Принцип работы рефлектометра - REMONT-ELECTRO | Заметки из жизни главного энергетика

При построении и эксплуатации кабельных линий, последние не застрахованы от появления дефектов, грозит это проводным кабелям (силовые, кабели связи и т.д.), не менее уязвимы и линии связи, построенные на волоконно-оптическом кабеле. На сегодняшний день существуют различные способы поиска повреждений на кабельных линиях, один из них основан на рефлектометрии – методе более известном как локация.

Особенностью данного метода является высокая точность измерения длины кабеля до проблемных участков:

с помощью импульсных рефлектометров проверяют целостность проводных кабелей, прибор позволяет определить место обрыва, короткого замыкания, подключения и пр.;
на волоконно-оптических рефлектометрах производится проверка и анализ волоконно-оптических линий связи, кроме обрывов волокна они предоставляют возможность оценивать качество соединений сварных или посредством коннектора (оптического разъема), проводить измерения затухания и оценивать потери в места соединений.

Разница заключается в следующем:

обычные рефлектометры (для проводных кабелей) работают на распространении в проводниках кабеля электрических импульсов;
в оптическом рефлектометре (OTDR) роль зондирующего импульса выполняет световой импульс высокой оптической мощности, распространяемый по оптическому волокну.

Таким образом, достаточную точность OTDR определяют сигналы обратного отражения, точнее их обработка и анализ, а также информации, обусловленной обратным рассеянием.

Устройство и принцип действия

Как мы уже выяснили, принцип действия оптического рефлектометра основан на особенностях распространения, отражения и рассеивания световых импульсов. Выпуск современных оптических измерителей представлен огромным количеством моделей, отличающихся возможностями, производителями, да и, конечно же, ценой. Однако практически во всех моделях рефлектометров, присутствует приблизительно одинаковый набор функциональных модулей, обеспечивающих автоматическое измерение, как правило, это:

полупроводниковый лазер;
приемник-преобразователь;
разветвитель;
блок обработки и управления;
дисплей прибора (экран OTDR).

Непосредственными исполнительными элементами, связующими прибор с измеряемым оптоволокном выступают первые три элемента.

Лазерный светодиод обеспечивает импульсное оптическое излучение при длительностях импульса от единиц наносекунд до десятков микросекунд, и излучение рефлектометра попадает в оптоволокно. В случае если прибор рассчитан на работу с разными длинами волн, то на каждую из них устанавливается отдельный лазер.

Приемная часть – фотодиод рефлектометра преобразует световые отраженные сигналы в электрические, которые после усиления в приемнике поступают в блок обработки и управления. Важные функции отведены разветвителю, не пропускающему мощные импульсы лазера на вход высокочувствительного фотоприемника.
Блок обработки и управления обеспечивает:

полный алгоритм работы прибора;
синхронизацию передаваемых и приемных сигналов;
все необходимые измерения;
анализ полученной информации;
хранение, сравнение, передачу данных и многое другое.

Высокий уровень шумов может поглощать часть информации сильно ослабленного в измеряемом кабеле полезного сигнала, поэтому в автоматическом режиме рефлектометр самостоятельно производит тысячи измерений в пределах 10 – 20 секунд. Данные измерений попадают в блок обработки, и на основании усредненного анализа строятся объективные рефлектограммы, выводимые затем на дисплей рефлектометра и в память прибора с возможностью дальнейшей обработки.

Дополнительные возможности в современных приборах и набор разнообразных программ, позволяют существенно расширить возможности рефлектометров.