專利名稱：基于單極性編碼脈沖的光纜金屬護(hù)套層故障檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纜金屬護(hù)套層的故障檢測(cè)方案，屬于測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在通信工程中，各類光纜(陸用光纜、海底光纜)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于通信主干線路中。由于各種自然環(huán)境因素和人為因素，通信光纜常常發(fā)生損壞。通信光纜常見(jiàn)的損壞類型分為兩種光單元損壞和護(hù)套層損壞。以往統(tǒng)計(jì)資料表明護(hù)套層損壞若未能及時(shí)修復(fù)，將很可能導(dǎo)致光單元的損壞。目前光纜內(nèi)部光單元故障的檢測(cè)定位可以通過(guò)OTDR，BOTDR等技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。但是當(dāng)可以利用光信號(hào)對(duì)光纜進(jìn)行故障定位時(shí)，故障已經(jīng)非常嚴(yán)重了，往往會(huì)導(dǎo)致通信中斷。因此光纜使用單位希望在光纜護(hù)套層發(fā)生損壞時(shí)，就可以進(jìn)行檢測(cè)和定位，從而加以修復(fù)，防止故障的進(jìn)一步惡化。目前已有的光纜護(hù)套層故障檢測(cè)方法有絕緣電阻檢測(cè)法和音探法。這兩種方法都可以探測(cè)光纜金屬護(hù)套層絕緣故障，但兩者都有缺點(diǎn)絕緣電阻檢測(cè)法是對(duì)光纜護(hù)套層施加一個(gè)直流高電壓，通過(guò)觀察漏電流數(shù)值變化判斷是否有絕緣降低的故障，但是卻無(wú)法對(duì)故障點(diǎn)作出定位，音探法需要工作人員手持探頭沿光纜布設(shè)路徑人工檢測(cè)，工作量巨大，在長(zhǎng)距離光纜線路維護(hù)工作中難以實(shí)施。在研究中發(fā)現(xiàn)，由于TEM波可以存在于光纜護(hù)套結(jié)構(gòu)中，所以可以采用電壓脈沖反射法對(duì)光纜金屬護(hù)套層進(jìn)行故障檢測(cè)，但是若采用單脈沖作為探測(cè)信號(hào)，由于衰減，反射脈沖的信號(hào)常常淹沒(méi)在噪聲之中，很難識(shí)別。為解決這一問(wèn)題，常常采用兩種方法1、提高脈沖的功率；2、加大脈沖的寬度。但是這兩種方法都有不可彌補(bǔ)的缺點(diǎn)脈沖的功率不可能無(wú)限增大，增大脈沖功率的同時(shí)，也會(huì)增大相關(guān)噪聲；加大脈沖寬度會(huì)犧牲空間分辨率，在對(duì)故障定位精度要求很高的場(chǎng)合這種方法不能采用。因此，需要一種在不降低空間分辨率的前提條件下，提高系統(tǒng)信噪比的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)光纜金屬護(hù)套層進(jìn)行故障檢測(cè)的方法，該方法使用編碼脈沖作為探測(cè)信號(hào)，可以在不提高信號(hào)功率并且不降低空間分辨率的前提條件下，有效降低測(cè)量噪聲提高系統(tǒng)信噪比。技術(shù)方案本發(fā)明是一種基于單極性矩陣編碼對(duì)光纜的金屬護(hù)套層進(jìn)行故障檢測(cè)的方法，向被測(cè)光纜中發(fā)射單極性編碼序列脈沖，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集反射脈沖信號(hào)，經(jīng)處理分析還原信號(hào)后，通過(guò)讀取入射脈沖與反射脈沖之間的時(shí)間差，得出故障點(diǎn)的位置；
檢測(cè)方法包括以下步驟
1)利用軟件生成單極性編碼矩陣，該矩陣具有這樣的數(shù)學(xué)特征其逆矩陣元素的平方和要小于該矩陣的階數(shù)；
2)利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與步驟I)中矩陣行向量相對(duì)應(yīng)的單極性序列脈沖，元素“0”用零電平表示，“I”用高電平表示，將該單極性序列脈沖作為探測(cè)信號(hào)輸入至調(diào)理電路；調(diào)理電路將序列脈沖輸入待測(cè)光纜的金屬護(hù)套中，同時(shí)將序列脈沖作為觸發(fā)信號(hào)；調(diào)理電路接收待測(cè)光纜中反射回來(lái)的脈沖信號(hào)，同時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集下來(lái)；
3)對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理方法為對(duì)信號(hào)進(jìn)行位移后再累加平均，使用軟件對(duì)處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)行波形圖像還原，還原后的信號(hào)具有更高的信噪比，波形圖像的辨識(shí)度更佳；
4)通過(guò)測(cè)量波形圖像上探測(cè)脈沖與反射脈沖之間的時(shí)間差計(jì)算出光纜護(hù)套層中故障點(diǎn)的位置；
5)通過(guò)波形形狀的識(shí)別可大致判斷光纜護(hù)套層故障類型若反射脈沖極性與探測(cè)脈沖極性相同，則護(hù)套層出現(xiàn)斷裂故障；若反射脈沖極性與探測(cè)脈沖極性相反，則此處光纜護(hù)套層可能受潮。所述利用軟件生成單極性編碼矩陣方式如下
權(quán)利要求
1.ー種基于單極性編碼脈沖的光纜金屬護(hù)套層故障檢測(cè)方法，其特征在于檢測(cè)方法包括以下步驟 1)利用軟件生成單極性編碼矩陣，該矩陣具有這樣的數(shù)學(xué)特征其逆矩陣元素的平方和要小于該矩陣的階數(shù)； 2)利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與步驟I)中矩陣行向量相對(duì)應(yīng)的單極性序列脈沖，元素“O”用零電平表示，“ I”用高電平表示，將該單極性序列脈沖作為探測(cè)信號(hào)輸入至調(diào)理電路；調(diào)理電路將序列脈沖輸入待測(cè)光纜的金屬護(hù)套中，同時(shí)將序列脈沖作為觸發(fā)信號(hào)；調(diào)理電路接收待測(cè)光纜中反射回來(lái)的脈沖信號(hào)，同時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集下來(lái)； 3)對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理方法為對(duì)信號(hào)進(jìn)行位移后再累加平均，使用軟件對(duì)處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)行波形圖像還原，還原后的信號(hào)具有更高的信噪比，波形圖像的辨識(shí)度更佳； 4)通過(guò)測(cè)量波形圖像上探測(cè)脈沖與反射脈沖之間的時(shí)間差計(jì)算出光纜護(hù)套層中故障點(diǎn)的位置； 5)通過(guò)波形形狀的識(shí)別可大致判斷光纜護(hù)套層故障類型若反射脈沖極性與探測(cè)脈沖極性相同，則護(hù)套層出現(xiàn)斷裂故障；若反射脈沖極性與探測(cè)脈沖極性相反，則此處光纜護(hù)套層可能受潮。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單極性編碼脈沖的光纜金屬護(hù)套層故障檢測(cè)方法，其特征在于所述利用軟件生成單極性編碼矩陣方式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單極性編碼脈沖的光纜金屬護(hù)套層故障檢測(cè)方法，其特征在于所述的信號(hào)處理方法，是使用單極性編碼脈沖作為探測(cè)信號(hào)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)解碼還原處理，還原算法為信號(hào)位移后累加求平均，還原后的信號(hào)具有更高的信噪比，還原得到的信號(hào)波形更易辨識(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于單極性編碼脈沖的光纜金屬護(hù)套層故障檢測(cè)方法，基本原理為脈沖時(shí)域反射原理，使用單極性編碼脈沖作為探測(cè)信號(hào)，該單極性矩陣逆矩陣的元素平方和要小于該矩陣的階數(shù)。使用數(shù)據(jù)采集卡將信號(hào)采集，并作信號(hào)解碼還原處理，通過(guò)讀取發(fā)射信號(hào)與反射信號(hào)之間的時(shí)間差便可找出故障點(diǎn)的位置，通過(guò)波形形狀的識(shí)別可大致判斷光纜護(hù)套層故障類型。該方法可以有效檢測(cè)光纜金屬護(hù)套層故障。
文檔編號(hào)G01D3/028GK102706368SQ201210155510
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者張旭蘋(píng), 徐偉弘, 殷杰 申請(qǐng)人:南京大學(xué)