Brevet FR2539513A2 — publié le 19840720

FR 2539513 A2 19840720 FR 8300693 A 19830118 Dans le brevet principal, on a décrit un dispositif mettant en oeuvre l'effet Faraday pour réaliser un détecteur ampèremétrique permettant la mesure de l'intensité parcourant un conducteur. Ramenée à ses grandes lignes, l'invention est une combinaison des dispositifs décrits sur les figures 2, 3 et 4, c'est-à-dire comportant un capteur proprement dit constitué d'une fibre optique torsadée en deux parties, en des sens opposés, autour du conducteur 1 parcouru par l'intensité Ià mesurer auquel sont associés, d'une part à l'entrée du système une source de lumière polarisée 5 et, d'autre part, à la sortie de celui-ci un dispositif de mesure 7, 8, 9, 10 permettant d'effectuer la mesure de l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière ayant parcouru la fibre optique. Selon la théorie expliquée dans le brevet principal, cet angle de rotation est proportionnel à cette intensité I et sa connaissance procure .par conséquent un moyen de mesure de ladite intensité. La torsion de la fibre-optique en deux parties dans des sens opposés et avec un nombre égal de tours dans chaque sens, permet, comme on l'explique dans le brevet principal, de compenser à la fois les phénomènes de biréfringence linéaire parasite ainsi que l'influence des variations de température du milieu d'ure mesure à l'autre. Il est bien évident toutefois, que pour utiliser un dispositif tel que décrit sur les figures 2, 3 et 4 du brevet principal, il est nécessaire d'éloigner à une certaine distance du capteur proprement dit la source de lumière polarisée d'une part et le dispositif de mesure ou de détection de l'autre, en prolongeant la fibre optique du capteur par deux trajets aller et retour respectivement entre la source. et le capteur et entre le capteur et le détecteur. Dans cer taines installations, il est nécessaire que les deux brins de fibres optiques qui assurent ces trajets aller-retour aient une longueur de plusieurs mètres par exemple. On constate alors malheureusement que- ces trajets aller-retour de la fibre optique sont très sensibles à la fois aux courbures que l'on peut imposer à ces fibres et aux vibrations auxquelles elles peuvent etre soumises temporairement ou de façon permanente. En ce qui concerne les courbures, on peut évidemment les compenser pour une installation déterminée si la configuration du trajet aller-retour entre la source, le capteur et le détecteur est figée- une fois pour toutes, mais ce n'est généralement pas le cas et lors de l'installation d'un dispositif de mesure d'intensité électrique à effet Faraday selon l'invention, il n'est pas possible en général de prévoir d'avance ou de fixer une fois pour toutes le trajet des fibres optiques. I1 en résulte par conséquent, si l'on désire conserver au dispositif toute sa souplesse d'emploi, 'la nécessité de s'affrancbir de la sensibilité aux courbures et aux vibrations de cette partie du dispositif. La présente addition a précisément pour objet un dispositif de mesure selon la revendication 1 du brevet principal caractérisé en ce que les deux brins de fibres optiques assurant les trajets aller et retour entre le capteur proprement dit d'une part et la source de lumière polarisée et le dispositif de mesure d'autre part sont constitués par une fibre optique monomode non torsadée du type à conservation de polarisation linéaire (également appelée parfois fibre à maintien de polarisation). Dans une réalisation conforme à la présente addition, on voit donc que le dispositif global de mesure d'intensité électrique utilise deux types de fibres optiques différentes suivant la fonction à assurer - en ce qui concerne la partie capteur c'est-à-dire le solénoide qui entoure le conducteur 1 parcouru par l'intensité I à mesurer, on emploie une fibre opti que monomode ordinaire (par exemple les fibres ITT T 1601 ou T 1602) torsadée selon une double torsion conformément au brevet principal t - pour les deux brins de fibres optiq.ues qui assurent les trajets aller-retour entre la source et le dé tecteur, on emploie alors une fibre optique monomo de, non torsadée, à conservation de polarisation li néaire (par exemple une fibre ITT T1605) que l'on relie à la fibre optique du capteur proprement dit soit par une simple soudure, -soit à l'aide de con necteurs du commerce (par exemple le connecteur "op taball" vendu sous la marque "Radiall"). Ce deuxième type de fibres optiques est en effet très peu sensible aux perturbations extérieures, car elles présentent une très forte biréfringence linéaire (typiquement de l'ordre de-105 /m) ou, ce qui revient au même, une longueur de battement Lp = 3600/105 = 3,6 mm au lieu de quelques mètres pour les fibres optiques ordinaires. Ces caractéristiques rendent très faible le coefficient de couplage entre les deux modes propres de propagation et, de cette façon, l'état de polarisation de l'onde qui émerge d'une telle fibre dépend très peu des perturbations qu'elle peut subir le long de son trajet en matière de courbure et/ou de vibrations. Selon une disposition secondaire, mais importante de la présente addition, des contrôleurs de polarisation sont prévus à l'entrée de la fibre "al ler", c'est-à-dire à la jonction de celle-ci avec la source de lumière et à la sortie de la fibre "retour", c'est-à-dire à la jonction de celle-ci avec le dispositif de mesure pour rendre linéaire l'état de polarisation de l'onde lumineuse. En effet, pour que le dispositif. de mesure d'intensité électrique par effet Faraday, objet de la présente addition, fonctionne de façon correcte il est nécessaire de s'assureur que l'état de polarisation de l'onde lumineuse à la sortie de la fibre aller (côté capteur) et à la sortie de la fibre bretour" De toute façon l'invention sera mieux comprise en se référant à la figure unique ci-jointe qui montre, à titre illustratif et non limitatif, un mode possible de mise en oeuvre du dispositif objet de l'invention. Sur cette figure unique, on voit le capteur 2 traversé par le conducteur l parcouru par l'intensité I à mesurer, la source de lumière polarisée 5 et le dispositif de mesure ou détecteur 7, 8, 9,10. Tous ces éléments ayant été décrits dans le brevet princi palt on ne reviendra pas sur leur constitution de détail. Dans l'exemple décrit sur la figure unique, on voit la gaine 18 d'une longueur atteignant par exemple 4 à 5 m qui contient les deux brins de fibres optiques 'aller" 19 et "retour" 20 joignant respectivement d'une part la source 5 au capteur 2 et d'autre part le capteur 2 au dispositif de mesure 7, 8, 9, 10. Selon l'invention, les deux brins de fibres optiques 19 et 20 sont constitués par une fibre optique monomode non torsadée du type à conservation de polarisation linéaire ci-dessus décrite. De plus, deux contrôleurs de polarisation d'un type connu 21 et. 22 sont situés respectivement aux points de jonction.du brin de fibre optique 19 et de la source 5 et du brin de fibre optique 20 du dispositif de mesure 7, 8, 9, 10. Dans une installation conforme à- celle de la figure unique décrite, la .fiabilité des indications données par le dispositif de mesure 7, 8, 9, 10 situé pourtant à plusieurs mètres de distance du capteur 2 proprement dit est pratiquement indépendante des mouvements, des torsions ou des vibrations que l'on impose à la gaine 18 et notamment à la configuration qu'on lui a donné. dans l'espace au moment de. l'installation du dispositif de mesure. Dans le capteur 2, on utilise, comme dans le brevet principal, une fibre optique monomode torsadée à double torsion avec un nombre égal- de tours dans chaque sens. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure d'intensité électrique à effet Faraday selon la revendication 1, du brevet principal, caractérisé en ce que les deux brins (19, 20) de fibres optiques assurant les trajets aller et retour entre le capteur proprement dit (2) d'une part et la source de lumière polarisée (5) et le dispositif de mesure (7, 8, 9, 10) d'autre part sont constitués par une fibre optique monomode non torsadée du type à conservation de polarisation linéaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des contrôleurs de polarisation (21, 22) sont prévus à l'entrée de la fibre "aller" (19), c'est-à-dire à la jonction de celle-ci avec la source de lumière polarisée (5) et à la sortie de la fibre "retour" (20)-, c'est-à-dire à la jonction de celle-ci avec le dispositif de mesure (7, 8, 9, 10) pour rendre linéaire l'état de polarisation de l'onde lumineuse.