Способ передачи сигнала о величине механического усилия при протяжке кабеля в диэлектрической трубе Советский патент 1991 года по МПК G01L5/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении механических усилий, прикладываемых к кабелю при протяжке его с помощью металлического троса в диэлектрической трубе.

Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - прямой (обратный) рупорный преобразователь электрического сигнала в поверхностную электромагнитную волну или наоборот; на фиг. 3 - прямой (обратный) преобразователь магнитно-тороидального

типа электрического сигнала в поверхностную электромагнитную волну или наоборот; на фиг. 4 - частотная характеристика затухания линии передачи по тяговому тросу.

Металлический трос, проложенный в полой диэлектрической трубе, в совокупности с прямым и обратным преобразователями поверхностной электромагнитной волны образуют однопроводную линию передачи. Подобные линии не находят применения в традиционных системах передачи ввиду того, что диэлектрическая проницаемость cpej ды распространения (в данном случае внутреннего воздушного пространства трубы) меньше диэлектрической проницаемоONGJ 00 (Л VI

4

сти окружающего пространства (самой трубы и далее грунта), т. е. в данной линии передачи в принципе не соблюдается явление полного внутреннего отражения, характерное для других линий передачи с диэлектрической средой распространения (диэлектрический волновод, однопровод- ная линия передачи, оптический волновод). Предлагаемый способ передачи и однопро- водная линия вполне пригодны для передачи узкополосных сигналов (медленно меняющееся напряжение с выхода тензо- датчика) на небольшие расстояния (до нескольких километров).

Начиная с дальнего от тягового устройства конца трассы прокладки оптического кабеля, приложенное к его концу механическое усилие преобразовывают в электрический сигнал, модулируют этим сигналом колебания с частотой порядка 500 кГц, преобразуют промодулированный сигнал в поверхностную электромагнитную волну типа EOI и вводят в тяговый металлический трос. На приеме поверхностную электромагнитную волну EOI преобразовывают в электрический сигнал, демодулируют его и передают на вход управления оконечного тягового устройства.

Оптимальная полоса частот сигнала, при которой затухание тракта передачи минимально, полоса находится в пределах 300-700 кГц, т. е. несущая частота укладывается в средневолновом диапазоне длин электромагнитных волн.

Устройство для осуществления данного способа (фиг. 1) содержит тензометриче- ский датчик 1, генератор 2 несущей частоты, модулятор 3, преобразователь 4 электрического сигнала в поверхностную электромагнитную волну, обратный преобразователь 5 электромагнитной волны в электрический сигнал, демодулятор 6. кабель 7, тяговый трос 8, диэлектрическую трубу 9, тяговый механизм 10.

Вход датчика 1 механически соединен с концом прокладываемого кабеля 7, а его выход подключен к входу модулятора 3. Выход модулятора 3 подключен к входу преобразователя 4, выход которого соединен механически и электрически с дальним концом тягового троса 8, предварительно проложенного в диэлектрической трубе 9. На ближнем конце трассы трос 8 без жесткого механического крепления электродинамически соединен с входом обратного преобразователя 5, выход которого подключен к входу демодулятора 6. Выход демодулятора 6 соединен с оконечным тяговым устройством 10,

Преобразователь 4 электрического сигнала в поверхностную электромагнитную волну типа Нот может быть выполнен в виде рупорного устройства (фиг. 2). Обратный

преобразователь 5 поверхностной электромагнитной волны в электрический сигнал может быть выполнен в виде тороидального устройства (фиг. 3),

Устройство работает следующим образом.

При включении оконечного тягового устройства 10 механическое усилие, приложенное к концу протягиваемого кабеля 7, воспринимается датчиком 1 и преобразуется в электрический сигнал. С выхода датчика 1 этот сигнал поступает на вход модулятора 3, в котором модулирует колебание генератора 2 с несущей частотой 300-700 кГц. Промодулированный сигнал с выхода модулятора 3 поступает на вход преобразователя 4, с выхода которого сигнал, преобразованный в поверхностную электромагнитную волну типа EOT, вводится в тяговый трос 8. Поверхностная злектромагнитная волна типа EOI распространяется и передается тросу 8, а на ближнем конце вводится в обратный преобразователь 5, где преобразуется в электрический сигнал. С выхода обратного преобразователя 5 сигнал поступает на вход демодулятора 6, де- модулируется и с его выхода передается на оконечное тяговое устройство 10. При превышении тяговым усилием, приложенным к концу прокладываемого кабеля, допустимого значения оконечное устройство 10 блокируется.

Использование предлагаемого способа передачи сигнала о тяговом усилии, испытываемом оптическим кабелем в процессе его

прокладки в диэлектрической трубе, позволяет оконечному тяговому устройству на ближнем конце получать устойчивый сигнал как при усложнении трассы прокладки (уве личение длины и количества поворотов), Tai

и при высокой влажности грунта, в которого проложена кабельная канализация-. Влажный грунт, являясь проводником и экранируя дополнительно линию передачи, при реализации предлагаемого способа может

уменьшить затухание сигнала, а не увеличить его, и тем самым повысить надежность срабатывания блокировки тягового устройства 10. При использовании способа становится возможным исключить разрезание

кабеля на малые строительные длины, и последующее их сращивание.

Формула из.обретения 1. Способ передачи сигнала о величине механического усилия при протяжке кабеля

в диэлектрической трубе, заключающийся в том, что на дальнем от тягового механизма конце кабеля преобразовывают механическое усилие, приложенное к кабелю, в электрический сигнал, моделируют этим сигналом колебание высокой частоты, вводят промодулированный сигнал в тяговый металлический трос, а на ближнем к тяговому механизму конце кабеля сигнал принимают, демодулируют и передают на тяговый механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и помехозащищенности, на дальнем от тягового механизма конце троса промодулированный сигнал перед введением его втрое преобразовывают в поверхностную электромагнитную волну, а перед демодулированием поверхностную электромагнитную волну на ближнем к тяговому механизму конце, пре- образовывают в электрический сигнал и передают на тяговый механизм.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, преобразование промодулированного сигнала в поверхностную электромагнитную волну осуществляют волной типа EOL

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что модулирование электрическим сигналом колебания высокой частоты осуществляют в диапазоне частот 300-700 кГц.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении механических усилий, прикладываемых к кабелю при протяжке его с помощью металлического троса в диэлектрической трубе. Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности. Способ передачи сигнала о величине механического усилия при протяжке кабеля в диэлектрической трубе заключается в том, что на дальнем от тягового механизма конце кабеля преобразовывают механическое усилие, приложенное к кабелю в электрический сигнал, модулируют этим сигналом колебание высокой частоты, преобразовывают промодулированный сигнал в поверхностную электромагнитную волну и вводят этот сигнал в тяговый металлический трос. На ближнем к тяговому меха- низму конце кабеля поверхностную электромагнитную волну преобразовывают в электрический сигнал, демодулируют и подают на блокировочное устройство тягового механизма. При превышении усилия натяжения троса более допустимого значения тяговый механизм блокируется. 2 з п. ф-лы. 4 ил.

™™

А

л,

/

LL

10

Фиг.1

н

Фиг. 2

J

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Фаг. 4

IРиг.З