[發(fā)明專利]一種高穩(wěn)定長度標(biāo)準(zhǔn)光纖

有效

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• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105955342B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭祥亮;孫權(quán)社;陳坤峰;王恒飛;趙發(fā)財(cái);王國權(quán);王少水;韓忠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，特別涉及一種光纖。

背景技術(shù)

隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，保證光纖通信的安全暢通顯的尤為重要，而在維護(hù)光纖通信的過程中需要有能夠準(zhǔn)確測量光纖傳輸特性的儀器，目前使用較多的是光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)。但是OTDR的分辨率和信噪比、動態(tài)范圍及測量時(shí)間存在矛盾，它的空間分辨率只能達(dá)到米量級，無法滿足對高精度測量要求的某些應(yīng)用，而光精密反射計(jì)能很好的解決分辨率和動態(tài)范圍之間的矛盾問題。

目前高密度事件分布的局域網(wǎng)需要更高精度的測量要求，在OTDR無法滿足測量要求的情況就需要光精密反射計(jì)進(jìn)行測量。而目前國內(nèi)外尚無計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)開展光精密反射計(jì)相關(guān)校準(zhǔn)技術(shù)研究，因此開展光精密反射計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)研究，研制高穩(wěn)定長度標(biāo)準(zhǔn)光纖對保證光精密反射計(jì)的量值準(zhǔn)確可靠具有重要意義。

傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)光纖是將兩段光纖通過2×2光纖耦合器形成光纖環(huán)路，在光纖耦合器其中一個臂的端面進(jìn)行反射，內(nèi)部的兩段光纖通過溫度傳感器實(shí)時(shí)的進(jìn)行溫度監(jiān)測，再通過光纖長度與溫度的修正關(guān)系對光纖長度進(jìn)行溫度修正。由于光時(shí)域反射計(jì)的量值溯源對光纖長度的精度要求不高，因此上述方式可以實(shí)現(xiàn)對光時(shí)域反射計(jì)的校準(zhǔn)，但是無法滿足光精密反射計(jì)對光纖長度的校準(zhǔn)要求。

傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)光纖主要存在以下問題：

(1)標(biāo)準(zhǔn)光纖沒有控溫電路，無法實(shí)現(xiàn)對光纖溫度的精確控制，從而無法滿足對光精密反射計(jì)的高精度量值溯源要求；

(2)標(biāo)準(zhǔn)光纖沒有對光纖進(jìn)行固定，在攜帶或者運(yùn)輸過程中會由于外力作用影響標(biāo)準(zhǔn)光纖的長度值；

(3)標(biāo)準(zhǔn)光纖只能滿足光時(shí)域反射計(jì)的量值溯源要求，而無法滿足光精密反射計(jì)的量值溯源要求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種可精確控溫的高穩(wěn)定長度標(biāo)準(zhǔn)光纖，采用分離式標(biāo)準(zhǔn)光纖結(jié)構(gòu)，利用已標(biāo)定的不同光纖長度值對光精密反射計(jì)進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)光纖采用兩級溫控技術(shù)對光纖的溫度進(jìn)行精確控制，溫度精度控制在±0.05℃量級，從而保證對光精密反射計(jì)的量值傳遞要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種高穩(wěn)定長度標(biāo)準(zhǔn)光纖，包括溫控系統(tǒng)，所述溫控系統(tǒng)包括一級溫控系統(tǒng)和二級溫控系統(tǒng)；

所述一級溫控系統(tǒng)包括若干標(biāo)準(zhǔn)光纖、導(dǎo)熱板、第一溫度傳感器、第一加熱器、環(huán)形凹槽，所述二級溫控系統(tǒng)包括本體、第二溫度傳感器、第二加熱器、光纖輸出口法蘭盤、信號處理電路板；

將已經(jīng)定標(biāo)好長度的若干標(biāo)準(zhǔn)光纖保持松弛狀態(tài)纏繞在帶有環(huán)形凹槽的導(dǎo)熱板上，利用第二溫度傳感器和第二加熱器保持二級溫控系統(tǒng)的溫度精度，再利用第一溫度傳感器和第一加熱器保持一級溫控系統(tǒng)的溫度精度；溫控系統(tǒng)通過信號處理電路板來進(jìn)行處理，同時(shí)固定在導(dǎo)熱板上的標(biāo)準(zhǔn)光纖尾纖通過導(dǎo)熱板上的通孔引出來接到光纖輸出口法蘭盤，通過該法蘭盤對光精密反射計(jì)的量值進(jìn)行傳遞。

可選地，所述一級溫控電路還包括標(biāo)準(zhǔn)光纖、第一A/D轉(zhuǎn)換器、第一光電隔離器、第一功率放大器；首先通過第一溫度傳感器對標(biāo)準(zhǔn)光纖的溫度進(jìn)行探測，將探測到的模擬信號經(jīng)過第一A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過信號處理電路板對數(shù)字信號進(jìn)行信號處理，處理后的信號再經(jīng)過第一光電隔離器以及第一功率放大器對信號進(jìn)行濾波和放大，放大后的信號再對加熱器進(jìn)行控制，這樣就實(shí)現(xiàn)了對標(biāo)準(zhǔn)光纖溫度的閉環(huán)控制。

可選地，所述二級溫控電路還包括本體、第二A/D轉(zhuǎn)換器、第二光電隔離器、第二功率放大器；首先通過第二溫度傳感器對本體的溫度進(jìn)行探測，將探測到的模擬信號經(jīng)過第二A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過信號處理電路板對數(shù)字信號進(jìn)行信號處理，處理后的信號再經(jīng)過第二光電隔離器以及第二功率放大器對信號進(jìn)行濾波和放大，放大后的信號再對第二加熱器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對本體溫度的閉環(huán)控制。

可選地，所述標(biāo)準(zhǔn)光纖是已定標(biāo)好長度的單模光纖，光纖兩端的尾纖通過法蘭盤與機(jī)箱的面板相連，再與被測光精密反射計(jì)進(jìn)行連接。

可選地，所述一級溫控系統(tǒng)通過采用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)對溫度進(jìn)行測量。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)將標(biāo)準(zhǔn)光纖保持松弛狀態(tài)固定在帶有凹槽的金屬板中，并通過導(dǎo)熱膠將光纖標(biāo)準(zhǔn)固定在其中，這樣就避免了光纖不會因?yàn)橥饬Χl(fā)生形變，進(jìn)而保證了標(biāo)準(zhǔn)光纖長度的準(zhǔn)確可靠；

(2)通過兩級溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對長度標(biāo)準(zhǔn)光纖內(nèi)溫度的精確控制，而不只是對溫度讀取并利用溫度與光纖長度關(guān)系對光纖長度進(jìn)行修正，最大程度地保證了標(biāo)準(zhǔn)光纖長度的準(zhǔn)確；