DE2931534A1

DE2931534A1 - Einrichtung zur ueberwachung von signaluebertragungsleitungen

Info

Publication number: DE2931534A1
Application number: DE19792931534
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr Sepp; Dieter Dr Siemsen
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1981-02-19

Description

Einrichtung zur Überwachung von Signalübertragungsleitungen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Signalübertragungsleitungen.
Derartige Leitungen werden gegen unbeabsichtigte Eingriffe geschützt, indem die signalführende Leitung mit verschiedenen Ummantelungen versehen wird. Dabei ist der Schutz gegen indirekte Eingriffsmaßnahmen, z.B. induktive oder kapazitive Ankopplungen, dann verhältnismäßig problemlos, wenn es gelingt, einen bemerkten direkten (mechanischen) Eingriff in die Ummantelungen der Signalübertragungsleitung zu verhindern. Ein derartiger Schutz gegen das Öffnen der Ummantelungen besteht beispielsweise darin, daß eine der Ummantelungen gasdicht ausgeführt ist und der Innenraum mit Druckgas gefüllt wird.
Die Leitung ist an eine Drucküberwachungseinrichtung angeschlossen, mit der Gasverluste, die bei einer Verletzung der Ummantelung auftreten würden, registriert werden können. Derartige Schutzmaßnahmen sind jedoch sehr aufwendig. Außerdem ist bei Signalübertragungsleitungen, die in der Erde verlegt sind, eine Lokalisierung der Störstelle nur schwer und mit erheblicher Ungenauigkeit möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Überwachung von Signalübertragungsleitungen zu schaffen, mit welcher mechanische Eingriffe in die Leitung umgehend festgestellt und lokalisiert werden können. Diese Aufgabe wird durch eine nach Anspruch 1 ausgebildete Einrichtung gelöst.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist für Signalübertragungsleitungen jeder Art, z.B. elektrische Leitungen, Lichtleitfasern, Hohlleiter etc. geeignet. Wird bei einer derart geschützten Leitung die eigentliche Signalleitung freigelegt, so wird dabei die als überwachungsleitung dienende Lichtleitfaser verletzt. Liegt das zur Kontrolle der Lichtleitfaser benutzte Signal außerhalb des sichtbaren Spektrums, so besteht außerdem die Möglichkeit, daß der Bruch der Überwachungsleitung von dem unberechtigterweise Eingreifenden unbemerkt bleibt. Einige besonders vorteilhafte Ausführungsformen dazu sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 aufgeführt.
Die Überwachung der Lichtleitfaser(n) geschieht vorteilhafterweise durch eine Einrichtung gemäß Anspruch 6. Derartige Einrichtungen sind im Prinzip z.B. aus der DE-OS 25 33 217 oder 27 17 412 bekannt und dienen zur Prüfung der Funktionsfähigkeit von Lichtleitfasern. Durch Laufzeitmessungen von Lichtimpulsen läßt sich damit der Ort der Störung exakt feststellen.
In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind teilweise schematisch einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine als Koaxialleitung ausgebildete Signalübertragungsleitung mit einer in einen Schutzmantel eingebetteten Lichtleitfaser; Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer Sende-Empfangs-Einrichtung zur Überwachung der Lichtleitfaser; Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau einer Überwachungsanlage für eine Vielzahl von Lichtleitfasern; Fig. 4 einen Querschnitt durch eine von Lichtleitfasern lückenlos umgebene Signalübertragungsleitung; Fig. 5 eine kombinierte Signalübertragungs- und Überwachungsleitung.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine als Koaxialleitung ausgebildete elektrische Signalübertragungsleitung 1 von einem Schutzmantel 2 aus undurchsichtigem Material umgeben. In den Schutzmantel 2 sind Lichtleitfasern 3.1, 3.2 eingebettet, welche in einem möglichst engmaschigen Netz die Signalübertragungsleitung umgeben. Die Enden der Lichtleiter 3.1, 3.2 können entweder an einem Ende der Signalübertragungsleitung paarweise miteinander verbunden oder so ausgebildet sein, daß in der Faser geführtes Licht an den Enden reflektiert wird. Im erstgenannten Fall bilden die jeweils miteinander verbundenen Lichtleitfasern je eine Überwachungsleitung, deren freie Enden mit einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger verbunden sind. Im anderen Fall ist jede Lichtleitfaser mit einem Ende an einer kombinierten Sende- Empfangseinrichtung angeschlossen, von der Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau zeigt. Hierbei wird eine Lichtleitfaser 3 an eine T-Verzweigung 4 angeschlossen, deren Anschluß 4.1 mit einem Lichtsender 5 und deren Anschluß 4.2 mit einem Lichtempfänger 6 verbunden ist.
In Fig. 3 ist der schematische Aufbau einer Überwachungsanlage für eine Vielzahl von Lichtleitfasern 3.1, 3.2, 3.3 dargestellt.
Hierbei sind mehrere der in Fig. 2 gezeigten Sende- Empfangseinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3 eingangsseitig mit einer Sender-Tor-Schaltung 8 und ausgangsseitig mit einer Empfänger-Tor-Schaltung 9 verbunden.
Ein Oszillator 10 erzeugt Einzelimpulse, welche einen Zeitmesser 12 starten und gleichzeitig über die Torschaltung 8 auf die Sende-Empfangsmodule 7.1 bis 7.3 gelangen und dort als Lichtimpulse in die Lichtleitfasern 3.1 bis 3.3 eingekoppelt werden.
Die an den Faserenden reflektierten Lichtimpulse werden in den Sende-Empfangsmodulen 7.1 bis 7.3 wieder in elektrische Signale umgesetzt, die über die Empfänger-Tor-Schaltung 9 den Zeitmesser 12 wieder stoppen. Eine derartige Laufzeitmessung der Lichtimpulse wird sequentiell für jede der Lichtleitfasern 3.1 bis 3.3 durchgeführt, wobei eine zentrale Steuereinheit 11 die Sende- und Empfänger-Tor-Schaltungen 8 und 9 im Zeitmultiplex synchron durchschaltet. Die Steuereinheit 11 vergleicht die gemessenen Laufzeiten mit gespeicherten Sollwerten und löst bei Abweichungen außerhalb vorgegebener Grenzwerte die Alarmanzeige 13 aus.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Signalübertragungskabel, bei dem die signal führende Leitung 1 als Lichtleitfaser ausgebildet ist und von Lichtleitfasern 3.1, 3.2 usw. lückenlos umgeben ist.
Der Kabelstrang ist mit einer Schutzhülle 16 umgeben und die verbleibenden Hohlräume innerhalb der Ummantelung sind mit einer flexiblen Vergußmasse 15 lückenlos ausgefüllt.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Signalübertragungsleitung 1 konzentrisch von einer Lichtleitfaser 3 umgeben; letztere ist wiederum in einen Schutzmantel 18 eingehüllt. Wenn die Signalübertragungsleitung 1 ebenfalls als Lichtleiter ausgebildet ist, sind die optischen Wege zwischen dieser Leitung und der Überwachungsleitung zu trennen. Dies kann einmal dadurch erreicht werden, daß zwischen der Signalübertragungsleitung 1 und der Überwachungsleitung 3 eine optische Trennschicht 17, z.B. eine stark absorbierende Glasschicht, untergebracht ist. Eine weitere Möglichkeit zur Trennung besteht darin, daß die Brechungsindizes n1 , n2, n3, n4 so gewählt werden, daß ein Lichtübertritt aus der Kernschicht der Überwachungsleitung (n3) zum Fasermantel (n2) der Signalübertragungsleitung nicht möglich ist. Dazu werden die Materialien so ausgewählt, daß deren Brechungsindizes die Bedingungen n2 < nl, n4 < n3 und außerdem n2 < n3 erfüllen.

Claims

Einrichtung zur Überwachung von Signalübertragungsleitungen PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zur Überwachung von Signalübertragungsleitungen, g e k e n n z e i c h n e t durch mindestens eine Lichtleitfaser (3), welche entlang der Signalübertragungsleitung (1) in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Signalübertragungsleitung (1) von einer oder mehreren Lichtleitfasern (3.1, 3.2) umgeben ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Signalübertragungsleitung (1) von einem Schutzmantel (2) umgeben ist, in den mindestens eine Lichtleitfaser (3.1, 3.2) eingebettet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Signalübertragungsleitung (1) von einer Lichtleitfaser (3) konzentrisch umgeben ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h n e t durch eine aus vier konzentrischen Schichten aufgebaute Lichtleitfaser, wobei die Brechungsindizes (n1 bis n4) der Schichten die Bedingungen n; < n1, n4 < n3 und n2 < n3 er-2 n1 n4 füllen; die Zählung der Schichten erfolgt dabei fortlaufend von innen nach außen.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Signalübertragungsleitung (1) und die Lichtleitfaser (3) durch eine Schicht (17) optisch getrennt sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest eine Lichtleitfaser (3) mit einer optoelektrischen Sende- und Empfangseinrichtung (7) verbunden ist.