CN1012571B - 光学纤维的涂层 - Google Patents

Abstract

用一个涂层装置(6)对拉出的纤维(36′)进行涂层，这个涂层装置可以在同心度监测器(7)的控制下围绕X轴和Y轴进行倾动，以保持涂层纤维(36)上的涂层与纤维同心。

Description

本发明是关于光学纤维的制造，特别是关于光学纤维涂层。

通讯用的光学纤维一般是用一根粗的玻璃棒（预制棒）在高温炉中加热然后拉成玻璃丝。纤维的直径用一个监测器进行测量并且与纤维的拉出速度相联系以便控制纤维的直径。同时还配备有控制玻璃棒（预制棒）卡盘运动的装置以便保持加热炉下面的纤维中心线的位置。

裸玻璃纤维的强度很容易被微小的表面缺陷所削弱。因此在裸玻璃纤维生产中要尽可能早地在其表面涂敷至少一层耐久的保护涂层，这样可以使刚刚拉出来的纤维具有几乎无缺陷的表面。为了使纤维得到最大限度的保护，任何涂层都必须与纤维同心。采用一个非接触式的同心度监测器进行探测，并且给出信息以便调节涂层的同心度。

在现有的拉丝系统中，纤维的涂层是以液体状态并在一定的压力下涂敷在从涂层装置中通过的裸玻璃纤维上。涂层的同心度是通过移动涂层装置相对于固定纤维中心线的位置进行调整的，有一种调整方法是使涂层装置在水平面（即垂直于纤维中心线的平面）中移动。当新采用的涂层装置具有“自定心”涂层能力时，这种方法尚可得到满意的结果，尽管也遇到了一些缺点。特别是其对调整的反应时间较长，同时还会使理想的固定纤维中心线稍有移动，美国专利No.4321072中新讲的就是这种方法。

根据本发明所提供的光学纤维涂层方法是通过一个涂层装置将纤维拉出来，这个涂层装置具有一个入口孔和一个出口孔并且监测纤维上涂层的同心度，其特征是涂层装置（6）可以围绕一个位于下面出口孔10A处或在该出口孔10A附近的铰接点（X、Y）进行倾动，用这样的办法来调节并保持纤维（36′）上涂层（36）所要求的同心度。

按照本发明的另一方面配备了一种光学纤维涂层装置，这个装置具有纤维从中通过的入口孔和出口孔，并且安装这个涂层装置以及它的入口孔和出口孔的装置与纤维的中心线是同心的，其特征是具有使涂层装置（6）围绕中心点（X、Y）倾动的装置（14、15），这个中心点位于下面出口孔（10A）处或者靠近出口孔（10A），以便调整并保持纤维（36′）上涂层（36）所要求的同心度。

为了能对本发明有个清楚的现解，下面参照附图进行说明，这些附图包括：

图1是按照本发明实施例的光学纤维制造设备 的示意图;

图2是图1所示涂层装置的推荐形式的详图，图2A是其侧视图，而图2B是其正视图;

图3所示是图1中同心度监测器的详图，

图4所示是图2中涂层室10的详图。

参照附图1可以看到，玻璃预制棒1被夹持在卡盘2中，该卡盘可以在水平面中调整以保持加热炉3下面的纤维中心线的位置。高温炉3将玻璃预制棒熔化，而用拉丝轮9拉成玻璃纤维4。纤维4的直径由一个纤维直径监测器5进行探测，纤维直径监测器与拉丝轮9在电气上相联以便控制纤维的直径。监测器5还可控制玻璃棒卡盘2的移动位置以保持加热炉下面纤维中心线的位置。这些控制和电气联系用虚线A和B来表示。

光学纤维进入一个涂层装置6，它在涂层同心度监测器7的控制下可以围绕X和Y轴进行倾动，以保持涂层与纤维的同心，所用的涂层材料可能是尼龙12或者丙烯酸盐。

涂覆层在一个固化装置8中被固化。

同心度调整是通过上面开孔的导向来实现的，这个上面开孔控制着纤维的移动并使其处于下面开孔的中心上。已经得知，其反应时间非常短，几乎是瞬时之间。在调整中，涂层装置下面的纤维中心线保持恒定，从而避免使随后的涂层过程复杂化。

现在参照图2，图上有一些剖开线以便表示得更清楚些，图2B中有X1和X6，图2A中有X2、X3、X4和X5。图2A中的剖开线X4几乎把机架11的侧壁都剖开了以露出机架12来，剖开线X5又将机架12的侧壁剖开以暴露出涂层室10和致动器19。涂层装置包括安装在第一机架12上的涂层室10，第一机架通过铰链安装在第二机架11的Y处，可以围绕Y轴转动。这样，涂层室10和第一机架12可以一起围绕Y轴相对于第二机架11转动。第二机架11又通过铰链安装在支架13的X处，使涂层室10可以围绕X轴转动。在图2A中，由剖开线X3剖开的机架11和支架13处可以清楚地看到铰链X的情况。

有一个电传动器14安装在支架13的14A上，并且与支架上的14B构成一对。这个偶合件14B可在图2B中剖开线X1的剖开处看到，这一剖开线将第二个Y铰链部分剖开，以便表示清楚。电传动器14是Y一致动器，可使涂层室10和机架12围绕Y轴转动。

第二个电传动器15安装在支架13的15A上（图2B），并且与第二机架11上的15B构成一对。这个偶合件15B可在图2A中剖开线X2的剖开处看到，这一剖开线X2将机架11和支架13部分剖开以便表示清楚。电传动器15是X一致动器，可使涂层室10以及机架11和12围绕X轴相对于支架13转动。

支架13安装在一个丁字支座16上并且支架可以水平滑动。也就是平行于X轴和Y轴滑动，以便横向移动X轴和Y轴，以便一开始就使涂层室10的出口孔10A与纤维中心线对准，如图1所示。有两个线性致动器17和18分别用来移动支架13横向移动X轴和Y轴，并且分别通过滑板17A和18A进行移动。其中一个致动器（17）的连杆机构（17B）以及它所包含的45°DAVAL齿轮可在图2B中剖开线X3的剖开处看到，这一剖开线将支架13分布剖开以表示清楚。还有第三个线性致动器19用来调节涂层装置的高度位置，这是通过安装在机架12上的滑板19A进行的。这样，涂层室10出口孔的高度就可以调整了，从而可以与X和Y轴找平。

涂层室10通过一个框架10c安装在楔形支架10D上，而楔形支架又安装在致动器19的滑板19A上。

图1中的同心度监测器在图3中表示得更清楚。这个监测器主要包括一个光源30（在这一情况下使用一个He-Ne激光器），光束通过一个50/50光束分离器31得到正交的光束32和33，然后通过反射镜34和35将光束反射90°射到刚刚涂层的纤维36上。涂层的纤维36产生交替图形37、38，这些图形对称于中心线39，40并且显示在半透明的荧光屏41，42上。

当纤维的涂层是同心的话，那两个交替图形实质上应该是对称的，如果涂层稍有一点不同心就不对称了。

用探测器43和44对交替图形进行电子探测，并且输入差动放大器45，46中，在这里进行分辩并从相应的电源47、48那里发出必要的代表偏心度的驱动信号，驱动致动器14和15的马达，调整倾斜的角度以保持所要求的同心度。

涂层室10可以是相当于英国专利No.8403617（N.Denton-P·Tomlinson3-1）中所介绍的那种，并且在图4中示出其断面图的简图。涂层室中装有涂层材料10E并且在压力作用下从入口10F送进来，就在上面开孔10B的上方，涂层材料向上升起在裸纤维36的周围形成弯液面M。

出乎意料的发现，可以得到非常稳定而且同心 的涂层。涂层室10的倾动可使纤维36，在入孔口10B处移动，并使其在出口孔10A位于中心上。相信这里所说明的。不过，还有一种开放式的涂层室，也就是里面没有压力的涂层室，对使用这里所讲的倾动方法可能是有好处的。

Claims (6)

1、光学纤维涂层方法，其光学纤维从一个有入口孔和出口孔的涂层设备中拉出，其特征在于上述方法包括将光学纤维从上述入口孔和出口孔拉出而穿过涂层设备，对光学纤维上涂层的同心度进行监测，以发现涂层的同心度偏离，使涂层设备(6)倾斜围绕位于或靠近下出口孔(10A)的中心点(X、Y)以调整和保持光学纤维(36′)上的涂层(36)所要求的同心度。

2、按照权利要求1的方法，其特征是纤维上涂层的同心度是通过提供交替图形（37、38）而监测的，交替图形在涂层是同心时呈对称状，当涂层偏离时则呈不对称状，倾斜涂层设备以减小图形中发现的不对称性。

3、光学纤维涂层装置，包括具有入口孔和出口孔的涂层设备，纤维从这些孔中穿过，安装涂层设备的结构以使两个孔大体上与纤维中心线同心，监测纤维上涂层同心度的同心度监测器（7），其特征是所述装置有使涂层设备倾斜围绕位于或靠近下出口孔（10A）的中心点（X、Y）的装置（14、15），通过同心度监测器发现纤维涂层的偏心率，以调整从而保持纤维（36′）上的涂层（36）所要求的同心度。

4、按照权利要求2的涂层装置，其特征是具有第一机架（12）、安装在第一机架（12）上的涂层室（10）、第二机架（11），第一机架（12）用铰链安装在第二机架（11）上可以围绕第一个轴（Y）转动，此外还有一个支架（13），第二机架（11）用铰链安装在这个支架（13）上可以围绕第二个轴（X）转动，第二个轴（X）与第一个轴（Y）相垂直。

5、按照权利要求3的涂层装置，其特征是机架（12）可以进行横向移动（17、18），因此第一个和第二个轴（X、Y）都可以横向移动，从而可以使涂层装置（10）及其开孔（10A、10B）与纤维中心线（36′）同心。

6、按照权利要求2的装置，其特征是在于同心度监测器（7）包括产生代表纤维上涂层同心度的交替图形（37、38）的装置，其中纤维上涂层的偏心率可以产生交替图形中相应的不对称，使涂层设备倾斜从而减少这种不对称。

Images