Устройство для определения места повреждения волоконно-оптического кабеля Советский патент 1986 года по МПК H04B3/46 H04B9/00 G01S17/00 

1

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано при контроле систем передачи информации по волоконно-оптическому кабелю или волоконному световоду с неизвестными волновыми сопротивлениями.

Цель изобретения - повьпиение точности измерения расстояння до места повреждения.

12349782

комбинации 00. С приходом усиленного фотоприемником 5 импульса, от- р,-аженного от входного торца волоконно-оптического кабеля 1А (фиг.2aJt), 5 двухразрядный двоичный счетчик 6

переходит в состояние 01 (фиг. 25,6} Отраженный от места деформации импульс перебрасывает двухразрядный двоичный счетчик 6 в состояние 10

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для определе1«1я места повреждения волоконно-оптического кабеля; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения места повреждения волоконно-оптического кабеля содержит задаклций генератор 1, формирователь 2 зондирукицего импульса, источник 3 оптического излучения, полупрозрачное зеркало 4, фотоприемник 5, двухразрядный двоич- ньй счетчик 6, первьй DRS- триггер 7, второй DRS-триггер 8, генератор 9 счетных импульсов, вспомогательный счетчик 10, основной счетчик 11, решающий блок 12 и датчик 13 деформирующих сигналов, установленный на волоконно-оптическом кабеле 14.

Устройство для определения места повреждения волоконно-оптического кабеля работает следующим образом.

С приходом каждого управляющего импульса от задающего генератора 1 на вход формирователя 2 на его выходе формируется электрический импульс/ который поступает на источник 3 оптического излучения. Источник 3 преобразует электрический импульс в оптический. Полупрозрачное зеркало 4 позволяет ввести в исследуемый волоконно-оптический кабель 14 зондирую щий оптический импульс. При этом часть его мощности, отраженная от . входного торца,волоконно-оптического кабеля 14 при этого же полупрозрачного зеркала 4, попадает на фотоприемник 5. Через некоторое вре- ся сюда же попадает импульс, отраженный от места деформации волоконно- оптического кабеля 14 датчиком 13, а затем импульс, отраженный от места повреждения. Эти сигналы преобразуются фотоприемником 5 в электрические и подаются на вход двухразрядного двоичного счетчика 6.

В исходном состоянии на выходах двухразрядного двоичного счетчика 6

15

20

25

10 (фиг. 25,Ь , t). С появлением импульса, отраженного от места повреждения волоконно-оптического кабеля 14 (фиг. 2а, ts), на выходах двух- разрядного двоичного счетчика 6 возникает комбинация ll , которая сбра- сьшает счетчик в исходное состояние 00 (цепь сброса на фиг. 1 не пока зана). Таким образом на выходе младшего разряда двзгхразрядного двоичного, счетчика 6 формируется образцовый : временной интервал (фиг , 25),равный времени прохождения оптического зондирующего импульса от входного торца волоконно-оптического кабеля 14 до места деформации и обратно. При этом, так как зондирование периодически повторяется с частотой задающего генератора 1, то с такой же

частотой на выходе младшего разряда двухразрядного двоичного счетчика 6 появляется и образцовый временной интервал (фиг. За) «Аналогичным образом на выходе старшего разряда двухразрядного, двоичного счетчика 6 возникает измеряемый временной интер - вал (фиг. 2 б), который также периодически повторяется во времени (фиг. 35).

Процесс измерения образцового и измеряемого . временных интервалов осуществляется в течение нескольких периодов их повторения.

3D

35

40

45

50

55

Цикл измерения начинается с заполнения вспомогательного счетчика 10. Так как частота генератора 9 счетных импульсов отличается от частоты повторения образцовых временных интервалов на D-входе первого DRS-триг- гера 7 на небольшую величину, то заполнение начинается, когда передний фронт импульса счетной последовательности (фиг. 3) совпадает (t) с передним фронтом образцового временного . интервала, и заканчивается, когда передний фронт импульса счетной последовательности совпадает (t|) с задним фронтом образцового .BpejvieHHoro интервала. В течение про

Цикл измерения начинается с заполнения вспомогательного счетчика 10. Так как частота генератора 9 счетных импульсов отличается от частоты повторения образцовых временных интервалов на D-входе первого DRS-триг- гера 7 на небольшую величину, то заполнение начинается, когда передний фронт импульса счетной последовательности (фиг. 3) совпадает (t) с передним фронтом образцового временного . интервала, и заканчивается, когда передний фронт импульса счетной последовательности совпадает (t|) с задним фронтом образцового .BpejvieHHoro интервала. В течение про3

межутка времени t - t во вспомогательный счетчик 10 поступают импульсы с выхода первого DRS-триггера 7, причем их количество определяется длиной образцового интервала. Пусть длительность образцового интервала времени равна t, а период его повторения Q меньше периода © Т: следования импульсов генератора 9 на величину. Как видно из фиг. За, i , fc , , О г,А 5 справедливо следующее соотношение :

12349

шЭ t m (O+T-).,

где m - целое число, откуда легко получить , т.е. во вспомогательный счетчик Ю в течение времени t, t, поступает количество импульсов, равное длине образцо- вого интервала, измеренной с дискретностью i , ...

После момента t (фиг. Зг), когд в пределы образцового временного интервала уже не попадает очередной счетный импульс, последний начинает совпадать с измеряемым временным интервалом на D-входе второго DRS-триггера 8, так как конец образцового и начало измеряемого временных интер- валов формируются одновременно (t , фиг. 2d,5). в течение всего BpeMe- ни измерения, пока счетные импульсы, сдвигаясь относительно измеряемого временного интервала, не выйдут за

его пределы, импульсы совпадения с вькода второго DRS-триггера 8 поступают в основной счетчик 11. Этот процесс аналогичен описанному процессу

заполнения вспомогательного счетчика 10. Если длительность измеряемого временного интервала равна Т, а величина сдвига счетного импульса за период относительно э-того интервала равна 1 , как было принято ра- нее, то количество импульсов, поступивших в основной счетчик 11 за время измерения, равно

Решающий блок 12 осуществляет деление числа М, зарегистрированно- го в течение цикла измерения основ- HbfM счетчиком 11, на число т, записанное во вспомогательном счетчике 10. В результате длина измеряемого временного интервала выражается в единицах длины образцового интервал

М m

Т-1

Т t

О

15

20 а25 зо

.-

.«

349784

Если при помощи датчика 13 внести неоднородность в волоконно-оптический кабель 14 на рассто.янии 0,5 м от входного торца световода, то величина образцового временного интервала t, в течение которого зондирую- пуяй импульс проходит до места деформации и обратно, будет равна времени прохождения светом одного метра кабеля. При этом число будет соответствовать расстоянию до места повреждения в метрах.

Смена образцов исследуемого кабеля приводит к изменению величины образцового временного ийтервапа, и число т, записанное во вспомогательном счетчике 10, меняется. Это вызывает изменение результата деления, который указывает расстояние до места повреждения данного кабеля. При этом не требуется никакой априорной информации о коэффициенте преломления Или о других параметрах исследуемого кабеля.

Формула .изобретения

Устройство для определения места повреждения волоконно-оптического кабеля, содержащее последовательно соеди ненные задающий генератор, формирователь зондирующего импульса и источ. чи к оптического излучения, полупроз- рачное зеркало, у,тановленное между источником оптического излучения и торцсм волоконно-оптического кабеля, фотоприемник, установленный симметрия но источнику оптического излучения относительно плоскости полупрозрачного зеркала, основной счетчик. Генератор счетных и myльcoв, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшшния точности измерения расстояния до места повреждения, введены двухразрядный двоичный счетчик, вход которого соединен с выходом фотоприем,ника, последовательно соединенные первый DRS-триггер, вспомогательный счетчик и решающий блок, и второй DRS-триггер, выход которого подключен к входу основного, счетчика, выход которого подключен к другому входу решающего блока, при этом D-вход первого DRS-триггера соединен с Е-вхо- дом сброса второго DRS-триггера и с выходом младшего разряда двухразрядного двоичного счетчика, D-вход вто35

40

рого DRS-триггера соединен с R-BXO- дом сброса первого DRS-триггера и с выходом старшего разряда двухразрядного двоичного счетчика, входы синхронизации DRS-триггеров соединены

с выходом генератора счетных импуль- сов, а на заданном расстоянии от торца волоконно-оптического кабеля ус- 5 тановлен датчик деформирующих сигналов ,

Изобретение относится к электро связи и обеспечивает повышение точности измерения расстояния До места повреждения. Формирователь 2 зондирующего импульса формирует электрический импульс. Импульс преобразуется источником 3 оптического излучения в зондирукиций оптический импульс (ЗОИ), ЗОИ проходит через полупрозрачное зеркало 4 в исследуемый волоконно-оптический кабель (век) 14, Часть мощности ЗОИ отражается от торца ВОК и с помощью полупрозрачного зеркала 4 направляется на фотоприемник 5. Импульс с его выхода поступает на двоичный счетчик (ДС) 6. Тем же путем на ДС 6 поступают имульс, отраженный от датчика 13- деформирующих сигналов, которьй установлен на определенном расстоягши от торца БОК 14, и импульс, отраженный от места повреждения ВОК 14.. На выходе младшего разряда ДС 6 формируется образцовый временной интервал, а на выходе старшего разряда ДС 6 - измеряемый временной интервал. Эти временные интервалы измеряются с помощью генератора 9 счетных импульсов и соответствукшщх DRS-трит- геров 7 и 8 и счетчиков 10 и 11. В решающем блоке 12 осуществляется деление числа, зарегистрированного счетчиком 11, на число, записанное в счетчике 10. Длина измеряемого временного интервала выражается в единицах длины образцового временного интервала. 3 ил. ло (О tput.l

Фиъ.З