[發明專利]一種光纖傳感系統一致性試驗方法

在審

• 申請號: 201410838098.8
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104596563A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 張林;許乃漢;孫英愷;趙浩;肖愷;劉廣賀
• 申請（專利權）人: 無錫波匯光電科技有限公司;上海波匯通信科技有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所 31105
• 代理人: 周濤

1.一種光纖傳感系統產品一致性的檢測方法，其特征在于，該檢測方法包括有試驗條件設計階段、標準樣品選定階段和批量產品一致性檢測階段：

所述的試驗條件設計階段包括有夾具、設備及材料選型環節和設備架設環節，夾具、設備及材料選型環節包括：光纜、單模光纖、柵欄、實心鋼球、檔板、數據采集工控機和雙層屏蔽網線的具體型號和規格選擇；在所述的設備架設環節中：

a）?將兩盤單模光纖的前端熔接上FC/APC接頭的單模尾纖，尾端分別熔接光纜的兩芯，并確保熔接后的單模光纖從FC/APC接頭至單模光纖與光纜熔接點處的長度4.8km±20cm；

b）?將光纜從單模光纖與光纜熔接點處開始，以正弦波形架設在柵欄上，確保架設在柵欄上的光纜長度不小于200m,?其余部分盤起放置柵欄末側；

c）?從單模光纖與光纜熔接點處計算，在柵欄上的光纜100m處及200m處分別固定上檔板，并確保檔板的中心點位置與柵欄上沿的垂直高度為1m；

d）?將兩個帶有長度1m以上線繩的實心鋼球分別固定在柵欄的上沿，實心鋼球重量為0.5kg，固定點位置分別與兩只檔板的中心位置垂直，并確保實心鋼球的中心點與固定點的長度為1m；

e）?將待測樣品接入AC?220V電源，用雙層屏蔽網線連接數據采集工控機，并將兩盤單模光纖的FC/APC接頭分別接到待測樣品兩個光信號輸出端口上，待測樣品指待檢查的產品或標準件；

在標準樣品選定階段包括有試驗方法設定和標準件篩選，其中試驗方法包括有設定試驗條件、檢查原始數據、試驗響應時間、試驗定位精度和試驗探測距離精確度；試驗條件是指試驗均在正常條件下進行，下列條件定義為正常條件：環境溫度為15℃～30℃，相對溫度為5%～75%，大氣壓力為86～106kpa；

檢查原始數據需要先按照上述設備架設方案架設試驗系統，再開啟待測樣品與數據采集工控機，設定數據采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監測軟件；最后運行穩定后打開監測軟件中原始數據波形圖，原始數據曲線應波動均勻，波動范圍F應在5000（1±100）Hz～7000（1±100）Hz之間，波動幅度f≤±100?Hz(即f=F_下限-5000或F_上限-7000≤±100Hz)；

試驗響應時間需要先按照上述設備架設方案架設試驗系統，再開啟待測樣品與數據采集工控機，設定數據采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監測軟件，然后任選一個固定在柵欄上的金屬鋼球，將其以鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放金屬鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上；用精度為0.1s的秒表記錄從自由釋放鋼球到監測軟件出現干擾信號的時間，得響應時間t=T-?2∏(l/g)^∧≈T-1?，其t為響應時間，T為從自由釋放金屬鋼球到軟件出現干擾信號的總時間，l為單擺擺長1m，g為重力加速度取9.8m/s；重復操作5次，記錄每次t值；換另一個固定在柵欄上的金屬鋼球，重復步驟上述操作；最后取10次t值中最大值作為響應時間；

試驗定位精度需要先按照上述設備架設方案架設試驗系統，再開啟待測樣品與數據采集工控機，設定數據采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監測軟件，然后任選一個固定在柵欄上的金屬鋼球，將其以金屬鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上，記錄監測軟件中干擾信號的位置坐標A；選擇另一個固定在柵欄上的金屬鋼球重復進行沖擊操作，記錄監測軟件中干擾信號的位置坐標B；計算定位精定ω=|A-B|-100；重復上述操作5次，取5次ω的最大值作為定位精度；

試驗探測距離精確度需要先按照上述設備架設方案架設試驗系統，再開啟待測樣品與數據采集工控機，設定數據采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監測軟件，然后選固定在柵欄上的光纜200m處檔板所對應的金屬鋼球，將其以鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上，記錄監測軟件中干擾信號的位置坐標X；重復上述操作5次，取5次X的最大值作為探測距離，計算探測距離精確度x=|?X-5000|；

標準件篩選包括如下操作：選擇不少于10臺的同一批生產的合格產品，用不少于3個測試人員，對每臺樣品進行至少10次檢驗，檢驗包括原始數據檢查、響應時間試驗、定位精度試驗及探測距離試驗，記錄所有數據，用xbar-R控制圖分析法對每一臺樣品每項試驗的所有數據進行分析，從而篩選出一臺樣品作為標準件，其性能參數要求如下：10次檢驗中性能參數最穩定；原始數據波動范圍：F在5000（1±100）Hz～7000（1±100）Hz之間，且波動幅度f值最小；響應時間：t≤2.8s且t值最小；定位精度：ω≤9m且ω值最小；探測距離精確度：x≤9m且x值最小；

所述的批量產品一致性檢測階段包括有性能偏差范圍設定環節和待測樣品一致性檢查環節：性能偏差范圍設定環節中將篩選的標準件的各項試驗的數據，用xbar-R控制圖分析法分析出的其均值作為性能偏差的參考值并進行存檔備案，各參數表示如下：原始數據波動幅度的參考值：f_參；響應時間的參考值：t_參；定位精度的參考值：ω_參；探測距離精確度的參考值：x_參；待測樣品的各項試驗的數據作為測量值表示如下：原始數據波動幅度的測量值：f_樣；響應時間的測量值：t_樣；定位精度的測量值：ω_樣；探測距離精確度的測量值：x_樣；性能偏差指待測樣品的各項試驗數據測量值與參考值之間的差；性能偏差的表示及范圍設定如下：原始數據波動幅度的性能偏差：Δf=?f_樣-f_參≤±100Hz；響應時間的性能偏差：Δt=?t_樣-t_參≤±0.2s；定位精度的性能偏差Δω=ω_樣-ω_參≤±1m；探測距離精確度的性能偏差Δx=?x_樣-?x_參≤±1m；

?所述待測樣品一致性檢查環節中，按照上述設備架設方案架設試驗系統，再開啟待測樣品與數據采集工控機，設定數據采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監測軟件，進行原始數據檢查，記錄原始數據波動幅度f_樣；進行響應時間試驗，記錄響應時間t_樣；進行定位精度試驗，記錄定位精度ω_樣；進行探測距離試驗，記錄探測距離精確度x_樣；算各項試驗的性能參數偏差；判定待測樣品一致性。

2.根據權利要求1所述的一種光纖傳感系統產品一致性的檢測方法，其特征在于，所述夾具、設備及材料選型的具體要求為：

光纜：選取符合YD/T?901-2009《層絞式通信用室外光纜》的雙芯單模光纜，長度為300m；

光纖：為與光纜的光纖相同標準、相同材質、相同制造商的單模光纖，長度為4.8km，數量為兩盤；

柵欄：一只長度為10m、高度為1.5m的通用柵欄；

鋼球：兩只帶不小于1m長線繩的0.5kg實心鋼球；

檔板：兩只厚度為2cm、直徑為10cm的金屬檔板；

數據采集工控機：?操作系統為Windows?XP?SP3或Windows?7，icore5/icore7?CPU或以上CPU處理器，2GB或以上可用內存，500GB以上可用硬盤空間，數量為一臺；

雙層屏蔽網線：長度為2m，數量為1根。