[發明專利]光纖應變與光纜變形監測裝置及監測方法

有效

• 申請號: 201310053562.8
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103148795A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 雷非;錢建林;王英明
• 申請（專利權）人: 上海亨通宏普通信技術有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01M11/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本發明涉及光纜機械性能測試技術，具體涉及光纖應變與光纜變形監測的技術。

背景技術

作為光纖通信系統信息傳輸通道的保護層，光纜的機械物理性能是其設計、生產與采購的重要技術指標，然而長期以來光纜的機械物理性能并不像其光學性能一樣是一個定量的技術參數，國際上對光纜的機械性能都采用通過性試驗的方法進行檢驗。對光纜的抗壓能力，僅只需要對光纜施加一個給定的壓力，試驗后不會給光纜造成殘余附加衰減，且光纜護套未受損傷就算合格；對光纜抗沖擊性能也采用了同樣的思路：以一定形狀的沖頭，用給定的沖擊能量對光纜的給定位置進行給定次數的沖擊，試驗后不會給光纜造成殘余附加衰減，且光纜護套未受損傷就算合格。這樣無論光纜的相關性能有多好，只要能夠通過此性能試驗，均為合格，而無法比較出不同光纜的性能優劣，也并不知道具體哪個廠家、哪種類型的光纜其機械性能的余量有多少，這給光纜結構的定量設計與研發造成了較大的限制，也為產品成本的控制帶來了盲區，給光纜的選型、施工和使用也造成了不便。

為構建節約型社會，降低產品生產成本，產品的技術性能應以剛好滿足應用需求并保有合理的余量為優，然而光纜機械性能的通過性試驗使得目前的檢測手段難以完成對光纜具體性能參數的定量測試，也就無從談起對光纜性能與成本的精確控制，同時也無法完成對不同類型、不同廠家的產品進行定量比較與分析，其具體參數是多少，設計余量有多少均不清楚。而要定量檢測光纜對光纖的機械保護性能，最重要的標志就是實現光纖因光纜受外力影響變形而剛好受到影響的敏感響應點。目前無論是國際還是國內對光纜拉伸性能以外的機械性能檢測一般采用的都是以光纖衰減變化達到0.1dB為光纖受到光纜形變影響為檢測依據，且要求外力撤銷后，光纖衰減恢復正常。

然而光纖在100mm甚至更短長度上產生0.1dB的衰減增加要求施加給光纖的壓力很大，此時光纜型變對光纖的影響已經十分嚴重，而且目前的測試方法是以光開關切換來監測光纜中的12根光纖，考慮到光纜中的光纖時常遠多于12芯，且光開關切換使得監測系統無法對所有光纖進行同時監測，所以經常會有光纖已經受到很大的影響而光開關還沒切換到受影響的光纖，所以發現光纖受到影響后而撤除光纜所受實驗外力后，光纖的衰減往往已經無法恢復原參數，致使光纜的機械性能成為難以實現定量檢測的性能參數。這對降低光纜成本，比較光纜性能造成了極大的制約與限制。

發明內容

本發明針對現有技術中采用通過性試驗來監測光纜機械性能所存在的問題，而提供一種光纖應變與光纜變形監測裝置，并基于該裝置，本發明還提供了一種光纖應變與光纜變形監測方法。本發明利用光纖對壓力影響極為敏感的偏振特性，在測光纜受機械性能試驗時利用光纖中偏振光的偏振態變化來檢驗光纜對光纖的保護能力，理論與實驗都表明光纖在很短的長度上受極小的外力就會使得光纖中傳輸偏振光的偏振態發生顯著變化，從而能夠提高光纜保護光纖能力的臨界點的測試敏感度和準確性，從而為定量測試光纜的機械性能參數奠定了基礎。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

光纖應變與光纜變形監測裝置，該裝置包括：

偏振光源，所述偏振光源用于產生監測用偏振光，并傳至待測光纜中部分或所有光纖中；

偏振態監測裝置，所述偏振態監測裝置與待測光纜中部分或所有光纖的輸出端相接，對光纜中部分或所有光纖的輸出光的偏振態進行監測，并以此來監測光纜機械性能測試中光纖承受應力的變化，進而測試光纜形變對光纖保護的機械性能參數。

在監測裝置的優選方案中，所述偏振光源由光源和起偏器配合而成。

進一步的，所述偏振態監測裝置為偏振分析儀或偏振計。

進一步的，所述偏振態監測裝置由驗偏器與光功率探測裝置連接組成。

進一步的，所述偏振態監測裝置包括監測分光器、驗偏器、第一光功率探測裝置以及第二光功率探測裝置，所述監測分光器的輸入端連接待測光纜中部分或所有光纖的輸出端，其輸出端分別連接驗偏器和第二光功率探測裝置的輸入端，所述驗偏器的輸出端連接第一光功率探測裝置的輸入端。

進一步的，所述監測裝置還包括輸入分光器，所述偏振態監測裝置包括若干組光功率探測組，每組光功率探測組由驗偏器和光功率探測裝置連接組成，所述輸入分光器的輸入端連接偏振光源，其輸出端分別連接待測光纜中部分或所有光纖的各輸入端，偏振態監測裝置中的每組光功率探測組分別連接待測光纜中各光纖的輸出端。

在上述具有光功率探測裝置的優選方案中，本發明還在監測裝置中設置偏振控制器，所述偏振控制器設置在偏振光源與待測光纜之間或者設置在待測光纜與驗偏器之間。