RU80010U1 - MODAL SENSING DEVICE - Google Patents

MODAL SENSING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU80010U1
RU80010U1 RU2008127580/22U RU2008127580U RU80010U1 RU 80010 U1 RU80010 U1 RU 80010U1 RU 2008127580/22 U RU2008127580/22 U RU 2008127580/22U RU 2008127580 U RU2008127580 U RU 2008127580U RU 80010 U1 RU80010 U1 RU 80010U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
connected line
delays
input
pulse generator
Prior art date
Application number
RU2008127580/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тальгат Рашитович Газизов
Александр Михайлович Заболоцкий
Павел Евгеньевич Орлов
Иван Евгеньевич Самотин
Иван Геннадьевич Бевзенко
Александр Олегович Мелкозеров
Тимур Тальгатович Газизов
Сергей Петрович Куксенко
Игорь Степанович Костарев
Original Assignee
Тальгат Рашитович Газизов
Александр Михайлович Заболоцкий
Павел Евгеньевич Орлов
Иван Евгеньевич Самотин
Иван Геннадьевич Бевзенко
Александр Олегович Мелкозеров
Тимур Тальгатович Газизов
Сергей Петрович Куксенко
Игорь Степанович Костарев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тальгат Рашитович Газизов, Александр Михайлович Заболоцкий, Павел Евгеньевич Орлов, Иван Евгеньевич Самотин, Иван Геннадьевич Бевзенко, Александр Олегович Мелкозеров, Тимур Тальгатович Газизов, Сергей Петрович Куксенко, Игорь Степанович Костарев filed Critical Тальгат Рашитович Газизов
Priority to RU2008127580/22U priority Critical patent/RU80010U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU80010U1 publication Critical patent/RU80010U1/en

Links

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно - к устройствам обнаружения, идентификации, диагностики многопроводных структур. Устройство модального зондирования, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ всех узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, предназначенный для генерации зондирующих сигналов, приемный блок, предназначенный для приема сигналов с входа/выхода подключаемой линии, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, принятых с входа/выхода подключаемой линии, подключаемую линию между генератором импульсов и приемным блоком, отличающееся тем, что в результирующей структуре, образованной подключаемой линией и внешними проводниками в неоднородном диэлектрическом заполнении, зондирующий сигнал возбуждает моды, распространяющиеся в результирующей структуре с неравными задержками, причем разность этих задержек меньше длительности зондирующего сигнала. Техническим результатом является создание устройства, позволяющего производить обнаружение, идентификацию, диагностику проводных структур, в т.ч. без прямого физического доступа к ним.The invention relates to measuring equipment, specifically to devices for detecting, identifying, diagnosing multi-wire structures. A modal sensing device, comprising a control unit for coordinating the work of all nodes included in the device, a pulse generator for generating sounding signals, a receiving unit for receiving signals from the input / output of the connected line, a processing unit for processing signals received from the input / output of the connected line, the connected line between the pulse generator and the receiving unit, characterized in that in the resulting structure formed by tea line and outer conductors in a nonuniform dielectric filling, excites the probe signal modes propagating in the resultant structure with unequal delays, and the difference of these delays is less than the duration of the probing signal. The technical result is the creation of a device that allows for the detection, identification, diagnostics of wire structures, including without direct physical access to them.

Description

Изобретение относится к измерительной технике. Конкретно - к устройствам обнаружения, идентификации, диагностики многопроводных структур.The invention relates to measuring equipment. Specifically, to devices for detecting, identifying, diagnosing multi-wire structures.

Наиболее близким по техническому решению является устройство импульсной рефлектометрии (http://www.reis205.narod.ru/article.htm, "Состояние и перспективы импульсных измерений силовых кабельных линий", автор Н.А. Тарасов), применяемое для определения мест повреждения в двух- и многопроводных структурах, выбранное за прототип, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ всех узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, предназначенный для генерации зондирующих импульсов, приемный блок, предназначенный для приема импульсов с входа линии, отраженных от места повреждения и неоднородностей волнового сопротивления, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, принятых с входа зондируемой линии.The closest in technical solution is the device of pulse reflectometry (http://www.reis205.narod.ru/article.htm, "The state and prospects of pulse measurements of power cable lines", author N.A. Tarasov), used to determine the location of damage in two- and multi-wire structures, selected as a prototype, containing a control unit designed to coordinate the work of all nodes included in the device, a pulse generator designed to generate probe pulses, a receiving unit designed to receive a pulse s from the input of the line, reflected from the place of damage and inhomogeneities of the wave resistance, a processing unit designed to process signals received from the input of the probed line.

Недостатком этого способа является ограничение определения места повреждения в случаях, когда сопротивление в месте повреждения значительно выше (в 10÷20 раз и более), чем волновое сопротивление линии. В этом случае отражение от места повреждения имеет малую амплитуду и его сложно обнаружить по рефлектограмме на фоне помех. Стоит отметить, что устройство импульсной рефлектометрии требует подключения к зондируемой линии. Устройство модального зондирования этого не требует.The disadvantage of this method is the limitation of determining the location of damage in cases where the resistance at the location of the damage is significantly higher (10 ÷ 20 times or more) than the wave impedance of the line. In this case, the reflection from the place of damage has a small amplitude and it is difficult to detect by trace on the background of interference. It should be noted that the device of pulse reflectometry requires connection to the probed line. The modal sensing device does not require this.

Устройство модального зондирования, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ всех узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, предназначенный для генерации зондирующих сигналов, приемный блок, предназначенный для приема сигналов с входа/выхода подключаемой линии, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, принятых с входа/выхода подключаемой линии, подключаемую линию между генератором импульсов и приемным блоком, отличающееся тем, что в результирующей структуре, образованной подключаемой линией и внешними проводниками в неоднородном диэлектрическом заполнении, зондирующий сигнал возбуждает моды, распространяющиеся в A modal sensing device, comprising a control unit for coordinating the work of all nodes included in the device, a pulse generator for generating sounding signals, a receiving unit for receiving signals from the input / output of the connected line, a processing unit for processing signals received from the input / output of the connected line, the connected line between the pulse generator and the receiving unit, characterized in that in the resulting structure formed by tea line and outer conductors in a nonuniform dielectric filling, excites the probe signal modes propagating in

результирующей структуре с неравными задержками, причем разность этих задержек меньше длительности зондирующего сигнала.the resulting structure with unequal delays, and the difference in these delays is less than the duration of the probe signal.

Техническим результатом является создание устройства, позволяющего производить обнаружение, идентификацию, диагностику проводных структур, в т.ч. без прямого физического доступа к ним.The technical result is the creation of a device that allows for the detection, identification, diagnostics of wire structures, including without direct physical access to them.

Поставленная задача решена за счет того, что при распространении импульса в многопроводной структуре с неоднородным диэлектрическим заполнением, из N проводников (не считая опорного) он может подвергаться модальным искажениям, вплоть до разложения на N импульсов меньшей амплитуды из-за различия погонных задержек мод в линии. Таким образом, если зондируемые проводники имеют различные электрические и магнитные связи с зондирующим проводником (что приводит к различию задержек мод), то информацию о зондируемых проводниках можно получить по форме сигнала в зондирующей линии.The problem is solved due to the fact that during the propagation of a pulse in a multi-wire structure with an inhomogeneous dielectric filling, from N conductors (not counting the reference) it can undergo modal distortions, up to decomposition into N pulses of smaller amplitude due to the difference in the specific mode delays in the line . Thus, if the probed conductors have different electrical and magnetic connections with the probing conductor (which leads to a difference in mode delays), then information on the probed conductors can be obtained by the waveform in the probe line.

Принцип работы устройства модального зондирования пояснен на примере компьютерного моделирования распространения импульса в N-проводном отрезке длиной l обычной микрополосковой линии (ее параметры и моделирование подробно описаны в работе "Исследование модальных искажений импульсного сигнала в многопроводных линиях с неоднородным диэлектрическим заполнением", Электромагнитные волны и электронные системы. №11. 2004. С.18-22) для N=2,1=1,5 м (фиг.1) и N=3,l=3,0 м (фиг.2).The principle of operation of the modal sensing device is explained by the example of computer simulation of the propagation of a pulse in an N-wire segment of length l of a conventional microstrip line (its parameters and modeling are described in detail in the work "Study of modal distortion of a pulse signal in multi-wire lines with inhomogeneous dielectric filling", Electromagnetic waves and electronic system No. 11. 2004. S.18-22) for N = 2.1 = 1.5 m (Fig. 1) and N = 3, l = 3.0 m (Fig. 2).

В обоих случаях значения резисторов в активном проводнике соответствуют псевдосогласованию (50-60 Ом), а в пассивных - 10 кОм. Таким образом, граничные условия на концах пассивных линий близки к режиму холостого хода, что соответствует, например, пассивным проводникам, оторванным на концах от опорного проводника. Как видно из фиг.1, наличие одного пассивного проводника приведет к тому, что в конце активного проводника будет не один импульс такой же амплитуды, как в начале линии, а два импульса вдвое меньшей амплитуды. Таким образом, можно говорить о решении задачи обнаружения одного проводника. Как видно из фиг.2, наличие двух пассивных проводников приведет к тому, что в конце активного проводника будет три импульса. Таким образом, можно говорить о решении задачи обнаружения одного и другого проводников или задачи идентификации, например, определения количества проводников в кабеле.In both cases, the resistor values in the active conductor correspond to pseudo-matching (50-60 Ohms), and in passive ones - 10 kOhm. Thus, the boundary conditions at the ends of the passive lines are close to the idle mode, which corresponds, for example, to passive conductors torn off at the ends from the reference conductor. As can be seen from figure 1, the presence of one passive conductor will lead to the fact that at the end of the active conductor there will be not one pulse of the same amplitude as at the beginning of the line, but two pulses of half the amplitude. Thus, we can talk about solving the problem of detecting a single conductor. As can be seen from figure 2, the presence of two passive conductors will lead to the fact that at the end of the active conductor there will be three pulses. Thus, we can talk about solving the problem of detecting one and the other conductors or the identification problem, for example, determining the number of conductors in a cable.

На примере компьютерного моделирования распространения импульса в кабеле марки ПУГНП 3×4 (фиг.3а) продемонстрирована возможность диагностики, а именно определение разрывов в линии. Моделировались ситуации с разрывом в пассивном проводе и без разрыва. Ситуация с разрывом пассивного провода моделировалась двумя отрезками кабеля (фиг.3б), при R3=R4=5·109 Oм. Общая длина структуры равна 2 м, точка разрыва пассивного проводника перемещалась: 0,5;1;1,5 м от начала линии. (Параметры зондирующего импульса: амплитуда 2 В, длительность переднего фронта 100 пс, длительность заднего фронта 100 пс, длительность плоской вершины импульса 100 пс). Результаты моделирования приведены на фиг.4.On the example of computer simulation of the propagation of a pulse in a cable of the ПУГНП 3 × 4 brand (Fig. 3a), the possibility of diagnostics, namely the determination of line breaks, is demonstrated. The situations with a gap in a passive wire and without a gap were simulated. The situation with a break in the passive wire was modeled by two cable segments (Fig.3b), with R3 = R4 = 5 · 10 9 Ohm. The total length of the structure is 2 m, the break point of the passive conductor moved: 0.5; 1; 1.5 m from the beginning of the line. (Parameters of the probe pulse: amplitude 2 V, the duration of the leading edge 100 ps, the duration of the trailing edge 100 ps, the duration of the flat peak of the pulse 100 ps). The simulation results are shown in figure 4.

По результатам моделирования видно, что в случае без разрыва пассивного провода (фиг.4а) к концу активного проводника вместо одного импульса приходят два импульса, что вызвано различием задержек мод в исследуемой структуре. При разрыве пассивного провода происходит увеличение числа импульсов на конце активного провода (фиг.4б-г). При разрыве пассивного провода на расстоянии 0,5 м от начала структуры происходит удвоение количества импульсов на конце активного провода. Это связано с тем, что в месте обрыва зондирующий импульс разлагается на два импульса, если разница задержек мод до места обрыва будет больше длительности импульса. При разрыве пассивного провода на расстоянии 1 м от начала структуры к концу активного провода приходят 3 импульса: происходит наложение импульсов, поэтому средний импульс больше по амплитуде. Таким образом, информация, полученная в конце активного провода, позволяет определить наличие разрыва пассивного провода. Информативны и отражения в начале активного проводника, что позволяет определить расстояние до разрыва или неоднородности.According to the simulation results, it can be seen that in the case without a passive wire breaking (Fig. 4a), two pulses come to the end of the active conductor instead of one pulse, which is caused by the difference in mode delays in the structure under study. When the passive wire breaks, an increase in the number of pulses occurs at the end of the active wire (Fig. 4b-d). When a passive wire breaks at a distance of 0.5 m from the beginning of the structure, the number of pulses doubles at the end of the active wire. This is due to the fact that, at the point of a break, the probe pulse decomposes into two pulses if the difference in the mode delays to the point of break is longer than the pulse duration. When a passive wire breaks at a distance of 1 m from the beginning of the structure, 3 pulses come to the end of the active wire: impulses are superimposed, so the average pulse is larger in amplitude. Thus, the information obtained at the end of the active wire allows you to determine the presence of a break in the passive wire. The reflections at the beginning of the active conductor are also informative, which allows one to determine the distance to the gap or heterogeneity.

Claims (1)

Устройство модального зондирования, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ всех узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, предназначенный для генерации зондирующих сигналов, приемный блок, предназначенный для приема сигналов с входа/выхода подключаемой линии, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, принятых с входа/выхода подключаемой линии, подключаемую линию между генератором импульсов и приемным блоком, отличающееся тем, что в результирующей структуре, образованной подключаемой линией и внешними проводниками в неоднородном диэлектрическом заполнении, зондирующий сигнал возбуждает моды, распространяющиеся в результирующей структуре с неравными задержками, причем разность этих задержек меньше длительности зондирующего сигнала.
Figure 00000001
A modal sensing device containing a control unit for coordinating the work of all the nodes included in the device, a pulse generator for generating sounding signals, a receiving unit for receiving signals from the input / output of the connected line, a processing unit for processing signals received from the input / output of the connected line, the connected line between the pulse generator and the receiving unit, characterized in that in the resulting structure formed by tea line and outer conductors in a nonuniform dielectric filling, excites the probe signal modes propagating in the resultant structure with unequal delays, and the difference of these delays is less than the duration of the probing signal.
Figure 00000001
RU2008127580/22U 2008-07-07 2008-07-07 MODAL SENSING DEVICE RU80010U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008127580/22U RU80010U1 (en) 2008-07-07 2008-07-07 MODAL SENSING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008127580/22U RU80010U1 (en) 2008-07-07 2008-07-07 MODAL SENSING DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU80010U1 true RU80010U1 (en) 2009-01-20

Family

ID=40376509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008127580/22U RU80010U1 (en) 2008-07-07 2008-07-07 MODAL SENSING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU80010U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556438C1 (en) * 2013-12-30 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Non-jamming delay line
RU2587535C1 (en) * 2014-12-19 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Device for controlling level of conductive emissions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2556438C1 (en) * 2013-12-30 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Non-jamming delay line
RU2587535C1 (en) * 2014-12-19 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Device for controlling level of conductive emissions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6738135B2 (en) How to perform electrical cable fault detection on a computer
CN100565217C (en) The equipment and the method for contact type single side probe unit and test lead open circuit or short circuit
US7075309B2 (en) System and method to locate an anomaly of a conductor
CA2748972C (en) Systems and methods for detecting anomalies in elongate members using electromagnetic back scatter
US9297848B2 (en) Modular wiring harness testing systems and apparatus
KR100915712B1 (en) Partial discharge location detection system and method of detecting a discharge location
RU2386964C1 (en) Device to reveal, identify and diagnose multi-wire power transmission lines
CN107064846A (en) The sensitivity detection method and device of live testing apparatus for local discharge
US8570049B2 (en) Method and apparatus for measuring AC shield continuity for shielded twisted pair structured datacomm cable link
CN105021951A (en) Method and device for spatially resolved diagnosis
RU80010U1 (en) MODAL SENSING DEVICE
EP1629228B1 (en) Method for non-destructively testing conductive members employing electromagnetic back scattering
BR102012012592A2 (en) device
US20220365126A1 (en) System for monitoring the state of a cable through distributed reflectometry
KR20100077494A (en) Metal shielded cable length measuring apparatus
CN106896270A (en) A kind of measuring method of transmission line impedance
US20210141011A1 (en) Method and system for characterising a fault in a network of transmission lines, by time reversal
CN105158562A (en) Time-frequency domain data processing method for whole machine lightning indirect effect experiments
RU2456588C1 (en) Apparatus for detecting pulses in multiwire transmission lines
JP2015007552A (en) Method for inspecting printed circuit board
US10509014B2 (en) Method and device for the testing of ultrasound probes
CN203149060U (en) Time-domain reflection cable tester
JP4506154B2 (en) Characteristic impedance measuring method and measuring apparatus
CN104457545B (en) The whether isometric system and method detected of each cable in a kind of group to cable
JPH1054864A (en) Method for diagnosing deterioration of cable

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090708