NL8000323A

NL8000323A - Werkwijze voor het meten van de demping bij lichtgeleidervezels.

Info

Publication number: NL8000323A
Application number: NL8000323A
Authority: NL
Original assignee: Felten & Guilleaume Carlswerk
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1980-08-12
Also published as: IT1126360B; GB2042165A; DE2904703A1; FR2448715B1; IT7927456A0; FR2448715A1; DE2904703C2

Description

' A

N/29.335-dV/f.

Werkwijze voor het meten van de demping bij lichtgeleider-vezels.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het meten van de demping bij lichtgeleidervezels, waarbij een lichtimpuls in een lichtgeleidervezel wordt ingekoppeld en het door strooiing terugkerende lichtgedeelte 5 wordt uitgekoppeld en door een optische detector wordt geregistreerd en het door de detector gevormde elektrische signaal over althans ëên poortschakeling aan een integratorschakeling wordt geleverd, waarbij de poortschakeling zodanig wordt gestuurd, dat deze na een bepaalde vertragingstijd, gerekend 10 vanaf de startimpuls, gedurende korte tijd wordt geopend en de lichtenergie*wordt opgenomen, die door strooiing wordt teruggekaatst vanaf de plaats in de lichtgeleidervezels, welke volgt uit de vertragingstijd en de signaallooptijd van de impuls in de lichtgeleidervezel.

15 Bij bekende terugkaatsings-meetmethoden, waar mee de niet-destructieve meting van de dempingsverdeling en tevens de bepaling van de vezellengte, de plaats van breuken en het onderzoek van vezelverbindingen mogelijk is, wordt gebruik gemaakt van het feit, dat de wijziging per lengte-20 eenheid van het bij microstructuren, discontinuïteiten en verontreinigingen door strooiing naar het begin van de vezel teruggekaatste lichtvermogen kan worden gezien als een maat voor de lokale demping van de vezel. Hiervoor is reeds de in de aanhef genoemde werkwijze voorgesteld. Bij deze werk-25 wijze is door een langzame continue verhoging van de vertragingstijd de mogelijkheid geschapen, om de gehele lengte van de vezel af te tasten. Als meetresultaat wordt dan een meet-kromme verkregen, die de gevoerde energie op elke plaats van de vezel weergeeft en waarbij uit de stijging hiervan de dem-30 ping kan worden vastgesteld. De integratie van het uit de poortschakeling afkomstige signaal is hierbij noodzakelijk om het signaal uit de ruis te halen. De voordelen van deze werkwijze bestaan hieruit, dat zonder vernietiging van de meetvezel een exacte meting mogelijk is en dat vanaf ëên zij-35 de van de vezel alle metingen kunnen worden uitgevoerd. Voorts is het hierbij van voordeel, dat slechte plaatsen binnen de vezel eveneens kunnen worden herkend. Een nadeel van deze 8000323 -2- werkwijze is in het bijzonder, dat een relatief lange meettijd nodig is, aangezien met behulp van de poort de gehele lengte van de vezel moet worden geïnspecteerd. Bovendien is een tamelijk uitgebreide apparatuur nodig, bijvoorbeeld een 5 schrijver of dergelijke, en is de verwerking eveneens relatief gecompliceerd.

De uitvinding beoogt een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen zijn ondervangen en waarbij de meettijd kan 10 worden verkort, terwijl met eenvoudige apparatuur kan worden volstaan.

Hiertoe heeft de werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat parallel aan een eerste poortschakeling, die na een vast ingestelde vertraging ten opzichte van 15 de startimpuls opent, een tweede poortschakeling wordt gestuurd, die na een bepaalde vertraging ten opzichte van de eerste poortschakeling, overeenkomstig eenbepaalde vezel-lengte, opent, waarbij de uitgangssignalen van de beide poort— schakelingen aan een logaritmisch deelorgaan worden geleverd 20 en het uitgangssignaal hiervan vervolgens wordt weergegeven.

Op deze wijze wordt een korte meettijd bereikt, aangezien een volledig aftasten van de gehele vezel-lengte niet nodig is; als meettijd kan de gewone integratie-tijd worden aangenomen. Aangezien het logaritmische deelor-25 gaan als resultaat een waarde in dB geeft, is derhalve een directe aflezing van de vezeldemping over een bepaalde vezel-lengte mogelijk. Hierbij kan voor de vezellengte bijvoorbeeld 100 m of dergelijke als eenheid worden gekozen. Bij de werkwijze volgens de uitvinding legt de vertragingstijd van de 30 eerste poort het begin van het meettraject vast, terwijl de vertragingstijd van de tweede poort de gemeten lengte van de vezel vastlegt. Hierbij kan, zoals hierboven is opgemerkt, deze lengte worden genormeerd, dat wil zeggen, dat de demping van de vezel per 10m, per 100m, per 1 km of dergelijke kan 35 worden gemeten. Derhalve is bij de werkwijze volgens de uitvinding geen extra apparatuur nodig en een eenvoudige verwer^ king mogelijk.

Volgens een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding is de effectieve vertraging tussen de beide 40 poortschakelingen variabel. Hierdoor is een aanpassing aan 8000323 «> » -3- verschillende lengte van de lichtgeleidervezel mogelijk. Deze vertraging kan ook worden toegevoerd aan de schaalinrichting, zodat in alle gevallen een aan een lengte van 1 km gerelateerde weergave mogelijk is, voorzover de schaalinrichting op 1 km 5 geijkt is.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding worden beide door de poortschakelingen gevormde poorten met een onderling vaste tijdvertraging door wijziging van de vertragingstijd van de poortschakelingen ten opzichte 10 van de startimpuls voor de lichtbron langs de lichtgeleidervezel verschoven. Op deze wijze kan direct het dempingsverloop over de gehele lichtgeleidervezel worden vastgesteld.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening', waarin een uitvoeringsvoorbeeld 15 van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is weergegeven.

Fig. 1 is een blokschema van een schakeling voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont het dempingsverloop van een 20 lichtgeleidervezel, waarbij de poorttijden zijn aangeduid en een tijdas is toegevoegd voor de vertragingstijden van de beide poorten met de overeenkomstige startimpulsen.

In fig. 1 is een blokschema weergegeven van een schakeling of inrichting voor het uitvoeren van de werk-25 wijze volgens de uitvinding. Hierin wordt door een laser-diode 2, die door een pulsgenerator 1 wordt gestart, een lichtimpuls met korte duur en hoge intensiteit opgewekt. Als laser-diode wordt bij voorkeur een Ga-As laser-diode toegepast. De lichtimpuls van de laser-diode 2 wordt in een licht-30 geleidervezel 3 gekoppeld en het door de vezel dóór strooiing teruggekaatste licht wordt over een stralendeler 4 toegevoerd aan een fotodiode 5. Het door de fotodiode 5 opgewekte elektrische signaal wordt versterkt in een versterker 6. Als stralendeler wordt een glasvezelaftakking toegepast, zoals is 35 beschreven in de Duitse octrooiaanvrage P 2.738.050.3. Het uitgangssignaal van de versterker 6, dat een grote bandbreedte bij een geringe eigen ruis dient te bezitten, wordt toegevoerd aan een eerste poortschakeling 7. Deze poortschakeling 7 wordt over een vertragingsorgaan 8 gestuurd en gestart. Voorts wordt 40 het signaal van de versterker 6 toegevoerd aan een tweede

8 0 0 0 3 2 X

-4- poortschakeling 9, die over een in serie met het vertragings-orgaan 8 geschakeld vertragingsorgaan 10 wordt gestart. Tussen elk van de beide tijdorganen 8, 10 en de bijbehorende poort-schakelingen 7, 9 is nog een impulsopwekker aangebracht, ten 5 einde een kortdurend sluiten van de poortschakeling 7,9 te bewerkstelligen. De uitgangen van de poortschakelingen 7, 9 zijn elk aangesloten op een integrator 12, waarvan de uitgangen gemeenschappelijk zijn aangesloten op een logaritmisch deelorgaan 13. Achter het logaritmische deelorgaan 13 is een 10 versterker 14 geschakeld, waarvan de uitgang op een weergeef-orgaan 15 is aangesloten. Het weergeeforgaan 15 kan bijvoorbeeld zijn geijkt in dB/km.

In fig. 2 is het verloop van een lichtim-puls over een lichtgeleidervezel weergegeven, waarbij de tijd, .15 gedurende welke de beide poortschakelingen 7,9 zijn geopend, is aangegeven. Op een parallelle tijdas zijn de tijdstippen, resp. de vertragingstijden van de beide poortschakelingen ten opzichte van de de lichtimpuls veroorzakende startimpuls weergegeven. Zoals uit dit diagram blijkt, veroorzaakt een 20 startimpuls 16, die door de pulsgenerator 1 aan de laser- diode 2 wordt geleverd, een lichtimpuls 17, waarvan de amplitude over de lengte van de lichtgeleidervezel afneemt. Na een vertragingstijd t^, berekend vanaf de startimpuls 16, wordt een startimpuls 18 opgewekt, waardoor de poort 7 gedu-25 rende korte tijd wordt geopend en bijgevolg de.impulswaarde van de lichtimpuls op de lichtgeleidervezel geregistreerd na de vertragingstijd t^, die overeenkomt met een bepaalde loop-duur van de impuls en bijgevolg met een bepaalde vezellengte. Na een vertragingstijd , gerekend vanaf het starttijdstip 30 van de poort 7, wordt de poort 9 door middel van een startimpuls 19 gestuurd en gedurende korte tijd geopend, zodat de lichtimpulswaarde op dit tijdstip wordt gemeten. Door middel van het logaritmische deelorgaan wordt dan het impulsverschil tussen de tijden, gedurende welke de beide poorten zijn geo-35 pend en derhalve de demping van de vezel over het lichtgelei-dervezelgedeelte tussen de beide starttijdstippen van de beide poorten gemeten.

Het ligt binnen het kader der uitvinding, om door een verandering van de vertragingstijd t2 de afstand 40 tussen de beide starttijdstippen en bijgevolg de gemeten vezel- 8000323 -5- lengte te veranderen. Voorts is het mogelijk om de gehele lichtgeleidervezel af te tasten door de beide poorten met een onderling vaste afstand langs de lichtgeleidervezel te verschuiven.

8000323

Claims

1. Werkwijze voor het meten van de demping bij lichtgeleidervezels, waarbij een lichtimpuls in een licht-geleidervezel wordt ingekoppeld en het door strooiing terugkerende lichtgedeelte wordt uitgekoppeld en door een optische 5 detector wordt geregistreerd en het door de detector gevormde elektrische signaal over althans één poortschakeling aan een integratorschakeling wordt geleverd, waarbij de poortschakeling zodanig wordt gestuurd, dat deze na een bepaalde vertragings-tijd, gerekend vanaf de startimpuls, gedurende korte tijd 10 wordt geopend en de lichtenergie wordt opgenomen, die door strooiing wordt teruggekaatst vanaf de plaats in de lichtge-leidervezel, welke volgt uit de vertragingstijd en de sig-naallooptijd van de impuls in de lichtgeleidervezel, met het kenmerk, dat parallel aan een eerste poortscha- 15 keling (7), die na een vast ingestelde vertraging (t^ ten opzichte van de startimpuls (16) opent, een tweede poortschakeling (9) wordt gestuurd, die na een bepaalde vertraging (t£) ten opzichte van de eerste poortschakeling (7) overeenkomstig een bepaalde vezellengte, opent, waarbij de uitgangs- 20 signalen van de beide poortschakelingen aan een logaritmisch deelorgaan (13) worden geleverd en het uitgangssignaal hiervan vervolgens wordt weergegeven.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de effectieve vertraging tussen de 25 beide poortschakelingen variabel is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat beide door de poortschakelingen (7, 9. gevormde poorten met een onderling vaste tijdvertraging door wijziging van de vertragingstijd van de poortschakelingen 30 ten opzichte van de startimpuls (16) voor de lichtbron (2) langs de lichtgeleidervezel (3) worden verschoven.

4. Schakeling voor het uitvoeren van de werkwijze volgens êën der voorgaande conclusies, bestaande uit een lichtbron, een stralendeler, een detector, een ver- 35 sterker en althans éên poortschakeling voor signaalbewerking, een weergeeforgaan, alsmede stuurorganen voor de lichtbronnen en de signaalbewerker, met hetkenmerk, dat parallel aan de eerste poortschakeling (7) een tweede poortschake- 8000323 -7- > ling (9) is geschakeld en de uitgangen (7,9) over een integrator (12) gemeenschappelijk zijn aangesloten op een logaritmisch deelorgaan (13)..

5. Schakeling volgens conclusie 4, m e t 5 het kenmerk., dat het stuurorgaan bestaat uit een pulsgenerator (1). voor het opwekken van startimpulsen voor de lichtbron, bij voorkeur een laser (2), welk stuurapparaat over een eerste tijdorgaan (81 is aangesloten op de eerste poortschakeling (71, waarbij in serie met het eerste tijd-10 orgaan (8) een tweede tijdorgaan (10) is geschakeld, dat is aangesloten op de tweede poortschakeling (9).

61 Schakeling volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat tussen de poortschakelingen (7,9) en de bijbehorende tijdorganen (8, 101 impulsopwekkers (11) 15 zijn aangebracht. f000323