Устройство для измерения длины участка кабельной линии

 

Изобретение относится к электротехнике и технике связи и может быть использовано для измерения длины участка кабельной линии при строительстве и реконструкции кабельной линии связи. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение производительности труда - достигается путем измерения длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. Устройство содержит первый генератор 1, фазовый компаратор 2, фильтр 3, индикатор 4, ключ 5, блок 6 управления, блок 7 фазовой автоподстройки частоты, переключатель 8, блок 9 синхронизации, фильтр 10 верхних частот, фильтр 11 нижних частот, второй генератор 12, блок 13 излучения, согласованную нагрузку 14. С помощью второго генератора 12 и блока 13 излучения в кабельной линии наводится сигнал, который распространяется к ближнему и дальнему концам линии. На дальнем конце к кабельной линии периодически подключается согласованная нагрузка 14, в результате чего на ближнем конце поочередно принимаются прямой сигнал и сумма прямого и отраженного сигналов. На ближнем конце эти сигналы преобразуются, и на индикаторе 4 фиксируется расстояние от дальнего конца линии до места наведения сигнала. Это позволяет осуществлять измерение длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИН щ) С ) R 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . и А ВТОРСКОМЪ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ триенсы

«аале

1ос АРст енн1 1й номит т по изОБРетениям и ОтнРытиям пРи Гннт сссР

1 (2l ) 4387643/24-21 (22) 03.03.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 2 . (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро строительной техники связи (72) Е.И. Брейман и В.Я. Одесский (53) 621,327.333.4 (088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1262427, кл. С Ol R 31/08, 1986 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

УЧАСТКА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ (57) Изобретение относится к элект-. ротехнике и технике связи и может быть использовано для измерения дли-. ны участка кабельной линии при строительстве и реконструкции кабельной линии связи. Цель изобретения — сни.жение трудоемкости и повыщение производительности труда - достигается ,путем измерения длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. Устройство содержит первый генератор 1, фазовый

„„SU„, 1583883 А1

2 компаратор 2, фильтр 3, индикатор 4, ключ 5, блок 6 управления, блок 7 фазовой автоподстройки частоты, переключатель 8, блок 9 синхронизацин, фильтр 10 верхних частот, фильтр I1 нижних частот, второй генератор 12, блок 13 излучения, согласованную нагрузку 14. С помощью второго генератора 12 и блока 13 излучения в ка.бельной линии наводится сигнал, который распространяется к ближнему и дальнему концам линии. На дальнем конце к кабельной линии периодически подключается согласованная нагрузка 14, в результате чего на ближнем конце поочередно принимаются прямой сигнал и сумма прямого и отраженного сигналов. На ближнем конце эти сигналы преобразуются, и на индикаторе

4 фиксируется расстояние от дальнего конца линии до места наведения сигнала. Это позволяет осуществлять измерение длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. 3 ил.

1583883

Изобретение относится к электротехнике и технике связи и может быть использовано для измерения длины участка кабельной линии при строительстве и реконструкции кабельной линии связи.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и повьппение производительности труда при определении длины участ- 10 ка кабельной линии путем измерения длины участка неповрежденной кабельной линии без ее предварительного разрыва.

На фиг.l представлена функцио- 15 нальная схема устройства; на фиг.2— схема усилительного участка системы передачи; на фиг.З вЂ” векторная диаграмма сигналов.

Устройство содержит первый гене- 2р ратор 1, формирующий испытательный сигнал, фазовый компаратор 2, фильтр

3, индикатор 4, ключ 5, блок 6 управления, блок 7 фаэовой автоподстройки частоты, переключатель 8, 25 блок 9 синхронизации, фильтры высоких 10 и нижних 11 частот, второй генератор 12, блок 13 излучения и согласованную нагрузку 14.

Выход первого генератора 1 под- 30 ключен к первому входу фазового компаратора 2 и второму выводу замыка ющего контакта переключателя 8, первый вывод замыкающего контакта которого подключен к второму входу фазового компаратора 2, выход которого соединен с входом фильтра 3, выход которого соединен с входом индикатора 4. Вход фильтра 10 верхних частот соединен с входоМ фильтра 11 нижних 40 частот и является входом устройства на ближнем конце измеряемой линии, выход фильтра ll нижних частот подключен к входу блока 9 синхронизации, выход которого подключен к управляю- 45 щему входу переключателя 8, выход фильтра 10 верхних частот подключен к третьему выводу замыкающего контакта переключателя 8 и второму выводу размыкающего контакта переключателя

8. Первый вывод размыкающего контакта переключателя 8 соединен с входом блока 7 фазовой автоподстройки частоты, выход которого подключен к управляющему Входу первого генерато ра 1, Второй генератор 12 соединен с блоком 13 излучения. Информационный выход ключа 5 подключен к согласованной нагрузке 14. Информационный вход ключа S соединен с входом устройства на дальнем конце кабельной линии и вторым выходом блока 6 управления. Управляющий вход ключа 5 соединен с первым выходом блока 6 управления.

Первый генератор 1 испытательного сигнала может быть реализован высокостабильным генератором изменяющейся частоты, имеющим управляющий вход для фазовой автоподстройки частоты; фазовый компаратор 2 осуществляет сравнение сигналов по фазе и может быть реализован известными устройствами данного назначения, фильтр 3

i может быть опять реализован полосовым фильтром, настроенным на частоту; блок 6 управления может быть реализован в виде совокупности генератора низкой частоты, порогового устройства и исполнительного устройства в виде обмотки реле, уп-.. равляющего работой ключа 5; переключатель 8 может быть реализован контактными группами реле, управляемыми блоком 9 синхронизации; блок

9 синхронизации может быть реализован в виде совокупности порогового устройства и исполнительного элемента, например обмотки реле; второй генератор 12 аналогичен генератору 1 испытательного сигнала, но не имеющий управляющего входа; блок 13 излучения может быть реализован совокупностью антенной системы и усилителя мощности; согласованная нагрузка 14 может быть реализована двухполюсником, комплексное сопротивление которого равно волновому сопротивлению измеряемого кабеля.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим усилительный участок системы передачи протяженностью

1 км (фиг,2), Пусть необходимо (например, при реконструкции системы передачи) разделить кабельную линию между усилительными пунктами, т. е. найти точку, отстоящую от дальнего конца кабельной линии на расстоянии

Xq км. К входу измеряемой кабельной линии (на ближнем конце) подключаются входы фильтров 10 и 11 верхних и нижних частот. К выходу измеряемой кабельной линии (на дальнем конце) подключаются сигнальный вход ключа 5 и второй выход блока 6 управления.

Над точкой кабельной линии, находя-.

158 где Ч вЂ” скорость распространения электромагнитной волны в кабеле;

f — частота сигнала.

Можно подобрать такое значение частоты, чтобы для заданной длины учас=ка кабельной линии Хг) выполнялось соотношение у — (p = К и .

Эта частота, называемая критической, равна

КЧ

0,(3) где К вЂ” любое целое число.

Если Х 4 Х (т.е. Х Х, + Д Х), то для f = Й, откуда

4X =

Хе

КГ (4) Таким образом, по величине d (P разности фаз векторов U u Uq мож1 но определить величину 4Х и фактическую длину Х = Х + LI X участка кабельной линии между точкой наведения сигнала и дальним концом.

Однако, как видно из фиг.2, на ближнем конце не получают отдельно сигналы UI и Uz, а в зависимости щейся на расстоянии Х = Хо + 3X от дальнего конца, определенной приблизительно (например, с помощью автомобильного спидометра), располагают последовательно соединенные генератор 12 и излучатель 13 (фиг.)), обеспечиваищие наведение в кабеле сигнала U 1 ().Этот сигнал от точки

О наведения будет распространяться по кабелю в обе стороны. На ближнем конце будет получена сумма прямого сигнала U и сигнала UZ, .отраженного

1 от дальнего конца. Если на дальнем конце сигнальные входы и выход ключа

5 замкнуты, кабель будет нагружен на согласованную нагрузку 14, рав I0 Z с Векторы сигHGJIQB U 1 H UZ показаны на диаграмме (фиг.3) .

Разность фаз указанных векторов равна

Тогда (V,— VZ)-V

Х = г (2)

4ГГ

3883 6 от положения ключа 5 на дальнем конце; на ближнем конце получают или сигнал U, или сумму сигналов U1 +U г Z

Как видно из векторной диаграммы

5 (фиг.3), разность фаз г,.г между U„è

U = U - С определяется выражением

Az sin(V< — Ж) чг = arctg

А, + А соя(Ц> - г,)

1О S ln ((pf I1I1 ) (А, /А ) + cos(g - 4г ) где А и Л вЂ” соответственно амплиту1 ды сигналов U и 11 .

Если величина и Ч1= ) — цг мала, то

Д ( е 2с(х + ) 20 где о(- коэффициент затухания кабеля.

Тогда

Хо)-1 + е 3 ).(5

К я

25 Так как 4Х через у явно не выражается, градуировку индикатора можно выполнить по обратной формуле

4Х

К, X () + e.< ГГo+4õ о

Если величина 4Х мала, то аах

Хо() + e )

4Х

КТ4 — ° < . (6)

В точке кабельной линии (фиг.1), определенной приблизительно с помощью второго генератора 12 и блока

13 излучения в кабельной линии, наводится гармонический сигнал с час40 тотой f, определенной по формуле кр г (3) . Этот сигнал распространяется по кабелю в обе стороны. При замыкании ключа 5 на дальнем конце кабельная линии оказывается нагруженной

45 на согласованную нагрузку )4 и отражение сигнала отсутствует. При разомкнутом ключе 5 кабельная линия находится в режиме гхолостого ходагг и сигнал, отражаясь от дальнего конца, распространяется в сторону ближнего конца. Работой ключа 5 управляет блок 6 управления, который вторым выходом подключен к измеряемой кабельной линии, вследствие-чего управляющий сигнал низкой частоты Рггу от блока 6 управления управляет работой ключа 5 и распространяется по кабельной линии в сторону ближнего конца.

1583883

Таким образом, на ближнем конце принимается управляющий сигнал низкой частоты f«,"ïðÿìoé"ñèãíàë Ы частоты f„ и периодически с частотой управляющего сигнала низкой частоты отраженный от дальнего конца нч сигнал U частоты „,. Управляющий сигнал низкой частоты Е„чвыделяется. с помощью фильтра 11 нижних частот и блока 9 синхронизации и управляет работой переключателя 8. В положении переключателя 8, показанном на фиг.1 и соответствующем замкнутому положению ключа 5, блоком 7 фазовой автоподстройки частоты осуществляется настройка генератора 1 испытательного сигнала таким образом, что частота и фаза испытательного сигнала устанавливаются равными соответствен- 20 но частоте и фазе принимаемого "прямого" сигнала, выделенного с помощью фильтра 1О верхних частот. Стабильность генератора 1 испытательного сигнала должна быть достаточной для 25 того, чтобы укаэанные параметры сохранялись с требуемой точностью на время переключения переключателя 8 в противоположное положение, равное половике периода управляющего сигна- 30 ла низкой частоты f В этом положении переключателя 8 с помощью фазового компаратора 2 осуществляется сравнение по фазе "прямого" сигнала и c Mbl сигHBJIoB IIpRMoro U 1 и 35

1 отраженного от дальнего конца U сигналов. Результирующий после сравнения сигнал с частотой управляющего сигнала низкой частоты f через фильтр 3, настроенный на эту часто- 40 ту, поступает на индикатор 4, шкала которого градуируется в соответствии с выражением (6).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять из- 45 мерение длины участка неповрежденной кабельной линии без ее предварительного разрыва, что обеспечивает экономический и технический эффект при реконструкции кабельных систем передачи.

Формула и з о б р е т е ни я

Устройство для измерения длины участка кабельной линии, содержащее первый генератор, индикатор, вход которого соединен с выходом фильтра, вход которого соединен с выходом фазового компаратора, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, информационный вход которого соединен с входом устройства на дальнем конце кабеля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения производительности труда, в него введены блок фазовой автоподстройки частоты, переключатель, блок синхронизации, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, второй генератор, блок излучения и согласованную нагрузку, вход которой соединен с информационным выходом ключа, причем вход устройства на ближнем конце кабеля соединен с входами соответственно фильтра верхних частот и фильтра нижних частот, выход которого соединен с входом блока синхронизации, выход которого соединен с управляющим входом переключателя, первый вывод размыкающего контакта которого соединен с входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с входом первого генератора, выход которого -соединен с первым входом фазового компаратора, второй вход которого соединен с первым выводом замыкающего контакта переключателя, второй вывод замыкающего контакта которого соединен с выходом первого генератора, а третий вывод замыкающего контакта и второй вывод размыкающего контакта переключателя соединены с выходом фильтра верхних частот, причем выход второго генератора соединен, с входом блока излучения, а второй выход блока управления соединен с информационным входом ключа.

1583883

Кг фиг. 2

Корректор М Пожо

Редактор А. Козориз

Заказ 2253 Тираж 562 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 ижи конец

Составитель H. Варламов

Техред Л.Сердюкова

Аипееии конец