Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний



Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний
Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний
Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний
Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний

 

G01B1/00 - Измерение длины, толщины или подобных линейных размеров; измерение углов; измерение площадей; измерение неровностей поверхностей или контуров (измерение размеров человеческого тела, см. соответствующие подклассы, например A41H 1/00, A43D 1/02,A61B 5/103; измерительные приспособления в сочетании с тростями для прогулок A45B 3/08; сортировка по размеру B07; способы и устройства для измерений, специально предназначенные для металлопрокатных станов B21B 38/00; установочные или чертежные инструменты, не предназначенные специально для измерения, B23B 49/00,B23Q 15/00-B23Q 17/00, B43L; оборудование для измерения или калибровки, специально приспособленные для гранения или

Владельцы патента RU 2562141:

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и применяется для измерения избыточной длины оптического волокна. В указанном способе используют климатическую камеру, в которой устанавливают отрицательную температуру и выдерживают при этой температуре испытуемую длину оптического кабеля в течение заданного интервала времени. С помощью оптического переключателя к оптическому волокну подключают импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния, измеряют и запоминают характеристику обратного релеевского рассеяния оптического волокна. Далее его отключают и подключают поляризационный импульсный оптический рефлектометр, посредством которого измеряют и запоминают поляризационную характеристику обратного рассеяния оптического волокна, далее повторяют измерения характеристик при другом значении отрицательной температуры и по характеристикам обратного релеевского рассеяния определяют коэффициент затухания, а по поляризационным - длину биений оптического волокна при различных температурах, далее рассчитывают изменение коэффициента затухания и длины биений при изменении температуры и определяют локальную избыточную длину для каждого участка оптического волокна. Технический результат - повышение чувствительности измерения избыточной длины оптического волокна. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний.

Известны способы измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле в процессе изготовления оптических модулей оптических кабелей [1-3]. Реализующие данные способы системы позволяют измерять значение избыточной длины оптического волокна в модульной трубке по всей длине оптического модуля путем непрерывного сравнения скорости пучка оптических волокон со скоростью модульной трубки. Эти способы могут быть использованы только при изготовлении оптического модуля. Соответственно, они эффективны только в том случае, если в дальнейшем исключена усадка полимерной трубки и, следовательно, дальнейшее изменение "избыточной длины". Однако известно [4, 5], что говорить о неизменности избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле на последующих производственных операциях можно, лишь когда полимерная оболочка оптического модуля (модульная трубка) жестко связана с силовым элементом. При этом очевидно, что данные способы нельзя применять в процессе климатических испытаний строительных длин оптического кабеля, в частности при низких отрицательных температурах, когда эффект избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле проявляется наиболее существенно.

Известны способы измерений избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля, базирующиеся на измерениях длины модульной трубки и оптического волокна короткого образца оптического модуля после его изготовления [6, 7]. Данные способы не позволяют оценивать распределения избыточной длины оптического волокна по длине оптического модуля, а дают некоторую выборочную оценку избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле. Соответственно, они не позволяют выявлять на строительной длине оптического кабеля участки, на которых имеют место повышенные механические напряжения в оптических волокнах. Кроме того, эти способы трудно реализовать в процессе климатических испытаний строительных длин оптического кабеля при низких отрицательных температурах, когда избыточная длина волокна и, соответственно, механические напряжения в нем максимальны.

От этих недостатков свободен способ [8], согласно которому к оптическому волокну испытуемой строительной длины оптического кабеля подключают Бриллюэновский импульсный оптический рефлектометр (B-OTDR) и измеряют характеристику обратного Бриллюэновского рассеяния оптического волокна, по которой оценивают распределение локальных оценок избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле вдоль длины оптического кабеля. Главное ограничение, присущее B-OTDR, связано с распространением диагностирующего излучения по сердечнику ОВ, что не позволяет выделять отдельные части ОВ, подвергнутые растяжению, например при его изгибе [8, 9], а следовательно, корректно оценивать локальную избыточную длину оптического волокна. Кроме того, применение B-OTDR существенно ограничивает его высокая стоимость.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний к оптическому волокну строительной длины оптического кабеля подключают импульсный оптический рефлектометр и измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, используя которую рассчитывают распределение локальных оценок избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле вдоль длины оптического кабеля, при этом барабан с испытуемой строительной длиной оптического кабеля помещают в климатическую камеру, один конец испытуемой строительной длиной оптического кабеля выводят через шлюз климатической камеры и измеряют характеристики обратного релеевского рассеяния и поляризационные характеристики обратного релеевского рассеяния при нескольких разных значениях отрицательной температуры в климатической камере, для чего устанавливают в климатической камере отрицательную температуру Ti, выдерживают барабан с испытуемой строительной длиной оптического кабеля при этой температуре в течение заданного интервала времени, после чего к оптическому волокну строительной длины оптического кабеля на выведенном из шлюза климатической камеры конце подключают импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния, с помощью которого измеряют и запоминают характеристику обратного релеевского рассеяния оптического волокна, затем вместо импульсного оптического рефлектометра обратного релеевского рассеяния к этому же оптическому волокну испытуемой строительной длины оптического кабеля подключают поляризационный импульсный оптический рефлектометр, с помощью которого измеряют и запоминают поляризационную характеристику обратного рассеяния оптического волокна, далее повторяют измерения при отрицательной температуре Ti+1, измеренные характеристики обратного рассеяния оптического волокна разбивают на одинаковые участки, для каждого k-того участка по характеристикам обратного релеевского рассеяния определяют коэффициент затухания, а по поляризационным характеристикам обратного рассеяния длину биений оптического волокна при значениях температуры Ti и Ti+1, соответственно, для каждого k-того участка рассчитывают изменение коэффициента затухания Δαk и длины биений ΔLBk оптического волокна при изменении температуры от Ti до Ti+1 и определяют оценки локальной избыточной длины δlk для каждого k-того участка оптического волокна испытуемой строительной длины оптического кабеля при значениях температуры Ti и Ti+1, используя соотношения:

где С, γ, K - постоянные для заданных конструкций оптического волокна и кабеля величины;

Δαk, ΔLBk - изменения коэффициента затухания и длины биений оптического волокна на k-том участке при изменении температуры от Ti до Ti+1, соответственно;

δlk(T) - оценка локальной избыточной длины на k-том участке при температуре Т.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит климатическую камеру 1 со шлюзом 2, испытуемую строительную длину оптического кабеля 3 с оптическим волокном 4 на барабане 5, импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния 6 и поляризационный импульсный оптический рефлектометр 7, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока обработки и отображения данных 8, а также оптический переключатель 9. При этом, испытуемая строительная длина оптического кабеля 3 с оптическим волокном 4 на барабане 5 помещена в климатическую камеру 1, один конец испытуемой строительной длины оптического кабеля 3 с оптическим волокном 4 выведен через шлюз 2 климатической камеры 1, на этом конце оптическое волокно 4 соединено со входом оптического переключателя 9, первый выход которого соединен со входом импульсного оптического рефлектометра обратного релеевского рассеяния 6, а второй выход - со входом поляризационного импульсного оптического рефлектометра 7.

Устройство работает следующим образом. В климатической камере 1 устанавливают отрицательную температуру Ti и выдерживают при этой температуре испытуемую строительную длину оптического кабеля 3 с оптическим волокном 4 на барабане 5 в течение заданного интервала времени. С помощью оптического переключателя 9 к оптическому волокну 4 строительной длины оптического кабеля 3 со стороны выведенного из шлюза климатической камеры его конца подключают импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния 6, с помощью которого измеряют и запоминают характеристику обратного релеевского рассеяния оптического волокна 4. Затем с помощью оптического переключателя 9 отключают импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния 6 от оптического волокна 4 и подключают к нему поляризационный импульсный оптический рефлектометр 7, с помощью которого измеряют и запоминают поляризационную характеристику обратного рассеяния оптического волокна 4. Далее повторяют измерения характеристик при другом значении отрицательной температуры в климатической камере - Ti+1. После чего данные характеристик обратного рассеяния оптического волокна 4 передают в блок обработки и отображения данных 8, в котором измеренные характеристики обратного рассеяния оптического волокна 4 разбивают на одинаковые участки, для каждого k-того участка по характеристикам обратного релеевского рассеяния определяют коэффициент затухания, а по поляризационным характеристикам обратного рассеяния длину биений оптического волокна при температуре Ti и Ti+1, соответственно, для каждого k-того участка рассчитывают изменение коэффициента затухания Δαk и длины биений ΔLBk оптического волокна 4 при изменении температуры от Ti до Ti+1 и определяют оценки локальной избыточной длины δlk для каждого k-того участка оптического волокна 4 испытуемой строительной длины оптического кабеля 3 при температуре Ti и Ti+1, используя соотношения:

где С, γ, K - постоянные для заданных конструкций оптического волокна и кабеля величины;

Δαk, ΔLBk - изменения коэффициента затухания и длины биений оптического волокна на k-том участке при изменении температуры от Ti до Ti+1, соответственно;

δlk(T) - оценка локальной избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля на k-том участке при температуре Т.

Как известно, сигнал обратного Мандельштам-Бриллюэновского рассеяния слабо зависит от радиусов изгиба оптического волокна в оптическом модуле и, как следствие, от значений локальной избыточной длины волокна в модуле. В предлагаемом способе для определения оценок локальной избыточной длины используются поляризационные характеристики обратного рассеяния, сильно коррелированные с радиусами изгиба волокна, что обеспечивает большую чувствительность предлагаемого способа измерений по сравнению с прототипом. Кроме того, чувствительность предлагаемого способа измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля увеличивается за счет выполнения измерений при низких отрицательных температурах. При этом для измерений в отличие от известного способа, которым является прототип, используются не дорогостоящий импульсный оптический рефлектометр обратного бриллюэновского рассеяния, а относительно недорогие обычный импульсный рефлектометр обратного релеевского рассеяния и поляризационный импульсный оптический рефлектометр. Все это расширяет область применения предлагаемого способа по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. Патент US 4921413.

2. Патент US 4983333.

3. For Loose Tube Fiber and Fiber Ribbon Cabling - Excess Fiber Length Manufacturing Measurement System, http://www.betalasermike.com/

4. Авдеев Б.В., Барышников E.H., Длютров O.B., Стародубцев И.И. Изменение избыточной длины в процессе изготовления ВОК // Кабели и провода. - 2002. - №3(274). - с. 32-34.

5. Авдеев Б.В., Барышников Е.Н. Проблемы корректного определения избыточной длины оптического волокна в оптическом кабеле // Электротехника, электромеханика и электротехнологии: Тез. докладов III международной конференции 1999 г., Россия, Клязьма. - М.: МЭИ, 1999 г. - С. 86-87.

6. Барышников Е.Н., Длютров О.В., Рязанов И.Б., Серебрянников С.В. Измерение избыточной длины волокна в оптическом модуле // Тез. докладов IV международной конференции по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов 24-27 сентября 2001 г., Россия, Клязьма. - М.: МЭИ, 2001 г. - С. 40-42.

7. Патент CN 101105559.

8. Корн В.М., Длютров О.В., Авдеев Б.В., Барышников Е.Н. О применении метода Мандельштам-Бриллюэновского рассеяния для измерений характеристик оптических кабелей // Кабели и провода, №5(288), 2004. - С. 19-21.

9. Акопов С.Г. Контроль бриллюэновским рефлектометром технологии производства оптических кабелей // Вестник связи, 2003. №4. - С. 136-138.

Способ измерения избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле оптического кабеля в процессе климатических испытаний, согласно которому к оптическому волокну строительной длины оптического кабеля подключают импульсный оптический рефлектометр и измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, используя которую рассчитывают распределение локальных оценок избыточной длины оптического волокна в оптическом модуле вдоль длины оптического кабеля, отличающийся тем, что барабан с испытуемой строительной длиной оптического кабеля помещают в климатическую камеру, один конец испытуемой строительной длиной оптического кабеля выводят через шлюз климатической камеры и измеряют характеристики обратного релеевского рассеяния и поляризационные характеристики обратного релеевского рассеяния при разных значениях отрицательной температуры в климатической камере, для чего устанавливают в климатической камере отрицательную температуру Ti, выдерживают барабан с испытуемой строительной длиной оптического кабеля при этой температуре в течение заданного интервала времени, после чего к оптическому волокну строительной длины оптического кабеля на выведенном из шлюза климатической камеры конце подключают импульсный оптический рефлектометр обратного релеевского рассеяния, с помощью которого измеряют и запоминают характеристику обратного релеевского рассеяния оптического волокна, затем вместо импульсного оптического рефлектометра обратного релеевского рассеяния к этому же оптическому волокну испытуемой строительной длины оптического кабеля подключают поляризационный импульсный оптический рефлектометр, с помощью которого измеряют и запоминают поляризационную характеристику обратного рассеяния оптического волокна, далее повторяют измерения при отрицательной температуре Ti+1, измеренные характеристики обратного рассеяния оптического волокна разбивают на одинаковые участки, для каждого k-того участка по характеристикам обратного релеевского рассеяния определяют коэффициент затухания, а по поляризационным характеристикам обратного рассеяния длину биений оптического волокна при значениях температуры Ti и Ti+1, соответственно, для каждого k-того участка рассчитывают изменение коэффициента затухания Δαk и длины биений ΔLBk оптического волокна при изменении температуры от Ti до Ti+1 и определяют оценки локальной избыточной длины δlk для каждого k-того участка оптического волокна испытуемой строительной длины оптического кабеля при значениях температуры Ti и Ti+1, используя соотношения:

где С, γ, K - постоянные для заданных конструкций оптического волокна и кабеля величины;
Δαk, ΔLBk - изменения коэффициента затухания и длины биений оптического волокна на k-том участке при изменении температуры от Ti до Ti+1, соответственно;
δlk(T) - оценка локальной избыточной длины на k-том участке при температуре Т.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к волоконной оптике. Сердцевина оптического волокна имеет первичный и вторичный слой, которые ламинированы на непокрытое оптическое волокно.

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для испытания стойкости оптического кабеля (ОК), предназначенного для прокладки в защитном полимерном трубопроводе (ЗПТ), к действию замерзающей воды в ЗПТ.

Изобретение относится к волоконно-оптическому терминалу распределительной сети. Обеспечены волоконно-оптический терминал (10) распределительной сети и способ разворачивания волоконного распределительного кабеля.
Данное изобретение относится к области телекоммуникаций, кабельного телевидения, систем слежения и других систем промышленной кабельной передачи, оптическое волокно широко используется для передачи аудио- и видеообразов и данных, а именно к муфте оптоволоконного кабеля, применяемой для выполнения бокового ответвления от главного кабеля.

Изобретение относится к конструкции и составу волоконно-оптических кабелей и лазерных систем. Предложены система и устройство для передачи энергии лазерного излучения высокой мощности на большие расстояния без значительной потери мощности.

Изобретение относится к держателю, по меньшей мере, для одной кассеты для структурированной укладки и манипулирования световодами или сплайс-соединениями световодов.

Изобретение относится к вставке для оптоволоконной сборки. Вставка предоставляется для направления части оптического кабеля и размещена в корпусе оптоволоконной сборки.

Изобретение относится к муфте для оптоволоконного узла, через который может быть вытащен без повреждений оптоволоконный элемент. Муфта предусмотрена для ответвления части оптического кабеля, содержащего оптоволоконный элемент, установленный в корпусе оптоволоконного узла.

Устройство распределения оптической линии связи предназначено для концевой разделки, распределения и коммутации волокон оптических кабелей связи. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве распределения для оптической линии связи, содержащем основу, на которой установлен по меньшей мере один базовый блок с модулями распределения оптических сигналов, включающими входные и выходные оптические кабели с адаптерами, средства соединения оптических кабелей и планки сопряжения оптических кабелей с держателями адаптеров, причем по меньшей мере одна панель выполнена с возможность установки на ней различных видов направляющих с модулями распределения оптических сигналов, включающими соответствующие ответные части различных направляющих, будь то направляющие вращения или линейные направляющие.

Корпус // 2530787
Данное изобретение относится к корпусу для оптоволоконной сборки. Устройство включает верхнюю и нижнюю части корпуса, верхнюю и нижнюю прокладки из гелиевого уплотнительного материала.

Изобретение относится к области технических измерений, в частности к измерениям геометрических параметров крупногабаритных деталей, размеры которых выходят за габариты диапазона измерений координатно-измерительной машины (КИМ).

Изобретение относится к области физиологии растений, а в частности к лабораторной практике исследования растительного объекта, и может быть использовано для подготовки растительного объекта к изучению состояния устьиц в процессе варьирования напряженностью внешних факторов (например, временем суток, температурой окружающей среды, составом химических соединений различных классов в качестве компонентов питания при их различной концентрациии).

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области контроля геометрических параметров сложных поверхностей изделий, например пера лопаток газотурбинных двигателей, на координатных измерительных машинах.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) рельефа, линейных размеров, физических характеристик поверхности и распределения этих характеристик в объеме объекта путем срезания тонких слоев объекта с последующим исследованием вновь образованных поверхностей объекта.

Изобретение относится к измерительной технике, к волоконно-оптическим измерительным преобразователям перемещений и может быть использовано при измерении давления в условиях взрывоопасной окружающей среды.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для диагностики и контроля состояния изоляции между листами электротехнической стали шихтованных сердечников электрических машин электромагнитным методом.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о положении контролируемого объекта. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для линейных измерений, и может быть использовано в станкостроении. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к способу изготовления модельного образца для определения деформаций, и может быть использовано при исследовании напряженно-деформированного состояния металла в прокатном и кузнечно-прессовом производстве. Способ заключается в том, что в пластинах из свинцово-сурьмянистого сплава одинаковых геометрических размеров выполняют риски с калиброванным поперечным сечением и затем пластины соединяют между собой сплавом Вуда. После выполнения на поверхности пластин рисок в них устанавливают калиброванную проволоку, после чего наносят на поверхность пластин расплавленный слой сплава Вуда. Затем нанесенный сплав Вуда выравнивают по поверхности пластин и перед соединением пластин в пакет извлекают проволоку из рисок. Способ обеспечивает повышение точности определения деформаций. 4 ил.
Наверх