FR3138840A1 - Méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie - Google Patents

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Abstract

Méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie, la méthode comprenant les étapes de : Réaliser (301) une mesure, appelée réflectogramme, de la réponse impulsionnelle temporelle d’un signal de référence propagé dans le câble à partir d’un point d’injection puis rétro-propagé en un point de mesure,Déterminer (302) un seuil de détection de pics d’amplitude dans le réflectogramme, le seuil étant proportionnel à l’écart type de la mesure,Déterminer (303) une estimée de l’atténuation du signal à partir de la mesure, l’atténuation étant considérée constante le long du câble,Déterminer (304) une estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection, à partir de l’atténuation du signal et de la mesure,Déterminer (305) une estimée de l’impédance caractéristique dudit défaut, égale à l’impédance minimale d’un défaut détectable. Figure 3

Description

Méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie
L’invention concerne le domaine des systèmes et procédés de diagnostic de l’état de santé d’un câble ou plus généralement d’une ligne de transmission. Elle entre dans le champ des méthodes de diagnostic par réflectométrie qui visent à détecter et localiser des défauts électriques sur un câble ou sur un réseau point à point.
L’invention porte plus précisément sur une méthode permettant de caractériser le défaut non franc minimal qu’il est possible de détecter pour un câble ayant des caractéristiques données.
L’invention s’applique à toute mesure de réflectométrie, notamment les mesures optique ou acoustique.
L’invention s’applique à tout type de câble électrique, en particulier des câbles de transmission d’énergie ou des câbles de communication, dans des installations fixes ou mobiles. Les câbles concernés peuvent être coaxiaux, bifilaires, en lignes parallèles, en paires torsadées, en toron de câble ou autre. L’invention peut également s’appliquer à des câbles mécaniques, par exemple des câbles de soutien d’infrastructures telles un ascenseur ou un pont.
Les réseaux de lignes de transmission peuvent être exposés à des conditions contraignantes internes et externes qui sont à la fois des perturbations naturelles et artificielles telles que des fluctuations de température, l'humidité, la pression, etc., entraînant ainsi l'apparition, à terme, d'anomalies souvent appelées défauts . Ces défauts peuvent être localisés sur un point dans le cas des circuits ouverts ou des courts-circuits (défauts francs). Par ailleurs, les câbles subissent également un vieillissement au cours du temps qui peut engendrer des dégradations.
Au cours des dernières décennies, des efforts considérables ont été investis dans la recherche et l'industrie pour étudier et développer des techniques capables de détecter la présence, la localisation et les caractéristiques de défauts de câblage susceptibles de mettre en péril les infrastructures dépendant de ces réseaux. Par conséquent, la surveillance des pannes et le dépannage des câbles sont devenus un problème important afin de garantir un fonctionnement sûr, des performances élevées et une rentabilité optimale.
Une des techniques connues permettant de détecter et localiser la présence d’un défaut est la technique dite de réflectométrie.
Selon un principe connu, les méthodes dites de réflectométrie sont utilisées pour détecter et/ou localiser des défauts électriques ou mécaniques qui engendrent des discontinuités ou des ruptures d’impédance dans un câble.
Ces méthodes utilisent un principe proche de celui du radar : un signal électrique, souvent de haute fréquence ou large bande, est injecté en un ou plusieurs endroits du câble à tester. Le signal se propage dans le câble ou le réseau et renvoie une partie de son énergie lorsqu’il rencontre une discontinuité électrique. Une discontinuité électrique peut résulter, par exemple, d’un branchement, de la fin du câble ou plus généralement d’une rupture des conditions de propagation du signal dans le câble. Elle résulte le plus souvent d’un défaut qui modifie localement l’impédance caractéristique du câble en provoquant une discontinuité dans ses paramètres linéiques qui peut donner à terme, une panne sévère par l’apparition d’un défaut franc.
L’analyse des signaux renvoyés au point d’injection permet d’en déduire des informations sur la présence et la localisation de ces discontinuités, donc des défauts éventuels. Une analyse dans le domaine temporel ou fréquentiel est habituellement réalisée. Ces méthodes sont désignées par les acronymes TDR venant de l’expression anglo-saxonne « Time Domain Reflectometry » et FDR venant de l’expression anglo-saxonne « Frequency Domain Reflectometry ».
Il existe de nombreuses méthodes permettant de détecter et localiser la présence d’un défaut sur un câble à partir d’une analyse par réflectométrie.
On peut citer, sans être exhaustif, les demandes de brevet du Demandeur FR3026848 et FR3036494.
La demande de brevet FR3026848 décrit une méthode de détection de défaut non franc par corrélation auto adaptative. Cette méthode permet d’amplifier les signatures spectrales de défauts non-francs sur une mesure de réflectométrie temporelle afin de les rendre plus détectables. Toute signature corrélée avec le signal injecté est amplifiée. L’amplification est d’autant plus importante que l’amplitude du défaut est faible. Cela permet de mettre en évidence les défauts non-francs et d’atténuer le bruit du signal.
La demande de brevet FR3036494 présente une autre méthode permettant d’amplifier les signatures spectrales de défauts non francs sur un réflectogramme temporel. La méthode met en œuvre un post traitement qui implique que la partie droite de la signature du défaut est soustraite à la partie gauche et inversement pour réduire la quantité de bruit et amplifier cette signature. Puis chaque partie (droite et gauche) est pondérée par sa moyenne pour apporter un gain inversement proportionnel à l’amplitude de la signature.
Cependant aucune des méthodes précitées ne permet de caractériser la sensibilité de détection d’un défaut, c’est-à-dire de déterminer quels défauts sont détectables pour un câble donné.
Cette information présente un intérêt pour un utilisateur souhaitant exploiter un câble car cela permet de connaitre à l’avance la sévérité minimale des défauts qu’il est possible de détecter pour un équipement de mesure donné. L’invention apporte ainsi une aide à la conception, au déploiement et à la maintenance préventive de câbles ou réseaux de câbles pour des installations industrielles.
L’invention propose une nouvelle méthode permettant de déterminer l’impédance caractéristique du plus petit défaut détectable pour un câble donné dans son environnement et au moyen d’un équipement de mesure donné. Pour cela, l’invention exploite une mesure de réflectométrie effectuée sur un câble à analyser et élabore, à partir de cette mesure et d’une valeur de seuil de détection prédéterminée, l’impédance caractéristique minimale détectable qui correspond à un défaut dont l’amplitude de la signature spectrale serait sensiblement égale au seuil de détection.
L’invention a pour objet une méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie, la méthode comprenant les étapes de :
  • Réaliser une mesure, appelée réflectogramme, de la réponse impulsionnelle temporelle d’un signal de référence propagé dans le câble à partir d’un point d’injection puis rétro-propagé en un point de mesure,
  • Déterminer un seuil de détection de pics d’amplitude dans le réflectogramme, le seuil étant proportionnel à l’écart type de la mesure,
  • Déterminer une estimée de l’atténuation du signal à partir de la mesure, l’atténuation étant considérée constante le long du câble,
  • Déterminer une estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection, à partir de l’atténuation du signal et de la mesure,
  • Déterminer une estimée de l’impédance caractéristique dudit défaut, égale à l’impédance minimale d’un défaut détectable.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’estimée de l’atténuation a du signal est déterminée au moyen de la relation suivante :
avec L la longueur du câble, Afl’amplitude du pic correspondant à la terminaison du câble, ρ0l’amplitude du pic de désadaptation à l’entrée du câble mesurée sur le réflectogramme et ρfle coefficient de réflexion du signal sur la terminaison du câble.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection est déterminée au moyen de la relation suivante :
avec L la longueur du câble, Afl’amplitude du pic correspondant à la terminaison du câble, ρfle coefficient de réflexion du signal sur la terminaison du câble, Asla valeur du seuil de détection, a la valeur de l’atténuation du signal et Ldune hypothèse de position d’un défaut à détecter sur le câble.
Selon un aspect particulier de l’invention, l’estimée de l’impédance caractéristique dudit défaut est déterminée au moyen de la relation suivante :
Avec Z0l’impédance caractéristique du port de mesure, ρ0l’amplitude du pic de désadaptation à l’entrée du câble mesurée sur le réflectogramme et ρSl’estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection.
Dans une variante de réalisation, la méthode comprend en outre une étape de détermination de la longueur minimale d’un défaut détectable comme étant égale à , où c est la vitesse de propagation du signal dans le câble et Fmax la valeur maximale de la fréquence du signal.
Selon un aspect particulier de l’invention, le seuil de détection est égal à trois fois l’écart type de la mesure.
L’invention a aussi pour objet un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution de la méthode selon l’invention, lorsque le programme est exécuté par un processeur et un support d'enregistrement lisible par un processeur sur lequel est enregistré un programme comportant des instructions pour l'exécution de la méthode selon l’invention, lorsque le programme est exécuté par un processeur.
L’invention a encore pour objet un système de détermination d’une impédance minimale détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie comprenant un générateur de signal de référence configuré pour injecter un signal de référence dans un câble en un point d’injection, un équipement de mesure configuré pour mesurer le signal rétro-propagé en un point de mesure et une unité de traitement configurée pour exécuter les étapes de la méthode selon l’invention.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit en relation aux dessins annexés suivants.
représente un schéma d’un premier exemple d’un système de réflectométrie temporelle,
représente un schéma d’un second exemple d’un système de réflectométrie temporelle,
représente un exemple de réflectogramme obtenu avec le système de réflectométrie des figures 1a ou 1b pour un câble simple,
représente un organigramme détaillant les étapes de mise en œuvre d’une méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable, selon un mode de réalisation de l’invention,
représente un exemple de mesure de réflectogramme pour illustrer le principe à la base de l’invention,
représente, sur un diagramme, les limites de détection d’un défaut selon l’impédance caractéristique et la longueur du défaut,
représente un schéma d’un système de réflectométrie configuré pour exécuter la méthode selon l’invention.
La décrit un synoptique d’un exemple de système de réflectométrie temporelle. L’invention se positionne dans le contexte des méthodes de réflectométrie pour détecter, localiser ou caractériser les défauts impactant un câble ou un réseau point à point de câble.
Sur la , on a représenté un câble à tester 104 qui présente un défaut 105 à une distance quelconque d’une extrémité du câble. Sans sortir du cadre de l’invention, le câble 104 peut être remplacé par un réseau de câbles complexes interconnectés entre eux. Le câble simple 104 de la est représenté dans un but purement illustratif afin d’expliciter le principe général d’une méthode de réflectométrie.
Un système de réflectométrie 101 selon l’invention comprend un composant électronique 111 de type circuit intégré, tel un circuit à logique programmable, par exemple de type FPGA, ou micro-contrôleur, adapté à exécuter deux fonctions. D’une part, le composant 111 permet de générer un signal de réflectométrie s(t) à injecter dans le câble 104 sous test. Ce signal généré numériquement est ensuite converti via un convertisseur numérique-analogique 112 puis injecté 102 à une extrémité du câble. Le signal s(t) se propage dans le câble et est réfléchi sur la singularité engendrée par le défaut 105. Le signal réfléchi est rétropropagé jusqu’au point d’injection 106 puis capturé 103, converti numériquement via un convertisseur analogique-numérique 113, et transmis au composant 111. Le composant électronique 111 est en outre adapté à exécuter les étapes du procédé selon l’invention qui sera décrit ci-après pour, à partir du signal s(t) reçu, déterminer un réflectogramme ou plusieurs réflectogrammes.
Le ou les réflectogramme(s) peuvent être transmis à une unité de traitement 114, de type ordinateur, assistant numérique personnel ou autre pour afficher les résultats des mesures sur une interface homme-machine.
Le système 101 décrit à la est un exemple de réalisation nullement limitatif. En particulier les deux fonctions exécutées par le composant 111 peuvent être séparées dans deux composants ou dispositifs distincts comme cela est illustré sur l’exemple de la . Le point d’injection et le point de mesure du signal peuvent également être pris en des endroits quelconques du câble et non à son extrémité.
Sur la , on a représenté un premier dispositif 101 dédié à la génération du signal de réflectométrie et à son injection dans le câble et un second dispositif 116 dédié à la mesure du signal en un point quelconque du câble puis au calcul du réflectogramme via un composant 115.
Le composant 115 peut être un composant électronique de type circuit intégré, tel un circuit à logique programmable, par exemple de type FPGA ou un micro-contrôleur, par exemple un processeur de signal numérique, qui reçoit les mesures de signal et est configuré pour exécuter le procédé selon l’invention. Le composant 115 comporte au moins une mémoire pour sauvegarder les derniers échantillons de signal généré et injecté dans le câble et les derniers échantillons de signal mesuré.
Comme cela est connu dans le domaine des méthodes de diagnostic par réflectométrie temporelle, la position dDFd’un défaut 105 sur le câble 104, autrement dit sa distance au point d’injection du signal, peut être directement obtenue à partir de la mesure, sur le réflectogramme temporel calculé R(t), de la durée tDFentre le premier pic d’amplitude relevé sur le réflectogramme et le pic d’amplitude correspondant à la signature du défaut.
La représente un exemple de réflectogramme R(n) obtenu à l’aide du système de la ou 1b, sur lequel on observe un premier pic d’amplitude à une abscisse N et un second pic d’amplitude à une abscisse N+M. Le premier pic d’amplitude correspond à la réflexion du signal au point d’injection dans le câble, tandis que le second pic correspond à la réflexion du signal sur une discontinuité d’impédance provoquée par un défaut.
Différentes méthodes connues sont envisageables pour déterminer la position dDF (distance du pic de fin de câble ou du défaut franc). Une première méthode consiste à appliquer la relation liant distance et temps : dDF =Vg·tDF/2 où Vgest la vitesse de propagation du signal dans le câble. Une autre méthode possible consiste à appliquer une relation de proportionnalité du type dDF/ tDF= Lc/t0où Lcest la longueur du câble et t0est la durée, mesurée sur le réflectogramme, entre le pic d’amplitude correspondant à la discontinuité d’impédance au point d’injection et le pic d’amplitude correspondant à la réflexion du signal sur l’extrémité du câble.
La schématise, sur un organigramme, les étapes de mise en œuvre de la méthode selon l’invention.
La première étape 301 consiste à réaliser une mesure d’un réflectogramme en un point d’observation du câble P.
Un exemple de réflectogramme obtenu est illustré à la . Il représente le résultat de l’intercorrélation entre le signal de référence injecté dans le câble et le signal rétropropagé au point d’injection en fonction de la distance au point d’injection. La conversion temps-distance est obtenue à partir d’une estimation ou d’une connaissance a priori de la vitesse de propagation moyenne du signal le long du câble.
Le réflectogramme mesuré peut être un réflectogramme temporel ou fréquentiel ou obtenu à partir de toute méthode de réflectométrie telles que des méthodes multi porteuses. Si le réflectogramme est obtenu dans le domaine fréquentiel, une transforme de Fourier inverse IFFT ou de type Chirp Z est appliquée pour obtenir une mesure dans le domaine temporel.
La deuxième étape 302 consiste à déterminer un seuil de détection de pics d’amplitude, dans le réflectogramme, qui correspondent à des signatures spectrales de défauts.
Pour cela, la mesure du réflectogramme est réduite à une zone temporelle excluant le pic d’amplitude correspondant à la désadaptation entre le câble et l’équipement de mesure d’une part et excluant également le pic d’amplitude correspondant à la réflexion du signal sur l’extrémité du câble. Ainsi, on conserve uniquement la portion de réflectogramme excluant le point de mesure et la terminaison du câble. Ensuite, on calcule l’écart type σ de la mesure, par exemple au moyen de la formule suivante :
xipour i variant de 1 à N sont les échantillons numérisés du réflectogramme, N est le nombre d’échantillons et est la moyenne des échantillons.
Enfin le seuil est fixé à un multiple de l’écart type σ, par exemple égal à 3σ ou 4σ ou plus généralement à une valeur entière positive multipliée par l’écart type σ.
Lorsque des points de mesure du réflectogramme sont très éloignés de la moyenne et/ou sont isolés temporellement, optionnellement ils peuvent être considérés comme des points aberrants dus à des artéfacts de mesure et être éliminés du calcul de l’écart type. Par exemple, un point peut être considéré comme aberrant lorsqu’il est le seul à dépasser un seuil de détection par opposition à un groupe de points qui dépassent tous le même seuil et peuvent correspondre à un pic d’amplitude caractérisant un défaut.
La signature spectrale d’un défaut étant le plus souvent caractérisée par une impulsion positive suivie d’une impulsion négative, il existe en réalité deux seuils de détection de valeur absolue identique S et –S. Si le signal n’est pas centré en 0, la moyenne du signal est prise en compte dans le calcul des deux seuils qui sont fixés à μ-S et μ+S où μ est la moyenne du signal et S une valeur de seuil.
Un objectif de l’invention consiste ensuite à caractériser le défaut non franc le plus faible qu’il est possible de détecter à partir du seuil de détection choisi. La caractérisation du défaut est faite notamment en déterminant son impédance caractéristique.
Sur la , le défaut D ayant la signature spectrale la plus faible détectable via le seuil de détection S est représenté à la distance Lddu point d’injection correspondant à l’abscisse temporelle t=0. Le réflectogramme de la comporte également un pic d’amplitude élevée Afcorrespondant à la terminaison du câble et situé à une abscisse temporelle équivalente à une longueur L du câble.
Par la suite et en référence au réflectogramme de la , on considère les paramètres suivants associés au câble pour lequel la mesure de réflectogramme a été réalisée à l’étape 301
A0= ρ0est l’amplitude du pic, dans le réflectogramme, correspondant à la désadaptation à l’entrée du câble, c’est-à-dire la désadaptation d’impédance entre l’équipement de mesure et le câble. Cette amplitude est mesurable sur le réflectogramme comme indiqué à la .
Afest l’amplitude du pic, dans le réflectogramme, correspondant à la réflexion du signal sur la fin du câble. Cette amplitude est aussi mesurable sur le réflectogramme comme indiqué à la .
Asest la valeur absolue du seuil S qui correspond également à l’amplitude du pic correspondant au défaut D le plus faible qu’il est possible de détecter.
Z0est l’impédance caractéristique du port de mesure ;
Zcest l’impédance caractéristique du câble sans défaut ;
L est la longueur totale du câble;
Ldcorrespond à la position supposée du défaut D ;
ρsest le coefficient de réflexion du signal sur le défaut D ;
ρfest le coefficient de réflexion du signal sur l’extrémité du câble qui correspond à l’impédance de fin de câble
a1est l’atténuation du signal avant le défaut D ;
a2est l’atténuation du signal après le défaut D ;
A l’étape 303, on détermine tout d’abord une estimée de l’atténuation du signal lorsqu’il s’est propagé le long du câble jusqu’au défaut D. Comme il s’agit ici de caractériser un défaut non franc de faible amplitude (la plus faible potentiellement détectable), on prend l’hypothèse que l’atténuation du signal n’est pas modifiée par ce défaut et est identique avant et après le défaut.
Par ailleurs, l’amplitude Afdu pic de fin de câble peut être modélisée par l’équation suivante :
On prend l’hypothèse que est négligeable devant 1 donc car le défaut D est de faible amplitude.
On obtient alors
avec l’atténuation du signal.
A l’étape 304, on détermine une estimée du coefficient de réflexion du signal sur le défaut D, par exemple au moyen de la relation suivante :
Enfin, à l’étape 305, on détermine l’impédance caractéristique du défaut D, par exemple au moyen de la relation suivante :
Ainsi, l’invention permet de déterminer automatiquement l’impédance d’un défaut dont la signature spectrale serait sensiblement égale à la valeur du seuil de détection, ce qui correspond au plus petit défaut détectable.
Dans une variante de réalisation de l’invention de l’invention, une étape supplémentaire 306 est exécutée pour déterminer la longueur minimale d’un défaut détectable au moyen du seuil S et en fonction des paramètres du signal de réflectométrie utilisé.
La longueur minimale d’un défaut détectable sur un réflectogramme peut être fixée, par expérience à 1/10eme de la longueur d’onde du signal.
En effet, on sait que : avec f : la fréquence ; c : la vitesse de la lumière et : la longueur d’onde.
On sait par ailleurs que la longueur minimale dmind’un câble permettant de mesurer sa longueur par réflectométrie est donnée par
: bande de fréquence en Hz
Nous considérons que la fréquence minimale est négligeable devant la fréquence maximale, et donc .
Ainsi, on peut démontrer que la longueur minimale Ls d’un défaut détectable est donnée par:
La vitesse de propagation d’un signal dans un câble électrique est supérieure à un cinquième de la vitesse de la lumière .
On obtient donc :
On en déduit donc que pour qu’un défaut soit détectable, sa longueur doit être supérieure au seuil LSet donc supérieure à .
Sachant que la longueur d’onde est égale au ratio entre la vitesse v de propagation de l’onde et la valeur maximale Fmaxde la bande de fréquence du signal, on en déduit que la limite de détection pour la longueur d’un défaut est égale à .
La représente, sur un diagramme, les limites de détection de défaut, obtenues par simulation, pour un seuil de détection fixé à 3σ et en faisant varier l’impédance caractéristique et la longueur du défaut.
L’impédance caractéristique du câble est égale à Zc=48.45 Ohms sur l’exemple. La représente deux courbes de part et d’autre de la droite d’ordonnée Zc=48.45 Ohms qui délimitent une zone de non détection située entre les deux courbes. Il y a deux courbes sur ce graphique car les valeurs d’impédance du défaut varient autour de l’impédance caractéristique du câble. Les valeurs représentées sont obtenues par simulation en faisant varier la longueur et l’impédance du défaut. On identifie la limite de détection concernant la longueur du défaut LSminimale en dessous de laquelle un défaut n’est plus détectable. Ensuite, pour des valeurs plus élevées de longueur de défaut, le diagramme de la , donne les valeurs limites d’impédance caractéristique de défaut qui sont détectables.
La schématise, sur un synoptique, un exemple de dispositif de réflectométrie apte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Un dispositif de réflectométrie, ou réflectomètre, comporte au moins un générateur de signal GS, pour générer un signal de test s et l’injecter dans le câble à analyser CA qui comporte, par exemple, un défaut DNF, un équipement de mesure MI pour mesurer le signal réfléchi r dans le câble CA et un composant électronique MC de type circuit intégré, tel un circuit à logique programmable, par exemple de type FPGA ou un micro-contrôleur, par exemple un processeur de signal numérique, qui reçoit une mesure du signal réfléchi r(t) et est configuré pour exécuter le procédé selon l’invention afin d’évaluer les limites de détection de défaut sur le câble CA. Le composant électronique MC peut également comporter à la fois un circuit intégré, par exemple pour réaliser l’acquisition du signal réfléchi, et un micro-contrôleur pour exécuter les étapes de traitement requises par l’invention.
L’injection du signal de test s dans le câble est, par exemple, réalisée par un dispositif de couplage (non représenté à la ) qui peut être un coupleur à effet capacitif ou inductif ou encore à l’aide d’une connexion ohmique. Le dispositif de couplage peut être réalisé par des connecteurs physiques qui relient le générateur de signal au câble ou par des moyens sans contact, par exemple en utilisant un cylindre métallique dont le diamètre interne est sensiblement égal au diamètre externe du câble et qui produit un effet de couplage capacitif avec le câble.
L’acquisition du signal réfléchi dans le câble peut également être réalisée au moyen d’un dispositif de couplage du type décrit précédemment.
Le dispositif de réflectométrie peut également comporter un convertisseur numérique-analogique disposé entre le générateur de signal de test, dans le cas où il s’agit d’un signal numérique, et le coupleur d’injection.
Le dispositif de réflectométrie peut également comporter un convertisseur analogique-numérique disposé entre le coupleur de mesure du signal réfléchi et l’équipement de mesure MI ou le composant électronique MC aux fins de numériser le signal analogique mesuré.
En outre, une unité de traitement (non représentée à la ), de type ordinateur, assistant numérique personnel ou autre est utilisée pour piloter le système de réflectométrie selon l’invention et afficher les résultats des mesures sur une interface homme-machine.
Les résultats affichés peuvent comprendre la réponse impulsionnelle calculée à l’aide du procédé selon l’invention et/ou une information relative à l’existence et à la localisation d’un défaut et/ou une information relative aux limites de détection de défaut en termes de longueur et/ou d’impédance caractéristique.
Selon un mode de réalisation particulier, le signal de test s injecté peut également être fourni au composant MC lorsque les traitements réalisés nécessitent la connaissance du signal injecté, notamment lorsque ceux-ci incluent une étape d’intercorrélation entre le signal de test s et le signal réfléchi r.
L’injection du signal dans le câble et la mesure du signal réfléchi sont, par exemple, réalisées par un seul et même composant mais aussi par deux composants distincts, notamment lorsque le point d’injection et le point de mesure sont dissociés.
Le dispositif décrit à la est, par exemple, mis en œuvre par une carte électronique sur laquelle sont disposés les différents composants. La carte peut être connectée au câble par un coupleur.

Claims (9)

  1. Méthode de détermination d’une impédance minimale d’un défaut détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie, la méthode comprenant les étapes de :
    • Réaliser (301) une mesure, appelée réflectogramme, de la réponse impulsionnelle temporelle d’un signal de référence propagé dans le câble à partir d’un point d’injection puis rétro-propagé en un point de mesure,
    • Déterminer (302) un seuil de détection de pics d’amplitude dans le réflectogramme, le seuil étant proportionnel à l’écart type de la mesure,
    • Déterminer (303) une estimée de l’atténuation du signal à partir de la mesure, l’atténuation étant considérée constante le long du câble,
    • Déterminer (304) une estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection, à partir de l’atténuation du signal et de la mesure,
    • Déterminer (305) une estimée de l’impédance caractéristique dudit défaut, égale à l’impédance minimale d’un défaut détectable.
  2. Méthode de détermination d’une impédance minimale détectable selon la revendication 1 dans laquelle, l’estimée (303) de l’atténuation a du signal est déterminée au moyen de la relation suivante :

    avec L la longueur du câble, Afl’amplitude du pic correspondant à la terminaison du câble, ρ0l’amplitude du pic de désadaptation à l’entrée du câble mesurée sur le réflectogramme et ρfle coefficient de réflexion du signal sur la terminaison du câble.
  3. Méthode de détermination d’une impédance minimale détectable selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’estimée (304) du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection est déterminée au moyen de la relation suivante :

    avec L la longueur du câble, Afl’amplitude du pic correspondant à la terminaison du câble, ρfle coefficient de réflexion du signal sur la terminaison du câble, Asla valeur du seuil de détection, a la valeur de l’atténuation du signal et Ldune hypothèse de position d’un défaut à détecter sur le câble.
  4. Méthode de détermination d’une impédance minimale détectable selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l’estimée (305) de l’impédance caractéristique dudit défaut est déterminée au moyen de la relation suivante :

    Avec Z0l’impédance caractéristique du port de mesure, ρ0l’amplitude du pic de désadaptation à l’entrée du câble mesurée sur le réflectogramme et ρSl’estimée du coefficient de réflexion du signal sur un défaut caractérisé par une amplitude dans le réflectogramme égale au seuil de détection.
  5. Méthode de détermination d’une impédance minimale détectable selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre une étape (306) de détermination de la longueur minimale d’un défaut détectable comme étant égale à , où c est la vitesse de propagation du signal dans le câble et Fmax la valeur maximale de la fréquence du signal.
  6. Méthode de détermination d’une impédance minimale détectable selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le seuil de détection est égal à trois fois l’écart type de la mesure.
  7. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution de la méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque le programme est exécuté par un processeur.
  8. Support d'enregistrement lisible par un processeur sur lequel est enregistré un programme comportant des instructions pour l'exécution de la méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, lorsque le programme est exécuté par un processeur.
  9. Système de détermination d’une impédance minimale détectable au moyen d’une analyse d’un câble par réflectométrie comprenant un générateur de signal de référence (GS) configuré pour injecter un signal de référence dans un câble (CA) en un point d’injection, un équipement de mesure (MI) configuré pour mesurer le signal rétro-propagé en un point de mesure et une unité de traitement (MC) configurée pour exécuter les étapes de la méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
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