di Brillouin trovano sempre più larga I sensori distribuiti in fibra ottica basati sullo scattering stimolato di Brillouin trovano sempre più larga applicazione nel monitoraggio distribuito di deformazioni. Tuttavia, i sensori fin ad ora sviluppati richiedono applicazione nel monitoraggio distribuito di deformazioni. Tuttavia, i sensori fin ad ora sviluppati richiedono tempi di misura da decine di secondi sino a svariati minuti e quindi possono essere utilizzati solo per un tempi di misura da decine di secondi sino a svariati minuti e quindi possono essere utilizzati solo per un monitoraggio statico delle deformazioni. monitoraggio statico delle deformazioni. Tecnologia Tecnologia Il metodo utilizza due segnali ottici pulsati contro-propaganti in fibra ottica ritardati l’uno rispetto all’altro Il metodo utilizza due segnali ottici pulsati contro propaganti in fibra ottica ritardati l’uno rispetto all’altro di un tempo T. Tale ritardo fa sì che i due impulsi vadano ad interagire, in corrispondenza di una specifica di un tempo T. Tale ritardo fa sì che i due impulsi vadano ad interagire, in corrispondenza di una specifica regione della fibra di misura. In tale maniera è possibile monitorare in tempo reale le variazioni di shift regione della fibra di misura. In tale maniera è possibile monitorare in tempo reale le variazioni di shift Brillouin che occorrono in quella specifica posizione, dovute ad esempio ad una deformazione dinamica Brillouin che occorrono in quella specifica posizione, dovute ad esempio ad una deformazione dinamica applicata. applicata. Vantaggi e Applicazioni Vantaggi e Applicazioni La tecnica proposta consente, con una semplice fibra ottica, di misurare la deformazione statica lungo tutta La tecnica proposta consente, con una semplice fibra ottica, di misurare la deformazione statica lungo tutta la fibra e di misurare la deformazione dinamica in una specifica sezione della fibra stessa. Tale sezione può la fibra e di misurare la deformazione dinamica in una specifica sezione della fibra stessa. Tale sezione può essere cambiata semplicemente, variando il ritardo relativo tra i due impulsi. L’invenzione può essere essere cambiata semplicemente, variando il ritardo relativo tra i due impulsi. L’invenzione può essere utilizzata per il monitoraggio di grandi infrastrutture civili quali ponti, autostrade, ferrovie, oleodotti e dighe. utilizzata per il monitoraggio di grandi infrastrutture civili quali ponti, autostrade, ferrovie, oleodotti e dighe. Stadio di Sviluppo Stadio di sviluppo La tecnica è stata validata in laboratorio con prove sperimentali fino ad una frequenza di 100Hz e con una La tecnica è stata validata in laboratorio con prove sperimentali fino ad una frequenza di 100Hz e con una risoluzione spaziale di 3m su una fibra lunga 30m. risoluzione spaziale di 3m su una fibra lunga 30m. 56