Способ обнаружения дефектов оптического волокна
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 С 03 В 37/02 госудм ственный номитет ссср по делам изоы етений и отнрьггий
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3577408/29-33 (22) 12.04.83 (46). 23.08.aS. Бюл. Р 31 (72) В".Р.Конюхов (53) 666,189.2(088,8 ) (56) Коршунов В.Н. и др. Оптические кабели связи. М:, Связь, 1980, с.51.
Семенов, Н.А. Оптические кабели связи. M:, Радио и связь, 1981, .с.84-94.
:(54)(57 ) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
) ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА, включающий подачу сигнала излучения в волокно, измерение отраженного сигнала излучения и определение дефекта, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности обнаруже-
„„SU„„1174394 А ния, отраженный сигнал излучения преобразуют в ступенчатый, сравнивают с измеренными отраженным сигналом излучения и определение дефекта осуществляют при превышении измеренного сигнала над преобразованным, а интервал Т ступенчатого преобразования выбирают из условия „сТ - где т — максимальное время прохож1 дения точки дефекта мимо фотоприемника, минимальное время изменения фонового сигнала на величину, равную погрешности ступенчатого преобразования.
1174394
Изобретение относится к технике оптических кабелей связи, в частности к способам отбраковки оптического волокна при выходном контроле.
Цель изобретения — повышение точ- 5 ности обнаружения дефектов.
На фиг.1 представлено устройство, с помощью которого реализуется способ обнаружения дефектов оптического волокна; на фиг.2 — диаграммы измерейного и преобразованного сигналов.
Устройство содержит источник 1 излучения, контролчруемое оптическое волокно 2, фотоприемник 3, усилитель 15
4, запоминающее устройство 5, компаратор 6, а также механизм перемещения волокна (не показан ). Запоминающее устройство 5 выполнено на базе известньгх функциональных элементов, напри- О мер устройство выборки-хранения.
Устройство работает следующим образом.
От источника 1 излучения, напри25 мер лазерного диода, в волокно 2 подают излучение с торца, в направлении которого перемещают волокно относительно фотоприемника 3. При этом на выходе последнего появляется
1 электрический убывающий фоновый ЗО сигнал, обусловленный тем, что часть подапного излучения имеет моды, не параллельные оси оптического волокна 2, и эта часть излучается оптическим волокном 2 через оболочку, затухая по мере увеличения длины волокна 2. Сигнал с фотоприемника 3, усиленный усилителем 4, преобразуется в ступенчатый (аппроксимируется ) запоминающим 40 устройством 5, при этом запоминание сигнала происходит в запоминающей емкости устройства (не показа-. но ), когда ключ замкнут и его запомненное значение сохраняется — 45 при разомкнутом ключе. Затем этот сигнал поступает на компаратор 6, который сравнивает его с текущим значением сигнала с фотоприемника
3. В момент прохождения дефекта 0 50 около фотоприемника 3 рассеянное на дефекте излучение вызывает резкое увеличение текущего сигнала д с фотоприемника 3 (фиг.2 ). По моменту превышения текущим сигна- 55 лом а с фотоприемника 3 ступенчато преобразованного сигнала b с запоминающего устройства 5 компаратором
6 вырабатывается сигнал с, который осуществляет останов механизма перемещения волокна 2, тем самым дефект фиксируется в области фотоприемника 3.
Сущность способа заключается в следующем.
Полезным сигналом является рассеянное через оболочку на дефекте излучение и преобразованное фотоприемником в электрический сигнал.
Мешающим фактором является излучение, не параллельное оси оптического волокна и вышедшее через оболочку. Фотоприемник воспринимает это излучение как фоновый сигнал, изменяющийся по экспоненциальному закону во времени. Параметры этого сигнала могут меняться в широких пределах в зависимости от скорости перемещения волокна, радиуса изгиба волокна перед фотоприемником, типа и структуры оптического волокна. Преобразование в ступенчатый сигнал (аппроксимация) позволяет отслеживать параметры фонового сигнала и производить разделение во времени фонового и полезного сигналов.
Точность и стабильность определения места дефекта достигается тем, что интервал Т ступенчатого преобразования задается так, что длительность его больше максимального времени 1 прохождения точки дефек1 та волокна 2 около фотоприемника 3, но меньше или равна максимальному времени изменения фонового сигна2 ла на величину, определяющую погрешность ступенчатого преобразования (T(1
1 иткс 2 мин
Усиление сигнала в 1,2 — 1,5 раза ступенчатым преобразованием обеспечивает компенсацию-увеличения текуmего сигнала, обусловленного плавным ростом интенсивности отраженного от дефекта излучения, при этом период запоминания нового уровня аппроксимации должен быть больше времени прохождения точки дефекта оптического волокна 2 около фотоприемника 3, например, не менее чем в
3-5 раз..
Способ обнаружения дефектов в оптическом волокне испытывают при следующих параметрах. Величина затухания фонового излучения, приведенная
1174394
Ь 1О
„,",», = и„ЗЧ
20 сИ с=о
-)Vt
О„u„10
35 к длине оптического волокна, 20—
80 Дб/км; скорость движения волокна
0Ä05 — 0,5 м/с; амплитуда на выходе фотоприемника от фонового излучения !
О м — 5 В;.амплитуда на выходе
5 фотоприемника от излучения в месте дефекта 100 м — 10 В.
Время 1„ прохождения около фотоприемника зависит от размеров светочувствительной поверхности и 10 скорости движения оптического волокна а .Ч где  — размер светочувствительной поверхности.
Для фотоприемника ФЭУ-28
0,025 м; 0,05 с;. Е
1NMH 1 Вс
= 0,5 с.
Время 42 изменения фонового сигнала определяется скоростью изменения сиг- 2р нала на выходе фотоприемника. Скорость изменения сигнала зависит от скорости движения оптического волокна и приведенного затухания . По определению приведенного затухания 25
-го е>-Г u„/îíÇ
Ч"! где Ч 4 — длина оптического волокна от начальной gp точки отсчета до те-, кущего значения U .
Текущее значения выходного сигнала с фотоприемника где Ug — начальное значение сигнала с фотоприемника; — величина затухания фоново- 4О
ro излучения, приведенная к длине оптического волокна; V — сокрость движения волокна, 45 — время от начала отсчета.
СкоРость изменения сигнала на выходе фотоприемника
d0„
ЛЧ+
=0„Л Ч вЂ” O
Х Ь 1О 2О
Наибольшая скорость достигается в начальный момент при =. О, со временем скорость уменьшается
Время kg изменения сигнала на величину, определяющую погрешность аппроксимации, равно
dU где -О- = d . — относительная погрешН ность аппроксимации
Cz=8 7
d"
2 яч
При d"= О. 01, соответствует 1Ж.:, Л = .= 80 дб/м; = 0,08 дб/м; Ч= 0,5 м/с;
2,17 с.
Интервал ступенчатого преобразования выбирается в диапазоне .0 5 ( (T42 17 с, Т = 2 с; Т т 4< в 4 раза.
Таким образом, результаты испытания подтверждают выбираемые параметPbI °
Технико-экономический эффект предлагаемого способа состоит в повышении точности обнаружения дефекта в пределах +0,05 м, возможности автоматизации процесса и снижении процента бракованного стекловолокна. Ожидаемый экономический эффект1составит не менее 48 тыс.руб. в год.
1174394
Составитель А.Кузнецов
Редактор Н.Яцола Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Тяско
Заказ 5131/23 Тираж 457 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г;Ужгород, ул.Проектная,4