CN106998227B - 一种非接触式光缆识别仪及光缆识别方法 - Google Patents
一种非接触式光缆识别仪及光缆识别方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种非接触式光缆识别仪及光缆识别方法,该设备由发射器和接收器组成,发射器包括音频信号发生模块、信号调制模块和高频高压发生模块,被测光缆的金属铠装层受高频高压信号的电磁感应产生电磁波信号并传播;接收器包括:接收天线、前置放大模块、检波模块、音频信号放大模块、驱动电路模块和扬声器。该方法包括以下步骤:(1)在发射端,利用高频高压模块产生载波信号;(2)将音频信号调制到高频高压信号上;(3)将信号耦合到被测光缆的金属铠装层上;(4)用接收器对待测光缆进行检测;(5)接收器解调出音频信号并转变为扬声器的音频信号;(6)根据扬声器音量来识别光缆。
Description
技术领域
本发明涉及一种光缆识别仪及光缆识别方法,具体涉及一种非接触式的光缆识别仪及光缆识别方法,属于通信检测设备技术领域。
背景技术
光纤通信因为其通信容量大,传输距离远,不受各种电磁干扰,适应性长,寿命长等优点,是当今信息社会各种信息网建设首选的传输媒介,但是光纤本身的质地比较脆,机械强度差,为了克服这些缺点,增加可靠性,网络建设中主要采用光缆。光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成:
缆芯:由单根或多根光纤芯线组成,有紧套和松套两种结构,紧套光纤有二层和三层结构;
加强元件:用于增强光缆敷设时可承受的负荷,一般是金属丝或非金属纤维;
护层:具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性,主要是对已成缆的光纤芯线进行保护,根据敷设条件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层(LAP)、钢带(或钢丝)铠装和聚乙烯护层等组成。
由于在光缆通信线路的建设过程中,施工单位存在在施工过程中不规范操作,仅注重光缆接通,不注重对光缆线进行规范标注等问题,以致于在后期维护当中难以识别光缆,特别是在光缆入局到ODF这段区间内,虽然往往只是几百米的光缆,但是由于光缆数量多且非常集中,识别难度相当大,当光缆遭受破坏时更是难以区别遭受破坏的光缆,给通信网络的运营和维护带来了巨大的挑战。
已公开的技术方案中,光缆识别仪器利用了光的干涉原理和传感效应,具有灵敏度高、抗电磁干扰、操作方便等优点,但其价格昂贵,一般需数万元左右。此外,还有使用OTDR来识别光缆的技术方案,但是,这种方案不仅要占用光纤,而且由于OTDR的盲区效应,当待识别的光缆长度较短时必须额外增加尾纤,因此操作过程比较繁琐,效率较低。
因此,研制用来识别光缆的设备和方法是非常必要的,并且该设备和方法也有重要的应用前景。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进,即本发明的第一个目的在于公开一种非接触式光缆识别仪,本发明的第二个目的在于公开一种基于非接触式光缆识别仪的光缆识别方法。以不破坏光缆构造、不占用光纤、不改变现有使用环境的方式高效准确的识别光缆。
为了实现上述目标,本发明所采用的技术方案是:
一种非接触式光缆识别仪,由发射器(1)和接收器(2)组成,其特征在于,
所述发射器(1)包括:音频信号发生模块(11)、信号调制模块(12)和高频高压发生模块(13),所述音频信号发生模块(11)产生的音频信号通过所述信号调制模块(12)调制到高频高压发生模块(13)产生的高频高压载波信号上,被测光缆的金属铠装层受高频高压信号的电磁感应耦合作用产生电磁波信号并传播;
所述接收器(2)包括:接收天线(21)、前置放大模块(22)、检波模块(23)、音频信号放大模块(24)、驱动电路模块(25)和扬声器(26),所述前置放大模块(22)通过所述接收天线(21)接收从被测光缆的金属铠装层传输过来的信号并进行放大,然后通过所述检波模块(23)对放大后的信号进行滤波、解调出所述发射器(1)发送的音频信号,所述音频信号放大模块(24)对解调出的音频信号进一步放大,所述驱动电路模块(25)对放大后的音频信号进行功率放大后驱动所述扬声器(26)发声。
前述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述高频高压发生模块(13)由特斯拉线圈(131)和正反馈自激震荡电路(132)组成,所述正反馈自激震荡电路(132)激励所述特斯拉线圈(131)产生高频高压电磁波信号。
前述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述正反馈自激震荡电路(132)包括:电容C1和C2,电阻R1、R2、R3和R4,发光二极管D1、D2和D3,三极管Q2,场效应管Q1和初级线圈T1;
电容C1的一端与所述信号调制模块(12)的输出端相连,另一端同时连接电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、场效应管管Q1的源极、发光二极管D3的阳极和初级线圈T1;电容C2的另一端接地;电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,发光二极管D1的阴极接地;电阻R2的另一端同时连接三极管Q2的基极和发光二极管D2的阳极,发光二极管D2的阴极与特斯拉线圈(131)相连,初级线圈的另一端与三极管Q2的发射极相连;电阻R4的另一端同时与电阻R3的一端和场效应管Q1的栅相连并接地,电阻R3的另一端同时与场效应管Q1的漏极和发光二极管D3的阴极相连。
前述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述接收天线(21)可以伸缩。
前述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述音频信号发生模块(11)提供的音频信号为20Hz-20KHz。
前述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述高频高压发生模块(13)产生的高频高压电磁波为3MHz-6MHz。
一种基于前述非接触式光缆识别仪识别光缆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、在发射器(1)端,利用高频高压发生模块(13)产生高频高压信号;
(2)、将音频信号发生模块(11)产生的音频信号通过信号调制模块(12)加在高频高压发生模块(13)产生的高频高压信号上;
(3)、将被测光缆靠近高频高压发生模块(13),使被测光缆的金属铠装层与高频高压发生模块(13)之间的距离保持在10mm之内,通过电磁感应原理将调制后的高频高压信号耦合到被测光缆的金属铠装层上;
(4)、在接收器(2)端,用接收天线(21)对待测光缆逐一进行检测;
(5)、接收器(2)端的前置放大模块(22)将通过接收天线(21)从各条光缆上接收到的信号进行放大,然后通过检波模块(23)对放大后的信号进行滤波、解调出音频信号,并将接收到的信号转变为扬声器(26)的音频信号;
(6)工作人员根据接收器(2)上扬声器(26)音量的大小来识别光缆,若接收端接收器(2)的扬声器(26)音量很小,则接收天线(21)所靠近的光缆与发射器(1)端测试的光缆不是同一根光缆;若接收器的扬声器(26)音量很大,则接收天线(21)所靠近的光缆与发射器(1)端所测光缆为同一根。
与现有技术相比,本发明的有益之处在于:
(1)利用光缆的金属铠装层传送和接收信号,所以可以在不破坏光缆构造、不占用光纤、不改变现有使用环境的情况下准确识别和定位光缆,为维护人员带来了便利,不仅提高了工作效率,而且还有很好的实用性和安全性;
(2)价格便宜,仅数千元左右,大大降低了成本,提高了使用效率;
(3)测量范围广,可以准确的检测20米至1000米的光缆;
(4)在发射器和接收器均采用了金属外壳,因此有效的减少了电磁泄露并屏蔽掉了干扰信号的影响,所以灵敏度高、抗电磁干扰、操作方便。
附图说明
图1是本发明的非接触式光缆识别仪的组成原理框图;
图2是图1中非接触式光缆识别仪的发射器的一个具体实施例的电路图;
图3是图1中非接触式光缆识别仪的接收器的一个具体实施例的电路图。
其中:
1-发射器 11-音频信号发生模块
12-信号调制模块 13-高频高压发生模块
131-特斯拉线圈 132-正反馈自激震荡电路
2-接收器 21-接收天线
22-前置放大模块 23-检波模块
24-音频信号放大模块 25-驱动电路模块
26-扬声器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1、图2和图3,本发明的非接触式光缆识别仪,由发射器1和接收器2组成,发射器1包括音频信号发生模块11、信号调制模块12和高频高压发生模块13,音频信号发生模块11产生的音频信号通过信号调制模块12调制到高频高压发生模块13产生的高频高压载波信号上,被测光缆的金属铠装层受高频高压信号的电磁感应作用产生电磁波信号并传播。
接收器2包括:接收天线21、前置放大模块22、检波模块23、音频信号放大模块24、驱动电路模块25和扬声器26,前置放大模块22通过接收天线21接收从被测光缆的金属铠装层传输过来的信号并进行放大,然后通过检波模块23对放大后的信号进行滤波、解调出发射器1发送的音频信号,音频信号放大模块24对解调出的音频信号进一步放大,驱动电路模块25对放大后的音频信号进行功率放大后驱动扬声器26发声。
作为一种优选的方案,高频高压发生模块13由特斯拉线圈131和正反馈自激震荡电路132组成,正反馈自激震荡电路132激励特斯拉线圈131产生高频高压电磁波信号。
作为一种更加优选的方案,正反馈自激震荡电路132包括:电容C1和C2,电阻R1、R2、R3和R4,发光二极管D1、D2和D3,三极管Q2,场效应管Q1和初级线圈T1。电容C1的一端与所述信号调制模块12的输出端相连,另一端同时连接电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、场效应管管Q1的源极、发光二极管D3的阳极和初级线圈T1;电容C2的另一端接地;电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,发光二极管D1的阴极接地;电阻R2的另一端同时连接三极管Q2的基极和发光二极管D2的阳极,发光二极管D2的阴极与特斯拉线圈131相连,初级线圈T1的另一端与三极管Q2的发射极相连;电阻R4的另一端同时与电阻R3的一端和场效应管Q1的栅相连并接地,电阻R3的另一端同时与场效应管Q1的漏极和发光二极管D3的阴极相连。将音频信号发生器模块11产生的音频信号通过幅度调制的方式调制到特斯拉线圈产生的高频高压电磁波信号上。
作为一种优选的方案,接收天线21可以伸缩,便于携带。
作为一种优选的方案,音频发生器模块11产生的音频信号为20Hz-20KHz,是人耳能够听到的频率范围。
作为一种优选的方案,高频高压模块13产生的高频高压电磁波为3MHz-6MHz,适合在光缆的金属铠装层中传播。
一种基于前述非接触式光缆识别仪的光缆识别方法,包括以下步骤:
(1)、在发射器1端,利用高频高压发生模块13产生高频高压信号;
(2)、将音频信号发生模块11产生的音频信号通过信号调制模块12加在高频高压发生模块13产生的高频高压信号上;
(3)、将被测光缆靠近高频高压发生模块13,使被测光缆的金属铠装层与高频高压发生模块13之间的距离保持在10mm之内,通过电磁感应原理将调制后的高频高压信号耦合到被测光缆的金属铠装层上;
(4)、在接收器2端,用接收天线21对待测光缆逐一进行检测;
(5)、接收器2端的前置放大模块22将通过接收天线21从各条光缆上接收到的信号进行放大,然后通过检波模块23对放大后的信号进行滤波、解调出音频信号,并将接收到的信号转变为扬声器26的音频信号;
(6)工作人员根据接收器2上扬声器26音量的大小来识别光缆,若接收端接收器2的扬声器26音量很小,则接收天线21所靠近的光缆与发射器1端测试的光缆不是同一根光缆;若接收器的扬声器26音量很大,则接收天线21所靠近的光缆与发射器1端所测光缆为同一根。
使用方法:
参照图1,将待检测的带有金属铠装层的光缆靠近发射器1的高频高压模块13上的特斯拉线圈131,保持使被测光缆的金属铠装层与特斯拉线圈131之间的距离在10mm之内,被测光缆的金属铠装层受高频高压信号的电磁感应作用产生电磁波信号并传播。
在光缆的另一端,将接收天线21靠近待测光缆,对待测光缆逐一进行检测,若接收端接收器2的扬声器26的音量很小,则接收天线21所靠近的光缆与发射器1端测试的光缆不是同一根光缆;若接收器的扬声器26音量很大,则接收天线21所靠近的光缆与发射器1端所测光缆为同一根。
通过在现场对20米至1000米的光缆直接测量,和同一捆光缆相同距离下,不同光缆间相互串扰的测量,得出在近距离传输1000赫兹信号时有相互串扰;而随着距离增加,同一捆光缆间串扰明显减弱,可以清楚辨别出载有信号的光缆,达到识别光缆的目的。
表1:同一根光缆实验数据
1 | 2 | 3 | 4 | |
传输距离 | 20/米 | 200/米 | 500/米 | 1000/米 |
传输音量大小 | 大 | 较大 | 适中 | 较小 |
表2:对同一捆相同距离不同光缆间实验数据
1 | 2 | 3 | 4 | |
光缆间距离 | 5/厘米 | 10/厘米 | 15/厘米 | 20/厘米 |
传输音量大小 | 弱 | 微弱 | 微微弱 | 听不到 |
由此可见,本发明通过发射器将音频信号调制到高频高压信号后通过光缆的金属铠装层传输,在接收端接收并解调出音频信号,所以可以在不破坏光缆构造和使用环境的情况下能够准确的识别光缆,为维护人员带来了便利,不仅提高了工作效率,而且还有很好的实用性和安全性。
此外,经计算,本发明的仪器价格便宜,仅数千元左右,大大降低了成本,提高了使用效率。
综上所述,本发明能够在管道、隧道、人井及架空等环境下根据单边光纤准确识别远端光缆,解决了杂乱通信光缆线路识别的问题,对通信营运商的机房建设、线路改造、光缆割接、规范管理、资源普查、值勤维护等工作具有很好的帮助作用。
需要说明的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种非接触式光缆识别仪,由发射器(1)和接收器(2)组成,其特征在于,
所述发射器(1)包括:音频信号发生模块(11)、信号调制模块(12)和高频高压发生模块(13),所述音频信号发生模块(11)产生的音频信号通过所述信号调制模块(12)调制到高频高压发生模块(13)产生的高频高压载波信号上,被测光缆的金属铠装层受高频高压信号的电磁感应耦合作用产生电磁波信号并传播;
所述接收器(2)包括:接收天线(21)、前置放大模块(22)、检波模块(23)、音频信号放大模块(24)、驱动电路模块(25)和扬声器(26),所述前置放大模块(22)通过所述接收天线(21)接收从被测光缆的金属铠装层传输过来的信号并进行放大,然后通过所述检波模块(23)对放大后的信号进行滤波、解调出所述发射器(1)发送的音频信号,所述音频信号放大模块(24)对解调出的音频信号进一步放大,所述驱动电路模块(25)对放大后的音频信号进行功率放大后驱动所述扬声器(26)发声,其中:
所述高频高压发生模块(13)由特斯拉线圈(131)和正反馈自激震荡电路(132)组成,所述正反馈自激震荡电路(132)激励所述特斯拉线圈(131)产生高频高压电磁波信号;
所述正反馈自激震荡电路(132)包括:电容C1和电容C2,电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4,发光二极管D1、发光二极管D2和发光二极管D3,三极管Q2,场效应管Q1和初级线圈T1;
电容C1的一端与所述信号调制模块(12)的输出端相连,另一端同时连接电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、场效应管管Q1的源极、发光二极管D3的阳极和初级线圈T1;电容C2的另一端接地;电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,发光二极管D1的阴极接地;电阻R2的另一端同时连接三极管Q2的基极和发光二极管D2的阳极,发光二极管D2的阴极与特斯拉线圈(131)相连,初级线圈T1的另一端与三极管Q2的发射极相连;电阻R4的另一端同时与电阻R3的一端和场效应管Q1的栅相连并接地,电阻R3的另一端同时与场效应管Q1的漏极和发光二极管D3的阴极相连。
2.根据权利要求1所述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述接收天线(21)为伸缩式接收天线。
3.根据权利要求1所述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述音频信号发生模块(11)提供的音频信号为20Hz-20KHz。
4.根据权利要求1所述的非接触式光缆识别仪,其特征在于,所述高频高压发生模块(13)产生的高频高压电磁波为3MHz-6MHz。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述非接触式光缆识别仪来识别光缆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、在发射器(1)端,利用高频高压发生模块(13)产生高频高压信号;
(2)、将音频信号发生模块(11)产生的音频信号通过信号调制模块(12)加在高频高压发生模块(13)产生的高频高压信号上;
(3)、将被测光缆靠近高频高压发生模块(13),使被测光缆的金属铠装层与高频高压发生模块(13)之间的距离保持在10mm之内,通过电磁感应原理将调制后的高频高压信号耦合到被测光缆的金属铠装层上;
(4)、在接收器(2)端,用接收天线(21)对待测光缆逐一进行检测;
(5)、接收器(2)端的前置放大模块(22)将通过接收天线(21)从各条光缆上接收到的信号进行放大,然后通过检波模块(23)对放大后的信号进行滤波、解调出音频信号,并将接收到的信号转变为扬声器(26)的音频信号;
(6)工作人员根据接收器(2)上扬声器(26)音量的大小来识别光缆,若接收端接收器(2)的扬声器(26)音量很小,则接收天线(21)所靠近的光缆与发射器(1)端测试的光缆不是同一根光缆;若接收器的扬声器(26)音量很大,则接收天线(21)所靠近的光缆与发射器(1)端所测光缆为同一根。
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