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光時(shí)域反射儀作用講解

[ 2014-7-11 ]  [轉(zhuǎn)載請注明來源:就是要儀器網(wǎng) www.mrboha.com]

儀器組成

反射儀由多波長光源,多通道光路、試紙條夾持器、反射板、電路板、顯示器,電池盒等組成,儀器配有通訊線、交流電源線、試紙條盒、壓汁器、校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)液等附件.

穩(wěn)定度 儀器連續(xù)五次空掃描,三個(gè)波長的校準(zhǔn)示值變化不超過1%

靈敏度 0.01±0.001

線性誤差 儀器測量線性誤差不大于10%

測量重復(fù)性誤差 RSD不大于3%

適用試紙條寬度 5±0.2mm

線性范圍 硝酸鹽10~50微克/毫升;亞硝酸鹽4~30微克/毫升

測試的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差: 小于3%

試紙定量化測定時(shí)間(不計(jì)采樣樣品準(zhǔn)備時(shí)間) 1min

二、作物硝態(tài)氮診斷的采樣及豐缺指標(biāo)(常規(guī))

作物

名稱

栽培

條件

采樣部位

采樣時(shí)間

作物NO3-N水平(μg/mL

葉鞘

拔節(jié)期

100

250

500

>750

葉鞘

冬前分蘗期

<200

300-400

500

——

葉鞘

返青期

<200

200-300

——

——

葉鞘

開花期

<100

100

——

——

葉鞘下半段

苗期

100

300-500

——

——

葉鞘下半段

拔節(jié)期

300

500

500-600

——

果穗在位葉中脈

揚(yáng)花期

100

300-500

800-1000

——

頂部第三葉葉柄

蕾期

——

500-800

500-600

——

頂部第三葉葉柄

盛花結(jié)鈴期

——

100-200

——

——

頂部第三葉葉柄

開花后期

——

>100

——

——

頂部第三葉葉柄

花鈴期

<100

200-300

——

>300

甘薯

田間

頂部第六張葉

生長早期

1500

2500

3500

——

光時(shí)域反射儀(英文名稱:optical time-domain reflectometer;OTDR)是通過對測量曲線的分析,了解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器。它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作,利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息,可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等,是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測中必不可少的工具。

主要品牌編輯
中國41所、中電34所、天津德力、日本安立、日本橫河、美國信維、加拿大EXFO,美國JDSU等
原理簡介
從發(fā)射信號到返回信號所用的時(shí)間,再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度,就可以計(jì)算出距離。以下的公式就說明了OTDR是如何測量距離的。
d=(c×t)/2(IOR)
在這個(gè)公式里,c是光在真空中的速度,而t是信號發(fā)射后到接收到信號(雙程)的總時(shí)間(兩值相乘除以2后就是單程的距離)。因?yàn)楣庠诓Aе幸仍谡婵罩械乃俣嚷,所以為了精確地測量距離,被測的光纖必須要指明折射率(IOR)。IOR是由光纖生產(chǎn)商來標(biāo)明。
光時(shí)域反射儀會打入一連串的光突波進(jìn)入光纖來檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方式是由打入突波的同一側(cè)接收光訊號,因?yàn)榇蛉氲挠嵦栍龅讲煌凵渎实慕橘|(zhì)會散射及反射回來。反射回來的光訊號強(qiáng)度會被量測到,并且是時(shí)間的函數(shù),因此可以將之轉(zhuǎn)算成光纖的長度。
光時(shí)域反射儀可以用來量測光纖的長度、衰減,包括光纖的熔接處及轉(zhuǎn)接處皆可量測。在光纖斷掉時(shí)也可以用來量測中斷點(diǎn)。
OTDR動態(tài)范圍的大小對測量精度的影響初始背向散射電平與噪聲低電平的DB差值被定義為OTDR的動態(tài)范圍。其中,背向散射電平初始點(diǎn)是入射光信號的電平值,而噪聲低電平為背向散射信號為不可見信號。動態(tài)范圍的大小決定OTDR可測光纖的距離。當(dāng)背向散射信號的電平低于OTDR噪聲時(shí),它就成為不可見信號。
隨著光纖熔接技術(shù)的發(fā)展,人們可以將光纖接頭的損耗控制在0.1DB以下,為實(shí)現(xiàn)對整條光纖的所有小損耗的光纖接頭進(jìn)行有效觀測,人們需要大動態(tài)范圍的OTDR。增大OTDR 動態(tài)范圍主要有兩個(gè)途徑:增加初始背向散射電平和降低噪聲低電平。影響初始背向散射電平的因素是光的脈沖寬度。影響噪聲低電平的因素是掃描平均時(shí)間。 多數(shù)的型號OTDR允許用戶選擇注入被測光纖的光脈沖寬度參數(shù)。在幅度相同的情況下,較寬脈沖會產(chǎn)生較大的反射信號,即產(chǎn)生較高的背向散射電平,也就是說,光脈沖寬度越大,OTDR的動態(tài)范圍越大。
OTDR向被測的光纖反復(fù)發(fā)送脈沖,并將每次掃描的曲線平均得到結(jié)果曲線,這樣,接收器的隨機(jī)噪聲就會隨著平均時(shí)間的加長而得到抑制。在OTDR的顯示曲線上體現(xiàn)為噪聲電平隨平均時(shí)間的增長而下降,于是,動態(tài)范圍會隨平均時(shí)間的增大而加大。在最初的平均時(shí)間內(nèi),動態(tài)范圍性能的改善顯著,在接下來的平均時(shí)間內(nèi),動態(tài)范圍性能的改善顯著,在接下來的平均時(shí)間內(nèi),動態(tài)范圍性能的改善會逐漸變緩,也就是說,平均時(shí)間越長,OT DR的動態(tài)范圍就越大。
盲區(qū)對OTDR測量精度的影響 我們將諸如活動連接器、機(jī)械接頭等特征點(diǎn)產(chǎn)生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來的一系列“盲點(diǎn)”稱為盲區(qū)。光纖中的盲區(qū)分為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)兩種:由于介入活動連接器而引起反射峰,從反射峰的起始點(diǎn)到接收器飽和峰值之間的長度距離,被稱為事件盲區(qū);光纖中由于介入活動連接器引起反射峰,從反射峰的起始點(diǎn)到可識別其他事件點(diǎn)之間的距離,被稱為衰減盲區(qū)。對于OTDR來說,盲區(qū)越小越好。 盲區(qū)會隨著脈沖寬的寬度的增加而增大,增加脈沖寬度雖然增加了測量長度,但也增大了測量盲區(qū),所以,我們在測試光纖時(shí),對OTDR附件的光纖和相鄰事件點(diǎn)的測量要使用窄脈沖,而對光纖遠(yuǎn)端進(jìn)行測量時(shí)要使用寬脈沖。
OTDR的“增益”現(xiàn)象 由于光纖接頭是無源器件,所以,它只能引起損耗而不能引起“增益”。OTDR通過比較接頭前后背向散射電平的測量值來對接頭的損耗進(jìn)行測量。如果接頭后光纖的散射系數(shù)較高,接頭后面的背向散射電平就可能大于接頭前的散射電平,抵消了接頭的損耗,從而引起所謂的“增益”。在這種情況下,獲得準(zhǔn)確接頭損耗的唯一方法是:用OTDR從被測光纖的兩端分別對該接頭進(jìn)行測試,并將兩次測量結(jié)果取平均值。這就是分別對該接頭進(jìn)行測試,并將兩次測量結(jié)果取平均值。這就是雙向平均測試法,是目前光纖特性測試中必須使用的方法。
OTDR能否測量不同類型的光纖 如果使用單模OTDR模塊對多模光纖進(jìn)行測量,或使用一個(gè)多模OTDR模塊對諸如芯徑為 62.5mm的單模光纖進(jìn)行測量,光纖長度的測量結(jié)果不會受到影響,但諸如光纖損耗、光接頭損耗、回波損耗的結(jié)果卻都是不正確的。這是因?yàn),光從小芯徑光纖入射到大芯徑光纖時(shí),大芯徑不能被入射光完全充滿,于是在損耗測量上引起誤差,所以,在測量光纖時(shí),一定要選擇與被測光纖相匹配的OTDR進(jìn)行測量,這樣才能得到各項(xiàng)性能指標(biāo)均正確的結(jié)果。
 


 
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