一种光纤缺陷检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光纤缺陷检测装置，光纤缺陷检测装置包括：数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器；脉冲激光器，用于在数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号；光探测器，用于检测被测试光纤在传输激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当光探测器检测到反射光信号时，向时间数据转换器发送触发信号；时间数据转换器，用于记录脉冲激光器发出激光脉冲信号的第一时间，以及接收到触发信号的第二时间，并将第一时间和第二时间发送至数据处理器；数据处理器，用于根据第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出被测试光纤的缺陷位置。使用该光纤缺陷检测装置，可实现对光纤缺陷的便捷、快速检测。
【专利说明】
一种光纤缺陷检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及检测技术领域，具体的，涉及一种光纤缺陷检测装置。
【背景技术】
[0002]随着光纤通道(Fibre Channel，FC)网络技术在航空、航天、兵器、舰船等国防及工业应用领域的快速推广应用，短距离光纤线束已经成为光纤通道网络设备的主要连接介质。由于短距离集束光纤线束中使用的光纤具有短距离长度(通常长度小于150米)、物理连接点多等特点，怎样实现短距离光纤连接缺陷快速检查和维护，已成为光纤通道网络应用过程中的一个技术问题。目前，主要使用光时域反射仪(Opt i ca I Time DomainReflectometer’OTDR)对光纤缺陷进行检测，这种检测方式存在测量盲区大、检测精度差(一般在米量级以上)的缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种光纤缺陷检测装置，以改善现有技术中光纤缺陷检测测量盲区大、检测精度差的问题。
[0004]本实用新型的实施例是这样实现的:
[0005]第一方面，本实用新型实施例提供了一种光纤缺陷检测装置，包括:数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器；
[0006]所述脉冲激光器，用于在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号；
[0007]所述光探测器，用于检测所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号；
[0008]所述时间数据转换器，用于记录所述脉冲激光器发出所述激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器；
[0009]所述数据处理器，用于根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置。
[0010]进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括光衰减器，所述光衰减器的输入端与所述脉冲激光器和数据处理器相连、输出端与所述被测试光纤相连；
[0011]所述光衰减器，用于接收所述数据处理器的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理。
[0012]进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括环形器，所述环形器连接于所述光衰减器与所述被测试光纤之间，所述环形器还与光探测器相连；
[0013]所述环形器，用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤，并在所述被测试光纤传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器。
[0014]进一步地，所述光衰减器与所述数据处理器之间还连接有第二驱动器。
[0015]进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括放大组件，所述放大组件与所述数据处理器和时间数据转换器相连。
[0016]进一步地，所述放大组件包括前置放大器和可变增益放大器；
[0017]所述前置放大器的输入端与所述光探测器相连、输出端与所述可变增益放大器相连，所述可变增益放大器的输出端与所述时间数据转换器相连，所述数据处理器与所述可变增益放大器相连；
[0018]所述前置放大器用于放大所述光探测器传递的电流脉冲信号，所述电流脉冲信号由所述光探测器将所述反射光信号进行转换得到；
[0019]所述可变增益放大器用于根据所述数据处理器发出的控制指令对已被所述前置放大器放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。
[0020]进一步地，所述数据处理器与所述可变增益放大器之间还连接有第一驱动器，所述数据处理器通过所述第一驱动器向所述可变增益放大器发出控制指令。
[0021]进一步地，所述可变增益放大器与所述时间数据转换器之间连接有比较器；
[0022]所述比较器用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。
[0023]进一步地，所述脉冲激光器为能够发出多种强度的激光脉冲信号的脉冲激光器。
[0024]进一步地，所述被测试光纤包括短距离光纤线束。
[0025]本实用新型实施例提供的光纤缺陷检测装置，基于在光纤存在缺陷时会对所传递的激光脉冲信号进行反射的特性，通过对数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器、光探测器等的巧妙集成，使得时间数据转换器能够对脉冲激光器发出激光脉冲信号的时间和光探测器检测到光纤反射的反射光信号的时间进行记录，进而使得数据处理器能够根据光传播速度、脉冲激光器发出激光脉冲信号的时间和光探测器检测到光纤反射的反射光信号的时间计算得出被测试光纤的缺陷位置。本实用新型实施例中的光纤缺陷检测方式实现方便，能够快速、准确地进行光纤缺陷检测，性价比较高。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1为本实用新型实施例提供的一种光纤缺陷检测装置的系统框图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0029]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]为了改善现有技术中光纤缺陷检测测量盲区大、检测精度差的问题，本实用新型实施例基于光纤缺陷位置200会对所传递的激光脉冲信号进行反射的特点，提供了一种能够记录光纤接收到激光脉冲信号的时间点和光纤缺陷位置200反射回反射光信号的时间点，并根据光传播速度、光纤接收到激光脉冲信号的时间点和光纤缺陷位置200反射回反射光信号的时间点计算得出光纤缺陷位置200的实现方案。
[0031]本实用新型实施例中的光纤缺陷检测方案适用于如图1所示的光纤缺陷检测装置
10。所述光纤缺陷检测装置10包括数据处理器108、脉冲激光器101、时间数据转换器109和光探测器104。
[0032]其中，所述脉冲激光器101用于在所述数据处理器108的控制下，向被测试光纤100发出激光脉冲信号。
[0033]需说明的是，在实际应用中，数据处理器108可以向脉冲激光器101发送控制指令，使得脉冲激光器101在控制指令下向被测试光纤100发出激光脉冲信号。根据实际需求，该控制指令可以仅用于触发脉冲激光器101发出固定的激光脉冲信号。控制指令也可以用于触发脉冲激光器101发出特定的激光脉冲信号，例如:脉冲激光器101可以发出不同强度的激光脉冲信号，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，脉冲激光器101可以发出特定强度的激光脉冲信号。
[0034]所述光探测器104用于检测所述被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器104检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器109发送触发信号。
[0035]需说明的是，当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中未产生反射光信号时，说明激光脉冲信号已被可靠传递，被测试光纤100不存在缺陷。当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，说明激光脉冲信号未能被可靠传递，被测试光纤100中存在缺陷，激光脉冲信号传递至被测试光纤100的缺陷位置200时被反射，产生了反射光信号。由光探测器104在检测到反射光信号时向时间数据转换器109发送触发信号。
[0036]所述时间数据转换器109用于记录所述脉冲激光器101发出所述激光脉冲信号的第一时间tl，以及接收到所述触发信号的第二时间t2，并将所述第一时间tl和第二时间t2发送至所述数据处理器108。
[0037]需说明的是，为了尽可能减少时间数据转换器109记录的时间的误差，时间数据转换器109可以直接与脉冲激光器101相连，时间数据转换器109将脉冲激光器101向被测试光纤100发出激光脉冲信号的时间记录为第一时间tl。在实施时，时间数据转换器109可以将时间“成对”发送至数据处理器108。例如:将第一时间tl和第二时间t2成对发送至数据处理器108，若仅有第一时间tl而没有第二时间t2，则不进行时间发送。在实施时，时间数据转换器109也可以将记录的每个时间即时发送至数据处理器108，由数据处理器108选择有效的“成对”时间进行后续处理。
[0038]所述数据处理器108用于根据所述第一时间tl和第二时间t2的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。
[0039]本实施例中，优选所述数据处理器108根据公式L = 30000000000*(t2-tl)/2得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。所述缺陷位置200为所述被测试光纤100上、距所述被测试光纤100与所述脉冲激光器101相邻一端L厘米距离的位置。
[0040]可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括光衰减器102和环形器103，所述光衰减器102的输入端与所述脉冲激光器101和数据处理器108相连、输出端与所述环形器103相连，所述环形器103与所述被测试光纤100和光探测器104相连。
[0041]其中，所述光衰减器102用于接收所述数据处理器108的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器101向所述被测试光纤100发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理。
[0042]需说明的是，在实际应用中，数据处理器108可以向光衰减器102发送控制指令，使得光衰减器102在控制指令下对激光脉冲信号进行衰减处理。根据实际需求，该控制指令可以仅用于对激光脉冲信号进行定量衰减处理。控制指令也可以对光衰减器102进行特定量的衰减处理，例如:光衰减器102可以对激光脉冲信号进行不同程度的衰减，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，光衰减器102可以对激光脉冲信号进行不同程度的衰减，以使通过环形器103进入被测试光纤100的激光脉冲信号强度不同。
[0043]所述环形器103用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤100，并在所述被测试光纤100传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器104。
[0044]环形器103是一种能够使激光脉冲信号单向环形传输的器件。使用环形器103进行信号传输能够确保经光衰减器102传递的激光脉冲信号准确进入被测试光纤100，经被测试光纤100反射的反射光信号准确传输至光探测器104，有效避免测量盲区。经验证，环形器103能够提高检测精度至分米量级，有效提高了短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷点的定位距离精度。
[0045]可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括前置放大器105、可变增益放大器106和第一驱动器110。所述前置放大器105的输入端与所述光探测器104相连、输出端与所述可变增益放大器106相连，所述可变增益放大器106的输出端与所述时间数据转换器109相连，所述第一驱动器110连接于所述数据处理器108与所述可变增益放大器106之间。如此设置后，所述前置放大器105用于将所述光探测器104传递的电流脉冲信号进行放大，所述电流脉冲信号由所述光探测器104将所述反射光信号进行转换得到。所述可变增益放大器106用于根据所述数据处理器108通过所述第一驱动器110所发出的控制指令对已被所述前置放大器105放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109。通过两次放大，能够将较弱的反射光信号放大为较强的电流脉冲信号对时间数据转换器109进行触发，从而确保了发射光信号检测的准确性，确保了本光纤缺陷检测装置10能够检测出被测试光纤100中较小的缺陷位置200。
[0046]需说明的是，在实际应用中，数据处理器108通过第一驱动器110对可变增益放大器106的放大参数进行设置，使得可变增益放大器106按照放大参数对已被所述前置放大器105放大的电流脉冲信号进行再次放大。该种设置方式，能够灵活调整可变增益放大器106的放大参数，以满足不同需求。
[0047]可选地，所述可变增益放大器106与所述时间数据转换器109之间连接有比较器107，所述比较器107用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109。
[0048]其中，比较器107可以将再次放大的电流脉冲信号转换为TTL电平脉冲信号，将TTL电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109，使得时间数据转换器109记录接收到TTL电平脉冲信号的时间。
[0049]通过上述设置，脉冲激光器101在数据处理器108的控制下，发出检测激光脉冲信号。激光脉冲信号进入光衰减器102，光衰减器102按照数据处理器108通过第二驱动器111设定的参数对激光脉冲信号进行特定的功率衰减处理，激光脉冲信号同时进入时间数据转换器109，以记录发出检测激光脉冲信号的时间信息。经功率衰减的激光脉冲信号进入环形器103，由环形器103传输至被测试光纤100。当被测试光纤100中无缺陷位置200时，激光脉冲信号直接进行传输，当被测试光纤100中存在缺陷位置200时，由于缺陷位置200的不规则折射，激光脉冲信号在缺陷位置200处被反射，形成反射光信号。一般来说，光纤缺陷位置200的断裂越严重，反射光信号的强度值越大。反射光信号通过环形器103进入光探测器104转换为电流脉冲信号，电流脉冲信号进入前置放大器105放大，放大后的电流脉冲信号进入可变增益放大器106按照数据处理器108通过第一驱动器110设置的参数进行再次放大，经二次放大后的电流脉冲信号进入比较器107，被转换为TTL电平脉冲信号。TTL电平脉冲信号进入时间数据转换器109被记录，通过与已记录的发出信号的时间信息进行差值计算得到检测激光脉冲信号及反射光信号的传输时间T(秒)。数据处理器108根据公式30000000000*T/2 = L(厘米)，即可以计算出光纤缺陷位置200的位置数据。
[0050]在上述基础上，本实用新型实施例还提供了一种基于上述光纤缺陷检测装置10，在应用中只需进行简单的功能扩展便可实现的光纤缺陷检测方法，所述光纤缺陷检测装置10包括数据处理器108、脉冲激光器101、时间数据转换器109和光探测器104。所述方法包括。
[0051]所述脉冲激光器101在所述数据处理器108的控制下，向被测试光纤100发出第一激光脉冲信号。
[0052]其中，根据实际需求，该控制指令可以仅用于触发脉冲激光器101发出固定的激光脉冲信号。控制指令也可以用于触发脉冲激光器101发出特定的激光脉冲信号，例如:脉冲激光器101可以发出不同强度的激光脉冲信号，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，脉冲激光器101可以发出特定强度的激光脉冲信号。
[0053]可选地，根据被测试光纤100型号的不同，数据处理器108可以选择发送不同的控制指令，以使脉冲激光器101发出不同强度的激光脉冲信号。
[0054]所述光探测器104检测所述被测试光纤100在传输所述第一激光脉冲信号过程中是否有产生第一反射光信号，当所述光探测器104检测到第一反射光信号时，向所述时间数据转换器109发送触发信号。
[0055]其中，当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中未产生反射光信号时，说明激光脉冲信号已被可靠传递，被测试光纤1 O不存在缺陷。当被测试光纤1 O在传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，说明激光脉冲信号未能被可靠传递，被测试光纤100中存在缺陷，激光脉冲信号传递至被测试光纤100的缺陷位置200时被反射，产生了反射光信号。由光探测器104在检测到反射光信号时向时间数据转换器109发送触发信号。
[0056]所述时间数据转换器109记录所述脉冲激光器101发出所述第一激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器108。
[0057]在实施时，时间数据转换器109可以将时间“成对”发送至数据处理器108。例如:将第一时间tl和第二时间t2成对发送至数据处理器108，若仅有第一时间tl而没有第二时间t2，则不进行时间发送。在实施时，时间数据转换器109也可以将记录的每个时间即时发送至数据处理器108，由数据处理器108选择有效的“成对”时间进行后续处理。
[0058]所述数据处理器108根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。
[0059]本实施例中，优选所述数据处理器108根据公式L = 30000000000*(t2-tl)/2得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。所述缺陷位置200为所述被测试光纤100上、距所述被测试光纤100与所述脉冲激光器101相邻一端L厘米距离的位置。
[0060]通过上述方式，即可便捷、快速地实现对光纤缺陷的检测。既可以检测出被测试光纤100是否存在缺陷，又可以根据时间差对缺陷位置200进行定位，避免了对人为经验因素的依赖，显著简化了光纤缺陷识别、分析、维护的复杂性，能够为光纤通道网络的推广应用提供可靠的技术保障。
[0061]本实用新型实施例提供的光纤缺陷检测装置，基于在光纤存在缺陷时会对所传递的激光脉冲信号进行反射的思路，采用激光功率扫描和时间数据测量，完成对光纤回波损耗和光纤缺陷反射点的快速测量与精确定位，实现了对短距离光纤连接缺陷快速检查，有效地解决了针对短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷的快速检查与高精度定位技术问题。该技术是光纤应用领域的创新检测控制技术，具有快速、简单、可靠，精度高，实现成本低的特点。可以有效解决短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷的快速检查与高精度定位技术问题，简化短距离光纤连接缺陷的诊断和维护操作，大大提高短距离光纤连接缺陷的诊断和维护效率。同时，短距离光纤连接缺陷快速检查装置，可以在航空、航天、兵器、舰船等国防及工业应用领域推广使用。
[0062]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0063]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意至IJ:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0064]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种光纤缺陷检测装置，其特征在于，包括:数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器； 所述脉冲激光器，用于在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号； 所述光探测器，用于检测所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号； 所述时间数据转换器，用于记录所述脉冲激光器发出所述激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器； 所述数据处理器，用于根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置。2.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括光衰减器，所述光衰减器的输入端与所述脉冲激光器和数据处理器相连、输出端与所述被测试光纤相连； 所述光衰减器，用于接收所述数据处理器的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理。3.根据权利要求2所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括环形器，所述环形器连接于所述光衰减器与所述被测试光纤之间，所述环形器还与光探测器相连； 所述环形器，用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤，并在所述被测试光纤传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器。4.根据权利要求2所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述光衰减器与所述数据处理器之间还连接有第二驱动器。5.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括放大组件，所述放大组件与所述数据处理器和时间数据转换器相连。6.根据权利要求5所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述放大组件包括前置放大器和可变增益放大器； 所述前置放大器的输入端与所述光探测器相连、输出端与所述可变增益放大器相连，所述可变增益放大器的输出端与所述时间数据转换器相连，所述数据处理器与所述可变增益放大器相连； 所述前置放大器用于放大所述光探测器传递的电流脉冲信号，所述电流脉冲信号由所述光探测器将所述反射光信号进行转换得到； 所述可变增益放大器用于根据所述数据处理器发出的控制指令对已被所述前置放大器放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。7.根据权利要求6所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述数据处理器与所述可变增益放大器之间还连接有第一驱动器，所述数据处理器通过所述第一驱动器向所述可变增益放大器发出控制指令。8.根据权利要求7所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述可变增益放大器与所述时间数据转换器之间连接有比较器； 所述比较器用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。9.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述脉冲激光器为能够发出多种强度的激光脉冲信号的脉冲激光器。10.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述被测试光纤包括短距离光纤线束。
【文档编号】G01M11/00GK205691316SQ201620485220
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月25日 公开号201620485220.2, CN 201620485220, CN 205691316 U, CN 205691316U, CN-U-205691316, CN201620485220, CN201620485220.2, CN205691316 U, CN205691316U
【发明人】楼英
【申请人】成都英鑫光电科技有限公司