Determinazione dei tipi e delle posizioni dei guasti della linea del cavo mediante OTDR

Un OTDR è un dispositivo basato su microprocessore che consente di determinare la distanza dalle posizioni di guasti e irregolarità nelle linee elettriche, nonché la natura di tali guasti e irregolarità.

Il principio di funzionamento del riflettometro si basa sulla generazione di un breve impulso di tensione di sondaggio nel nucleo del cavo e sulla ricezione dell'impulso riflesso dalla posizione del danno (effetto delle onde incidenti e riflesse in linee con parametri distribuiti). Il dispositivo determina la distanza Lx dal guasto durante l'intervallo di tempo tx tra l'impulso di tastatura e quello riflesso mediante la formula:

dove V è la velocità di propagazione dell'onda lungo la linea; c è la velocità della luce; y è il fattore di troncamento; e è la costante dielettrica relativa.

Il fattore di accorciamento y mostra quante volte la velocità di propagazione dell'impulso nella linea è inferiore alla velocità della sua propagazione nell'aria.

L'accuratezza nel determinare la distanza dalla posizione del danno dipende dal valore scelto del fattore di accorciamento.

Per alcuni tipi di cavi è noto il valore del fattore di accorciamento. In assenza di questi dati, è possibile determinare sperimentalmente se la lunghezza del cavo è nota. L'impulso riflesso appare in quei punti della linea in cui l'impedenza caratteristica devia dal suo valore medio: nei connettori, nei punti in cui la sezione trasversale cambia, nei punti in cui il cavo è compresso, nel punto di perdita, nel punto di rottura, al punto di cortocircuito, alla fine del cavo e altri.

Nei punti in cui il dispositivo è collegato, si verificano anche riflessioni dall'impedenza di uscita del generatore di impulsi della sonda se non è uguale all'impedenza d'onda media della linea. Pertanto, l'operazione di adattamento dell'impedenza di uscita del generatore con l'impedenza caratteristica della linea dovrebbe essere eseguita senza intoppi.

L'attenuazione degli impulsi di tastatura nella linea influisce in modo significativo sul segnale riflesso e dipende dalla sua struttura geometrica, dal materiale del conduttore e dall'isolamento. La conseguenza di ciò è una diminuzione dell'ampiezza e un aumento della durata degli impulsi riflessi e, di conseguenza, una diminuzione dell'accuratezza nel determinare la distanza dalla posizione del danno.

Per eliminare l'influenza dell'attenuazione, è necessario scegliere i parametri (ampiezza e durata) dell'impulso sonda in modo tale che l'ampiezza dell'impulso riflesso sia massima e la sua durata minima. L'assenza di segnale riflesso indica l'esatta corrispondenza del sistema alla linea in termini di impedenza caratteristica e assenza di guasti.

In caso di rottura, l'impulso riflesso ha la stessa polarità della sonda. In caso di cortocircuito, l'impulso riflesso inverte la sua polarità.

La più grande difficoltà nel metodo della riflettometria a impulsi è separare il segnale utile dal rumore.

In base al rapporto tra segnale riflesso e livelli di interferenza, il danno di linea può essere suddiviso in semplice e complesso.

Un guasto semplice è un guasto della linea del cavo in cui l'ampiezza della riflessione dalla posizione del guasto è maggiore dell'ampiezza del disturbo.

Il danno complesso è un tale danno a una linea del cavo in cui l'ampiezza della riflessione dalla posizione del danno è paragonabile all'ampiezza dell'interferenza.

Di norma, le lesioni complesse si verificano molto più spesso di quelle semplici. La vista esterna del riflettometro REIS-105M1 è mostrata in fig. 1.

Riso 1. Vista esterna del riflettometro REIS-105M1

Le principali funzioni del dispositivo:

• inserendo un fattore di accorciamento;

• visualizzazione dei riflettogrammi sul display;

• calcolare la distanza dal punto di riflessione dell'impulso di sondaggio nella linea esaminata in base alla posizione dei cursori impostati dall'utente;

• guadagno del segnale programmabile;

• registrazione di riflessogrammi in memoria;

• trasmissione di riflettogrammi a un computer tramite interfaccia RS232.