光纤测试技术技巧（精选5篇）
光纤测试技术技巧 篇1
光纤测试技术作为光纤日常运行中的核心组成部分, 被广泛应用于光缆线路的维护、施工中, 通过对光纤长度、传输以及定位等方面的测试, 及时发现其存在的问题, 并采取相应的措施进行完善。与其他测试方法不同的是, OTRD技术在提高测试精度的同时, 还能缩短测试时间, 节省大量的人力、物力。
1 支持OTDR技术的两个基本公式
OTDR技术在光纤测试中, 主要利用光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射以及菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。在其具体运行的过程中, 半导体光源在驱动电路的调制下, 根据测试需要输出光脉冲, 且输出的光脉冲通过定向光耦合器和活动连接器注入被测光缆线路成为入射光脉冲。入射光脉冲在制定路线的传输中, 基于自身的性质会产生大量的瑞利散射光及菲涅尔反射光, 这些光在折射作用下会逐渐衰减, 在经过低噪声的放大与数字平均处理后, 之间转变为光纤传输中的电信号, 通过相应的示波器处理, 将其转变为反射光脉冲。在这些返回的信息中, 多由OTDR系统中的探测器进行测量, 并依据发射信号及返回信号的具体时间, 确定光在石英物质中的速度。在其具体计算的过程中, 计算公式为:L=c·△t/2n=3×108×△t/2n。在该公式中, n为平均折射率, △t为传输时延。利用入射光脉冲和反射光脉冲对应的功率电平以及被测光纤的长度就可以计算出衰减a (单位:dB/km) , 如公式所示:a=A/L= (P1—P2) /2L。
2 保障OTDR精度的五个参数设置
在OTDR技术测试的过程中, 要想从根本上保障OTDR的测试精度, 其核心在于其五个参数的设置。具体分析如下:
2.1 测试波长选择
在OTDR测试技术使用的过程中, 其核心在于满足光纤通信需求, 因而在使用前需要对测试的波长进行选择。在当前的波长组成中, 单模光纤只选择1310nm或1550nm, 且基于两者性质的不同, 1550nm的波长对光纤弯曲损耗的影响要远远大于1310nm波长, 由此不难看出, 在对某条光纤或光纤传输路线进行信号曲线测试时, 应选用1550nm波长, 在保证测试结果的同时, 还能将光纤弯曲损耗程度降到最低。
2.2 光纤折射率选择
在当前光纤技术测试中, 多数单模光纤折射率多在1.4600~1.4800之间, 而在具体数据的确定中, 则需要结合着光纤生产厂家提出的相关数据进行选择。一般而言, 在G.652的单模光纤选择中, 其测试波长若为1550nm, 则产生的折射率多为1.4685.在整个测量活动中, 能否选择准确的折射率, 将直接影响着光纤长度的测试。
2.3 测试脉冲宽度选择
在整个光纤测试中, 其脉冲宽度的选择也会对光纤测试的准确度造成影响, 若设置过大, 将会造成大量的菲涅尔反射, 增加了盲区范围, 若设置过小, 将会造成光功率过弱, 且相应的散射信号也弱, 以至于测试结果与实际运行中的差异较大。这就要求相关人员在选择脉冲宽度的过程中, 除了要保证盲区的有效控制外, 还应在原有的基础上保证散射信号曲线的分辨率。一般而言, 在整个脉冲宽度选择中, 主要是依据被测光纤的实际长度, 从前几次的预测值中选出最大值, 确保脉冲宽度的最佳值。
2.4 测试量程选择
在OTDR技术测量的过程中, 其量程是指PTDR的横坐标的最大距离, 在测试时, 测试人员应结合光纤的实际长度, 选择与之相符的量程。量程选择过小, 将会造成光时域反射仪显示屏无法看清;选择过大, 将会导致显示屏上横坐标模糊不清。在其实际选择的过程中, 多有工作人员结合着工程的实际状况以及自身的测量经验, 将背向散射曲线控制在显示屏的70%左右, 以此来保证视觉观测效果。
2.5 平均化时间选择
在整个测试过程中, 基于背向散射光信号的微弱性, 测试人员在统计的过程中, 常用的统计方法为多次统计的平均值。OTDR测试曲线在使用的过程中, 主要是对输出脉冲后的反射信号进行收集, 并对其进行平均化处理, 不难看出, 在处理的过程中, 平均化时间越长, 则噪声电平越小, 其动态范围也就越大。由此可见, 在整个平均化时间的选择中, 平均化的时间越长, 则测试精度越高, 在实际测试中, 测试人员为保证光纤的测试精度, 其测试时间多控制在0.5-3min内。
3 实施OTDR测试的三种常用方法
在使用OTDR测试方法对光纤测试时, 需要测试人员结合着工程的实际状况, 选择与之相符的测试方法, 在保证测试精度的同时, 还能科学的缩短测试时间。在OTDR测试中, 常用的方法主要有以下几种:
3.1 0TDR后向测试法
在使用这种方法的过程中, 其功能在于检测光缆的接续状况, 且该方法的实施需要配置专业的光纤熔接器及光时域反射仪。在其具体实施的过程中, 这种方法主要有以下三种优势:首先, OTDR能够在固定的位置进行测试, 在一定程度上省去了仪器的移动过程, 并由此节省了大量的成本及物力;其次, 在该测试方法是用的过程中, 测试点的选择不需要配置汽油发电机, 只需要在市电正常供应的地区即可;最后, 测试点的固定, 在很大程度上减少了光缆的开剥, 避免了不必要的浪费。
3.2 OTDR前向单程测试法
OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试, 用施工车辆将测试仪表和测试人员始终超前转移。使用这种方法进行监测, 测试点与接续点始终只有一盘光缆长度, 测试接头衰耗准确性高, 而且便于通信联络。
3.3 OTDR前向双程测试法
在OTDR前双向程测试法中, 与前向单程检测相同的是, 其测试位置可以在原有的基础上固定不变, 但是在其方向连接的过程中, 测试人员会将两根光纤分别短接, 使其在原有的基础上形成回路。在这种方式使用的过程中, 能够凭借回路优势, 在满足中继段光纤测试的同时, 还能对光纤继续进行检测, 确保了测试结果的准确性, 与此同时, 在中继段光测试中, 能够将其实际状况准确地反映到显示屏上, 测试人员能够通过显示屏中的相关信息对其出现的故障进行分析, 并及时地采取措施进行完善, 在降低维修成本的同时, 还能避免影响的进一步扩大。
4 结语
综上所述, 随着社会经济的迅速发展, OTDR作为光纤通信中的核心组成部分, 在我国社会发展的过程中有着极其重要的作用。而OTDR技术在光纤测试中的运用, 在提高光纤测试质量的同时, 还能在原有的基础上节省测试成本。这就需要测试人员在开展测试活动时, 能够结合着光纤工程的实际状况, 科学地设置测试参数, 在保证测试结果的同时, 还能为其今后的发展奠定基础。
参考文献
[1]冯宪慧.OTDR在光纤光缆测试中的应用[J].天津科技, 2009 (4)
[2]李科, 杨飞, 陈峰华.OTDR原理及其应用[J].山西科技, 2010 (2)
[3]张宝军.OTDR的原理及应用[J].中国有线电视, 2009 (12)
光纤测试技术技巧 篇2
在判断故障点时，如果光缆长度预先不知道，可先放在自动OTDR，找出故障点的大体地点，然后放在高级OTDR，
将脉冲大小和宽度选择小一点，但要与光缆长度相对应，盲区减小直至与坐标线重合，脉宽越小越精确，当然脉冲太小后曲线显示出现噪波，要恰到好处。再就是加接探纤盘，目的是为了防止近处有盲区不易发觉。
关于判断断点时，如果断点不在接续盒处，将就近处接续盒打开，接上OTDR测试仪，测试故障点距离测试点的准确距离，利用光缆上的米标就很容易找出故障点。---学电脑(bianceng.cn)
光纤测试技术技巧 篇3
光纤通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信由于传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为当今信息传输的主要手段,是“信息高速公路”的基石。光纤测试技术是光纤应用领域中最广泛、最基本的一项专门技术。OTDR是光纤测试技术领域中的主要仪表,它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。OTDR具有测试时间短、测试速度快、测试精度高等优点[1]。
1 支持OTDR技术的两个基本公式
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer,光时域反射仪)是利用光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。半导体光源(LED或LD)在驱动电路调制下输出光脉冲,经过定向光耦合器和活动连接器注入被测光缆线路成为入射光脉冲。入射光脉冲在线路中传输时会在沿途产生瑞利散射光和菲涅尔反射光,大部分瑞利散射光将折射入包层后衰减,其中与光脉冲传播方向相反的背向瑞利散射光将会沿着光纤传输到线路的进光端口,经定向耦合分路射向光电探测器,转变成电信号,经过低噪声放大和数字平均化处理,最后将处理过的电信号与从光源背面发射提取的触发信号同步扫描在示波器上成为反射光脉冲。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量,它们就作为被测光纤内不同位置上的时间或曲线片断。根据发射信号到返回信号所用的时间,再确定光在石英物质中的速度,就可以计算出距离(光纤长度)L(单位:m),如式(1)所示[2]。
式中,n为平均折射率,Δt为传输时延。
利用入射光脉冲和反射光脉冲对应的功率电平以及被测光纤的长度就可以计算出衰减α(单位:dB/km),如式(2)所示[3]:
2 保障OTDR精度的五个参数设置
2.1 测试波长选择
由于OTDR是为光纤通信服务的,因此在进行光纤测试前先选择测试波长,单模光纤只选择1 310 nm或1 550 nm。由于1 550 nm波长对光纤弯曲损耗的影响比1 310 nm波长敏感得多,因此不管是光缆线路施工还是光缆线路维护或者进行实验、教学,使用OTDR对某条光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测试,一般多选用1 550 nm波长。1 310 nm和1 550 nm两波长的测试曲线的形状是一样的,测得的光纤接头损耗值也基本一致。若在1 550 nm波长测试没有发现问题,那么1 310 nm波长测试也肯定没问题。选择1 550 nm波长测试,可以很容易发现光纤全程是否存在弯曲过度的情况。若发现曲线上某处有较大的损耗台阶,再用1 310 nm波长复测,若在l 310 nm波长下损耗台阶消失,说明该处的确存在弯曲过度情况,需要进一步查找并排除[4]。若在1 310 nm波长下损耗台阶同样大,则在该处光纤可能还存在其他问题,还需要查找排除。在单模光纤线路测试中,应尽量选用1 550 nm波长,这样测试效果会更好。
2.2 光纤折射率选择
现在使用的单模光纤的折射率基本在1.460 0~1.480 0范围内,要根据光缆或光纤生产厂家提供的实际值来精确选择。对于G.652单模光纤,在实际测试时若用1 310 nm波长,折射率一般选择在1.468 0;若用1 550 nm波长,折射率一般选择在1.468 5。折射率选择不准,影响测试长度。在式(1)中折射率若误差0.001,则在50 000 m的中继段会产生约35 m的误差。在光缆维护和故障排查时很小的失误便会带来明显的误差,测试时一定要引起足够的重视。
2.3 测试脉冲宽度选择
设置的光脉冲宽度过大会产生较强的菲涅尔反射,会使盲区加大。较窄的测试光脉冲虽然有较小的盲区,但是测试光脉冲过窄时光功率肯定过弱,相应的背向散射信号也弱,背向散射信号曲线会起伏不平,测试误差大。设置的光脉冲宽度既要能保证没有过强的盲区效应,又要能保证背向散射信号曲线有足够的分辨率,能看清光纤沿线上每一点的情况。一般是根据被测光纤长度,先选择一个适当的测试脉宽,预测试一两次后,从中确定一个最佳值。被测光纤的距离较短(小于5 000m)时,盲区可以在10 m以下;被测光纤的距离较长(小于50 000 m)时,盲区可以在200 m以下;被测光纤的距离很长(小于2 500 000 m)时,盲区可高达2 000 m以上。在单盘测试时,恰当选择光脉冲宽度(50 nm)可以使盲区在10 m以下[5]。通过双向测试或多次测试取平均值,盲区产生的影响会更小。
2.4 测试量程选择
OTDR的量程是指OTDR的横坐标能达到的最大距离。测试时应根据被测光纤的长度选择量程,量程是被测光纤长度的1.5倍比较好。量程选择过小时,光时域反射仪的显示屏上看不全面;量程选择过大时,光时域反射仪的显示屏上横坐标压缩看不清楚。根据工程技术人员的实际经验,测试量程选择能使背向散射曲线大约占到OTDR显示屏的70%时,不管是长度测试还是损耗测试都能得到比较好的直视效果和准确的测试结果。在光纤通信系统测试中,链路长度在几百到几千千米,中继段长度40~60 km,单盘光缆长度2~4 km,合理选择OTDR的量程可以得到良好的测试效果。
2.5 平均化时间选择
由于背向散射光信号极其微弱,一般采用多次统计平均的方法来提高信噪比。OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样,并把多次采样做平均化处理以消除随机事件,平均化时间越长,噪声电平越接近最小值,动态范围就越大。平均化时间为3 min获得的动态范围比平均化时间为1 min获得的动态范围提高0.8 dB。一般来说平均化时间越长,测试精度越高。为了提高测试速度,缩短整体测试时间,测试时间可在0.5~3 min内选择。
在光纤通信接续测试中,选择1.5 min(90 s)就可获得满意的效果[6]。
3 实施OTDR测试的三种常用方法
OTDR对光缆和光纤进行测试时节,测试场合包括光缆和光纤的出厂测试,光缆和光纤光缆的施工测试,光缆和光纤的维护测试以及定期测试。OTDR的测试连接如图1所示。
测试连接的方法是:OTDR—光纤连接器—第1盘光缆—第2盘光缆—第n盘光缆,终端不连接任何设备。根据实际测试工作主要有以下三种方法:
3.1 OTDR后向测试法
采用这种方法主要对光缆接续进行监测,光缆接续一定要配备专用光纤熔接机和光时域反射仪(OTDR)。熔接机在熔接完一根纤芯后一般都会给出这个接点的估算衰耗值。这种方法测试有三个优点:
(1) OTDR固定不动,省略了仪表转移所需车辆和大量人力物力;
(2) 测试点选在有市电而不需配汽油发电机的地方;
(3) 测试点固定,减少了光缆开剥。
同时该方法也有两个缺点:
(1) 因受距离和地形限制,有时无法保证联络的畅通;
(2) 随着接续距离的不断增加,OTDR的测试量程和精度受到限制。
目前解决这些问题一般有三种方法[7]:
① 在市内和市郊用移动电话可使测试人员和接续人员随时保持联络,便于组织和协调,有利于提高工作效率。
② 用光电话进行联络。确定好用一根光纤(如蓝色光纤单元红色光纤)接在光电话上作联络线。当然最后这根作联络用的光纤在熔接和盘纤时就因无法联络而不能进行监测了。即使这样,出现问题的可能性仍会大大降低(如果是24芯光缆,出现问题的概率会降到原来的1/24以下)。
③ 当光缆接续达到一个中继距离时,OTDR向前移动。
测试实践证明,这些监测方法对保证质量、减少返工是行之有效的。
3.2 OTDR前向单程测试法
OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试,用施工车辆将测试仪表和测试人员始终超前转移[8]。 使用这种方法进行监测,测试点与接续点始终只有一盘光缆长度,测试接头衰耗准确性高,而且便于通信联络。目前一盘光缆长度大约为2~3 km,一般地形下利用对讲机就可保证通信联络。若光缆有皱纹钢带保护层,也可使用磁石电话进行联络。
这种测试方法的缺点也很明显,OTDR要搬到每个测试点费工费时,又不利于仪表的保护;测试点还受地形限制,尤其是线路远离公路、地形复杂时更为麻烦。
选用便携型OTDR进行监测,近距离测试对仪表的动态范围要求不高,且小型OTDR体积小重量轻移动方便,这样可大大减小测试人员工作量,提高测试速度和工作效率。
3.3 OTDR前向双程测试法
OTDR位置仍同“前向单程”监测,但在接续方向的始端将两根光纤分别短接,组成回路。这种方法即可满足中继段光纤测试,也可对光纤接续进行监测。对中继段光纤测试可以在光时域反射仪的显示屏上很清楚地看到入射光脉冲、反射光脉冲、接头点、断裂点、故障点以及衰减分布曲线。
OTDR测试事件类型及显示如图2所示,它可以为光缆维护提供方便[9]。
对光纤接续进行监测时由于增加了环回点,所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值。这种方法的优点是能准确评估接头的好坏。
由于测试原理和光纤结构上的原因,用OTDR单向监测会出现虚假增益的现象,相应地也会出现虚假大衰耗现象。对一个光纤接头来说,两个方向衰减值的数学平均数才能准确反映其真实的衰耗值[10]。比如一个接头从A到B测衰耗为0.16 dB,从B到A测为-0.12 dB,实际上此头的衰耗为[0.16+(-0.12)]/2=0.02 dB。
4 结 语
OTDR作为光纤通信的主要仪表,在科研、教学、工厂、施工、维护等领域发挥着重要作用。就目前而言OTDR不论进口设备还是国产设备,对测试精度和盲区两个关键问题都会因为测试者的技术发挥有一定的差异。随着时间的推移和科学技术的进步,使用新一代人工智能OTDR进行光纤参数全自动测试,速率会更快、效果会更好。
参考文献
[1]徐宝强,杨秀峰,夏秀兰.光纤通信及网络技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[2]刘增基,周洋溢,胡辽林.光纤通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.
[3][美]Joseph C Palais.光纤通信[M].王江平,刘杰,闻传花,译.北京:电子工业出版社,2006.
[4]李立高.光纤通信工程[M].北京:人民邮电出版社,2004.
[5]田国栋.光纤通信技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.
[6]马声全.光纤通信工程[D].武汉:邮电科学研究院,2000.
[7]胡庆,张德民,刘世春.通信光缆与电缆工程[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[8]张克宇,滕方奇.通信光缆线路维护与施工[M].北京:中国铁道出版社,2001.
[9]林达权.光纤通信[M].北京:高等教育出版社,2003.
光纤测试技术技巧 篇4
光纤, 具有传输容量大、传输速度快、抗干扰性强等特点[1], 已在动车组上应用, 主要用于终端监控装置, 中央装置, 牵引变流器和制动装置等设备的数据传输。为保证结构安全和使用可靠性, 光纤及连接器的质量需符合国际铁路有关标准[2], 以及相应环境保护标准的要求。目前各种电器设备使用的光纤连接器有很多型号及种类, 而对应的使用及检测方法也各不相同[3,4]。根据动车组技术要求, 动车组贯通光纤的衰减量为1.5d B以下, 监控终端到牵引变流器和制动控制装置之间的光纤衰减量为2.6d B以下, 车端电连接器侧接触损耗在3d B以下, LJB侧接触损耗在1d B以下。因此在动车组整列编组后, 需根据光纤技术协议的要求进行光纤衰减量测定, 测试光纤是否满足要求。
二、光纤测试
2.1测试设备及使用注意事项
2.1.1激光光源
激光光源设备用于在光纤测试中提供特定波长的电光源, 设备见图1所示。在使用中应注意, 切勿用眼睛直视, 以免高辐射亮度激光伤害眼睛, 并小心由于碰撞、跌落等损伤仪器。设备的光发射插座应注意保护, 防止硬物、脏物触及。使用完毕后应盖好发光插座护盖并包装好, 放在通风干燥的室内贮存。
2.1.2光功率计
光功率计是用来测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗量的一种设备, 测量结果可以以对数 (单位d Bm) 和线性 (单位W) 显示, 并可进行相对和绝对测量, 设备见图2所示。在使用中应注意, 如果被测试的入射光纤带有标准FC型插头则可直接插入光输入插座, 但要注意输入光的强度和波长, 避免光功率太大而损坏光电管。顶部的光耦合器应注意保护, 防止硬物、脏物触及, 使用完毕后及时盖好护盖, 并将仪器包装好, 放在通风干燥的室内贮存。
2.1.3光纤显微镜
光纤显微镜是专用于检查光纤端面由于灰尘、擦伤、光纤连接器端的环氧树脂等引起的污染的专用精密仪器, 如图3所示。在使用时应结合仪器的使用说明书, 并应注意, 切勿直视光学输出连接器内部, 避免有害辐射损伤眼睛。使用完毕后用玻璃清洁剂和不掉毛的软布清洁LCD显示屏, 用沾湿清水或温和清洁剂的软布清洁显示器和探头, 切勿使用溶剂或腐蚀性擦洗剂。将仪器包装好贮存。
2.2测试前准备
2.2.1仪器检查
试验前首先应对所用的各个仪器进行检查, 检查激光光源和光功率计的状态, 并确认均处于计量有效期内。
2.2.2校准光功率计
(1) 打开激光光源发射器的输出端盖和光功率器的输入端盖。将测试光纤一端连接器上的定位槽对准激光光源发射器的定位卡, 另一端连接器上的定位槽对准光功率计的光耦合管的定位卡, 两端对正连接, 严禁倾斜插入。 (2) 光功率计有850nm、1310nm、1550nm三个波长的校准点。选取相同的光波长 (1310nm) , 在光功率计LCD屏读取激光光源发生器对测试光纤的衰减值, 记录完毕后, 将光功率计清零, 确认显示屏上显示0.00d B。
2.3测试方法
2.3.1连接光纤连接器和测量设备
按照2.2.2中的步骤分别连接两设备之间 (例如监控中央装置和监控终端装置之间、LJB1和LJB2之间) 光纤连接器和测试设备光纤耦合器。
2.3.2测量记录光纤衰减值
(1) 选取相同发射和接收的波长 (根据动车组调试要领书规定, 贯通光纤选取1310nm, 设备之间的光纤选取850nm) , 在光功率计LCD屏读取数值并记录。 (2) 测量完毕后, 恢复监控中央装置和监控终端装置的光纤连接, 直至紧固。在光纤连接器可观察到的侧面用1.5mm油性记号笔涂打防松标记, 自检人员涂打黑色标记, 互检人员涂打红色标记。
三、光纤清洁
对于经过测定后发现衰减量超标的光纤, 首先用光纤显微镜检查光纤端面。如果经检查确认端面有污染物, 则需要先进行清洁并检查确认合格后才能插入连接器使用。
光纤端面的清洁方法主要有以下三种。
1、用清洁带清洁。
(1) 将清洁带表面的塑料封皮小心撕掉, 滴适量清洁剂至清洁带上的开始清洁处; (2) 、将光纤连接器端面贴紧清洁带, 按照“Z”字形方向, 从清洁带上的清洁剂处向干处擦拭, 如图4所示。 (3) 反复擦拭几次, 待连接器上的清洁剂挥发后, 检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等, 则取用新的清洁带按上述步骤再次清洁, 直至端面完全清洁。
2、用清洁棉布清洁。
(1) 抽取清洁棉布, 将适量清洁剂滴至清洁棉布上的左上角开始清洁处; (2) 将光纤连接器端面贴紧清洁带, 按照一个方向从清洁棉布有清洁剂处向干处轻轻擦拭端面, 如图5所示。 (3) 反复擦拭几次, 待连接器上的清洁剂挥发后, 检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等, 则取用新的清洁棉布按上述步骤再次清洁, 直至端面完全清洁。
3、用棉签清洁端口内侧。
(1) 取普通棉签, 蘸取适量清洁剂。为防止蘸取过多, 可将清洁剂先滴在清洁棉布上, 再用棉签蘸取; (2) 将带清洁剂的棉签插入光纤连接器端口内, 沿连接器内壁轻轻地转动几下, 用干燥的棉签将多余的清洁剂吸取干净; (3) 待连接器上的清洁剂挥发后, 检查端面确保完全清洁。若仍有灰尘等, 则按上述步骤再次清洁, 直至端面完全清洁。
四、注意事项
(1) 试验前先确认线路和设备无电, 严禁带电拔、插连接器和用电器件; (2) 在测量过程中用手托住拆卸下的光纤连接器, 严禁光纤弯曲和自然垂吊; (3) 严禁对光纤损伤、烧伤、弯曲、冲击、踩压、拉伸等操作; (4) 单芯光缆要求60mm以上弯曲半径, 4芯光纤要求150mm以上的弯曲半径, 在拆卸及恢复光纤的过程中要注意满足要求。
五、结语
通过对动车组编组后光纤的测试, 能提前准确的检查光纤是否符合要求, 并对有故障的光纤进行清洁处理, 确保各设备数据传输的及时和精确, 保证动车组运行的安全性和可靠性。
参考文献
[1]邓华秋, 邱东来.光纤端面污染的清洁[J].光通信技术, 2008, 7:45～47
[2]GB/T14137-1993光纤机械式固定接头插入损耗测试方法[S].
[3]杨树东.怎样维护光纤连接器[J].有线电视技术, 2005, 17:90～91
光纤测试技术技巧 篇5
1光纤传感器在隧道施工过程中监控量测
光纤传感器以其材质和工作原理上的优越性, 具有受环境干扰小, 传输损耗低, 连接方式丰富 ( 可将多个传感器并联输出) , 导线价格低等优点, 可以大大提高隧道监控量测的准确度和工作效率并可以降低工作风险和监测成本。
隧道的监控量测包括必测项目和选测项目, 其中的必测项目主要包括地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉和地表下沉。必测项目中的这四项在隧道的监控量测工作中一般均需要做测试, 这些项目一般通过观察、描述和光学测量仪器如水准仪、全站仪等进行监测, 所以, 隧道监控量测的必测项目一般不采用光纤应变传感器。选测项目中的锚杆内力量测、围岩体内位移量测、支护及衬砌内应力和表面应力量测、围岩压力及两层支护间压力量测、型钢支撑内外力量测可以通过布设在待测点的光纤应变传感器进行量测。光纤应变传感器在这些项目上的应用不但可以高效准确的进行监控量测, 还可以一直将监测工作随着隧道从建设到运营进行长期全寿命实时监测, 这一点具有传统传感器无法比拟的优势。
2光纤传感器在隧道火灾报警系统中的应用
光纤的光栅栅距和折射率会因其周围环境的温度变化而发生变化, 这种变化会对应地引发光纤光栅的反射谱以及透射谱的变化。通过解调仪将光纤光栅的反射谱或透射谱发生的变化检测并读取显示出来, 则得到了光纤光栅周围环境温度的变化数据, 通过程序中设定的温度控制阀值和报警装置就可以对隧道内的温度进行实时监测和火灾报警。 ( 1) 隧道内火灾发生的原因。隧道火灾一般由车辆、货物的着火以及交通事故起火而引发, 而车辆油箱内的燃油和车辆所载易燃货物则为火灾的发生提供了物质条件。隧道内部发生火灾后, 燃油和货物的燃烧会迅速释放出大量的热, 并伴有大量的有毒气体和浓烟雾, 同时隧道内部温度随之而迅速升高。 ( 2) 光纤传感器的系统组成。光纤光栅感温火灾报警系统主要是针对所监测隧道内部温度的异常升高进行实时测量, 显示温度并判断温度是否过高而进行及时报警。主要由光纤光栅感温探测器、解调系统、报警装置、传输光缆和计算机组成。
( 3) 光纤传感器在隧道内的布设和安装。光纤传感器在隧道内部的布设间距应根据隧道的长度来计算确定, 间距太密造成工作量和成本的的浪费, 太疏则会影响火灾探测的灵敏度和准确率。当隧道长度介于500m和10000m之间时, 光纤传感器的纵向间距不能大于7m; 当隧道长度超过10000m时, 光纤传感器的纵向间距不能大于8m。光纤传感器应布置于距离隧道拱顶20cm左右的位置, 并沿隧道纵向呈直线排列。光纤传感器应在隧道拱顶沿纵向用钢绞线进行固定, 以便在不影响隧道内交通的情况下有效监测和预报火灾。
对于长隧道和隧道群, 由于工作人员观察室距离传感器距离较远, 通常需要将光纤传感器测得的温度信号通过光缆远程传输到设备处理器, 所以其布设方法和连接方式应按照隧道内车道数的不同而采取不同的方式方法。对于单车道和双车道的交通隧道, 光纤传感器可在隧道内断面中央进行单排纵向布设; 而当隧道行车道数量多于2时, 光纤传感器在隧道内断面中央应按照双排进行纵向布设。双排布设时, 两排传感器应交错布置, 以便增大光纤传感器的感应机会。
3光纤传感器在隧道健康监测中的应用
隧道健康运营过程中最主要的病害就是隧道的衬砌结构劣化, 其表现为衬砌的开裂、掉块、错台、和渗漏水等方面。隧道病害除了降低隧道的安全性、耐久性及其使用性能等外, 如不及时发现和处治还会诱发其他更为严重的病害, 甚至会缩减隧道的使用寿命。因此对隧道二次衬砌的全寿命监测就显得尤为重要。
隧道二次衬砌病害的传统检测技术主要通过地质雷达、地震波法、 CT等实现, 这些方法可探明某时某刻隧道衬砌的情况和其周围的围岩情况, 但无法对隧道内衬砌和围岩情况的变化进行实时监测和报警, 同时传统监测由于需要组织大量人员设备进入隧道进行监测工作, 不可避免的会影响甚至中段隧道交通。分布式光纤传感技术具有远程、精度高、耐久性、实时性和成本低等特点, 将其布设在二次衬砌之中可对隧道衬砌结构的健康情况进行长期、实时的监测。该技术可自动进行, 不会对交通造成干扰, 并且其实时输出的数据信息可以让隧道工作人员随时掌握隧道的健康状况。
光纤监测网的布设需要对隧道的围岩等级、围岩应力水平及经济性等进行综合考虑。沿隧道横断面布设的光纤传感器应根据围岩等级来确定其布设的环向间距, 即传感器的环向间距应随着隧道围岩等级的增大而相应减小, 并在隧道洞口附近适当加密布设。
布设好光线监测网后, 根据传输需要将传感器按照一定的连接方式组合, 通过光缆将光线应变传感器连接到解调仪上进行监测。
4结论
光纤应变传感器以其相较于传统传感器的诸多优势而被广泛应用于隧道中。在隧道施工过程中, 光纤应变传感器可以准确监测隧道结构的受力和变形情况, 从而为隧道的安全施工保驾护航; 在隧道火灾检测报警方面, 光纤传感器以其自动化和网络化的特点提供良好的服务, 从而预防火灾和减少火灾造成的损失; 在隧道健康监测方面, 光纤传感器可以实时监测隧道衬砌结构并进行长距离传输, 从而使隧道的全寿命健康诊断与评估成为了可能。
摘要：光纤传感技术在隧道测试和监测中有巨大的应用空间和良好的应用前景。光纤传感技术可以高效安全的对隧道施工过程进行监测, 实时反馈隧道结构的受力情况并及时提出预警, 其组合开发成火灾报警系统可极大的提高隧道的运营安全, 光纤传感器应用于隧道健康监测可对隧道衬砌结构进行全寿命的实时监测。光纤测试与监测技术应用于隧道是十分可行和有效的。