[发明专利]光缆机械性能试验的瞬态衰耗变化监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光缆机械性能试验监测装置，尤其涉及一种光缆机械性能试验的瞬态衰耗变化监测装置。

背景技术

光缆是用于保护光纤以减少其承受外界环境影响，提高光纤敷设能力和使用寿命的基本技术手段。光缆可以避免光纤直接承受外界各种机械和环境的影响，所以机械性能在光缆生产与应用中处于十分重要的地位。由于光缆的目的在于保护光纤，所以光缆的机械性能试验就以光纤传输性能的检验结果为基本依据。目前主要是监测光纤的应变和衰耗变化，监测光缆机械性能的仪表基本都采用的是光纤应力应变测试系统。光纤应力应变测试系统一般以PK2800或CD400为基础，辅以光倒换开关以及控制计算机等以监测多根光纤的应变和衰耗。然而在光缆机械性能试验中有很多试验呈现出瞬态变化特性，如冲击试验、反复弯曲试验、扭转试验等。采用光开关切换光纤进行监测无法捕捉到每根光纤所承受的极端情况，所以目前大多以试验完成后的残余附加衰减来替代最能反映光缆承受外界影响的最大光纤衰减变化。况且在反复弯曲和扭转试验中，光缆的变化在试验完成后会由试验装置主动恢复到正常状态，所以光纤残余附加衰减难以反映光缆所承受的机械试验对光纤的影响能力，特别是在需要定量研究光缆性能的光缆定型试验和光缆技术研究中，目前的光缆机械性能试验性能监测方法无法给出光缆的定量性能。

不少国内标准规定的光缆机械性能试验方法都只是十分粗糙的性能通过性试验，这对提高我国光缆技术研究水平，定量分析光缆技术性能保险系数，减小采购和生产浪费都产生了一定的制约。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种光缆机械性能试验的瞬态衰耗变化监测装置。

本发明的目的是这样实现的：

基本思路

由稳定化光源产生监测光信号，并通过光分波器分成多个光通路，用发送光耦合器和接收光分波器使本装置与原光纤应力应变测试系统实现共同对同一个待测光缆中的各监测光纤进行性能监测，并用光功率探测与放大器对每个监测光纤的输出信号进行实时监测，从而实现对光缆机械性能试验中衰耗瞬态变化的监测。

要解决的技术问题

在光缆的冲击、反复弯曲、扭转等试验中需要同时监测缆中多根光纤的衰耗变化，目前的光缆机械性能试验监测装置由于采用光开关进行光纤切换，所以无法做到多根光纤同时监测，且难以捕捉到光纤的瞬态衰耗变化，本发明需要解决的技术问题就是同时监测多根光纤的衰耗变化，并捕捉其变化最大值(光功率的最小值)，以提供更为准确的光缆受机械因素影响的性能指标控制量。

采用的技术方案

本发明采用分波器对稳定光源进行分光，以提供4～32根光纤的监测信号源，并采用光耦合器与原有的光纤应力应变监测系统进行互联兼容使用，再以多个光功率探测器对每根待测光纤的传输光信号进行光功率监测，为便于捕捉光衰耗的瞬态变化，可以采用电压变化跟踪/最小值锁定放大器或高速A/D变换器与数据存储比较软件程序对光缆机械试验的光纤残余附加衰减和衰耗变化瞬态值进行监测分析，最后用电脑进行数据采集和监测控制；也可以采用数字信号存储比较器或数字信号处理器(DSP)进行光衰耗的瞬态变化的捕捉。

具体地说，本监测装置包括工作客体待测光缆和外联监测手段光纤应力应变监测系统；

设置有稳定化光源、光源分波器、发送光耦合器、接收光分波器和光功率探测与放大器；

稳定化光源、光源分波器、发送光耦合器、待测光缆、接收光分波器和光功率探测与放大器前后依次连接；

发送光耦合器和接收光分波器分别与光纤应力应变监测系统的输出端和输入端连接；

一个光源分波器将稳定化光源1的输出分成4～32个监测通路；每个监测通路由一个发送光耦合器、一个接收光分波器和一个光功率探测与放大器组成，对待测光缆中的光纤进行衰耗监测，监测信号由光功率探测与放大器的输出端输出。

本监测装置的工作原理是：

稳定化光源发出的光信号经过光源分波器分成4～32路的光信号，每个光信号通过各自的发送光耦合器与来自光纤应力应变监测系统的各输出端的信号耦合后送入待测光缆中的各被监测光纤；经过各被监测光纤的输出光信号输入到各接收光分波器，接收光分波器6将各输入的光信号都分为两个部分：

一部分发送给光纤应力应变监测系统各输入端，作为其各个通道有关应力应变的监测输入；

另一部分则送入各光功率探测与放大器进行光功率监测；

各光功率探测与放大器输出端的输出信号可作为本发明进一步扩展分析处理的监测信号。

本发明具有下列优点和积极效果：