本發(fā)明屬于光纖器件性能退化試驗，具體涉及一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置。

背景技術：

1、光纖及光纖連接器憑借通信容量大、信號干擾小、抗電磁干擾、無輻射、尺寸小、質(zhì)量輕、壽命長等優(yōu)點廣泛應用在各類應用環(huán)境條件中。光纖在核電dcs設備中也得到了廣泛的應用。國內(nèi)主流dcs廠商均使用光纖來實現(xiàn)dcs柜內(nèi)和柜間的通訊功能。但其存在質(zhì)地脆、機械強度差、彎曲半徑不能過小，光端面易受損等缺點也會造成傳輸質(zhì)量下降、甚至中斷傳輸?shù)陌l(fā)生。因此對光纖器件性能退化與老化機理研究具有重要的現(xiàn)實意義。

2、傳統(tǒng)的光纖老化試驗方法針對光纖試樣執(zhí)行環(huán)境應力老化試驗，在試驗前通過儀表檢測被測光纖的插入損耗和回波損耗，在執(zhí)行高溫老化、溫度循環(huán)等一系列老化試驗后再次檢測光纖的插入損耗和回波損耗，這種測試方法有下述缺點：

3、1、未考慮光纖鏈路上的其他部件，脫離了光纖應用的現(xiàn)場環(huán)境。光纖一般需要與其他部件，例如光纖適配器、光電轉(zhuǎn)換器、光模塊等組成光纖鏈路，實現(xiàn)信號傳輸功能。傳統(tǒng)的光纖老化試驗方法只針對光纖做老化試驗，未考慮光纖鏈路上的其他功能部件。

4、2、離線檢測光纖老化性能，只能得到試驗前后的光纖性能退化數(shù)據(jù)，難以得到光纖性能退化的過程數(shù)據(jù)，無法建立光纖性能隨時間退化的準確的數(shù)學模型。

5、3、難以確定光纖在實際應用場景下退化至不可用時的損耗閾值。光纖在不同的應用場景下其性能退化至不可用時的損耗閾值是不同的。傳統(tǒng)的試驗方法無法得到特定應用場景下光纖的性能退化至不可用時的損耗閾值。

6、現(xiàn)有的光纖老化試驗方法集中于研究老化試驗前后光纖的性能退化情況，未考慮光纖鏈路上其他部件的老化對信號傳輸性能的影響，難以確定光纖在實際應用場景下退化至不可用時的損耗閾值。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，可以實時在線監(jiān)測老化試驗執(zhí)行期間的光纖鏈路性能退化數(shù)據(jù)，得到光纖在實際應用場景下退化至不可用時的損耗閾值，為核電現(xiàn)場的光纖部件的預防性維修提供依據(jù)。

2、本發(fā)明的技術方案如下：一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，包括核電分散控制最小化系統(tǒng)，光信號傳輸鏈路模塊，光信號轉(zhuǎn)換模塊和上位機工作站，核電分散控制最小化系統(tǒng)通過lc/lc光纖連接器與光信號傳輸鏈路模塊連接，光信號傳輸鏈路模塊通過st/lc與光信號轉(zhuǎn)換模塊連接，光信號轉(zhuǎn)換模塊通過網(wǎng)線與上位機工作站連接，上位機工作站通過網(wǎng)線與核電分散控制最小化系統(tǒng)連接。

3、所述的核電分散控制最小化系統(tǒng)包括ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊、兩塊光電轉(zhuǎn)換模塊、兩塊dcs主控制器，其功能是模擬核電dcs的產(chǎn)生的實際通訊信號數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為標準光信號，然后將光信號注入傳輸鏈路。

4、所述的ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊的功能將外部220v交流電轉(zhuǎn)化為42v直流電，作為光電轉(zhuǎn)換模塊和dcs主控制器卡件的工作電源，dcs主控制器中運行有最小化的控制程序，為光電轉(zhuǎn)換模塊提供與核電現(xiàn)場一致的持續(xù)穩(wěn)定的網(wǎng)絡信號值，dcs主控制器的控制程序內(nèi)部通過固定數(shù)據(jù)生成模塊生成固定的反應堆一回路平均溫度值和反應堆電功率值并傳遞給輸出模塊；dcs主控制器自帶的自診斷模塊實時判斷dcs主控制器的工作情況并生成信號質(zhì)量碼并傳遞給輸出模塊；dcs主控制器自帶的時鐘模塊生成實時時間信號并傳遞給輸出模塊；輸出模塊將上述信號值通過光纖鏈路系統(tǒng)傳遞給光電轉(zhuǎn)換模塊。

5、所述的光信號傳輸鏈路模塊包括分線器、光纖連接器、光纖熔接盒、光纜組成的光信號傳輸鏈路系統(tǒng)，核電分散控制最小化系統(tǒng)的兩個光電轉(zhuǎn)換模塊分別通過lc/lc光纖連接器與分線器連接，分線器通過st/lc光纖連接器與光纖熔接盒連接，光纖熔接盒通過光纖連接另一個光纖熔接盒，光纖熔接盒通過st/lc光纖連接器與光信號轉(zhuǎn)換模塊連接。

6、所述的光信號傳輸鏈路模塊作為老化對象整體放置于高溫高濕老化試驗箱內(nèi)。

7、所述的光信號轉(zhuǎn)換模塊包括光模塊和交換機，光模塊安裝在交換機的光模塊接口上，交換機將光信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡信號，同時監(jiān)視光模塊接收到的光信號的功率。

8、所述的上位機工作站上安裝有測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

9、所述的測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括運行在上位機工作站中的測試數(shù)據(jù)分析軟件，測試數(shù)據(jù)分析軟件包括時序數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析處理程序和人機界面，時序數(shù)據(jù)庫實時接收核電分散控制最小化系統(tǒng)向光纖鏈路發(fā)送真實的核電工藝信號值、光模塊發(fā)送的光信號功率數(shù)據(jù)和交換機發(fā)送的通訊信號數(shù)據(jù)值，這些數(shù)據(jù)值按照10hz的頻率記錄至時序數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分析處理程序?qū)崟r讀取時序數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，將傳輸值減去真實值得到結(jié)果1，將結(jié)果1取絕對值得到結(jié)果2，將結(jié)果2除以真實值得出結(jié)果3，若結(jié)果3不超過5%，則認為真實值與傳輸值的偏差在允許范圍內(nèi)，光纖鏈路傳輸信號正常；若結(jié)果3超過5%，則認為真實值與傳輸值的偏差超過允許范圍，光纖鏈路傳輸信號不正常。

10、本發(fā)明的有益效果在于：1、結(jié)合核電dcs現(xiàn)場的光纖使用環(huán)境，將老化試驗對象由傳統(tǒng)的光纖跳線改為整條光纖鏈路上的所有部件，使試驗結(jié)論更具有代表性。2、使用在線監(jiān)測光纖老化參數(shù)的方式，得到試驗期間的光纖性能退化數(shù)據(jù)，建立光纖鏈路性能隨時間退化的數(shù)學模型。3、通過試驗確定光纖在實際應用場景下退化至不可用時的損耗閾值。

技術特征：

1.一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：包括核電分散控制最小化系統(tǒng)，光信號傳輸鏈路模塊，光信號轉(zhuǎn)換模塊和上位機工作站，核電分散控制最小化系統(tǒng)通過lc/lc光纖連接器與光信號傳輸鏈路模塊連接，光信號傳輸鏈路模塊通過st/lc與光信號轉(zhuǎn)換模塊連接，光信號轉(zhuǎn)換模塊通過網(wǎng)線與上位機工作站連接，上位機工作站通過網(wǎng)線與核電分散控制最小化系統(tǒng)連接。

2.如權利要求1所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的核電分散控制最小化系統(tǒng)包括ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊、兩塊光電轉(zhuǎn)換模塊、兩塊dcs主控制器，其功能是模擬核電dcs的產(chǎn)生的實際通訊信號數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為標準光信號，然后將光信號注入傳輸鏈路。

3.如權利要求2所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的ac/dc電源轉(zhuǎn)換模塊的功能將外部220v交流電轉(zhuǎn)化為42v直流電，作為光電轉(zhuǎn)換模塊和dcs主控制器卡件的工作電源，dcs主控制器中運行有最小化的控制程序，為光電轉(zhuǎn)換模塊提供與核電現(xiàn)場一致的持續(xù)穩(wěn)定的網(wǎng)絡信號值，dcs主控制器的控制程序內(nèi)部通過固定數(shù)據(jù)生成模塊生成固定的反應堆一回路平均溫度值和反應堆電功率值并傳遞給輸出模塊；dcs主控制器自帶的自診斷模塊實時判斷dcs主控制器的工作情況并生成信號質(zhì)量碼并傳遞給輸出模塊；dcs主控制器自帶的時鐘模塊生成實時時間信號并傳遞給輸出模塊；輸出模塊將上述信號值通過光纖鏈路系統(tǒng)傳遞給光電轉(zhuǎn)換模塊。

4.如權利要求2所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的光信號傳輸鏈路模塊包括分線器、光纖連接器、光纖熔接盒、光纜組成的光信號傳輸鏈路系統(tǒng)，核電分散控制最小化系統(tǒng)的兩個光電轉(zhuǎn)換模塊分別通過lc/lc光纖連接器與分線器連接，分線器通過st/lc光纖連接器與光纖熔接盒連接，光纖熔接盒通過光纖連接另一個光纖熔接盒，光纖熔接盒通過st/lc光纖連接器與光信號轉(zhuǎn)換模塊連接。

5.如權利要求4所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的光信號傳輸鏈路模塊作為老化對象整體放置于高溫高濕老化試驗箱內(nèi)。

6.如權利要求1所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的光信號轉(zhuǎn)換模塊包括光模塊和交換機，光模塊安裝在交換機的光模塊接口上，交換機將光信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡信號，同時監(jiān)視光模塊接收到的光信號的功率。

7.如權利要求1所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的上位機工作站上安裝有測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

8.如權利要求7所述的一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括運行在上位機工作站中的測試數(shù)據(jù)分析軟件，測試數(shù)據(jù)分析軟件包括時序數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析處理程序和人機界面，時序數(shù)據(jù)庫實時接收核電分散控制最小化系統(tǒng)向光纖鏈路發(fā)送真實的核電工藝信號值、光模塊發(fā)送的光信號功率數(shù)據(jù)和交換機發(fā)送的通訊信號數(shù)據(jù)值，這些數(shù)據(jù)值按照10hz的頻率記錄至時序數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分析處理程序?qū)崟r讀取時序數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，將傳輸值減去真實值得到結(jié)果1，將結(jié)果1取絕對值得到結(jié)果2，將結(jié)果2除以真實值得出結(jié)果3，若結(jié)果3不超過5%，則認為真實值與傳輸值的偏差在允許范圍內(nèi)，光纖鏈路傳輸信號正常；若結(jié)果3超過5%，則認為真實值與傳輸值的偏差超過允許范圍，光纖鏈路傳輸信號不正常。

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于光纖器件性能退化試驗技術領域，具體涉及一種核電用光纖鏈路性能退化試驗在線監(jiān)測裝置。包括核電分散控制系統(tǒng)的最小化模塊，光信號傳輸鏈路模塊，光信號轉(zhuǎn)換模塊和上位機工作站，核電分散控制系統(tǒng)的最小化模塊通過LC/LC光纖連接器與光信號傳輸鏈路模塊連接，光信號傳輸鏈路模塊通過ST/LC與光信號轉(zhuǎn)換模塊連接，光信號轉(zhuǎn)換模塊通過網(wǎng)線與上位機工作站連接，上位機工作站通過網(wǎng)線與核電分散控制系統(tǒng)的最小化模塊連接。本發(fā)明的有益效果在于：結(jié)合核電DCS現(xiàn)場的光纖使用環(huán)境，將老化試驗對象由傳統(tǒng)的光纖跳線改為整條光纖鏈路上的所有部件，使試驗結(jié)論更具有代表性。

技術研發(fā)人員：汪績寧,徐冬苓,沈海濤,王玉貴,劉東旭,昌正科,王希河,馬斌,季誠,唐松明
受保護的技術使用者：核電運行研究（上海）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30