MX2014010770A - Transductor optico con via de paso integrada. - Google Patents
Transductor optico con via de paso integrada.Info
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Abstract
Se proporciona un transductor óptico; una porción de "medición" del transductor puede estar expuesta a una alta presión y fluidos cuando el transductor óptico es desplegado (por ejemplo, en un pozo de sondeo u otro escenario industrial); el transductor puede incluir una guía de onda óptica con una primera porción que forma un primer sello que aísla una porción de "instrumentación" del transductor contra la exposición a la alta presión y fluidos a los cuales puede estar expuesta la porción de medición; el transductor también puede incluir un segundo sello con un "apilamiento" de elementos de material que contactan una segunda porción de la guía de onda óptica para también aislar la porción de instrumentación del transductor contra la exposición a la alta presión y fluidos a los cuales se puede exponer la porción de medición.
Description
TRANSDUCTOR OPTICO CON VIA DE PASO INTEGRADA
CAMPO DE LA INVENCION
Modalidades de la invención generalmente se refieren a vías de paso y, de manera más particular, a vias de paso convenientes para uso en ambientes de alta presión, alta temperatura y/u otros ambientes adversos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Muchas industrias y aplicaciones utilizan sensores de aparato para medir parámetros, tales como la presión. En algunos casos, dichos sensores pueden utilizar guías de onda ópticas que están diseñadas para penetrar una pared, mamparo, u otro elemento de vía de paso en donde existe una presión diferencial de fluido relativamente alta a través de un elemento de vía de paso. Además, uno o ambos lados del elemento de vía de paso pueden estar sujetos a temperaturas relativamente altas y otras condiciones ambientales adversas, tales como gases corrosivos o volátiles, líquidos y otros materiales. Por ejemplo, una vía de paso de mamparo puede necesitar el sellado de una guía de onda óptica a altas presiones de aproximadamente 138,000 kilopascales (kPa) y por arriba, y altas temperaturas de aproximadamente 150°C a 300°C y más, con una vida de servicio de 5 a 20 o más años.
Existen varios retos con la construcción de un sensor que utiliza dicha vía de paso de fibra óptica. Uno de estos problemas involucra la susceptibilidad de la fibra de vidrio al daño y rompimiento debido a su tamaño pequeño, flexibilidad y naturaleza quebradiza. Otro reto involucra el potencial de fugas cuando la fibra óptica es sellada en un agujero de via de paso utilizando epoxy u otros materiales de unión, los cuales se pueden agrietar cuando se exponen a un rango extremo de temperaturas y presiones.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Modalidades de la invención generalmente se refieren a vías de paso (vías de paso para sensores ópticos, cable recuperador, línea cableada, otras líneas o rutas eléctrica u ópticamente conductoras, y similares) convenientes para uso en ambientes de alta presión, alta temperatura y/u otros ambientes adversos.
Para algunas modalidades se proporciona un transductor óptico. Una porción de "medición" del transductor se puede exponer a fluidos de alta presión y alta temperatura cuando se despliega el transductor óptico (por ejemplo, en un pozo de sondeo u otro escenario industrial). El transductor puede incluir una guía de onda óptica con una primera porción que forma un primer sello que aisla una porción de
"instrumentación" del transductor contra la exposición a la alta presión y fluidos a la cual se puede exponer la porción de medición. El transductor también puede incluir un segundo sello con un "apilamiento" de elementos de material que contactan una segunda porción de la guia de onda óptica para también aislar la porción de instrumentación del transductor contra la exposición a la alta presión y fluidos a los cuales se puede exponer la porción de medición.
Juntos, el primer y segundo sellos se pueden considerar para formar sellos primarios y secundarios, proporcionando redundancia y cierta seguridad de sellado (respaldo) incluso en el caso donde se rompe un sello. Lo que se considera primario o secundario es relativamente arbitrario. Materiales exactos de diversos componentes del transductor se pueden seleccionar con base en el desempeño de la presión deseada y los criterios de temperatura. Por ejemplo, el segundo sello puede incluir un apilamiento de dos o más materiales (posiblemente alternando) seleccionados para lograr un desempeño de temperatura deseado mientras que se sigue manteniendo la integridad de su forma para un sellado adecuado .
Una modalidad de la presente invención proporciona un transductor óptico. El transductor óptico generalmente incluye al menos una guia de onda óptica; al menos un
elemento de detección formado en una porción de la guia de onda óptica; y un elemento de vía de paso diseñado para aislar una primera porción del transductor en comunicación con el elemento de detección contra una segunda porción del transductor que contiene el elemento de detección, en donde el elemento de vía de paso comprende al menos un primer sello formado por una primera porción de la guia de onda óptica en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de vía de paso y un segundo sello formado por el contacto entre un arreglo de elementos de sellado con una segunda porción de la guia de onda óptica y una superficie interior de la carcasa de vía de paso.
Otra modalidad de la presente invención proporciona un transductor óptico. El transductor óptico generalmente incluye al menos una guia de onda óptica; al menos un elemento de detección colocado en una porción de la guia de onda óptica; y un elemento de via de paso diseñado para aislar una primera porción del transductor en comunicación con el elemento de detección contra una segunda porción del transductor que contiene el elemento de detección, en donde el elemento de via de paso comprende un sello formado por una primera porción de la guia de onda óptica en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de via de paso y en donde una porción de una superficie de
acoplamiento del agujero para formar el sello está recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que pasa de la alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la primera porción de la guía de onda óptica.
Otra modalidad de la invención proporciona un ensamble de guía de paso. El ensamble generalmente incluye al menos una línea conductora y un elemento de vía de paso diseñado para aislar una primera porción del ensamble contra una segunda porción del ensamble, en donde el elemento de vía de paso comprende un primer sello formado por una primera porción de la línea en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de vía de paso y en donde una porción de una superficie de acoplamiento del agujero para formar el primer sello está recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que cambia de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la primera porción de la línea. Al menos una línea conductora puede incluir al menos uno de una guía de onda óptica o una línea cableada. Para algunas modalidades, se aplica una fuerza de precarga para promover el sellado del primer sello antes del despliegue en un ambiente operativo. Para algunas modalidades, el elemento de vía de paso también incluye un
segundo sello formado por el contacto entre un arreglo de elementos de sellado con una segunda porción de la linea y una superficie interior de la carcasa de vía de paso.
Otra modalidad todavía de la invención proporciona un ensamble de vía de paso. El ensamble generalmente incluye al menos una línea conductora y un elemento de vía de paso diseñado para aislar una primera porción del ensamble contra una segunda porción del ensamble, en donde el elemento de vía de paso comprende al menos un primer sello formado por una primera porción de la línea en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de vía de paso y un segundo sello formado por el contacto entre un arreglo de elementos de sellado con una segunda porción de la línea y una superficie interior de la carcasa de vía de paso.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Para que las características antes mencionadas de la presente invención puedan ser entendidas a detalle, se puede tener una descripción de la invención más particular, brevemente resumida antes, por referencia a las modalidades, algunas de las cuales se ilustran en los dibujos anexos. Sin embargo, se observará que los dibujos anexos ilustran solo modalidades típicas de esta invención y por lo tanto no se considerarán una limitación de su alcance, ya que la invención puede
admitir otras modalidades igualmente efectivas.
La figura 1 es un diagrama en sección transversal de un transductor óptico con una vía de paso integrada, de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 2 es un diagrama en sección transversal de la porción de vía de paso del transductor óptico que se muestra en la figura 1, de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 3 ilustra un apilamiento ejemplar de materiales para un sello dinámico de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 4 es un diagrama en sección transversal de una porción precargada ejemplar del transductor que se ilustra en la figura 1, de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 5 ilustra una vista exterior ejemplar de la porción del transductor ilustrada en la figura 4, de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 6 ilustra un ensamble final ejemplar de un transductor, de acuerdo con modalidades de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Modalidades de la invención generalmente se refieren a ensambles de vías de paso aplicables para uso en ambientes de alta temperatura, alta presión. Mientras los transductores con ensambles de vía de paso de guia de onda óptica se
describen a detalle a continuación, modalidades de la invención también aplican a otros tipos de vías de paso (por ejemplo, ensambles de vía de paso de linea cableada, donde la linea cableada para comunicación eléctrica, registro o correr y recuperar herramientas de fondo de pozo está aislada contra los ambientes adversos) .
De acuerdo con algunas modalidades, un transductor óptico puede incorporar un ensamble de vía de paso que tiene un primer sello formado por un tapón de vidrio frustocónico colocado en una cavidad (por ejemplo, una rectificación) de una carcasa de vía de paso. El tapón de vidrio puede definir una guia de onda de diámetro grande, basada en una barra sellada dentro de la cavidad en la carcasa y proporcionando comunicación óptica a través de la carcasa. Todas las modalidades aquí descritas permiten el sellado con respecto a la carcasa en o alrededor del tapón de vidrio a medida que el tapón de vidrio es puesto en contacto con una superficie de sellado de la cavidad.
Tal como aquí se utiliza, "fibra óptica", "tapón de vidrio" y el término más general "guia de onda óptica" se refiere a cualquier dispositivo para transmitir señales ópticas a lo largo de una trayectoria deseada. Por ejemplo, cada uno de estos términos se puede referir a una guía de onda de modo único, multi-modo, birrefringente, que mantiene
la polarización, de polarización, multi-núcleo u óptica de multi-chapado, o guias de onda planas o planares. Las guias de onda ópticas pueden ser hechas de cualquier vidrio (por ejemplo, sílice, vidrio de fosfato, u otros vidrios), vidrio y plástico, o únicamente plástico. Además, cualquiera de las guías de onda ópticas puede ser parcial o completamente recubierta con un agente de absorción y/o un agente de bloqueo (tal como oro) para proporcionar una barrera de hidrogeno que proteja la guía de onda.
La figura 1 muestra un transductor óptico ejemplar 100 que incorpora un elemento de vía de paso (F/T) 105 que aisla una primera porción (de medición) 110 del transductor contra una segunda porción (de instrumentación) 120 del transductor. La porción de medición 110 del transductor se puede utilizar para detectar un parámetro (por ejemplo, temperatura o presión) y convertir el parámetro detectado en una señal óptica variable. La porción de instrumentación 120 puede proporcionar una interfaz para enviar las señales ópticas al equipo de detección electrónico a través de un conector y un cable óptico que tiene una o más fibras ópticas.
Tal como se ilustra, de acuerdo con algunos aspectos, el transductor 100 puede ser un transductor de presión, y la porción de medición 110 puede incluir un pie de presión y ensamble de fuelles 130, el cual se puede mover axialmente en
respuesta a la presión externa, transfiriendo asi cambios de presión a un fluido de llenado dentro del ensamble de fuelles y a un elemento de detección. El elemento de detección se puede formar a partir de una guia de onda óptica que tiene uno o más enrejados Bragg formados ahí. Los cambios de presión en el fluido de llenado pueden ocasionar un cambio en una longitud de onda del enrejado. Uno o más segundos enrejados pueden ser aislados contra los cambios en la presión o configurados para responder con diferentes sensibilidades, proporcionando valores únicos y separados de los cambios de presión y temperatura a través de soluciones al sistema resultante de múltiples ecuaciones.
El elemento de detección puede estar contenido en un fluido de llenado (por ejemplo, aceite de silicona) proporcionando cierta protección y amortiguamiento, asi como transfiriendo los cambios de presión al elemento de detección. Tal como se ilustra, esta parte puede ser llenada a través de un puerto de llenado integrado 140, el cual puede estar sellado para asegurar que no haya comunicación entre el ambiente (por ejemplo, fluidos de pozo de sondeo) fuera del transductor y la carcasa que contiene el fluido de llenado. En algunos casos, este sellado se puede lograr mediante un elemento de sellado y, para algunas modalidades, a través de un elemento roscado. El elemento roscado puede proporcionar
refuerzo del elemento de sellado y puede actuar como un sello de respaldo para contener cualesquiera fugas en caso que falle el elemento de sellado.
Tal como se muestra en la figura 2, una porción de sellado 204 de la guia de onda óptica 200 puede tener forma cónica (o frustocónica) y acoplarse con una superficie de acoplamiento con forma complementaria de un agujero en una carcasa de metal 202, formando asi un sello de vidrio-a-metal 203. La presión que ocurre naturalmente durante el despliegue y operación (por ejemplo dentro de un pozo de sondeo) puede empujar la porción de sellado 204 hacia la superficie de acoplamiento que forma un sello. Tal como se describirá con mayor detalle a continuación, también se puede proporcionar un mecanismo para "pre-cargar" el sello de vidrio-a-metal 203 durante la fabricación del transductor 100, previo al transporte y despliegue.
Para algunas modalidades de la invención, un elemento, tal como una arandela delgada 306 (ilustrada en la figura 3) , puede ser utilizado entre la porción de sellado 204 y la superficie de acoplamiento de la carcasa 202 para promover el sellado (por ejemplo, llenando cualesquiera imperfecciones entre las superficies de sellado, asi como aligerando la concentración de tensiones por contacto) . La arandela 306 puede comprender cualquier material conveniente para ayudar
al sello de vidrio-a-metal 203, tal como un metal relativamente suave (por ejemplo, oro) .
Tal como se describió antes, la guia de onda óptica 200 en la porción de instrumentación 120 se puede conectar con un cable óptico para enviar las señales ópticas al equipo de detección electrónico. De manera similar en un ensamble de vía de paso de linea cableada, por ejemplo, una o más lineas cableadas pueden pasar a través de la carcasa del elemento de via de paso y acoplarse con un conector y un cable eléctrico que tiene uno o más alambres para detectar las señales eléctricas que atraviesan las lineas cableadas al equipo electrónico .
A diferencia de los transductores ópticos de via de paso convencionales, la guia de onda 200 es una estructura monolítica que proporciona aspectos tanto de detección como de vía de paso. En contraste, transductores convencionales típicamente incluyen dos componentes separados para lograr estos aspectos: una guía de onda óptica de detección y un tapón de vidrio de guía de paso separado, conectado con la guía de onda de detección a través de un puente de fibra óptica. Además el puente de fibra óptica está expuesto a altas presiones y fluidos potencialmente dañinos en diseños convencionales. La remoción de dicha fibra de puente de las modalidades de la invención reduce los riesgos de fallas en
el desempeño.
Cuando se cargan axialmente elementos de materiales frágiles, tal como vidrio como en el presente ejemplo, las tensiones pueden ser relativamente lineales a través de las superficies de acoplamiento de los elementos antes de encontrar abruptamente una región de transición de "tensión de alta compresión" a "ninguna tensión" en el extremo de la superficie de acoplamiento. Esta transición abrupta puede tener como resultado una concentración de tensión de tracción en esta región, lo cual puede conducir a la distorsión del material frágil y, por último, el rompimiento. Sin embargo, de acuerdo con algunos aspectos, la magnitud y gradiente de la distribución de la tensión de transición se puede reducir tal como se muestra en la figura 2, retirando (por ejemplo, recortando) una parte de la superficie de acoplamiento de la carcasa 202, de manera que se crea un espacio 206 cuando el tapón de vidrio se asienta en una rectificación complementaria de la carcasa. Esta remoción puede ser ejecutada, por ejemplo, recortando la carcasa 202 a lo largo de un anillo interior de la superficie de acoplamiento del agujero. En este caso, la superficie resultante de la carcasa 202 opuesta a la rectificación puede tener un recorte anular, tal como se ilustra en la figura 2. Para otras modalidades, la reducción en la magnitud y gradiente de la distribución de
tensión de transición se puede lograr recubriendo o de otra manera formando una carcasa 202 que inicialmente tiene un recorte anular opuesto a la rectificación, de manera que no se necesita ejecutar la remoción. Esta reducción de la magnitud y gradiente de la distribución de tensión de transición de alta compresión a ninguna compresión puede ayudar a evitar el rompimiento. En el caso del transductor 100, esta modificación de la superficie de acoplamiento elimina un modo de falla, incrementando asi la conflabilidad y tiempo de vida del transductor.
Tal como se ilustra en la figura 2, el elemento de vía de paso 105 también puede incluir uno o más sellos dinámicos, (comúnmente referidos como sellos "en cuña" o sellos-v debido a su forma en "v" en sección transversal) como una segunda característica de sellado. En un producto ensamblado, estos sellos dinámicos pueden contactar una segunda porción de la guía de onda óptica 200 y la carcasa 202, proporcionando refuerzo al sello de vidrio-a-metal 203 (o el sello de vidrio-a-metal podría ser visto como proporcionando refuerzo a los sellos dinámicos) . A medida que se aplica mayor presión, los sellos dinámicos son comprimidos axialmente y se expanden radialmente, apretando así el sello entre la guía de onda óptica 200 y la carcasa 202. Además, los sellos dinámicos también pueden centralizar la guía de onda óptica
200 dentro del transductor 100, con relación al agujero de la carcasa de vía de paso 202 y al sello de vidrio-a-metal 203.
Tal como se describió previamente, materiales exactos de diversos componentes del transductor 100 pueden ser seleccionados con base en los criterios de desempeño y temperatura deseados. Por ejemplo, la segunda característica de sellado puede incluir un "apilamiento" 300 de dos o más materiales (posiblemente alternos) 302, 304 tal como se muestra en la figura 3. El material 302, 304 puede ser seleccionado para lograr un desempeño de temperatura deseado mientras que se sigue manteniendo la integridad de su forma para sellado adecuado. Ejemplos de dichos materiales pueden incluir PEEK, Teflón, una poliimida, y otros polímeros. En algunos casos, para clasificación de temperatura relativamente alta (por ejemplo, hasta 250°C), un transductor puede incluir un apilamiento de PEEK y Teflón alternando. Una clasificación de temperatura incluso superior (por ejemplo, > 300°C) se puede lograr utilizando grafito, polímeros reforzados con grafito, o algunas poliimidas de alto desempeño, tal como PMR-15, en el apilamiento 300. Por supuesto, se pueden realizar sustituciones generales entre materiales, según sea apropiado, y los materiales de otras partes también pueden ser reemplazados para incrementar la clasificación de temperatura y la confiabilidad.
Otra característica que aumenta la clasificación de temperatura y la conflabilidad del transductor 100 es la falta de epoxy u otro material de unión utilizado en la porción de medición 110. Diseños de vía de paso ópticos convencionales típicamente exponen el epoxy utilizado como una característica de sellado en la porción de medición 110 a altas temperaturas, no obstante la integridad estructural de la epoxy puede fallar a dichas temperaturas altas, conduciendo así a fugas inaceptables en el sello. Con el sello de vidrio-a-metal 203 y/o los sellos dinámicos en modalidades de la presente invención, la epoxy no necesita ser utilizada en el transductor 100.
Las remociones de material para reducir la magnitud y gradiente de distribuciones de tensión en las interfaces de componente, tal como se describió antes, también pueden ser utilizadas en la porción precargada 400 del transductor 100 que se muestra en la figura 4. Tal como se ilustra, se puede diseñar una forma de la guía de onda 200 para permitir que una fuerza axial 406 sea aplicada a la guía de onda durante el proceso de ensamble. Esta precarga puede ayudar a mantener el contacto en el sello de vidrio-a-metal 203 antes de la exposición a la presión operativa. Sin embargo, las concentraciones de tensión que se desarrollan en las áreas de contacto entre la guía de onda 200 y uno o más elementos 402
(por ejemplo, una abrazadera) utilizadas para aplicar fuerza durante la precarga pueden tener como resultado daño a la guía de onda óptica. Por lo tanto, tal como se ilustra en la figura 4, una o más porciones 404 de un elemento 402 pueden ser removidas (por ejemplo, cortadas) en un esfuerzo por reducir la magnitud y gradiente de las concentraciones de tensión impuestas en la guía de onda 200 durante la precarga. Los elementos 402 pueden estar compuestos de cualquier material conveniente, tal como plástico, y pueden ser mantenidos en su lugar a través de un collar en la porción precargada 400.
Para algunas modalidades, una fuerza de precarga axial también puede ser aplicada al apilamiento 300 durante la fabricación del transductor 100. Esta fuerza de precarga puede ser utilizada para comprimir axialmente y expandir radialmente los sellos dinámicos y crear el sello entre la guía de onda óptica 200 y la carcasa 202. Para algunas modalidades, la fuerza de precarga puede ser suministrada por un pre-cargador de sello-v 208, tal como se ilustra en las figuras 2 y 4.
De acuerdo con algunos aspectos, se puede utilizar uno o más sensores de diagnostico (por ejemplo, enrejados Bragg) para monitorear la cantidad de fuerza aplicada durante la precarga. En algunos casos, dicho sensor de diagnostico puede
ser colocado en cualquier posición conveniente a lo largo de la guia de onda 200 que está sujeta a las fuerzas de precarga, tal como entre la porción precargada 400 y la porción de sellado 204 de la guia de onda óptica 200. Dicho sensor de diagnostico, por ejemplo, puede ser monitoreado durante la precarga y utilizar una banda de longitud de onda diferente que los sensores utilizados en el elemento de detección .
La figura 5 ilustra una vista exterior de la porción precargada 400 que se muestra en la figura 4. La porción precargada 400 puede incluir una carcasa de pre-cargador 500 que rodea la guia de onda óptica precargada con el uso de los elementos 402. Una brida 504 de la carcasa del pre-cargador puede ser retenida axialmente por uno o más elementos de retención del pre-cargador de sello-v 208, tal como los elementos en forma de bayoneta 502 que se muestran en la figura 5. La retención de la carcasa del pre-cargador de esta manera permite que la carcasa sea fácilmente desplazada, de manera que un centro de la carcasa puede ser colocado en-eje o ligeramente fuera-de-eje con respecto al agujero de la carcasa 202 (y el eje del pre-cargador de sello-v 208). Con este desplazamiento radial potencial de la carcasa del pre-cargador, se evita una fuerza de flexión en la guia de onda óptica 200, o al menos se reduce durante el ensamble del
transductor 100. La reducción al mínimo de esta fuerza de flexión evita la tensión de la guía de onda óptica, de manera que las cargas de choque no agrietan la guía de onda óptica y tampoco conducen a falla del transductor.
Durante el ensamble del transductor, la carcasa del pre-cargador se puede colocar encima del pre-cargador de sello-v 208 para rodear los elementos 402, rotados de manera que la brida 504 es retenida por los elementos 502, y colocada radialmente en un esfuerzo por evitar, o al menos reducir, las fuerzas de doblez sobre la guía de onda óptica 200. Después, la brida 504 de la carcasa del pre-cargador se puede soldar en posición por arriba del pre-cargador del sello v 208. En caso que las soldaduras de brida fallen durante la operación del transductor, los elementos 502 evitan que la carcasa del pre-cargador 500 se muevan axialmente lejos del pre-cargador de sello v 208.
La figura 6 ilustra un ensamble final ejemplar de un transductor 600 de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. La instalación del ensamble completado puede ser relativamente directa, por ejemplo, con el pie de presión de la porción de detección atornillado sobre un puerto de presión de mandril en un área que va a ser medida. Se pueden realizar conexiones para instrumentación en el lado de la instrumentación 602, con aislamiento contra el ambiente
medido proporcionado por características de sellado antes descritas .
Modalidades de la invención ofrecen varias ventajas sobre transductores ópticos convencionales con características de vía de paso. Por ejemplo, los transductores antes descritos pueden lograr una temperatura operativa a largo plazo superior (al menos 200°C, y en algunos casos por arriba de 300°C) que los transductores convencionales, los cuales típicamente fallan por arriba de los 150°C (por ejemplo, debido a la descomposición del epoxy, pegamento u otro material de unión) . Con el uso del ensamble de fuelles en la porción de medición del transductor, cualquier fibra óptica u otros componentes de vidrio quedan aislados de fluidos dañinos. Además, las características antes descritas para reducir o eliminar el daño a materiales frágiles conducen a un riesgo de falla significativamente menor durante el transporte, despliegue " y operación del transductor. Sobre todo, los diversos atributos antes descritos conducen a transductores ópticos de vía de paso con conflabilidad y tiempos de vida incrementados en comparación con los transductores de vía de paso convencionales.
Aunque lo anterior se enfoca en modalidades de la presente invención, se pueden contemplar otras modalidades así como modalidades adicionales de la invención sin
apartarse del alcance básico de la misma, y el alcance de la misma queda definido por las siguientes reivindicaciones.
Claims (20)
1. - un transductor óptico, que comprende: al menos una guia de onda óptica; al menos un elemento de detección colocado en una porción de la guia de onda óptica; y un elemento de via de paso diseñado para aislar una primera porción del transductor en comunicación con el elemento de detección contra una segunda porción del transductor que contiene el elemento de detección, en donde el elemento de via de paso comprende al menos un primer sello formado por una primera porción de la guia de onda óptica en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de via de paso y un segundo sello formado por el contacto entre un arreglo de los elementos de sellado con una segunda porción de la guia de onda óptica y una superficie interior de la carcasa de via de paso.
2. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una primera fuerza de precarga es aplicada para promover el sellado de al menos el primer sello previo al despliegue en un ambiente operativo.
3. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque una segunda fuerza de precarga promueve el sellado del segundo sello expandiendo los elementos de sellado.
4. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 2, que además comprende un enrejado de diagnostico colocado en la guia de onda óptica permitiendo que se pueda medir la primera fuerza de precarga.
5. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: la primera fuerza de precarga es aplicada a través de un elemento en contacto con una tercera porción de la guia de onda óptica, y una porción de una superficie del elemento es recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que pasa de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la tercera porción de la guia de onda óptica.
6. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la primera fuerza de carga es aplicada de manera que se evita una fuerza de doblez en la guia de onda óptica durante el ensamble.
7. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de una superficie de acoplamiento del agujero para formar el primer sello es recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que pasa de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la primera porción de la guia de onda óptica.
8. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de sellado comprenden al menos dos elementos, alternando entre al menos dos materiales.
9. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque al menos uno de los dos materiales comprende un polímero.
10. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque al menos uno de los dos materiales comprende PMR-15, grafito o un polímero reforzado con grafito.
11. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque al menos dos materiales comprenden PEEK y Teflón.
12. - Un transductor óptico, que comprende: al menos una guía de onda óptica; al menos un elemento de detección colocado en una porción de la guía de onda óptica; y un elemento de vía de paso diseñado para aislar una primera porción del transductor en comunicación con el elemento de detección contra una segunda porción del transductor que contiene el elemento de detección, en donde el elemento de vía de paso comprende un sello formado por una primera porción de la guía de onda óptica en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de vía de paso y en donde una porción de una superficie de acoplamiento del agujero para formar el sello es recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que pasa de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la primera porción de la guía de onda óptica.
13. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque una fuerza de precarga es aplicada para promover el sellado del sello previo al despliegue en un ambiente operativo.
14. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 13, que además comprende un enrejado de diagnostico colocado en la guía de onda óptica permitiendo que se pueda medir la fuerza de precarga.
15. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque: la fuerza de precarga es aplicada a través de un elemento en contacto con una segunda porción de la guia de onda óptica; y una porción de una superficie del elemento es recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región gue pasa de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la segunda porción de la guia de onda óptica.
16. - El transductor óptico de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porgue la fuerza de precarga es aplicada de manera que se evita una fuerza de flexión en la guia de onda óptica durante el ensamble.
17. - Un ensamble de vía de paso, que comprende: al menos una linea conductora; y un elemento de vía de paso diseñada para aislar una primera porción del ensamble contra una segunda porción del ensamble, en donde el elemento de vía de paso comprende un primer sello formado por una primera porción de la linea en contacto con un agujero que se extiende a través de una carcasa del elemento de via de paso y en donde una porción de una superficie de acoplamiento del agujero para formar el primer sello es recortada para reducir al menos uno de una magnitud o un gradiente de una distribución de tensión en una región que va de alta tensión a ninguna tensión a lo largo de la primera porción de la línea.
18. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la línea comprende al menos uno de una guía de onda óptica o una línea cableada.
19. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque una fuerza de precarga es aplicada para promover el sellado del primer sello antes del despliegue en un ambiente operativo.
20. - El ensamble de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el elemento de vía de paso además comprende un segundo sello formado por contacto entre un arreglo de elementos de sellado con una segunda porción de la línea y una superficie interior de la carcasa de vía de paso.
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