[发明专利]基于混沌可见激光的光纤故障定位装置及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光测距装置及其测距方法，特别是一种基于混沌可见激光的可视化高精度光纤故障定位装置及其定位方法。

背景技术

随着光纤在通信和传感领域的广泛应用，光纤故障检测装置已成为光纤施工检测与故障维修中必不可少的工具。目前，常用的光纤故障检测技术有：红光光纤故障检测技术[CN201269801]和光时域反射技术[CN1681227]。其中，红光光纤故障检测技术充分利用了红光的可见特性，通过红光在光纤故障点处透射产生可见亮斑来实现对光纤故障点的精确定位，但该方法要求检测人员必须在故障现场，通过目视的方法寻找故障点，无法预知光纤故障点的实际位置及范围，在长距离光纤故障检测中，工作量大，因而通常作为其他光纤故障点定位技术的辅助工具；光时域反射技术通过观测光纤后向瑞利散射和菲涅尔反射信号，利用检测到的信号强度和返回时间来探测光纤沿传播方向的衰减特性，进而检测、判断链路中的异常，并确定故障点位置，目前常用的有脉冲式光时域反射技术、伪随机码调制光时域反射技术[EP0269448]和混沌光时域反射技术[CN101226100]。其中传统的脉冲光时域反射技术由于脉冲功率的提高与脉冲宽度的压窄在原理上不能同时实现，导致其测量的动态范围和分辨率成为一对不可调和的矛盾，并且其测量分辨率仅与脉冲宽度和光电检测装置的响应时间有关，实现改善的成本极高且效果甚微；伪随机码调制的光时域反射技术利用伪随机码调制的光脉冲作为探测信号，通过对信号进行相关处理来得到探测点与故障点的距离信息，解决了分辨率与动态范围无法同时提高的矛盾，原理上可提高光时域反射仪的测量动态范围和分辨率，然而该类光时域反射仪受限于伪随机码信号的频谱带宽，分辨率并没有得到很大的提高，未能很好的体现出光时域反射仪测量方面的优点，并且其较高的制作成本制约了其适用范围；混沌光时域反射技术基于混沌激光信号的互相关法实现光纤故障点的检测，克服了传统脉冲光时域反射仪和伪随机码调制光时域反射仪测量盲区大的缺点，提高了故障点检测的分辨率，实现了与距离无关的高精度测量，对于检测点与故障点的光纤长度测量已经非常精确，但在实际的故障点检测过程中，无法解决因光纤铺设弯曲引起测量定位与故障点实际位置不符的问题，故障点精确定位需二次测量或其他辅助测量，难以实现故障点的快速精确定位。

发明内容

本发明基于上述现有技术，以解决因光纤铺设弯曲引起的长度测量定位与故障点实际位置不符而造成的故障点位置难以确定的问题，为快速精确定位光纤故障点位置提供一种基于混沌可见激光的光纤故障定位装置及其定位方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于混沌可见激光的光纤故障定位装置，包括混沌可见激光发射装置、光纤耦合器、光环形器、光电探测器、A/D转换器、信号处理装置以及显示装置；所述混沌可见激光发射装置是可见光波段为390-760nm的混沌可见光半导体激光器或者混沌He-Ne激光器；所述混沌可见激光发射装置发射的混沌可见激光信号通过光纤耦合器(2)分为探测光和参考光；探测光经光环形器(3)发射到待测光纤线路(4)中，由于故障点(11)的反射，反射光经过光环形器(3)进入第一光电探测器(5)转换为电信号，电信号经过第一A/D转换器(7)转换为探测数字信号进入信号处理装置(9)；参考光经第二光电探测器(6)转换为电信号，再经第二A/D转换器(8)转换为参考数字信号进入信号处理装置(9)；进入信号处理装置(9)的探测数字信号和参考数字电信号经信号处理后得到探测点到故障点(11)之间的距离范围并显示到相应的显示器(10)上，所述混沌可见激光发射装置发射的混沌可见激光信号在待测光纤线路(4)的故障点(11)因透射而产生明显的可见亮斑，在探测点到故障点(11)的距离范围以内寻找可见亮斑即可实现故障点的准确定位。

所述的光纤故障定位装置，所述混沌可见光半导体激光器是一可见光半导体激光器加设一反馈装置，或是一可见光半导体激光器连接另一可见光半导体激光器构成。

所述的光纤故障定位装置，所述混沌He-Ne激光器是一He-Ne激光器加设一反馈装置，或是He-Ne激光器连接另一He-Ne激光器