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