[發明專利]光纖尋障儀及其使用方法

在審

• 申請號: 201410484755.3
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104270192A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李恒超;許昌平;李曉磊;錢銀博;李嬪娉
• 申請（專利權）人: 武漢光谷互連科技有限公司
• 主分類號: H04B10/07
• 分類號: H04B10/07
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王超

1.光纖尋障儀，其特征在于：包括依次相連的ARM控制器、現場可編程門陣列、法布里-珀羅脈沖激光器、光環行器，光環行器的第二個端口與待測光纖相連，光環行器的第三個端口與雪崩光電二極管、信號調理模塊、現場可編程門陣列依次相連。

2.根據權利要求1所述的光纖尋障儀，其特征在于：信號調理模塊包括依次相連的前置放大電路、模數轉換電路，前置放大電路與雪崩光電二極管相連，模數轉換電路與現場可編程門陣列相連。

3.根據權利要求1所述的光纖尋障儀，其特征在于：現場可編程門陣列與法布里-珀羅脈沖激光器之間接有激光器驅動電路，雪崩光電二極管接有偏壓控制電路。

4.根據權利要求1所述的光纖尋障儀，其特征在于：ARM控制器接有液晶觸摸顯示屏。

5.根據權利要求1所述的光纖尋障儀，其特征在于：整個光纖尋障儀由電源管理模塊提供電源。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的光纖尋障儀，其特征在于：現場可編程門陣列采用型號為EP4CE15F17C8N的芯片，其上設有RS232、AS、JTAG端口，并與ARM控制器和高速晶振相連。

7.根據權利要求2所述的光纖尋障儀，其特征在于：前置放大電路包括相連的光電轉換電路和微分電路，光電轉換電路與雪崩光電二極管相連，微分電路與模數轉換電路相連，模數轉換電路采用高速比較器。

8.根據權利要求3所述的光纖尋障儀，其特征在于：激光器驅動電路包括相連的開關電路和保護電路，開關電路與法布里-珀羅脈沖激光器相連。

9.光纖尋障儀的使用方法，其特征在于：現場可編程門陣列產生多種脈寬的電脈沖信號觸發激光器驅動電路，使法布里-珀羅脈沖激光器發出特定寬度的脈沖光，然后由環形器注入到待測光纖，經后向散射回來的光信號由雪崩光電二極管將光信號轉換為電信號，完成背向光信號的接收，電信號的電流經過光電轉換電路進行電流-電壓轉換，然后經過微分電路放大信號的突變，通過高速比較器將輸入的模擬信號轉換成回波脈沖數字信號供現場可編程門陣列檢測，現場可編程門陣列計算從發出脈沖至接收到回波脈沖的間隔時間，間隔時間對應著故障點的位置。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，現場可編程門陣列確定故障點位置的方法包括：現場可編程門陣列根據信號回波脈沖出現時刻的重復性以及噪聲出現時刻的隨機性進行去噪處理，然后進行位置計算；

去噪處理的方法：現場可編程門陣列的高速計數器從其發送端發送電脈沖信號時開始計數，得到各個回波脈沖的延時，將檢測到的各個回波脈沖的延時存儲起來；然后再發送多次脈沖信號，重復多次之前的定時和存儲過程，假設某個故障點回波脈沖對應的延時區間出現的次數為C，而噪聲回波脈沖由于具有隨機性，所以出現的時刻分布非常零散，在對應的各個區間累加的結果遠小于C，根據這一方法去噪后提取出故障點的回波脈沖；

根據故障點回波脈沖計算故障位置的方法：設現場可編程門陣列的高速計數器每次計數的時間間隔為t，回波脈沖的雙向延時delay與脈沖檢測模塊的計數器的計數值Interval的關系按下式確定：

delay＝t·Interval

則故障點的位置L與回波脈沖的雙向延時delay的關系如下式所示：

L=c·delay2n]]>

式中c是光速，n是待測光纖折射率；

由此即得到故障點位置L。