SU1101766A1 - Устройство дл измерени рассто ни до места повреждени волоконного световода - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ВОЛОКОННОГО СВЕТОЮДА, содержащее последовательно соединенные задакиций генератор, формирователь зондирующего импульса, источник оптического излучени , полупрозрачное зеркало, фотоприемник, расположенный симметрично источнику оптического излуче .ни  относительно плоскости полупрозрачного зеркала, счетчик и генератор счетных импульсов, о т л и ч а ющ е е с   тем что, с целью повьваени  точности измерени , в устройство введены схема совпадени . И, выход которой подсоединен к входу счетчика, а один из входов - к генератору счетных импульсов, тактируемый фронтом 2-триггер, выход которого подключён к второму входу схемы И, а вход синхронизации - к генератору счетных импульсов,Т -триггер, выход которого соединен с входом управлени  D -триггера , а вход - с выходом фотоприемника , дополнительный фотоприемник, лини  задержки, включенна  между вы- , ходом дополнительного фотоприемника 1 и входом синхронизации задающего (Л генератора, причем вход дополнительного фотоприемника оптически сопр жен с одним концом эталонного световода , другой конец которого сопр жен с полупрозрачным зеркалом. 8

Description

пи

тУ

тЛ

г

О:

Ф/г

и g

Р-ПЧ

а

СЧ Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использова но дл  определени  рассто ни  до места повреждени  волоконного свето , вода о неизвестным волновым сопроти лением, а также дл  измерени  длины световода, который не имеет повреждений . Известны.. устройства дл  измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода, осуществл ющие измерение на основе локационног метода путем определени  времени распространени  светового импульса в пр мом и обратном направлени х вдоль длины между одним доступным концом кабел  и местом обрыва. Устройства содержат источник излучени  устройство оптического разделени , фотоприемник и устройство измерени  рассто ни  l , Подобные устройства не обеспечивают высокой точности измерени , так как они практически не учитываю изменени  скорости распространени  света по волоконному световоду при испыта жи различных образцов световодов . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  рассто ни  до вс кой неоднородности содержащее задающий генератор, форм рователь зондирующего импульса, источник оптического излучени , полупрозрачное зеркало, фотоприемник, генератор счетных импульсов и счетчик . Измерение осуществл етс  путем света импульсов, поступивших от ген ратора счетных импульсов в счетчик за врем , в течение которого зондиру ющий импульс, введенный в волоконный световод при помощи источника оптиче ского излучени , дойдет до места поврезкдени  световода и, отразившись вернетс  обратно 2J . В известном устройстве рассто ние до места повреждени  волоконного световода определ етс  из соотношени где с - скорость света в вакууме &t - измеренный временной интерва определенный по показани м счетчика; h - показатель преломлени  сердцевины волоконного световода При эксплуатации линий св зи, построенных на основе волоконных световодов, значение ti известно лишь ориентировочно (с погрешностью не менее 10-20%), что приводит практически к полной потере ценности подоб ных измерений. . Кроме того, стартовый сигнал на счетчик подаетс  от задающего генера тора одновременно с запуском формиро вател  зондирующего импульса. Следовательно задержка срабатывани  формировател  зондирующего импульса и задержка по влени  импульса оптического излучени  относительно импульса накачки включаютс  в интервал времени измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода. Цель изобретени  - повыиение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, формирователь зондирующего импульса, источник оптического излучени , полупрозрачное зеркало, фотоприемник, расположенный симметрично источнику оптического излучени  относительно плоскости полупрозрачного зеркала, счетчик и генератор счетных импульсов, введены схема совпадени  И, выход которой подсоединен к входу счетчика, а один из входов - к генератору счетчных импульсов , тактируемый фронтом D -триггер/ выход которого подключен к второму входу схемы И, а вход синхронизациик генератору счетных импульсов, Т-трйггер, выход которого соединен с входом управлени D -триггера, а вход - с выходом фотоприемника, дополнительный фотоприемник, лини  задержки ,, включенна  между выходом дополнительного фотоприемника и входом синхронизации задающего генератора, причем вход дополнительного фотоприемника оптически сопр жен с одним концом эталонного световода, другой конец которого сопр жен с полупрозрачным зеркалом. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений на выходах различных блоков устройства а) - Т-триггера; S - генератора счетных импульсов; Ь) - О -триггера; г - схемы И Устройство дл  измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода содержит задающий генератор 1, формирователь 2 зондирующего импульса, источник 3 оптического излучени , полупрозрачное зеркало 4, фотоприемник 5, эталонный отрезок волоконного световода 6, линию задержки 7, дополнительный фотопрИемник 8., Т-триггер 9, тактируемый фронтом -триггер 10, схему совпадени  и 11, генератор 12 счетных импульсов и счетчик 13. Импульсный задающий генератор 1 формирует импульсную последовательность дл  управлени  блоком 2, который формирует зондирующий импульс. преобразуюшийс  в оптический при помощи источника 3 излучени , в качест ве последнего может использоватьс  полупроводниковый лазер. Полупрозрач ное зеркёшо 4 необходимо дл  того, чтобы пропускать зондирующий оптический импульс от источника 3 излучени  в исследуемый волоконный световод , а отраженный от места повреждени  световода оптический импульс .направл т-ь на фотоприемник 5. Кро-ме того, полупрозрачное зеркало 4 позвол ет ввести часть энергии оптического зондирующего импульса в эталонный отрезок волоконного световода 6, который изготавливаетс  из тех же материалов, что и исследуемый волоконный световод. Лучше всего, если световод 6 отрезаетс  от одного из концов исследуемого волоконного световода. Эталонный отрезок 6 необходим дл  установлени  частоты следо вани  зондирующих оптических импульсов и при генерации этих импульсов выполн ет функции врем задающего элемента. Дополнительный фотоприемник 8 пре образует оптический импульс в электрический импульс синхронизации задаю щегс генератора 1. Лини  задержки 7 служит дл  установлени  необходимого соотношени  между периодом следовани  зондирующих и счетных импульсов. Фотоприемник 5 преобразует оптический импульс отраженный от неоднородности в свето воде, в электрический. Т-триггер 9 формирует измер емый интервал времеI ни, который определ етс  промежутком времени меукду приходом зондирующего импульса, отраженного от входного торца исследуемого световода и импул са, отраженного от места обрыва Этого световода. Тактируемый фрон . том D-триггер 10 и схема совпаде ни  И 11 служат дл  сравнени  импульсных последовательностей на выхо дах Т триггера 9 и генератора 12 сче ных импульсов и дл  управлени , проце сом заполнени  счетчика 13 импульсами генератора 12. Устройство дл  измерени  рассто ни  до места повреждени  волоконного световода работает следующим образом С приходом каждого управл ющего импульса от задающего генератора 1 на вход блока 2, на его выходе форми руетс  электрический импульс, который поступает на источни к 3 оптического излучени , преобразующий элек рический импульс в оптический. Полупрозрачное зеркало 4 делит луч источника излучени  на два, один из которых проходит через зерк ло и вводитс  в исследуемый световод а другой, отража сь от зеркала - в эталонный отрезок волоконного световода б. Оптический зондирующий импульс после прохождени  отрезка световода-б преобразуетс  дополнительным фотоприемником . 8 в электрический и поступает на линию задержки 7, параметры которой выбираютс  так, чтобы суммарное врем  задержки сигнала в блоках 1-3, 7 и 8 равн лось периоду следовани  счетных импульсов генератора 12. Импульс с выхода линии защержки 7 подаетс  на вход синхронизации задающего генератора 1 и осуществл ет запуск последнего в строго определенный момент времени. Описанный процесс периодически повтор етс , что и обеспечивает генерацию последовательности зондирующих оптических импульсов, период которой зависит от задержки импульса в эталонном отрезке световода 6 и выбираетс  таким образом, чтобы он превосходил врем  распространени  зондирующего импульса по исследуемому световоду максимальной длины. При вводе зондирующего импульса в исследуемый световод часть энергии отражаетс  от его входного торца и направл етс  полупрозрачным зеркалом на фотоприемник 5, преобразующий оптический импульс в электрический и опрокидывающий им Т-триггер 9. Отраженный от места повреждени .световода оптический импульс распостран етс  по световоду в обратном направлении и, отразивщись от полупрозрачного зеркала 4, также попадает на вход фотоприемника 5, преобразуетс  им в электрический импульс и возвращает Т-триггер в исходное состо ние. Таким образом, на выходе Т-триггера формируетс  временной интервал, который определ етс  временем прохождени  оптического зондирующего импульса по исследуемому световоду до места повреждени  и обратно. . Поскольку зондирующие и.1пульсы Апериодически повтор ютс , то на выходе Т-триггера формируетс  периодическа  последовательность временных интервалов, которые необходимо измер ть . ., Процесс измерени  осуществл етс  в течение нескольких периодов повторени  измер емого интервала путем сравнени  последовательности счетных импульсов (фиг. 2S) с последовательностью импульсов на выходе Т-триггера (фиг. 2а) . Период последней; однозначно определ етс  скоростью распространени  света в эталонном отрезке световода 6, а длительность импульса равна времени распространени  света по исследуемому световоду до места повреждени  и обратно. Процесс измерени  начинаетс , когда передний фронт .импульса счетной последовательности (фиг. 2S) совпадает Т,) с задним фронтом импульса измер емой последовательности фиг. 20) и заканчиваетс , когда/передний фронт импульса счетной последовательности совпадает (TJ) с передним фронтом импульса измер емой пЬследовательности вследствие отличи  частот следовани .. В течение времени Г i счетчик ааписываютс  импульсы счетной последовательности. Величина, равна  произведению их числа на разность периодов следовани  счетнсй и измер  емой последовательности, равна рассто нию до места повреждени  световода . Применение предлагаемого устройст ва.позвол ет в 2-3 раза увеличить производительность труда, так как отпадает необходимость в трудоемких измерени х показател  преломлени . световода и в последующей мат матической обработке результатов измерений . I., , . Использование в предлагаемом устройстве схемы формировани  импульсной последовательности позвол ет в 2-3 раза снизить требовани  к быстродействию цифровой измерительной части устройства. При этом существенно снижаетс  стоимость устройства, без ухудшени  его метрологических характеристик .

Фиг. г

Гг

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ВОЛОКОННОГО СВЕТОВОДА, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, формирователь зондирующего импульса, источник оптического излучения, полупрозрачное зеркало, Фотоприемник, расположенный симметрично источнику оптического излучения относительно плоскости полупроз- рачного зеркала, счетчик й генератор счетных импульсов, о т л и ч а ю•щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности измерения, в устройство введены схема совпадения И, выход которой подсоединен к входу счетчика, а один из входов - к генератору счетных импульсов, тактируемый фронтом D-триггер, выход которого подключён к второму входу схемы И, а вход синхронизации - к генератору счетных импульсов,Т -триггер, выход которого соединен с входом управления О -триггера, а вход - с выходом фотоприемника, дополнительный фотоприемник, линия задержки, включенная между выходом дополнительного фотоприемника и входом'синхронизации задающего генератора, причем вход дополнительного фотоприемника оптически сопряжен с одним концом эталонного световода, другой конец которого сопряжен с полупрозрачным зеркалом.