11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : G01D 5/ Agente: Tavira Montes-Jovellar, Antonio

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : G01D /33 G01L 1/24 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de presentación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica asilado a la deformación. 30 Prioridad: GB Titular/es: BAE SYSTEMS plc Warwick House, P.O. Box 87, Farnborough Aerospace Centre Farnborough Hampshire GU14 6YU, GB 4 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Foote, Peter D. y Haran, Francis M. 4 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Tavira Montes-Jovellar, Antonio ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCIÓN Un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica asilado a la deformación. Esta invención se refiere a un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica asilado a la deformación particularmente adecuada, pero no exclusivamente, para compensar las rejillas de Bragg no aisladas a la deformación por el efecto de la temperatura. Los sensores de fibra óptica se pueden utilizar para medir muchos parámetros tal como la temperatura, deformación, presión, desplazamiento, campo eléctrico, índice de refracción, rotación, posición y vibración. Sin embargo, debido a la sensibilidad a estos parámetros, un sensor de fibra óptica a menudo puede estar afectado por sensibilidad cruzada de manera que si se utiliza para medir un parámetro también puede estar afectado por uno o más de los otros parámetros. Aunque algo de sensibilidad cruzada se puede eliminar por diseño en de tales sensores, se ha demostrado particularmente difícil de eliminar la sensibilidad cruzada de deformación por temperatura. Por tanto, existe la necesidad de un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica que esté aislado a la deformación y que por tanto se pueda utilizar para compensar los efectos de la temperatura en un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica no aislado a la deformación. Un intento para conseguir la compensación de temperatura, se ha llevado a acabo en el artículo Medida Simultanea de la Temperatura y Deformación Utilizando Dos Rejillas de Bragg Fibra embebida en Un Tubo de Vidrio por E.A. Song, publicado en Tecnología de Fibra Optica: Materiales, Dispositivos y Sistemas, volumen 3, página 194 a 196. Song expone una fibra óptica, una parte central de la cual está provista de un par de rejillas de Bragg separadas próximamente. Un tubo de fibra de vidrio está unido a ambos lados de una de las rejillas de Bragg en un intento de aliviar la deformación a través de la rejilla de Bragg. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación, caracterizado por tener una fibra óptica provista en, o adyacente a, un extremo de la misma con una rejilla de Bragg y una tapa de boca abierta que rodea el extremo de fibra y la región provista de la rejilla de Bragg en una separación de la fibra, el extremo de la fibra y la rejilla de Bragg, cuya tapa está obturada a la fibra óptica en la boca de entrada en un lado de la rejilla de Bragg lejos del extremo de fibra, está hecho a partir de un material de bajo módulo de Young, y es operable para aislar la rejilla de Bragg de la deformación Preferiblemente, la tapa es un tubo capilar de pared delgada fabricado de sílice fundida. Alternativamente, la tapa está hecha de resina epoxídica. Convenientemente, el sensor contiene un medio gaseoso en la tapa alrededor de la fibra, cuyo medio tiene un módulo de Young bajo. De manera ventajosa el medio gaseoso es aire. De acuerdo con un aspecto más de la presente invención, se proporciona un sistema de sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica que se puede unir o incorporar a un objeto, que incluye uno más sensores de rejilla de Bragg de fibra óptica para detectar la deformación en o sobre el objeto y uno o más sensores de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación de acuerdo con la presente invención, para medir la temperatura en o sobre el objeto. Preferiblemente, el sistema incluye medios para recibir una señal de salida de temperatura desde el o cada sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación. Procesando dicha señal de salida de temperatura y generando desde la misma una salida que compensa el efecto de la temperatura sobre el o cada sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica. Para un mejor entendimiento de la presente invención, y para mostrar cómo se puede llevar a cabo la misma, se hará referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que: la Figura 1 es una vista en diagrama de un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica, aislado a la deformación, de acuerdo con la presente invención, la Figura 2 es una representación gráfica de la amplitud en función de la longitud de onda que muestra cómo los picos de longitud de onda se desplazan con la temperatura, para una deformación constante, para el sensor de la Figura 1, la Figura 3 muestra la variación de las posiciones de los picos de longitud de onda con la temperatura, para el sensor de la Figura 1, y la Figura 4 es una vista en planta, en diagrama, de un sistema de sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica que incluye al menos un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación de acuerdo con la presente invención. Un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación de acuerdo con la presente invención se muestra esquemáticamente con 1 en la Figura 1 de los dibujos adjuntos. El sensor 1 tiene una fibra óptica provista en, o junto a, un extremo 2a de la misma de una rejilla de Bragg 3 que puede ser de igual separación que se muestra o de separación variable. Una tapa de boca abierta 4 rodea el extremo de fibra y la región provista de la rejilla de Bragg 3 en una separación de la fibra, el extremo de fibra 2a y la rejilla de Bragg. La tapa 4 está obturada respecto a la fibra óptica 2 en la boca abierta. La junta se sitúa en un lado de la rejilla de Bragg 3 lejos del extremo de fibra 2a, está hecha de un material de bajo módulo de Young y es operable para aislar la rejilla de Bragg 3 de la deformación. La junta puede ser un empalme por fusión o una resina epoxídica. La tapa 4 preferiblemente es una pieza de un tubo capilar de sílice fundida, de pared delgada, que rodea el extremo de fibra 2a y la rejilla 3 sin entrar en contacto físico con la rejilla 3. Alternativamente, la tapa 4 puede estar hecha de resina epoxídica. Una fibra óptica 2 adecuada es una fibra óptica impurificada con germania, por ejemplo con un diámetro de 12 µm con la tapa 4 que es de mm de longitud con un diámetro interno de sustancialmente 10 µm y un diámetro interno de sustancialmente 360 µm. Convenientemente, el extremo cerrado de la tapa 4 puede ser producido utilizando un empalmador de fusión que también se puede utilizar para proporcionar la junta en la boca abierta de la tapa 4. La tapa 4 aísla de manera efectiva la rejilla de Bragg 3. El sensor de la Figura 1 fue sujeto a una barra de material que se deformó utilizando un ensayo de flexión en tres puntos. En una desviación de flexión de tres puntos de la barra en un intervalo comprendido entre 7, y 22, mm no hubo lectura de deformación del sensor mientras que un sensor no de acuerdo con

3 3 ES T3 4 la invención mostró un cambio de deformación sobre este intervalo de deflexión comprendido entre 00 y 100 µε. La Figura 2 de los dibujos adjuntos muestra cómo el pico de longitud de onda de reflexión se desplaza con la temperatura cuando es calentado el sensor de la Figura 1. La Figura 3 representa las posiciones del pico de longitud de onda de reflexión a temperaturas específicas para el sensor de la Figura 1 cuando se ilumina con un diodo superluminiscente de banda ancha. La tapa 4 obturada respecto a la fibra óptica 2 en en el sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación de la Figura 1 de acuerdo con la presente invención contiene un medio gaseoso alrededor de la fibra. Este medio tiene un módulo de Young bajo que contribuye al efecto de aislamiento a la deformación. De manera conveniente este medio gaseoso es aire. El sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación de la presente invención es adecuado para su utilización en un sistema de sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica que se puede acoplar a, o incorporar en, un objeto en el cual se va a medir la deformación. Tal sistema se muestra esquemáticamente en la Figura 4 de los dibujos adjuntos. Este sistema incluye uno o más sensores 6 de rejilla de Bragg de fibra óptica no aislados a la deformación y al menos un sensor 2 aislado a la deformación, de acuerdo con la invención. La temperatura medida por el sensor 1 aislado a la deformación se utiliza para compensar la sensibilidad cruzada de temperatura de los restantes sensores 6 del sistema no aislados a la deformación. Se proporcionan medios para recibir una señal de salida de temperatura proveniente de cada sensor 1 aislado a la deformación, que procesan la señal y generan desde los mismos una salida que compensa el efecto de la temperatura en los sensores 6. Los sensores 6 utilizan la misma fibra óptica 2 y la rejilla de Bragg 3 que el sensor 1 aislado a la deformación, son compatibles con el mismo y por tanto la lectura de temperatura proveniente del sensor 1 es directamente comparable con la experimentada por el sensor 6. Por supuesto, el sensor 1 y los sensores 6 están colocados en íntima proximidad entre sí

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES Un sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación, que tiene una fibra óptica (2) provista, en o junto a un extremo (2a) de la misma, de una rejilla de Bragg (3), y una tapa de boca abierta (4) que rodea el extremo (2a) de la fibra y la región provista de la rejilla de Bragg (3) a una separación respecto a la fibra, al extremo de fibra y a la rejilla de Bragg, cuya tapa (4) está obturada con relación a la fibra óptica (2) en la boca abierta, en un lado de la rejilla de Bragg alejado del extremo de fibra (2a), está hecha a partir de un material con un módulo de Young bajo, y es operable para aislar con la rejilla de Bragg (3) contra la deformación. 2. Un sensor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tapa (4) es un tubo capilar de pared delgada hecho de sílice fundida. 3. Un sensor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tapa (4) está hecha de una resina epoxídica. 4. Un sensor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene un medio gaseoso en la tapa (4) alrededor de la fibra (2), cuyo medio tiene un módulo de Young bajo.. Un sensor de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el medio gaseoso es aire. 6. Un sistema de sensor de rejilla de Bragg de fibra óptica que se puede unir a o incorporar en un objeto, que incluye uno o más sensores (6) de rejilla de Bragg de fibra óptica para detectar la deformación en o sobre el objeto y uno o más sensores (1) de rejilla de Bragg de fibra óptica aislados a la deformación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a, para medir la temperatura en o sobre el objeto. 7. Un sistema de sensor de acuerdo con la reivindicación 6, que incluye medios para recibir una señal de salida de temperatura proveniente del o de cada sensor (1) de rejilla de Bragg de fibra óptica aislado a la deformación, tratar dicha señal de salida de temperatura y generar a partir de la misma una salida que compensa el efecto de la temperatura sobre el o cada uno de los sensores (6) de rejilla de Bragg de fibra óptica NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluida en la mencionada reserva. 4

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