Способ контроля состояния смотрового устройства на трассе волоконно-оптической кабельной линии

Авторы патента:

G01H9/00 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств

Владельцы патента RU 2757682:

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

Использование: для контроля состояния смотровых устройств на трассе волоконно-оптической кабельной линии. Сущность изобретения заключается в том, что акустическим сигналом зондируют ограниченное разделом сред пространство в смотровом устройстве, принимают акустический сигнал, запоминают этот сигнал при нормальном состоянии смотрового устройства в качестве образцового и впоследствии сравнивают образцовый сигнал с сигналами, измеряемыми в дальнейшем, и по результатам совместной обработки этих сигналов судят о количественных показателях в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, при этом измеряют акустический сигнал в ограниченном пространстве в смотровом устройстве, используя в качестве акустического сенсора оптическое волокно кабеля волоконно-оптической кабельной линии, проложенного в смотровом устройстве, и по количественным показателям изменений в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве в смотровом устройстве оценивают состояние смотрового устройства. Технический результат: обеспечение возможности контроля состояния смотрового устройства с использованием акустического сигнала при наличии слоя грунта или дорожного покрытия над смотровым устройством. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля состояния смотровых устройств на трассе волоконно-оптической кабельной линии и, в частности, транспортной многоканальной коммуникации, кабельной канализации с проложенными в кабельных каналах оптическими кабелями.

Для обеспечения требуемой надежности волоконно-оптической линии связи необходимо поддерживать нормальное состояние смотровых устройств на трассе кабельной линии, своевременно очищая их от грязи, ила и т.п. Вместе с тем, на трассах междугородной кабельной канализации, транспортной многоканальной коммуникации люки смотровых устройств (кабельных колодцев) находятся под землей или даже под асфальтом. Как следствие, известный метод визуального контроля состояния смотровых устройств [1, 2] требует выполнения земляных работ или, даже, вскрытия и восстановления дорожного покрытия.

Известен способ обнаружения объемных изменений в пределах наблюдаемого ограниченного пространства независимо от места возникновения этих изменений в пределах этого пространства [2], заключающийся в том, что зондируется акустическим сигналом ограниченное разделом сред пространство, принимается отраженный сигнал, запоминается этот сигнала до изменения положения объекта и сравниваются сигналы до изменения положения объекта и после изменения положения объекта, формируется в наблюдаемом ограниченном разделом сред пространстве изотропного по стационарным или нестационарным изменениям в условиях распространения акустической волны в пределах этого ограниченного разделом сред пространства акустическое поле, проводится измерение амплитудных, частотных и фазовых параметров этого поля в одной или нескольких произвольных точках наблюдаемого пространства и по изменению этих параметров судят о количественных показателях в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, по которым судят уже о количественных показателях объемных изменений независимо от места их локализации в пределах наблюдаемого пространства, а именно формирование равномерно распределенной по всему наблюдаемому пространству области чувствительности как к стационарным, так и к нестационарным возмущающим факторам, формирование условий независимости чувствительности от места. Данный способ базируется на измерении отраженного акустического сигнала. Вместе с тем, над смотровым устройством отраженный акустический сигнал будет определяться в основном слоем грунта или дорожного покрытия над смотровым устройством и собственно крышкой люка смотрового устройства. Это не позволяет использовать данный способ для определения изменений среды внутри смотрового устройства. Другими словами, для контроля состояния смотрового устройства.

Сущностью предполагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способа контроля состояния смотровых устройств на трассе волоконно-оптической кабельной линии акустическим сигналом зондируют ограниченное разделом сред пространство в смотровом устройстве, принимают акустический сигнал, запоминают этот сигнал при нормальном состоянии смотрового устройства в качестве образцового и впоследствии сравнивают образцовый сигнал с сигналами, измеряемыми в дальнейшем, и по результатам совместной обработки этих сигналов судят о количественных показателях в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, при этом измеряют акустический сигнал в ограниченном пространстве в смотровом устройстве, используя в качестве акустического сенсора оптическое волокно кабеля волоконно-оптической кабельной линии, проложенного в смотровом устройстве, и по количественным показателям изменений в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве в смотровом устройстве оценивают состояние смотрового устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство включает проложенный в грунте пакет микротрубок 1, оптический кабель 2 с оптическим волокном 3, проложенный в канале одной из микротрубок пакета 1, смотровые устройства 4, фазочувствительный оптический рефлектометр 5, блок обработки и управления 6, канал связи 7, блок согласования и отображения 8, источник направленного акустического воздействия 9.

Оптическое волокно 3 оптического кабеля 2, проложенного в кабельном канале пакета микротрубок 1, подключено ко входу фазочувствительного оптического рефлектометра 5, выход которого соединен со входом блока обработки и управления 6, а выход блока обработки и управления 6 через канал связи 7 подключен ко входу блока согласования и отображения 8, выход которого подключен ко входу источника направленного акустического воздействия 9.

Устройство работает следующим образом. Под действием сигнала от блока обработки и управления 6, передаваемого через канал связи 8, включается источник направленного акустического 9, который формирует зондирующий акустический сигнал. Блок согласования и отображения 8 отображает необходимую информацию об измеряемых фазочувствительным оптическим рефлектометром 5 сигналах. При работающем источнике направленного акустического воздействия 9 фазочувствительный оптический рефлектометр 5 измеряет характеристику обратного рассеяния оптического волокна и передает результаты измерений характеристик в блок обработки и управления 6. По результатам обработки характеристик, измеренных фазочувствительным импульсным оптическим рефлектометром 5, блок обработки и управления 6 через канал связи 7 и блок согласования и отображения 8 устанавливает уровень акустического воздействия и регулирует перемещения источника направленного акустического воздействия 9 так, чтобы источник акустического воздействия 9 был расположен над смотровым устройством 4. Предварительно визуально осматривают смотровое устройство и приводят его в нормальное состояние, производя, при необходимости, его ремонт, очищая его от ила, грязи и т.п. Восстанавливают грунт или дорожное покрытие над смотровым устройством. После чего, зондируют пространство в смотровом устройстве акустическим сигналом источника направленного акустического воздействия 9 и измеряют характеристику обратного рассеяния фазочувствительного оптического рефлектометра 5, передают результаты измерений в блок обработки и управления 6, в котором определяют характеристики акустического сигнала в пространстве в смотровом устройстве и записывают эти в качестве образцовых для каждого смотрового устройства волоконно-оптической кабельной линии. В последствии в процессе контроля состояния смотровых устройств 4 волоконно-оптической кабельной линии зондируют пространство в смотровом устройстве акустическим сигналом источника направленного акустического воздействия 9, измеряют характеристику обратного рассеяния фазочувствительного оптического рефлектометра 5, передают результаты измерений в блок обработки и управления 6, в котором определяют характеристики акустического сигнала в пространстве в смотровом устройстве и сравнивают их с образцовыми. В случае существенных объемов воды, ила, грязи в смотровом устройстве, нарушении его герметизации характеристики измеряемых акустических сигналов в пространстве в смотровом устройстве существенно отличаются от образцовых. По результатам совместной обработки в блоке обработки и управления 6 образцовых и контрольных характеристик судят о количественных показателях в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, а по ним оценивают состояние смотрового устройства.

В отличие от известного способа, которым является прототип, в предлагаемом способе за счет того, что в качестве акустического сенсора используется оптическое волокно оптического кабеля волоконно-оптической кабельной линии, который прокладке в кабельных каналах пакета микротрубок и проходит через смотровое устройство и выкладывается в нем, измеряют не отраженный акустический сигнал, а акустический сигнал непосредственно в наблюдаемом пространстве внутри смотрового устройства. Это позволяет существенно снизить влияние слоя покрытия над смотровым устройством (грунт, дорожное покрытие, крышка люка и т.п.) на оценки изменений условий распространения акустических волн внутри смотрового устройства, полученные при сравнении с образцовыми характеристиками, и соответственно оценивать состояние смотровых устройств волоконно-оптической кабельной линии. То есть расширить область применения метода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дубровский Е.П. Канализационно-кабельные сооружения городских телефонных сетей, Высшая школа, Москва, 1971. - 232 c.

2. Андреев В.А., Бурдин В.А., Дашков М.В., Попов В.Б. Анализ опыта технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений транспортной многоканальной коммуникации. “Электросвязь, №1, c.64-66, 2021.

3. RU 2614134 C2.

Способ контроля состояния смотровых устройств на трассе волоконно-оптической кабельной линии, согласно которому акустическим сигналом зондируют ограниченное разделом сред пространство в смотровом устройстве, принимают акустический сигнал, запоминают этот сигнал при нормальном состоянии смотрового устройства в качестве образцового и впоследствии сравнивают образцовый сигнал с сигналами, измеряемыми в дальнейшем, и по результатам совместной обработки этих сигналов судят о количественных показателях в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, отличающийся тем, что измеряют акустический сигнал в ограниченном пространстве в смотровом устройстве, используя в качестве акустического сенсора оптическое волокно кабеля волоконно-оптической кабельной линии, проложенного в смотровом устройстве, и по количественным показателям изменений в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве в смотровом устройстве оценивают состояние смотрового устройства.

Способ измерения состояния множества пространственно разнесенных машинных частей, подверженных износу и испускающих акустические сигнатуры, включает следующие шаги: (а) оптическое обнаружение акустических свойств множества машинных частей, подверженных износу, и получение из них обнаруженных сигналов; (b) разделение обнаруженных сигналов на первую последовательность соответствующих пространственных сегментов вдоль пространственно разнесенных машинных частей и, для каждого пространственного сегмента, разделение обнаруженного сигнала на временной сегмент с записью акустических свойств пространственного сегмента за протяженный временной период; (с) разделение каждого временного сегмента на последовательность субсегментов и преобразование субсегментов в частотную область в соответствующие частотные субсегменты; (d) комбинирование частотных субсегментов в пределах пространственного сегмента с получением соответствующего комбинированного частотного субсегмента с пониженным уровнем шумов; и (е) определение основной частоты испускаемых акустических сигнатур, присутствующих в комбинированном частотном субсегменте, и ее гармоник.

Основанный на интерферометре саньяка распределённый датчик регистрации вибрационных воздействий с повышенной точностью определения координаты воздействия // 2752686

Распределенный датчик регистрации вибрационных воздействий включает широкополосный источник излучения 1, спектр которого включает непересекающиеся диапазоны [λ1…λ1'] и [λ2…λ2'], разветвитель по длинам волн (WDM) 2.1, после которого часть излучения в спектральном диапазоне [λ1…λ1'] направляется к одной петле интерферометра Саньяка, образованной разветвителем 4.1 со сдвигом фаз 2π/3, разветвителями по длинам волн WDM и волоконным кабелем 5, и проходит путь в прямой и обратной последовательности, а другая часть излучения в спектральном диапазоне [λ2…λ2'] направляется к второй петле, образованной разветвителем 4.2 со сдвигом фаз 2π/3 и разветвителями по длинам волн WDM, и проходит путь в прямой и обратной последовательности.

Устройство и способ для анализа вибраций с использованием высокоскоростных видеоданных и применение такого устройства для бесконтактного анализа вибраций // 2743112

Заявленное изобретение относится к области анализа вибраций, в частности к анализу вибраций конструкции с использованием высокоскоростных видеоданных. Вариант осуществления устройства для анализа вибраций с использованием высокоскоростных видеоданных содержит систему камеры, выполненную с возможностью формирования по меньшей мере двух потоков высокоскоростных видеоданных конструкции, и модуль анализа данных, соединенный с системой камеры.

Кабельная секция буксируемой волоконно-оптической гидроакустической косы // 2741772

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к акустическим косам на основе оптических эффектов. Кабельная секция буксируемой волоконно-оптической гидроакустической косы содержит размещенные во внешней оболочке сердцевину с массивом волоконно-оптических гидрофонов, сердцевина включает силовой элемент, связной модуль, содержащий оптическое волокно.

Волоконно-оптический кольцевой датчик акустической эмиссии // 2741270

Группа изобретений относится к волоконно-оптическому датчику и способу его изготовления. Заявленный датчик состоит из двух катушек с оптическим волокном, расположенных одна над другой и механически соединенных между собой эластичным герметиком, при этом каждая катушка подключена свободным концом оптического волокна к волоконному мультиплексору 1×2 с помощью волоконно-оптической сварки, образуя интерферометр Майкельсона, а на торец другого конца волокна каждой катушки напылена металлическая пленка, выполняющая роль зеркала.

Способ измерения артериального давления // 2741223

Изобретение относится к медицине, а именно к способу измерения артериального давления. При этом устанавливают на предплечье сжимающую артерию манжету.

Способ виброакустических исследований транспортных средств, оснащённых трансмиссией с механическим приводом сцепления, и устройство для его осуществления // 2737057

Изобретение относится к области технической акустики, в частности к виброакустическим исследованиям транспортных средств, оборудованных трансмиссией с механическим приводом фрикционного сцепления. При реализации способа исследуемое транспортное средство устанавливают на беговые барабаны динамометрического стенда, расположенного в акустической полубезэховой камере.

Устройство для лазерно-акустического контроля твердых и жидких сред // 2732470

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для исследования неоднородностей структуры твердых и жидких сред. Устройство содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру.

Волоконно-оптическое устройство регистрации вибрационных воздействий с восстановлением фазы с уменьшением влияния нестабильностей регистрирующего интерферометра // 2730887

Изобретение относится к волоконно-оптическим сенсорным системам на основе фазочувствительной рефлектометрии с восстановлением фазы, используемым в системах мониторинга протяженных объектов. Заявленное волоконно-оптическое устройство регистрации вибрационных воздействий с восстановлением фазы с уменьшением влияния нестабильностей регистрирующего интерферометра включает в себя: высокостабильный узкополосный источник излучения, от которого через разветвитель 1×2 часть излучения попадает в контролируемую линию, а меньшая служит для прямой регистрации параметров источника излучения и приемной части устройства.

Способ и устройство для определения амплитуды колебаний инструмента // 2719333

Изобретение относится к метрологии, в частности к способу определения амплитуды колебаний режущего инструмента. Способ заключается в создании луча светового барьера, позиционировании вершины режущего инструмента в световом луче, приведении режущего инструмента в колебательное движение, определении амплитуды колебаний режущего инструмента из вызванной колебаниями режущего инструмента модуляции светового луча.

Способ неразрушающего контроля прочности оптического волокна // 2758340

Использование: для неразрушающего контроля прочности оптического волокна. Сущность изобретения заключается в том, что в оптическом волокне создают напряжение с помощью источника акустического воздействия, расположенного вблизи оптического волокна, это же оптическое волокно с подключенной к нему измерительной системой используют как распределенный акустический датчик, с помощью которого регистрируют акустической сигнал в зоне акустического воздействия, по результатам обработки данного сигнала выделяют сигнал акустической эмиссии и сигнал акустического воздействия, причем при одних и тех же условиях измерения предварительно выполняют для образцового оптического волокна, прочность которого известна, а затем для контролируемого оптического волокна, после чего рассчитывают прочность контролируемого оптического волокна, при этом напряжение в оптическом волокне создают источником акустического воздействия, работающим на одной частоте, при обработке регистрируемого сигнала выделяют из него сигнал нелинейной акустической эмиссии на гармониках частоты источника акустического воздействия и рассчитывают прочность контролируемого оптического волокна по определенной формуле. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения погрешности при оценке прочности оптического волокна. 1 ил.