Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля Российский патент 2021 года по МПК G01R31/08 G01B5/00 H04B3/46 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля глубины прокладки оптического кабеля, в том числе кабеля без проводящих элементов.

Известны индукционные способы контроля глубины прокладки кабелей [1-8], заключающиеся в том, что к цепи «провод-земля» кабельной линии подключают генератор и измеряют параметры магнитного поля, возбуждаемого протекающим по проводнику данной цепи током, по которым и определяют глубину залегания кабеля. Данные способы неприменимы для контроля глубины прокладки оптического кабеля без проводящих элементов.

Известны способы определения местоположения трубопровода [9, 10], заключающиеся в том, что к трубопроводу подключают импульсный генератор, с помощью акустических датчиков над трубопроводом измеряют акустические сигналы, по параметрам которых определяют местоположение трубопровода. Данные способы не предназначены для контроля глубины прокладки оптических кабелей.

Наиболее близким к заявляемому является способ контроля глубины прокладки оптического кабеля, заключающийся в том, что создают направленное акустическое воздействие на кабель и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра дважды измеряют характеристики обратного рассеяния оптического волокна, предварительно когда источник направленного акустического воздействия размещают на поверхности над кабелем, а затем, когда источник направленного акустического воздействия размещают на известном расстояние H над поверхностью, и оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности над кабелем h, которое рассчитывают по формуле

, (1)

где амплитуды сигналов на частоте источника акустического воздействия в месте воздействия, определяемые по характеристикам обратного рассеяния оптического волокна, измеренным с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра при размещении источника направленного акустического воздействия на поверхности над кабелем и над ней на высоте H соответственно. Недостатки способа связаны с необходимостью перемещения источника направленного акустического воздействия с поверхности над кабелем вертикально на высоту H. В полевых условиях достаточно сложно точно выдержать заданное расстояние H, не отклониться от вертикали и сохранить неизменным положение источника направленного акустического воздействия в горизонтальной плоскости. Погрешности в расположении источника направленного акустического воздействия приводят к погрешностям контроля глубины прокладки кабеля.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу контроля глубины прокладки оптического кабеля создают направленное акустическое воздействие на кабель и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, при этом сигнал акустического воздействия формируют от двух источников направленного акустического воздействия с сигналами на выходе одинаковыми по уровню, но разными по частоте, расположенными вертикально над кабелем на известном расстоянии друг от друга так, что один источник направленного акустического воздействия располагается на поверхности над кабелем, а второй источник направленного акустического воздействия – над ним, строго вертикально на известном расстоянии H, по характеристике обратного рассеяния оптического волокна измеренной помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра определяют амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия и оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности над кабелем h, которое рассчитывают по формуле

, (1)

где амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия , измеряемые в месте воздействия, от источника акустического воздействия расположенного на поверхности над кабелем и над ним на расстоянии H по вертикали, соответственно.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство включает проложенный ниже поверхности земли 1 оптический кабель 2 с оптическим волокном 3, фазочувствительный импульсный оптический рефлектометр 4, первый источник направленного акустического воздействия 5 и второй источник направленного акустического воздействия 6.

Оптическое волокно 3 проложенного ниже поверхности земли 1 оптического кабеля 2 подключено ко входу фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра 4, первый источник направленного акустического воздействия 5 расположен на поверхности над кабелем, а второй источник направленного акустического воздействия 6 расположен вертикально над ним на известном расстоянии H.

Устройство работает следующим образом. Фазочувствительный импульсный оптический рефлектометр 4 измеряет характеристику обратного рассеяния оптического волокна 3, по которой определяют оценки амплитуд сигналов, наводимых в оптическом волокне в результате акустического воздействия в месте воздействия на частотах источников направленного акустического воздействия 5 и 6 - e₁ и e₂. После чего, оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности h, которое рассчитывают по формуле (1).

В отличие от известного способа, которым является прототип, при реализации заявляемого способа используется два источника направленного акустического воздействия, взаимное расположение которых и, соответственно, расстояние между которыми, фиксировано, что исключает погрешности, обусловленные перемещениями источника направленного акустического воздействия. При этом, упрощается по сравнению с прототипом, контроль отклонения положения источника направленного акустического воздействия от вертикали, при измерении сигналов наведенных источником направленного акустического воздействия, расположенного на расстоянии H от поверхности над кабелем, что снижает связанные с этим погрешности. Кроме того, в отличие от прототипа, для нахождения необходимых для контроля глубины прокладки оптического кабеля параметров достаточно измерения одной характеристики обратного рассеяния оптического волокна, что сокращает объем измерений по сравнению с прототипом в два раза. Все это, в целом, и позволяет расширить область применения заявляемого способа по сравнению с прототипом.

ЛИТЕРАТУРА

1. SU 98345.

2. SU 569984.

3. RU 2315337.

4. RU 2326343.

5. RU 2635402.

6. WO 2017/164765.

7. RU 2699379.

8. RU 2713104.

9. RU 2482515.

10. RU 127203.

11. RU 2743888.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля глубины прокладки оптического кабеля, в том числе кабеля без проводящих элементов. Сущность: согласно способу контроля глубины прокладки оптического кабеля создают направленное акустическое воздействие на кабель и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, при этом сигнал акустического воздействия формируют от двух источников направленного акустического воздействия с сигналами на выходе, одинаковыми по уровню, но разными по частоте, расположенными вертикально над кабелем на известном расстоянии друг от друга так, что один источник направленного акустического воздействия располагается на поверхности над кабелем, а второй источник направленного акустического воздействия - над ним, строго вертикально на известном расстоянии H, по характеристике обратного рассеяния оптического волокна, измеренной помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра, определяют амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия и оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности над кабелем h, которое рассчитывают по формуле

,

где - амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия , измеряемые в месте воздействия, от источника акустического воздействия, расположенного на поверхности над кабелем и над ним на расстоянии H по вертикали соответственно. Технический результат: исключение возникновения погрешностей, обусловленных перемещениями источника направленного акустического воздействия, упрощение контроля положения источника направленного акустического воздействия, сокращение объема измерений. 1 ил.

Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля, заключающийся в том, что создают направленное акустическое воздействие на кабель и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, отличающийся тем, что сигнал акустического воздействия формируют от двух источников направленного акустического воздействия с сигналами на выходе, одинаковыми по уровню, но разными по частоте, расположенными вертикально над кабелем на известном расстоянии друг от друга так, что один источник направленного акустического воздействия располагается на поверхности над кабелем, а второй источник направленного акустического воздействия - над ним, строго вертикально на известном расстоянии H, по характеристике обратного рассеяния оптического волокна, измеренной помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра, определяют амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия и оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности над кабелем h, которое рассчитывают по формуле

,

где амплитуды сигналов на частотах источников акустического воздействия , измеряемые в месте воздействия, от источника акустического воздействия, расположенного на поверхности над кабелем и над ним на расстоянии H по вертикали соответственно.