Устройство для измерения длины участка кабельной линии

СОЮЗ СОВБТСНИХсоцидлистичвнихРЕСПУБЛИН 1 К 3 госудю ственныйПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИпРи гннт сссР 8 МЬЙ.1.;1 ЗО ЕНИ ИБЛЖ); -. .(71) Специализированное констко-технологическое бюро строиной техники связи(56) Авторское свидетельство СУ 1262427, кл. С 01 К 31/08,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУЧАСТКА КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ(57) Изобретение относится к элект-.ротехнике и технике связи и можетбыть использовано для измерения дли-.ны участка кабельной линии при строительстве и реконструкции кабельнойлинии связи. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повыщение производительности труда - достигается,путем измерения длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. Устройствосодержит первый генератор 1, фазовый 80158388 компаратор 2, фильтр 3, индикаторключ 5, блок б управления, блок 7 фазовой автоподстройки частоты, переключатель 8, блок 9 синхронизации,фильтр 10 верхних частот, фильтр 1 1нижних частот, второй генератор 12,блок 13 излучения, согласованнуюнагрузку 14. С помощью второго генератора 12 и блока 13 излучения в кабельной линии наводится сигнал, который распространяется к ближнемуи дальнему концам линии. На дальнемконце к кабельной линии периодическиподключается согласованная нагрузка 14, в результате чего на ближнемконце поочередно принимаются прямойсигнал и сумма прямого н отраженногосигналов. На ближнем конце эти сигналы преобразуются, и на индикаторе4 фиксируется расстояние от дальнегоконца линии до места наведения сигнала. Это позволяет осуществлятьизмерение длины участка неповрежденной кабельной линии без предварительного разрыва ее. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и технике связи и может быть использовано для измерения длины участка кабельной линии при строительстве и реконструкции кабельной линии связи.Цель изобретения - снижение трудоемкости и повьппение производительности труда при определении длины участ ка кабельной линии путем измерения длины участка неповрежденной кабельной линии без ее предварительного разрыва.На фиг,1 представлена функцио нальная схема устройства; на фиг.2 - схема усилительного участка системы передачи; на фиг.З - векторная диаграмма сигналов.Устройство содержит первый гене ратор 1, формирующий испытательный сигнал, фазовый компаратор 2, фильтр 3, индикатор 4, ключ 5, блок 6 управления, блок 7 фаэовой автоподстройки частоты, переключатель 8, 25 блок 9 синхронизации, фильтры высоких 10 и нижних 11 частот, второй генератор 12, блок 13 излучения и согласованную нагрузку 14.Выход первого генератора 1 под ключен к первому входу фазового компаратора 2 и второму выводу замыкающего контакта переключателя 8, первый вывод замыкающего контакта которого подключен к второму входу фазового компаратора 2, выход которого соединен с входом фильтра 3, выход которого соединен с входом индикатора 4, Вход фильтра 10 верхних частот соединен с входом фильтра 11 нижних 40 частот и является входом устройствана ближнем конце измеряемой линии, выход фильтра 11 нижних частот подключен к входу блока 9 синхронизации, выход которого подключен к управляю щему входу переключателя 8, выход фильтра 10 верхних частот подключен к третьему выводу замыкающего контакта переключателя 8 и второму выводу размыкающего контакта переключателя 8. Первый вывод размыкающего контакта переключателя 8 соединен с входом блока 7 фазовой автоподстройки частоты, выход которого подключен к управляющему входу первого генератора 1, Второй генератор 12 соединен с блоком 13 излучения, Информационный выход ключа 5 подключен к согласованной нагрузке 14, Информационный вход ключа 5 соединен с входом устройства на дальнем конце кабельнойлинии и вторым выходом блока 6 управления. Управляющий вход ключа 5 соединен с первым выходом блока 6 управления,Первый генератор 1 испытательногосигнала может быть реализован высокостабильным генератором изменяющейсячастоты, имеющим управляющий входдля фазовой автоподстройки частоты;фазовый компаратор 2 осуществляетсравнение сигналов по фазе и можетбыть реализован известными устройствами данного назначения; фильтр 33может быть опять реализован полосовым фильтром, настроенным на частоту; блок 6 управления может бытьреализован в виде совокупности генератора низкой частоты, порогового устройства и исполнительногоустройства в виде обмотки реле, уп-.,равляющего работой ключа 5; переключатель 8 может быть реализованконтактными группами реле, управляемыми блоком 9 синхронизации; блок9 синхронизацииможет быть реализованв виде совокупности порогового устройства и исполнительного элемента,например обмотки реле; второй генератор 12 аналогичен генератору 1 испытательного сигнала, но не имеющийуправляющего входа; блок 13 излучения может быть реализован совокупностью антенной системы и усилителямощности; согласованная нагрузка 14может быть реализована двухполюсником, комплексное сопротивление которого равно волновому сопротивлению измеряемого кабеля.Устройство работает следующимобразом.Рассмотрим усилительный участоксистемы передачи протяженностью1 км (фиг,2), Пусть необходимо (например, при реконструкции системы передачи) разделить кабельную линиюмежду усилительными пунктами, т,е.найти точку, отстоящую от дальнегоконца кабельной линии на расстоянииХр км. К входу измеряемой кабельнойлинии (на ближнем конце) подключаются входы фильтров 10 и 11 верхнихи нижних частот, К выходу измеряемойкабельной линии (на дальнем конце)подключаются сигнальный вход ключа 5и второй выход блока 6 управления.Над точкой кабельной линии, находя-,158 где Ч - скорость распространенияэлектромагнитной волны вкабеле;Г - частота сигнала.Можно подобрать такое значение частоты, чтобы для заданной длины участка кабельной линии Хгг выполнялось соотношение у - Чг = К и . Эта частота, называемая критической, равна КЧе(4) Таким образом, по величине Д Ч 1 разности фаз векторов б и 0, мож 1но определить величину Д Х и фактическую длину Х = Х + Д Х участка кабельной линии между точкой наведения сигнала и дальним концом.Однако, как видно из фиг.2, на ближнем конце не получают отдельно сигналы 11 и Б а в зависимости щейся на расстоянии Х = Хо + ЛХ от дальнего конца, определенной приблизительно (например, с помощью автомобильного спидометра), располагают последовательно соединенные генератор 12 и излучатель 13 (фиг,1), обеспечиваищие наведение в кабеле сигнала 1) 1( 1.ЭТОТ сигнал от точкиОнаведения будет распространяться по кабелю в обе стороны. На ближнем конце будет получена сумма прямого сигнала Б и сигнала Б 2 .отраженного от дальнего конца. Если на дальнем конце сигнальные входы и выход ключа 5 замкнуты, кабель будет нагружен на согласованную нагрузку 14, равную 2 , Векторы сигналов 01 и Б показаны на диаграмме (фиг.З).Разность фаз указанных векторов равнаУ 1 - РХ (1) где р- коэффициент фазы кабеля.Тогда(ж- ж) ЧХ = --- ) (2)4 ГГ 3883 6от положения ключа 5 на дальнем конце; на ближнем конце получают илисигнал Ьили сумму сигналов У 1 +11г 1 2 ФКак видно из векторной диаграммы 5(А, /А) + соя( К- Юг )где А и А - соответственно амплитуды сигналов Б, и Б .Если величина й Ч"= Ч 1 - Ц малатоДгЕ 2 с(Х +20где о(- коэффициент затухания кабеля.Тогда 2,()ДХ ХоР+е3К я25 Так как ДХ через у явно не выражается, градуировку индикатораможно выполнить по обратной формуле(6)В точке кабельной линии (фиг.1),определенной приблизительно с помощью второго генератора 12 и блока13 излучения в кабельной линии, наводится гармонический сигнал с час тотОЙ г. Определенной по формулекр(3). Этот сигнал распространяетсяпо кабелю в обе стороны. При замыкании ключа 5 на дальнем конце кабельная линии оказывается нагруженной 5 на согласованную нагрузку 4 и отражение сигнала отсутствует, При разомкнутом ключе 5 кабельная линиянаходится в режиме ггхолостого ходагги сигнал, отражаясь от дальнего конца, распространяется в сторону ближнего конца. Работой ключа 5 управляет блок 6 управления, который вторымвыходом подключен к измеряемой кабельной линии, вследствие чего уп РаВЛЯЮЩИй СИГНаЛ НИЗКОЙ ЧаСТОТЫ Ггггот блока 6 управления управляет работой ключа 5 и распространяется покабельной линии в сторону ближнегоконца.Таким образом, на ближнем концепринимается управляющий сигнал низкои чаоы яч ЯпРЯмойсигнал 11 частоты Г и периодически с частотой управляющего сигнала низкой частотыотраженный от дальнего концанюсигнал 1 частоты ,. Управляющийсигнал низкой частоты Гчвьщеляется.с помощью фильтра 11 нижних частоти блока 9 синхронизации и управляетработой переключателя 8, В положении переключателя 8, показанном нафиг.1 и соответствующем замкнутомуположению ключа 5, блоком 7 фазовойавтоподстройки частоты осуществляется настройка генератора 1 испытательного сигнала таким образом, что частота и фаза испытательного сигналаустанавливаются равными соответственно частоте и Фазе принимаемого "прямого" сигнала, выделенного с помощьюфильтра 1 О верхних частот. Стабильность генератора 1 испытательногосигнала должна быть достаточной для 25того, чтобы укаэанные параметры сохранялись с требуемой точностью навремя переключения переключателя 8в противоположное положение, равноеполовике периода управляющего сигнала низкой частоты Г, В этом положении переключателя 8 с помощью Фазового компаратора 2 осуществляетсясравнение по Фазе "прямого" сигналаи суммы сигналов прямого Б 1 и 35отраженного от дальнего конца Бсигналов, Результирующий после сравнения сигнал с частотой управляющего сигнала низкой частоты Е,цчерезфильтр 3, настроенный на эту частоту, поступает на индикатор 4, шкалакоторого градуируется в соответствиис выражением (6),Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять измерение длины участка неповрежденной кабельной линии без ее предварительного разрыва, что обеспечиваетэкономический и технический эффектпри реконструкции кабельных системпередачи,Формула изобретения Устройство для измерения длины участка кабельной линии, содержащее первый генератор, индикатор, вход которого соединен с выходом фильтра вход которого соединен с выходом фазового компаратора, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, информационный вход которого соединен с входом устройства на дальнем конце кабеля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения производительности труда, в него введены блок фазовой автоподстройки частоты, переключатель, блок синхронизации, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, второй генератор, блок излучения и согласованную нагрузку, вход которой соединен с информационным выходом ключа, причем вход устройства на ближнем конце кабеля соединен с входами соответственно фильтра верхних частот и Фильтра нижних частот, выход которого соединен с входом блока синхронизации, выход которого соединен с управляющим входом переключателя, первый вывод размыкающего контакта которого соединен с входом блока фазовой автоподстройкичастоты, выход которого соединен с входом первого генератора, выход которого соединен с первым входом фазового компаратора, второй вход которого соединен с первым выводом замыкающего контакта переключателя, второй вывод замыкающего контакта которого соединен с выходом первого генератора, а третий вывод замыкающего контакта и второй вывод размыкающего контакта переключателя соединены с выходом фильтра верхних частот, причем выход второго генератора соединен . с входом блока излучения, а второй выход блока управления соединен с информационным входом ключа.1583883 ю(игиг. фи Составитель Н. ВарламовТехред Л,Сердюкова Коррект едактор А. Козор Заказ 2253 Тираж 562 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖП бретениям т 4 я наб., д а изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,ага Бг 1 ижи конец о и 35,аоьюиовец сное тиям при ГКНТ СЧСР