Устройство для определения местоположения дефектов в световодах Советский патент 1984 года по МПК G01N21/01 

Изобретение относится к дефектог скопни материалов и может быть ис11ОЛ1зЗовано для нераэрушающего контроля оптических волокон. Известно устройство для измерени характеристик ослабления и локализа ции дефектов в волоконных световодах содержащее лазер, светоделитель, ис пытуемое, и эталонное оптическое волокно, фотоумножитель(ФЭУ), усилитель и интегратор. Луч лазера через светоделитель направляется в исслед емое оптическое волокно и часть его рассеивается(в том числе и на дефек тах), затем отраженный пучок света возвращается на светоделитель, от которого направляется в другое эталонное оптическое волокно, имеющее оптические свойства, одинаковые со свойствами исследуемого волокна, далее пучок света преобразовывается в ФЭУ в электрический сигнал, который через усилитель и интегратор формируется в сигнал,соответйтвующий характеристикам ослабления и местоположения дефектов в оптическо волокне Недостатками этого устройства являются большие погрешности, возникающие при неизбежном и труднокон ролируемом старении свойств эталонного оптического волокна, а Также из-за отражений пучка света от различных неоднородностей, не являющихся дефектами, но вносящих неопределенность в определении места дефекта в волокне. Кроме того, это устройство принципиально не позволяет определять местоположение дефектов в оболочке волоконно-оптического модуля. I Наиболее близким к изобретению является устройство, реализующее способ проверки оптических волокон, содержащее источник света и регистрирующую систему. В этом устройстве источник света ( полупроводниковый лазер) генерирует световые импульсы направляемые в исследуемое оптическое волокно, где они частично проходят и частично отражаются. Часто ту импульсов увеличивают до тех пор пока не произойдет заметное изменение уровня мощности лазера, которое возникает из-за интерференции отраженного света со светом, генерируемым лазером. Далее выбранную частоту повторения импульсов последовательно уменьшают вдвое и каждый раз определяют мощность лазера с помощь регистрирующей системы, причем значение минимальной частоты, при которой еще существует указанное изме нение мощности лазера, регистрируют и определяют расстояние до отражающего дефекта по времени распространения оптическогО импульса 2J , Недостатком этого устройства является то, что с его помощью принципиально невозможно определить местоположение дефектов в оболочке волоконно-оптического модуля. Кроме того, устройство характеризуется неопределенностью результатов определения местоположения дефектов в оптическом волокне из-за возможных неоднородностей структуры, мало влияющих на оптические свойства волокна, а также большими погрешностями определения местоположения дефекта, возникающими при расчете. Целью изобретения является повышение достоверности контроля местоположения дефектов световодов с прозрачной оболочкой. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения местоположения дефектов в световодах, содержащем источник света и регистрирующую систему, последняя содержит последовательно установленные входную бобину, четыре барабана, заключенные в светонепроницаемый кожух и установленные попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и выходную бобину, причем каждый из барабанов покрыт электрографическим слоем и снабжен тороидальным отражателем, электронным отметчиком, электризатором и устройством снятия заряда. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства} на фиг.2вид А на фиг.1. Устройство состоит из источника 1, подаквдего свет в испытуемый световод 2, перекидного 3 и натяжного 4 роликов,.четырёх барабанов 5,покрытых электрографическим слоем, светонепроницаемого кожуха 6,ВХОДНОЙ 7 и выходной 8 бобин для перемотки образца световода, четырех тороидальных отражателей 9, электронных отметчиков 10, электризаторов 11 устройств 12 снят11я заряда и привода 13 выходной бобины. Устройство работает следующим образом. Под действием усилия от выходной бобины 8 участок испытуемого световода 2, сматываясь с бобины 7, наматывается на перекидной ролик 3 через промежуточный ролик 4, обкатывается через бобины 5 и, выходя из светонепроницаемого кожуха б, наматывается на выходную бобину 8, которая приводится во вращение приводом 13. Через входной торец испытуемого световода 2 от источника 1 света постоянно распространяется свет, причем если на участках световода, находящихся в изогнутой зоне, примыкающей к поверхности барабана, имеются макроили микротрещины,, то свет из сердечника световода (модуля) выходит наружу через эти трещины в его оболочке и засвечивает находящийся вблизи трещины участок электрографического светочувствительного сло на цилиндрической поверхности перво го барабана 5, изменяя на этом учас ке электростатический заряд. Послед ющее движение этого участка барабан мимо электронного отметчика 10 вызывает появление сигнала о наличии дефекта, связанного с излучением света от боковой поверхности световода. Если дефект расположен в раст нутой зоне световода (или волоконно оптического модуля )при изгибе на барабане 5, то проникающий через него луч светаj отражаясь соответствующим тороидальным отражателем 9 опять засвечивает соответствующую точку на светочувствительном слое барабана 5, что также фиксируется отметчиком 10 . При дальнейшем вращении барабана 5 на некоторый угбл засветка светочувствительного слоя ( заряд)снимается устройством 12 снятия заряда, барабан 5 заново электризуется электризаторами 1 и вновь готов к работе. Для регистрации закрытых трещин в оболочке световода ( волоконнооптического модуля), расположенных на поверхности, примыкающей к цилиндрической поверхности барабана 5, которые не могут быть зарегистри рованы на первом барабане 5, предусмотрен второй барабан 5, на котором указанный участок световода оказывается в растянутой зоне, и закрытые трещины, раскрываясь при изгибе, пропускают достаточно интен сивный луч света, засвечивающий после отражения вторым тороидальным отражателем 9 соответствующий участок светочувствительного слоя второ го барабана 5. Макро- и микротрещин расположенные в плоскости,перпендикулярной плоскости первых двух барабанов 5, обнаруживаются на третьем и четвертом барабанах 5, вращающихся в плоскости, перпендикулярной плоскости первой пары барабанов. В случае, если трещины или другие дефекты расположены в сердечнике волоконно-оптического модуля, их обнаружение обеспечивается тем, что радиус барабанов 5 выбирается таким, что имеющиеся в испытуемом оптическом волокне дефекты вызывают отклоне|ние света, при этом нарушаются условия полного внутреннего отражения на границе между сердечником и покрытием оптического волокна. Это достигается тем, что при искривлении волокна часть света отражается от дефекта под углами, не отвечающими условию полного внутреннего отражения , проходит через границу раздела между сердечником и покрытием, рассеиваясь, - через покрытие и попадает на светочувствительное покрытие барабана 5. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обнаружить и зарегистрировать местоположение не только дефектов в оболочке волоконнооптического модуля , но и в его сердечнике. Кроме того, устройство обеспечивает автоматический поиск и регистрацию дефектов в оптическом волокне. Предлагаемое устройство позволяет достигнуть; повышения достоверности контроля местоположения дефектов благодаря возможности обнаружения с помощью этого устройства скрытых дефектов типа нераскрытых трещин, особенно расположенных в оболочке, а также исключить изготовление кабеля из дефектных оптических волокон и модулей.

Ьиъ л

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В СВЕТОВОДАХ, содержащее источник света и регистрирующую систему, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля местоположения дефектов световодов с прозрачной оболочкой, регистрирующая система содержит последовательно установленные входную бобину, четыре барабана, заключенные в светонепроницаемый кожух и установленные поп-арно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и выходную бобину, причем каждый из 6fipaбанов покрыт электрографическим слоем и снабжен тороидальным отражателем, электронным отметчиком, электризатором и устройством снятия заряда. л о со 00

фие.г