CN105865750B - 一种光纤缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤缺陷检测方法及装置，光纤缺陷检测装置包括：数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器；脉冲激光器，用于在数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号；光探测器，用于检测被测试光纤在传输激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当光探测器检测到反射光信号时，向时间数据转换器发送触发信号；时间数据转换器，用于记录脉冲激光器发出激光脉冲信号的第一时间，以及接收到触发信号的第二时间，并将第一时间和第二时间发送至数据处理器；数据处理器，用于根据第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出被测试光纤的缺陷位置。使用该光纤缺陷检测方法及装置，可实现对光纤缺陷的便捷、快速检测。

Description

一种光纤缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体的，涉及一种光纤缺陷检测方法及装置。

背景技术

随着光纤通道(Fibre Channel，FC)网络技术在航空、航天、兵器、舰船等国防及工业应用领域的快速推广应用，短距离光纤线束已经成为光纤通道网络设备的主要连接介质。由于短距离集束光纤线束中使用的光纤具有短距离长度(通常长度小于150米)、物理连接点多等特点，怎样实现短距离光纤连接缺陷快速检查和维护，已成为光纤通道网络应用过程中的一个技术问题。目前，主要使用光时域反射仪(Optical Time DomainReflectometer，OTDR)对光纤缺陷进行检测，这种检测方式存在测量盲区大、检测精度差(一般在米量级以上)的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤缺陷检测方法及装置，以改善现有技术中光纤缺陷检测测量盲区大、检测精度差的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种光纤缺陷检测装置，包括：数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器；

所述脉冲激光器，用于在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号；

所述光探测器，用于检测所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器，用于记录所述脉冲激光器发出所述激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器；

所述数据处理器，用于根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置。

进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括光衰减器和环形器，所述光衰减器的输入端与所述脉冲激光器和数据处理器相连、输出端与所述环形器相连，所述环形器与所述被测试光纤和光探测器相连；

所述光衰减器，用于接收所述数据处理器的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理；

所述环形器，用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤，并在所述被测试光纤传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器。

进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括前置放大器、可变增益放大器和驱动器，所述前置放大器的输入端与所述光探测器相连、输出端与所述可变增益放大器相连，所述可变增益放大器的输出端与所述时间数据转换器相连，所述驱动器连接于所述数据处理器与所述可变增益放大器之间；

所述前置放大器用于放大所述光探测器传递的电流脉冲信号，所述电流脉冲信号由所述光探测器将所述反射光信号进行转换得到；

所述可变增益放大器用于根据所述数据处理器通过所述驱动器所发出的控制指令对已被所述前置放大器放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。

进一步地，所述可变增益放大器与所述时间数据转换器之间连接有比较器；

所述比较器用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。

进一步地，所述数据处理器，用于根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤的缺陷位置，所述缺陷位置为所述被测试光纤上、距所述被测试光纤与所述脉冲激光器相邻一端L厘米距离位置处，其中，t1代表所述第一时间，t2代表所述第二时间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光纤缺陷检测方法，应用于光纤缺陷检测装置，所述光纤缺陷检测装置包括数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器，所述方法包括：

所述脉冲激光器在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出第一激光脉冲信号；

所述光探测器检测所述被测试光纤在传输所述第一激光脉冲信号过程中是否有产生第一反射光信号，当所述光探测器检测到第一反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器记录所述脉冲激光器发出所述第一激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器；

所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置。

进一步地，在所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤之后，所述方法还包括：

所述数据处理器向所述脉冲激光器发出控制指令，使所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出第二激光脉冲信号，所述第二激光脉冲信号的强度大于所述第一激光脉冲信号的强度；

所述光探测器检测所述被测试光纤在传输所述第二激光脉冲信号过程中是否有产生多个反射光信号，所述多个反射光信号中包括所述第一反射光信号；

所述光探测器在检测到每个反射光信号时，分别向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器保存所述脉冲激光器发出所述第二激光脉冲信号的第三时间，以及接收到每个触发信号的第n时间，并将所述第三时间和第n时间发送至所述数据处理器，其中，n＝4，5……N+；

所述数据处理器根据所述第三时间和第n时间tn的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的多个缺陷位置。

进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括连接于所述脉冲激光器与所述被测试光纤之间的光衰减器，所述数据处理器通过驱动器与所述光衰减器相连；

在所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤之后，所述方法还包括：

所述数据处理器通过所述驱动器向所述光衰减器发出控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到一级衰减激光脉冲信号；

若所述一级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中仍产生反射光信号，所述数据处理器则通过所述驱动器向所述光衰减器发出另一控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到二级衰减激光脉冲信号，所述二级衰减激光脉冲信号的强度小于所述一级衰减激光脉冲信号的强度；

若所述二级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中仍产生反射光信号，所述数据处理器则通过所述驱动器向所述光衰减器发出又一控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到三级衰减激光脉冲信号，所述三级衰减激光脉冲信号的强度小于所述二级衰减激光脉冲信号的强度；

直至M级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中未产生反射光信号，则根据M-1级衰减激光脉冲信号的强度获得所述被测试光纤的回波损耗。

进一步地，所述光纤缺陷检测装置还包括环形器，所述环形器的输入端与所述光衰减器相连、输出端与所述被测试光纤和光探测器相连相连；

所述光衰减器进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号通过所述环形器传输至所述被测试光纤，所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中产生的反射光信号通过所述环形器传输至所述光探测器。

进一步地，所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤包括：

所述数据处理器根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤的缺陷位置，将所述被测试光纤上、距所述被测试光纤与所述脉冲激光器相邻一端距离为L厘米位置作为所述被测试光纤的缺陷位置，其中，t1代表所述第一时间，t2代表所述第二时间。

本发明实施例提供的光纤缺陷检测方法及装置，基于在光纤存在缺陷时会对所传递的激光脉冲信号进行反射的特性，通过对数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器、光探测器等的巧妙集成，使得时间数据转换器能够对脉冲激光器发出激光脉冲信号的时间和光探测器检测到光纤反射的反射光信号的时间进行记录，进而使得数据处理器能够根据光传播速度、脉冲激光器发出激光脉冲信号的时间和光探测器检测到光纤反射的反射光信号的时间计算得出被测试光纤的缺陷位置。本发明实施例中的光纤缺陷检测方式实现方便，能够快速、准确地进行光纤缺陷检测，性价比较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光纤缺陷检测装置的***框图。

图2为本发明实施例提供的一种光纤缺陷检测方法的流程图。

图3为本发明实施例提供的另一种光纤缺陷检测方法的流程图。

图4为本发明实施例提供的另一种光纤缺陷检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了改善现有技术中光纤缺陷检测测量盲区大、检测精度差的问题，本发明实施例基于光纤缺陷位置200会对所传递的激光脉冲信号进行反射的特点，提供了一种能够记录光纤接收到激光脉冲信号的时间点和光纤缺陷位置200反射回反射光信号的时间点，并根据光传播速度、光纤接收到激光脉冲信号的时间点和光纤缺陷位置200反射回反射光信号的时间点计算得出光纤缺陷位置200的实现方案。

本发明实施例中的光纤缺陷检测方案适用于如图1所示的光纤缺陷检测装置10。所述光纤缺陷检测装置10包括数据处理器108、脉冲激光器101、时间数据转换器109和光探测器104。

其中，所述脉冲激光器101用于在所述数据处理器108的控制下，向被测试光纤100发出激光脉冲信号。

需说明的是，在实际应用中，数据处理器108可以向脉冲激光器101发送控制指令，使得脉冲激光器101在控制指令的控制下向被测试光纤100发出激光脉冲信号。根据实际需求，该控制指令可以仅用于触发脉冲激光器101发出固定强度的激光脉冲信号。控制指令也可以用于触发脉冲激光器101发出各种不同强度的激光脉冲信号，例如：脉冲激光器101可以发出不同强度的激光脉冲信号，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，脉冲激光器101可以发出不同的特定强度的激光脉冲信号。

所述光探测器104用于检测所述被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器104检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器109发送触发信号。

需说明的是，当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中未产生反射光信号时，说明激光脉冲信号已被可靠传递，被测试光纤100不存在缺陷。当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，说明激光脉冲信号未能被可靠传递，被测试光纤100中存在缺陷，激光脉冲信号传递至被测试光纤100的缺陷位置200时被反射，产生了反射光信号。由光探测器104在检测到反射光信号时向时间数据转换器109发送触发信号。

所述时间数据转换器109用于记录所述脉冲激光器101发出所述激光脉冲信号的第一时间t1，以及接收到所述触发信号的第二时间t2，并将所述第一时间t1和第二时间t2发送至所述数据处理器108。

需说明的是，为了尽可能减少时间数据转换器109记录的时间的误差，时间数据转换器109可以直接与脉冲激光器101相连，时间数据转换器109将脉冲激光器101向被测试光纤100发出激光脉冲信号的时间记录为第一时间t1。在实施时，时间数据转换器109可以将时间“成对”发送至数据处理器108。例如：将第一时间t1和第二时间t2成对发送至数据处理器108，若仅有第一时间t1而没有第二时间t2，则不进行时间发送。在实施时，时间数据转换器109也可以将记录的每个时间即时发送至数据处理器108，由数据处理器108选择有效的“成对”时间进行后续处理。

所述数据处理器108用于根据所述第一时间t1和第二时间t2的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。

本实施例中，所述数据处理器108可以根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。所述缺陷位置200为所述被测试光纤100上、距所述被测试光纤100与所述脉冲激光器101相邻一端长度为L厘米距离的位置。

可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括光衰减器102和环形器103，所述光衰减器102的输入端与所述脉冲激光器101和数据处理器108相连、输出端与所述环形器103相连，所述环形器103与所述被测试光纤100和光探测器104相连。

其中，所述光衰减器102用于接收所述数据处理器108的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器101向所述被测试光纤100发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理。

需说明的是，在实际应用中，数据处理器108可以向光衰减器102发送控制指令，使得光衰减器102在控制指令下对激光脉冲信号进行衰减处理。根据实际需求，该控制指令可以仅用于对激光脉冲信号进行定量衰减处理。控制指令也可以对光衰减器102进行特定量的衰减处理，例如：光衰减器102可以对激光脉冲信号进行不同程度的衰减，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，光衰减器102可以对激光脉冲信号进行不同程度的衰减，以使通过环形器103进入被测试光纤100的激光脉冲信号强度不同。

所述环形器103用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤100，并在所述被测试光纤100传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器104。

环形器103是一种能够使激光脉冲信号单向环形传输的器件。使用环形器103进行信号传输能够确保经光衰减器102传递的激光脉冲信号准确进入被测试光纤100，经被测试光纤100反射的反射光信号准确传输至光探测器104，有效避免测量盲区。经验证，环形器103能够提高检测精度至分米量级，有效提高了短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷点的定位距离精度。

可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括前置放大器105、可变增益放大器106和第一驱动器110。所述前置放大器105的输入端与所述光探测器104相连、输出端与所述可变增益放大器106相连，所述可变增益放大器106的输出端与所述时间数据转换器109相连，所述第一驱动器110连接于所述数据处理器108与所述可变增益放大器106之间。如此设置后，所述前置放大器105用于将所述光探测器104传递的电流脉冲信号进行放大，所述电流脉冲信号由所述光探测器104将所述反射光信号进行转换得到。所述可变增益放大器106用于根据所述数据处理器108通过所述第一驱动器110所发出的控制指令对已被所述前置放大器105放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109。通过两次放大，能够将较弱的反射光信号放大为较强的电流脉冲信号对时间数据转换器109进行触发，从而确保了发射光信号检测的准确性，确保了本光纤缺陷检测装置10能够检测出被测试光纤100中较小的缺陷位置200。

需说明的是，在实际应用中，数据处理器108通过第一驱动器110对可变增益放大器106的放大参数进行设置，使得可变增益放大器106按照放大参数对已被所述前置放大器105放大的电流脉冲信号进行再次放大。该种设置方式，能够灵活调整可变增益放大器106的放大参数，以满足不同需求。

可选地，所述可变增益放大器106与所述时间数据转换器109之间连接有比较器107，所述比较器107用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109。

其中，比较器107可以将再次放大的电流脉冲信号转换为TTL电平脉冲信号，将TTL电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器109，使得时间数据转换器109记录接收到TTL电平脉冲信号的时间。

通过上述设置，脉冲激光器101在数据处理器108的控制下，发出检测激光脉冲信号。激光脉冲信号进入光衰减器102，光衰减器102按照数据处理器108通过第二驱动器111设定的参数对激光脉冲信号进行特定的功率衰减处理，激光脉冲信号同时进入时间数据转换器109，以记录发出检测激光脉冲信号的时间信息。经功率衰减的激光脉冲信号进入环形器103，由环形器103传输至被测试光纤100。当被测试光纤100中无缺陷位置200时，激光脉冲信号直接进行传输，当被测试光纤100中存在缺陷位置200时，由于缺陷位置200的不规则折射，激光脉冲信号在缺陷位置200处被反射，形成反射光信号。一般来说，光纤缺陷位置200的断裂越严重，反射光信号的强度值越大。反射光信号通过环形器103进入光探测器104转换为电流脉冲信号，电流脉冲信号进入前置放大器105放大，放大后的电流脉冲信号进入可变增益放大器106按照数据处理器108通过第一驱动器110设置的参数进行再次放大，经二次放大后的电流脉冲信号进入比较器107，被转换为TTL电平脉冲信号。TTL电平脉冲信号进入时间数据转换器109被记录，通过与已记录的发出信号的时间信息进行差值计算得到检测激光脉冲信号及反射光信号的传输时间T(秒)。数据处理器108根据公式30000000000*T/2＝L(厘米)，即可以计算出光纤缺陷位置200的位置数据。

在上述基础上，本发明实施例还提供了一种光纤缺陷检测方法，应用于图1所示的光纤缺陷检测装置10，所述光纤缺陷检测装置10包括数据处理器108、脉冲激光器101、时间数据转换器109和光探测器104。如图2所示，所述方法包括以下步骤。

步骤S201：所述脉冲激光器101在所述数据处理器108的控制下，向被测试光纤100发出第一激光脉冲信号。

其中，根据实际需求，该控制指令可以仅用于触发脉冲激光器101发出固定的激光脉冲信号。控制指令也可以用于触发脉冲激光器101发出特定的激光脉冲信号，例如：脉冲激光器101可以发出不同强度的激光脉冲信号，根据数据处理器108所发送控制指令的不同，脉冲激光器101可以发出特定强度的激光脉冲信号。

可选地，根据被测试光纤100型号的不同，数据处理器108可以选择发送不同的控制指令，以使脉冲激光器101发出不同强度的激光脉冲信号。

步骤S202：所述光探测器104检测所述被测试光纤100在传输所述第一激光脉冲信号过程中是否有产生第一反射光信号，当所述光探测器104检测到第一反射光信号时，向所述时间数据转换器109发送触发信号。

其中，当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中未产生反射光信号时，说明激光脉冲信号已被可靠传递，被测试光纤100不存在缺陷。当被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，说明激光脉冲信号未能被可靠传递，被测试光纤100中存在缺陷，激光脉冲信号传递至被测试光纤100的缺陷位置200时被反射，产生了反射光信号。由光探测器104在检测到反射光信号时向时间数据转换器109发送触发信号。

步骤S203：所述时间数据转换器109记录所述脉冲激光器101发出所述第一激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器108。

在实施时，时间数据转换器109可以将时间“成对”发送至数据处理器108。例如：将第一时间t1和第二时间t2成对发送至数据处理器108，若仅有第一时间t1而没有第二时间t2，则不进行时间发送。在实施时，时间数据转换器109也可以将记录的每个时间即时发送至数据处理器108，由数据处理器108选择有效的“成对”时间进行后续处理。

步骤S204：所述数据处理器108根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。

本实施例中，优选所述数据处理器108根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤100的缺陷位置200。所述缺陷位置200为所述被测试光纤100上、距所述被测试光纤100与所述脉冲激光器101相邻一端L厘米距离的位置。

通过上述步骤，即可便捷、快速地实现对光纤缺陷的检测。既可以检测出被测试光纤100是否存在缺陷，又可以根据时间差对缺陷位置200进行定位，避免了对人为经验因素的依赖，显著简化了光纤缺陷识别、分析、维护的复杂性，能够为光纤通道网络的推广应用提供可靠的技术保障。

在上述基础上，考虑到实际应用中，被测试光纤100可能存在多个缺陷位置200，为了尽可能全面地检测出被测试光纤100中的各缺陷位置200，可选地，在所述数据处理器108根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200的步骤之后，如图3所示，所述方法还包括以下步骤。

步骤S205：所述数据处理器108向所述脉冲激光器101发出控制指令，使所述脉冲激光器101向所述被测试光纤100发出第二激光脉冲信号，所述第二激光脉冲信号的强度大于所述第一激光脉冲信号的强度。

实施时，数据处理器108可以按由低至高的顺序向脉冲激光器101发出逐步提高所发出激光脉冲信号强度的控制指令，如此可以通过多次重复检测确保缺陷位置200检测的可靠性。

步骤S206：所述光探测器104检测所述被测试光纤100在传输所述第二激光脉冲信号过程中是否有产生多个反射光信号，所述多个反射光信号中包括所述第一反射光信号。

根据被测试光纤100缺陷位置200的断裂程度及激光脉冲信号强度的不同，可能存在一定强度的激光脉冲信号在传递至缺陷位置200时，仅会被部分反射回光探测器104，另一部分能够穿过缺陷位置200被继续传递，被继续传递的激光脉冲信号若遇到另一缺陷位置200，同样会被反射回光探测。在该种情况下，光探测器104检测到的不同反射光信号对应了不同的缺陷位置200。

步骤S207：所述光探测器104在检测到每个反射光信号时，分别向所述时间数据转换器109发送触发信号。

其中，不同反射光信号对应了不同的缺陷位置200，光探测器104会响应每个反射光信号，在检测到每个反射光信号时，均会向时间数据转换器109发送触发信号。

步骤S208：所述时间数据转换器109保存所述脉冲激光器101发出所述第二激光脉冲信号的第三时间，以及接收到每个触发信号的第n时间，并将所述第三时间和第n时间发送至所述数据处理器108，其中，n＝4，5……N⁺。

需说明的是，第n时间并非特指某一个时间，而是泛指各触发信号分别对应的多个时间。

步骤S209：所述数据处理器108根据所述第三时间t3和第n时间tn的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的多个缺陷位置200。

通过上述步骤，可以实现对被测试光纤100多个缺陷位置200的检测。例如：若有两个触发信号，时间数据转换器109接收到两个触发信号的时间分别为第四时间t4和第五时间t5，那么，表明被测试光纤100中至少有两个缺陷位置200，分别为L1＝30000000000*(t4-t3)/2和L2＝30000000000*(t5-t3)/2。

在上述基础上，考虑到实际应用中，在确定被测试光纤100中是否存在缺陷位置200及对缺陷位置200进行定位的同时，可能还需要检测缺陷位置200的断裂情况，为了能够智能地得出缺陷位置200的断裂情况，可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括连接于所述脉冲激光器101与所述被测试光纤100之间的光衰减器102，所述数据处理器108通过驱动器与所述光衰减器102相连。

在所述数据处理器108根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤100的缺陷位置200的步骤之后，如图4所示，所述方法还包括以下步骤。

步骤S210：所述数据处理器108通过所述驱动器向所述光衰减器102发出控制指令，使得所述光衰减器102对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到一级衰减激光脉冲信号。

实施时，数据处理器108可以按由低至高的顺序向光衰减器102发出逐步提高衰减量的控制指令。

步骤S211：若所述一级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤100后，在所述被测试光纤100中仍产生反射光信号，所述数据处理器108则通过所述驱动器向所述光衰减器102发出另一控制指令，使得所述光衰减器102对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到二级衰减激光脉冲信号，所述二级衰减激光脉冲信号的强度小于所述一级衰减激光脉冲信号的强度。

步骤S212：若所述二级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤100后，在所述被测试光纤100中仍产生反射光信号，所述数据处理器108则通过所述驱动器向所述光衰减器102发出又一控制指令，使得所述光衰减器102对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到三级衰减激光脉冲信号，所述三级衰减激光脉冲信号的强度小于所述二级衰减激光脉冲信号的强度。

步骤S213：直至M级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤100后，在所述被测试光纤100中未产生反射光信号，则根据M-1级衰减激光脉冲信号的强度获得所述被测试光纤100的回波损耗。

通过上述步骤，数据处理器108通过控制光衰减器102，使得进入被测试光纤100中的激光脉冲信号逐步减弱，直至反射光信号强度降低至最小测量值。数据处理器108以反射光强度降低至的最小测量值及此时所进入被测试光纤100中的激光脉冲信号功率数值，即可获得被测试光纤100的回波损耗，根据回波损耗即可得出被测试光纤100的缺陷位置200的断裂程度，以供维护人员进行参考。实施时，可以通过大数据收集，在数据处理器108中预存不同的反射光强度最小测量值和激光脉冲信号功率数值所对应的缺陷位置200断裂级别。

需说明的是，在实际应用中，数据处理器108也可以按由高至低的顺序向光衰减器102发出逐步减小衰减量的控制指令。例如：数据处理器108中预存有光衰减器102多个衰减级别分别对应的控制指令，数据处理器108先向光衰减器102发出进行较大衰减的控制指令，若被进行较大衰减的激光脉冲信号进入所述被测试光纤100后，在所述被测试光纤100中未产生反射光信号，则向光衰减器102发出逐步减小衰减的控制指令，直至被进行P级衰减的激光脉冲信号进入所述被测试光纤100后，在所述被测试光纤100中产生反射光信号，则根据P级衰减的激光脉冲信号的强度获得所述被测试光纤100的回波损耗。

为了进一步提高控制的灵活性，所述光纤缺陷检测装置10还可以包括前置放大器105、可变增益放大器106、比较器107和第一驱动器110，所述前置放大器105的输入端与所述光探测器104相连、输出端与所述可变增益放大器106相连，所述可变增益放大器106的输出端与所述时间数据转换器109相连，所述第一驱动器110连接于所述数据处理器108与所述可变增益放大器106之间。比较器107连接于所述可变增益放大器106与所述时间数据转换器109之间。如此设置后，数据处理器108对光衰减器102进行衰减量控制的同时，还可对可变增益放大器106的放大参数进行控制，以满足多种控制需求。其中，数据处理器108对可变增益放大器106的控制方式与数据处理器108对光衰减器102的控制方式类似，此处不作重复说明。

可选地，所述光纤缺陷检测装置10还包括环形器103，所述环形器103的输入端与所述光衰减器102相连、输出端与所述被测试光纤100和光探测器104相连相连。所述光衰减器102进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号通过所述环形器103传输至所述被测试光纤100，所述被测试光纤100在传输所述激光脉冲信号过程中产生的反射光信号通过所述环形器103传输至所述光探测器104。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。

本发明实施例提供的光纤缺陷检测方法及装置，基于在光纤存在缺陷时会对所传递的激光脉冲信号进行反射的思路，采用激光功率扫描和时间数据测量方法，完成对光纤回波损耗和光纤缺陷反射点的快速测量与精确定位，通过对光纤回波损耗和光纤缺陷反射点测量和位置数值的快速处理，实现了对短距离光纤连接缺陷快速检查，有效地解决了针对短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷的快速检查与高精度定位技术问题。该技术方法是光纤应用领域的创新检测控制技术，具有方法快速、简单、可靠，精度高，实现成本低的特点。可以有效解决短距离光纤物理介质中存在的光纤连接缺陷的快速检查与高精度定位技术问题，简化短距离光纤连接缺陷的诊断和维护操作，大大提高短距离光纤连接缺陷的诊断和维护效率。同时，短距离光纤连接缺陷快速检查装置，可以在航空、航天、兵器、舰船等国防及工业应用领域推广使用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光纤缺陷检测装置，其特征在于，包括：数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器和光探测器；

所述脉冲激光器，用于在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出激光脉冲信号；

所述光探测器，用于检测所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中是否有产生反射光信号，当所述光探测器检测到反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器，用于记录所述脉冲激光器发出所述激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器；

所述数据处理器，用于根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置；

所述光纤缺陷检测装置还包括光衰减器和环形器，所述光衰减器的输入端与所述脉冲激光器和所述数据处理器相连、输出端与所述环形器相连，所述环形器与所述被测试光纤和光探测器相连；

所述光衰减器，用于接收所述数据处理器的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理；所述环形器，用于将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤，并在所述被测试光纤传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器；

所述数据处理器中还预存有不同的反射光强度最小测量值和激光脉冲信号功率数值所对应的缺陷位置断裂级别，所述数据处理器还用于根据在反射光信号强度降低至最小测量值及进入被测试光纤中的激光脉冲信号功率数值，获得被测试光纤的回波损耗，根据所述回波损耗得到被测试光纤的缺陷位置的断裂级别。

2.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括前置放大器、可变增益放大器和驱动器，所述前置放大器的输入端与所述光探测器相连、输出端与所述可变增益放大器相连，所述可变增益放大器的输出端与所述时间数据转换器相连，所述驱动器连接于所述数据处理器与所述可变增益放大器之间；

所述前置放大器用于放大所述光探测器传递的电流脉冲信号，所述电流脉冲信号由所述光探测器将所述反射光信号进行转换得到；

所述可变增益放大器用于根据所述数据处理器通过所述驱动器所发出的控制指令对已被所述前置放大器放大的电流脉冲信号进行再次放大，并将再次放大的电流脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。

3.根据权利要求2所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述可变增益放大器与所述时间数据转换器之间连接有比较器；

所述比较器用于将再次放大的电流脉冲信号转换为电平脉冲信号，将所述电平脉冲信号作为所述触发信号发送至所述时间数据转换器。

4.根据权利要求1所述的光纤缺陷检测装置，其特征在于，所述数据处理器，用于根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤的缺陷位置，所述缺陷位置为所述被测试光纤上、距所述被测试光纤与所述脉冲激光器相邻一端L厘米距离的位置，其中，t1代表所述第一时间，t2代表所述第二时间。

5.一种光纤缺陷检测方法，应用于光纤缺陷检测装置，所述光纤缺陷检测装置包括数据处理器、脉冲激光器、时间数据转换器、光探测器、光衰减器和环形器，其特征在于，所述方法包括：

所述脉冲激光器在所述数据处理器的控制下，向被测试光纤发出第一激光脉冲信号；

所述光衰减器接收所述数据处理器的控制指令，并在所述控制指令下对所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出的激光脉冲信号进行功率衰减处理；

所述环形器将进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号传输至所述被测试光纤，并在所述被测试光纤传输所述激光脉冲信号过程中产生反射光信号时，将所述反射光信号传输至所述光探测器；

所述光探测器检测所述被测试光纤在传输所述第一激光脉冲信号过程中是否有产生第一反射光信号，当所述光探测器检测到第一反射光信号时，向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器记录所述脉冲激光器发出所述第一激光脉冲信号的第一时间，以及接收到所述触发信号的第二时间，并将所述第一时间和第二时间发送至所述数据处理器；

所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置；

所述数据处理器中还预存有不同的反射光强度最小测量值和激光脉冲信号功率数值所对应的缺陷位置断裂级别，所述方法还包括：

所述数据处理器根据在反射光信号强度降低至最小测量值及进入被测试光纤中的激光脉冲信号功率数值，获得被测试光纤的回波损耗，根据所述回波损耗得到被测试光纤的缺陷位置的断裂级别。

6.根据权利要求5所述的光纤缺陷检测方法，其特征在于，在所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤之后，所述方法还包括：

所述数据处理器向所述脉冲激光器发出控制指令，使所述脉冲激光器向所述被测试光纤发出第二激光脉冲信号，所述第二激光脉冲信号的强度大于所述第一激光脉冲信号的强度；

所述光探测器检测所述被测试光纤在传输所述第二激光脉冲信号过程中是否有产生多个反射光信号，所述多个反射光信号中包括所述第一反射光信号；

所述光探测器在检测到每个反射光信号时，分别向所述时间数据转换器发送触发信号；

所述时间数据转换器保存所述脉冲激光器发出所述第二激光脉冲信号的第三时间，以及接收到每个触发信号的第n时间，并将所述第三时间和第n时间发送至所述数据处理器，其中，n＝4，5……N+ ；

所述数据处理器根据所述第三时间和第n时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的多个缺陷位置。

7.根据权利要求5所述的光纤缺陷检测方法，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括连接于所述脉冲激光器与所述被测试光纤之间的光衰减器，所述数据处理器通过驱动器与所述光衰减器相连；

在所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤之后，所述方法还包括：

所述数据处理器通过所述驱动器向所述光衰减器发出控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到一级衰减激光脉冲信号；

若所述一级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中仍产生反射光信号，所述数据处理器则通过所述驱动器向所述光衰减器发出另一控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到二级衰减激光脉冲信号，所述二级衰减激光脉冲信号的强度小于所述一级衰减激光脉冲信号的强度；

若所述二级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中仍产生反射光信号，所述数据处理器则通过所述驱动器向所述光衰减器发出又一控制指令，使得所述光衰减器对所述第一激光脉冲信号进行功率衰减处理，得到三级衰减激光脉冲信号，所述三级衰减激光脉冲信号的强度小于所述二级衰减激光脉冲信号的强度；

直至M级衰减激光脉冲信号注入所述被测试光纤后，在所述被测试光纤中未产生反射光信号，则根据M-1级衰减激光脉冲信号的强度获得所述被测试光纤的回波损耗。

8.根据权利要求7所述的光纤缺陷检测方法，其特征在于，所述光纤缺陷检测装置还包括环形器，所述环形器的输入端与所述光衰减器相连、输出端与所述被测试光纤和光探测器相连；

所述光衰减器进行功率衰减处理之后的激光脉冲信号通过所述环形器传输至所述被测试光纤，所述被测试光纤在传输所述激光脉冲信号过程中产生的反射光信号通过所述环形器传输至所述光探测器。

9.根据权利要求5所述的光纤缺陷检测方法，其特征在于，所述数据处理器根据所述第一时间和第二时间的时间差及光传播速度，计算得出所述被测试光纤的缺陷位置的步骤包括：

所述数据处理器根据公式L＝30000000000*(t2-t1)/2得出所述被测试光纤的缺陷位置，将所述被测试光纤上、距所述被测试光纤与所述脉冲激光器相邻一端距离为L厘米位置作为所述被测试光纤的缺陷位置，其中，t1代表所述第一时间，t2代表所述第二时间。