Стенд для испытания и определения физических параметров оптического кабеля

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания и определения физических параметров волоконно-оптических датчиков (оптического кабеля) на деформацию, растяжение и сжатие, и может быть использована для калибровки и паспортизации волоконно-оптических датчиков.
Известно устройство прецизионной калибровки волоконно-оптических датчиков с решеткой Брэгга, описанное в патенте РФ на изобретение №2728725 от 02.03.2020 г. В заявленном устройстве соединены электромеханическая часть, волоконно-оптическая измерительная система и вычислительная управляющая система. Датчики прикреплены к прецизионно изгибаемой металлической балке. Величина деформации, рассчитанная для точки крепления каждого датчика для каждого значения силы нагружения из принятого диапазона, сопоставляется с изменением оптического сигнала, отраженного от решетки Брэгга датчика. Описанное устройство позволяет проводить калибровку и поверку волоконно-оптических датчиков изгибной деформации, но не позволяет оценивать характеристики поперечных деформаций оптического кабеля.
Наиболее близким техническим решением - прототипом - является стенд для испытания и определения физических параметров оптического кабеля, описанный в патенте РФ на полезную модель №133301 от 20.06.2013 г. Сущность технического решения заключается в том, что стенд для испытания и определения физических параметров оптического кабеля в контролируемых условиях, преимущественно при задаваемых деформации удлинения и температуре, характеризующийся тем, что он содержит устройство измерения параметров оптического волокна в оптическом кабеле, устройство нагревания кабеля, опорную ферму с продольными направляющими, на которых установлены натяжное устройство кабеля, при этом устройство нагревания выполнено в виде объемлющего кабель температурного кожуха с системой поддержания заданной температуры, а натяжное устройство представлено в виде электродвигателя, редуктора, приводного реверсивного винта, а также неподвижного кронштейна с системой измерения линейного удлинения кабеля, и подвижной каретки с системой крепления кабеля и системой измерения силы его натяжения.
Недостатком указанной конструкции является невозможность проводить измерения влияния на изменение вынужденной частоты рассеивания Брюллиэна поперечных деформаций оптического кабеля.
Техническая результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом стенде для испытания и определения физических параметров оптического кабеля, содержащем устройство измерения параметров оптического волокна в оптическом кабеле, систему измерения линейного удлинения оптического кабеля; опоры с системами крепления оптического кабеля; натяжное устройство, состоящее из приводного реверсивного винта и электродвигателя с редуктором, а также системы измерения силы натяжения оптического кабеля. При этом одна из опор установлена на основании, имеющем возможность перемещения вдоль оси стенда в горизонтальном направлении. Дополнительно введено устройство имитации деформаций, перпендикулярных оптической оси кабеля, состоящее из основания с подвижной кареткой и закрепленной на ней муфтой.
Пример конкретного выполнения стенда приведен на чертеже.
Стенд для испытания и определения физических параметров оптического кабеля содержит опоры 1, 2, первая из которых установлена на подвижном основании 3. На опорах 1,2 установлена система крепления оптического кабеля 4. На опоре 1 установлены система измерения силы натяжения оптического кабеля 5, устройство измерения параметров оптического волокна в оптическом кабеле 6. Натяжное устройство 7 включает в себя приводной реверсивный винт 8, электродвигатель с редуктором 9. Подвижная опора 1 приводится в действие натяжным устройством 7. Система измерения линейного удлинения кабеля 10 установлена на подвижной опоре. Устройство имитации деформации 11, перпендикулярных оптической оси кабеля, обеспечивающее боковое передвижение закрепленного на нем оптического кабеля, включает основание 12 с подвижной кареткой 13 и закрепленной на ней муфтой 14.
Устройство работает следующим образом. Контролируемый оптический кабель пропускается через муфту 14 устройства имитации деформации 11, перпендикулярных оптической оси кабеля, и закрепляется в системе крепления оптического кабеля 4 на опорах 1, 2. Часть оптического кабеля, закрепленная с помощью системы крепления 4 на опоре 1, установленной на подвижном основании 3, подключается к устройству измерения параметров оптического волокна в оптическом кабеле 6 и системе измерения силы натяжения оптического кабеля 5. Затем опора 1 перемещается с помощью реверсивного винта 8, вращаемого электродвигателем с редуктором 9 до достижения требуемой величины натяжения, измеряемой с помощью системы измерения силы натяжения оптического кабеля 5. Следующим шагом подвижная каретка 13 с закрепленной на ней муфтой 14 перемещается на заданную величину смещения. С помощью программного обеспечения устройства измерения параметров оптического волокна в оптическом кабеле 6 определяется изменение частоты рассеивания Бриллюэна (ЧРБ), соответствующее данной величине деформации для данного волоконно-оптического датчика. Последовательными измерениями изменения ЧРБ для различных величин деформаций определяются калибровочные коэффициенты для данного оптического кабеля.
Предлагаемая конструкция стенда для испытания и определения физических параметров оптического кабеля позволяет проводить измерение влияния на изменение вынужденной частоты рассеивания Брюллиэна деформаций оптического кабеля, включая деформации, поперечные оптической оси оптического кабеля, а также позволяет определять калибровочные коэффициенты изменения частоты рассеивания Бриллюэна заданной величине механической деформации волоконно-оптического датчика.