Устройство для обнаружения места дефекта оптического кабеля Советский патент 1991 года по МПК G01R31/11 

Изобретение относится к волоконно оптическим системам передачи (ВОСП) и предназначено для определения места повреждения световодов оптического кабеля (ОК) в полевых условиях.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности обслуживания ОК, не содержащих токопроводящих жил.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока обрботки сигналов; на фиг. 3 - конструкция блока создания неоднородности (БСН) в оптическом кабеле (ОК), раз- мещаемом под поверхностью земли; на фиг. 4 - вариант БСН при размещении ОК в грунте; на фиг. 5 - схема блока формирователей; на фиг. 6 - временные диаграммы, поясняющие его работу

Устройство содержит оптический кабель (ОК) 1, импульсный оптический рефлектометр (ИОР) 2, самописец 3, блок 4 обработки сигналов (БОС), передатчик 5, канал 6 связи, приемник 7, подвижный исполнительный блок (ПИБ) 8, БСН 9, место Ю искусственной неоднородности в ОК 1, место 11 дефекта ОК 1, причем оптический вход ИОР 2 соединен с одним из кон- цов ОК 1, первый выход ИОР 2 соединен с входом самописца 3, а второй выход ИОР 2 через последовательно соединенные БОС 4, передатчик 5, канал 6 связи, приемник 7 и ПИЕ 8 - с входом БСН 9.

БОС 4 (фиг.2) содержит блок 12 формирователей (В), формирователь 13, генератор 14 импульсов (ГИ), аналого-цифровой преобразователь (А11П) 15, ключ 16, запоминающий блок (ЗБ) 17, блок,18 сравнения, пороговый блок 19, коммутатор 20, триггер 21, коммутатор 22, ГИ 23, ключи 24 и 25, формирователь 26, счетчик 27, реверсивный счетчик 28, дешифратор 29 и ключ 30, причем вход БОС 4 соединен с входом БФ 12, первый выход которого через коммутатор 20 соединен с R-входом тригге- ра 21, второй выход БФ 12 через АЦП 15 соединен с первым входом блока 18 сравнения и с входом ключа 16, выход которого соединен с входом ЗБ 17, третий выход БФ 12 через по- следовательно соединенные ГИ 14, ЗБ 17, блок 18 сравнения -и пороговый блок 19 соединен с вторым входом коммутатора 20 и через формирователь 13 - с S-входом триггера 21, выход которого соединен с входом коммутатора 22, два выхода которого соединены соответственно с управляющими входами ключей 24 и 25, управляющий вход ключа 24 соединен с С-входом реверсивного счетчика 28, выход ГИ 14 соединен с управляющим входом АЦП 15, общая шина через ключ 30 соединена с управляющими входами коммутаторов 20 и 22, ключа 16 и формирователя 26, выход которого соединен с R-входом счетчика 27, выход ГИ 23 через ключи 24 и 25 соответственно соединен со счетными входами счетчика 27 и реверсивного счетчика 28, третий вход которого соединен с выходом счетчика 27, два выхода ревесивного счетчика 28, соединены с сооветствующими двумя входами дешифратора 29, выход которого соединен с выходом БОС 4.

БСН 9 (фиг.З) содержит изгибающий и направляющий ролики 31, 32 и планки 33, 34, соединенные таким обрзом, что ОК 1, проходя между роликами, изгибается с заданной кривизной, чем достигается внесение затухания в ОК 1 в данном месте.

При расположении ОК 1 в грунте БСН 9 (фиг.4) содержит элемент 35 крепления к подвеске, радиоактивный элеме. г 36, корпус 37 и заглушку 38

БФ 12 (фиг.5) содержит ВЧ-фильтр 39, масштабный делитель 40 и усилитель-ограничитель 41, входы которых соединены с входом 42 БФ 12, а выходы - с его соответствующими выходами 43-45.

Устройство работает следующим образом.

ИОР 2 зондирует световод ОК 1 и принимает импульсный оптический отклик с регистрацией на двухкоординат ном самописце 3 типа Н-306-2. На реф лектограмме выявляется участок, соответствующий импульсному отклику от места 11 дефекта ОК 1, на который выставляется маркер. Сигналы с второго выхода ИОР 2 поступают в БОС 4, где в ВФ 12 формируются следующие синалы: сигнал дефекта, поступающий на второй вход коммутатора 20{ сигнал импульсного отклика, поступающий на первый вход АЦП 15; сигнал работа, поступающий на вход генератора 14 импульсов и через формирователь 13 типа дифференцирующей RC-цепи на

51

первый вход триггера 21. R положении Вкл ключа 30 (режим Калибровка) устанавливаются: KOMUVI .топ 20 на прохождение сигнала деф K(I H,I второй вход триггера 21; коммутатор

22на прохождение потенциала Разрешение на второй вход ключа 25J ключ 16 на прохождение информации с выхода АЦП 15 на первый вход запоминающего блока 17J счетчик 27 обнуляется сигналом с формирователя 26.

С поступлением сигнала Работа, синхронизируемого с началом зондирующего оптического импульса, ГИ 14 подает тактовые импульсы ка ЛЦН 15 и ЗБ 17 для последовательной цифровой записи импульсного отклика 0В в эаломинакпий блок 17, который может быть выполнен на базе интегральных микросхем. С выхода формирователя 13 сигнал Работа устанавливает триггер 21 в состояние 1 и разрешает прохождение тактовых импульсов с ГИ 12 через ключ 25 на счетный вход (первый) счетчика 27. Прекращение заполнения счотчика 27 происходит после установки триггера 21 в состояние О по поступлению сигнала дефекта на его второй вход. Таким образом, в режиме Калибровка происходит запоминание в счетчике 27 количества импульсов, соответствующего расстоянию до места 11 дефекта ОК 1, и в запоминающем блоке 17 - импульсного отклика на оптический зондирующий импульс.

В режиме Работа размыкается ключ 30 и устанавливаются: коммутатор 20 на прохождение сигнала с третьего входа, коммутатор 22 на прохождение сигнала на первый выход; ключ 16 запирается. С поступлением сигнала Работа триггер 21 устанавливается в состояние 1, в реверсивном счетчике 28 по переднему фронту сигнала на его втором входе формируется сигнап перезаписи состояния регистров счетчика 27, которая осуществляется на третий вход реверсивного счетчика 28. А также разрешается прохождение тактовых импульсов с ГИ

23через ключ 24 на реверсивный вход (первый) реверсивного счетчика 28. Прекращение реверсивной записи

в реверсивный счетчик 28 происходит при установке триггера 21 в состояние О по сигналу Несовпадение. Сигнал Несовпадение формируется в

I

5

0

5

7 50

0

-5

0

5

0

Г ФРГОВРМ блоке 19 прм аи,-, i налов г 1В гран , ших г выхода дг пуе , ногл в

и

ТТре i VII .Ik АЦП 15 и ЗН 17, тш riiii- jo ИТМРЧОНШ , РЧПУТЬГ.: -КО ПТеЛЫН

с того, Ч1 1 / при |фскп чли a 17. Кр.

pa-пении nocir. Пгния тяктош импуль- гоя г ITi 1ч формирует сигналы (копчение, воспринимаемый блоком 18 сравнения и пороговым блоком 14, клк сигнал Несо пгдение.

Состояние рангнеявного счетчика 28 с первого внхода и сигнал с второго выхолд поступает на соответствующие вхолы дешифратора 24. С выхода дешифратора 29 информация поступает на вход, передатчика 5, тип которого как и приемника 7, определяется каналом 6.

ПИБ 8, представляющий любое транспортное средство, перенрщпет БСН Ч на расстояние, определенное в режиме Калибровка.

Таким образом, БСН 9 изменяет импульсный отклик на зондирующий оптический импульс в месте создания искусственной неоднородности, которая в свою очередь выявляется в БОС 4, что позволяет определить расстояние и знек относительного расположения места 10 искусственной неоднородности и места 11 дефекта. Но этой информации, переданной через передатчик 5, канал 6 связи, приемник 7, ПИБ 8 перемещает БСН 9 в сторону места 11 дефекта. При получении нулевого рассогласования н выходе БОС 4 перемещение ПИБ 8 прекращаемся, и в этом месте осуществляется ремонт ОК 1.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить точность опрепе- лсния места дефектов и неоднородно- стей в ОК. Применение рефлектометров с корреляционной обработкой сигналов позволяет работать в реальном масштабе времени с разрешающей способностью не хуже, чем у рефлектометра. Время отыскания неисправности при использовании радиоканала служебной связи значительно сокращается и ограничено техническими характеристиками подвижного исполнительного блока и временем набора экспозиционной дозы при облучении ОК.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения места дефекта оптического кабеля, содержа716

щее НМПУПЬСНЫЙ оптический реЛлектор, канал , индикатор, отличающее с я тем, что, с целью рас- щирения области применения устройст- на, в не)о введены последовательно соединенные блок обработки сигнала, передатчик, приемник, подвижный исполнительный блок и блок создания неоднородности, а индикатор выполнен в виде самописца, причем первый выход импульсного оптического рефлектометра соединен с входом самописца, а второй выход - с входом блока обработки сигнала, который содержит блок формирователей, два формирователя, два генератора импульсов, аналого-цифровой преобразователь, четыре ключа, -запоминающий блок, блок сравнения, пороговый блок, два коммутатора, триггер, счетчик, реверсивный счетчик и дешифратор, причем вход блока обработки сигналов соединен с входом блока Формирователей, первый выход которого через первый коммутатор соединен с R-входом триггера, второй выход через аналого- цифровой преобразователь соединен с первым входом блока сравнения и с входом первого ключа, выход которо- го соединен с входом запеминачщего блока, третий выход через послецо

7SO

Q 30

0

5

8

вательно соединенные , грнерл- тор импульсов, запоминании fjioi , блок сравнения и пороготыи блок соединен с вторым входом ш ряог- коммутатора и через периын Формирователь - с S-входом триггерп, .«- ход которого соединен с входом второго коммутатора, два выхода которого соединены соответственно с управляющими входами второго и третьего ключей, управляющий вход второго кпюча соединен с Обходом реверсивною счетчика, выход первого генератора импульсов соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, обг;ая шина через четвертый люч соединена с управляющими входами обоих коммутаторов, первого ключа и второго формирователя, вчход которого соединен с R-входом счетчика, выход второго генератора им-- пульсов через второй и третий ключи соответственно соединен со счетными входами счетчика и реверсивного счет- чикл, третий вход последнего соединен с выходом счетчика, два выхода реверсивного счетчика соединены с соответствующими двумя входами дешифратора, вьсход которого соединен с выход тvi блока обработки сигналов.

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи информации и может быть использовано для определения места повреждения световопов оптического кабеля Фиг 2 (ОК). Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности обслуживания ОК, не содержащих токопроводящих жил. Цель достигнута благодаря тому, что в устройство, содержащее импульсный оптический рефлектометр, индикатор п виде самописца и канал связи, введены последовательно соединенные блок обработки сигналов (БОС), передатчик, шриемник, подвижный исполнительный блок и блок создания неоднородности, причем БОС содержит блок 12 формирователей, формирователи 13, 26, генераторы 14, 23 импульсов, А1Щ 15, ключи 16, 24, 25, 30, запоминающий блок 17, блок 18 сравнения, пороговый блок 19, коммутаторы 20, 22, триггер 21, счетчик 27, реверсивный счетчик 28 и дешифратор 29. 6 ил. t о Ј (/) а оо 4 СЛ о

П

фмг,1

/

11

10

п

ё

е

$

Кфиг. 6

t