CN107238342B - 光纤扭曲度测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤扭曲度测量装置，包括测试台、均设置在测试台上的光纤夹持器和放纤盘，放纤盘上卷绕有搓扭过的待测试光纤，待测试光纤自放纤盘上退卷后穿入光纤夹持器内被其夹紧；测试台上设有水平直线延伸的滑轨，光纤夹持器具有均能够在滑轨内滑动的两个，其中之一的光纤夹持器上设有旋转驱动器，旋转驱动器驱动光纤夹持器绕自身的轴线转动；两光纤夹持器同步夹紧待测光纤后，其中之一的光纤夹持器转动带动光纤退扭，转动的光纤夹持器上设有转动角度采集器。本发明的光纤扭曲度测量装置，能够准确、稳定的测量经搓扭装置搓扭后的光纤扭曲度，可以用作评估搓扭装置的工作效果使用，相较于人工测量能够提高测量结果的稳定性和准确性。

Description

光纤扭曲度测量装置及其测量方法

技术领域

本发明属于光纤测量技术领域，具体涉及一种光纤扭曲度测量装置及其测量方法。

背景技术

目前光纤已经成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统也将成为未来国家信息基础设施的支柱。在信息快速发展的今天，超大容量，超长距离传输技术显得尤为重要，这就需要光纤具有更好的质量指标。而直接影响信号传输距离、传输速率和容量的一个重要指标，就是光纤的偏振模色散(全称是Polarization Mode Dispersion，简称PMD)。在光纤生产过程中，光纤的芯不圆度、光纤内部结构存在缺陷、拉丝过程产生的附加应力等等因素都会引起光纤PMD的恶化。

光纤预制棒在拉丝过程中为了保持或者改善光纤PMD指标的稳定性，通常是通过改进预制棒加热炉的结构来控制光纤内应力分布不均匀，从而达到改善光纤PMD性能。但是大尺寸长拉丝距离的光纤预制棒在高速拉丝的环境下，光纤产生内应力或者内应力分布不均匀这个问题难以避免。当前，各厂家均采用在拉丝路径上安装一个搓扭装置，通过给予光纤额外扭转的方法来改善拉丝过程中光纤内应力的分布，从而保持或改善光纤PMD指标的稳定性。

如何检验光纤搓扭装置工作效果，并对其进行监控，准确实时地掌握搓扭运行情况，并依此为依据对光纤PMD指标稳定与否进行判断。目前，有一种人工测试方法，但是需要三人协作完成，且每次都需要专人手动去捏紧光纤头，保证光纤扭曲不被释放。在实际操作中，每次对光纤的放线、掐断操作均会或大或小的释放掉光纤原有的扭曲，且在不配备对照刻度盘的情况下，光纤扭曲数据的准确性及稳定性无法得到保证。

发明内容

本发明提供了一种可以用作评估搓扭装置的工作效果的光纤扭曲度测量装置，相较于人工测量能够提高测量结果的稳定性和准确性，节省人工投入。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种光纤扭曲度测量装置，包括测试台、均设置在测试台上的光纤夹持器和放纤盘，所述放纤盘上卷绕有搓扭过的待测试光纤，待测试光纤自放纤盘上退卷后穿入光纤夹持器内被其夹紧；

所述测试台上设有水平直线延伸的滑轨，所述光纤夹持器具有均能够在滑轨内滑动的两个，其中之一的所述光纤夹持器上设有旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动光纤夹持器绕自身的轴线转动；两所述光纤夹持器同步夹紧待测光纤后，其中之一的所述光纤夹持器转动带动光纤退扭，转动的所述光纤夹持器上设有转动角度采集器。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述光纤夹持器具有穿纤管，所述穿纤管内设有供光纤穿经的穿纤通道，所述穿纤通道内设有阀片，转动所述阀片能够夹紧或者释放所述光纤。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述穿纤管外套设有与其同步转动的轴套，所述轴套外套设有带刻度的表盘，所述转动角度采集器设置在轴套上；所述轴套随穿纤管转动过程中所述转动角度采集器在表盘上移动。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述滑轨内沿其延伸方向依次设有第一限位块、第二限位块和第三限位块，所述第一限位块和第二限位块之间设有第一滑块，所述第二限位块和第三限位块之间设有第二滑块，所述第一滑块和第二滑块均能够沿滑轨滑动，两所述光纤夹持器分别设置在第一滑块和第二滑块上。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述第一滑块和第二滑块的上表面均设有十字交叉的两个卡槽，两个卡槽的交叉处设有复位弹簧，所述穿纤管设置在复位弹簧上。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述测试台上设有长度计量尺，所述第一限位块和第三限位块设置在长度计量尺的计量范围内。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述测试台上设有穿纤环，沿所述光纤的穿经方向，所述穿纤环设置在放纤盘和光纤夹持器之间。

为达到上述目的，本发明的另一技术方案如下：一种光纤扭曲度测量方法，使用以上结构的扭曲度测量装置，其包括以下步骤：

(1)将搓扭过的待测试光纤卷绕在放纤盘上，将放纤盘挂放在测试台上的放线架上；

(2)分别移动第一滑块和第二滑块至第一限位块和第三限位块的位置，第一光纤夹持器和第二光纤夹持器分别设置在第一滑块和第二滑块上，转动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器使得两者的穿纤管均水平设置；

(3)取放纤盘上退卷后的样品光纤依次穿经穿纤环、第二光纤夹持器和第一光纤夹持器，启动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器同步夹持样品光纤，此时位于第一光纤夹持器和第二光纤夹持器之间的样品光纤拉直设置；

(4)第二滑块向第二限位块的方向移动，第二滑块移动过程中第一光纤夹持器和第二光纤夹持器之间的样品光纤自然下垂一定弧度后，同步顺时针旋转第一光纤夹持器和第二光纤夹持器90°；

(5)观察下垂样品光纤的自然扭转方向，旋转驱动器驱动第一光纤夹持器以样品光纤自然扭转方向的反方向转动，直至样品光纤自然下垂的最低端与滑轨的延伸方向相平行，此时转动角度采集器在表盘上转动的角度θ即为样品光纤的扭曲度。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括步骤(1)中，将放纤盘上卷绕的光纤外端头去掉20m，将外端头去掉20m后的光纤作为待测试样品光纤。

本发明的一个较佳实施例中，进一步包括步骤(5)结束后，

(6)转动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器使得两者的穿纤管均水平设置，第一光纤夹持器释放样品光纤，抽拉样品光纤使得样品光纤在第二光纤夹持器处被截断；此时第二光纤夹持器夹持的是下一个样品光纤的端头；

(7)第二光纤夹持器释放下一个样品光纤的端头，向第一光纤夹持器方向拉动下一个样品光纤，第一光纤夹持器夹紧下一个样品光纤的端头，移动第二滑块带动第二光纤夹持器复位至第三限位块的位置，为下一个样品光纤的测试做准备。

本发明的有益效果是：本发明的光纤扭曲度测量装置，能够准确、稳定的测量经搓扭装置搓扭后的光纤扭曲度，可以用作评估搓扭装置的工作效果使用，相较于人工测量能够提高测量结果的稳定性和准确性，节省人工投入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是测量过程中两个光纤夹持器的位置变化示意图；

图3是本发明优选实施例滑轨的结构示意图；

图4是本发明优选实施例滑块的结构示意图；

图5是本发明优选实施例光纤夹持器与表盘的组合示意图。

其中：1-光纤；

2-测试台，4-光纤夹持器，6-放纤盘，8-滑轨，10-旋转驱动器，12-转动角度采集器，14-穿纤盘，16-阀片，18-轴套，20-表盘，22-第一限位块，24-第二限位块，26-第三限位块，28-第一滑块，30-第二滑块，32-卡槽，34-长度计量尺，36-穿纤环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1、3-5所示，本实施例中公开了一种光纤扭曲度测量装置，包括测试台2、均设置在测试台2上的光纤夹持器和放纤盘6；搓扭过的待测试光纤卷绕在放纤盘6上，放纤盘6通过放线架挂放在测试台2上，待测试光纤自放纤盘6上退卷后穿入光纤夹持器内被其夹紧；

上述测试台2上设有水平直线延伸的滑轨8，上述光纤夹持器具有均能够在滑轨内滑动的两个，分别为第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5，其中，第一光纤夹持器4上设有旋转驱动器10，上述旋转驱动器10驱动第一光纤夹持器4绕自身的轴线转动；两上述光纤夹持器同步夹紧待测光纤1后，第一光纤夹持器4转动带动光纤1退扭，上述第一光纤夹持器4上设有转动角度采集器12。

以上结构的扭曲度测试装置，其测量过程如下：

两个光纤夹持器同步夹紧样品光纤1，此时位于两个光纤夹持器之间的样品光纤1零拉力的处于拉直状态；随后，第二光纤夹持器5向第一光纤夹持器4方向移动，移动过程中第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5之间的样品光纤1自然下垂，待其下垂至一定弧度后，观察下垂样品光纤1的自然扭转方向，旋转驱动器10驱动第一光纤夹持器4以样品光纤自然扭转方向的反方向转动，直至样品光纤1自然下垂的最低端与滑轨8的延伸方向相平行，此时转动角度采集器转动的角度θ即为样品光纤的扭曲度。

如图5所示，两个光纤夹持器的结构相同，均具有穿纤管14，上述穿纤管14内设有供光纤1穿经的穿纤通道，穿纤通道轴向直线延伸，上述穿纤通道内设有阀片16，转动上述阀片16能够夹紧或者释放上述光纤1。

上述穿纤管14外套设有与其同步转动的轴套18，上述轴套18外套设有带刻度的表盘20，上述转动角度采集器12设置在轴套18上；上述轴套18随穿纤管14转动过程中上述转动角度采集器12在表盘20上移动。本实施例技术方案中，转动角度采集器12优选为设置在第一光纤夹持器4上的指针，第一光纤夹持器4转动过程中其上的指针在表盘20上移动。从带刻度的表盘上能够迅速准确的看到转动角度采集器12转动的角度，也就是从表盘上能够直接读取样片光纤的扭曲度。

为了定距离移动光纤夹持器，限制光纤夹持器的活动范围，上述滑轨8内沿其延伸方向依次设有第一限位块22、第二限位块24和第三限位块26，上述第一限位块22和第二限位块24之间设有第一滑块28，上述第二限位块24和第三限位块26之间设有第二滑块30，上述第一滑块28和第二滑块30均能够沿滑轨8滑动，上述第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5分别设置在第一滑块28和第二滑块30上。

如图4所示，上述第一滑块28和第二滑块30的上表面均设有十字交叉的两个卡槽32，两个卡槽32的交叉处设有复位弹簧，上述穿纤管14设置在复位弹簧上。光纤夹持器定位后其穿纤管14卡设在卡槽32内，需要调整穿纤管14的位姿时，将其从卡槽32内取出，位姿调整结束后将其再次放入卡槽32内，复位弹簧一方面有助于立穿纤管14快速的卡入卡槽32内，另一方面，穿纤管14卡入卡槽内后给其施加一定的拉力，避免其从卡槽32内窜出。

本实施例技术方案中，两个光纤夹持器同步夹紧样品光纤1后，两者会有两个同步位姿的变化，一个是水平放置，一个是垂直放置。初始状态下两个光纤夹持器的穿纤管14水平放置的夹持样品光纤；样品光纤1自然下垂呈一定弧度后，两个光纤夹持器的穿纤管14同步旋转90°的夹持样品光纤。滑块上表面上设置的十字交叉的两个卡槽32分别用于卡设水平状态的穿纤管14和顺时针转动90°后的穿纤管14。

上述测试台2上设有长度计量尺34，上述第一限位块22和第三限位块26设置在长度计量尺34的计量范围内。实际测量过程中，通常需要对一定长度的光纤进行测试扭曲度，比如，要求测试1m或者2m长度的光纤，此时，设计第一限位块22和第三限位块26之间间隔的距离为1m或者2m，通过长度计量尺34能够非常方便的确定第一限位块22和第三限位块26的固定位置。

为了确保测试过程中连在放纤盘6上的光纤不会自动下垂，上述测试台2上设有穿纤环36，沿上述光纤的穿经方向，上述穿纤环36设置在放纤盘6和光纤夹持器之间。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种光纤扭曲度测量方法，使用以上的扭曲度测量装置，其包括以下步骤：

(1)将搓扭过的待测试光纤卷绕在放纤盘6上，将放纤盘6挂放在测试台2上的放线架上；

(2)分别移动第一滑块28和第二滑块30至第一限位块22和第三限位块26的位置，第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5分别设置在第一滑块28和第二滑块30上，转动第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5使得两者的穿纤管14均水平设置的卡设在滑块表面的卡槽32内；

(3)取放纤盘6上退卷后的样品光纤依次穿经穿纤环36、第二光纤夹持器5和第一光纤夹持器4，启动第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5同步夹持样品光纤，此时位于第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5之间的样品光纤拉直设置；

(4)第二滑块30向第二限位块24的方向移动，第二滑块30移动过程中第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5之间的样品光纤自然下垂一定弧度后，同步顺时针旋转第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器590°；

(5)观察下垂样品光纤的自然扭转方向，旋转驱动器10驱动第一光纤夹持器4以样品光纤自然扭转方向的反方向转动，直至样品光纤自然下垂的最低端与滑轨8的延伸方向相平行(也就是呈水平直线状态)，此时转动角度采集器12在表盘22上转动的角度θ即为样品光纤的扭曲度。

本实施例技术方案中，样品光纤在整个测试过程中都被夹紧，且无需截断，不会释放原有的扭曲，大大提高测试结果的稳定性和准确性，能够连续测量整卷光纤。

为了排除放纤盘6在还盘过程中对光纤扭曲度的干扰和影响，步骤(1)中，将放纤盘6上卷绕的光纤外端头去掉20m，将外端头去掉20m后的光纤作为待测试样品光纤。

为了确保每次测量的样品光纤的长度一致，步骤(5)结束后，

(6)转动第一光纤夹持器4和第二光纤夹持器5使得两者的穿纤管14均水平设置，第一光纤夹持器4释放样品光纤，抽拉样品光纤使得样品光纤在第二光纤夹持器5处被截断；此时第二光纤夹持器5夹持的是下一个样品光纤的端头；

(7)第二光纤夹持器5释放下一个样品光纤的端头，向第一光纤夹持器4方向拉动下一个样品光纤，第一光纤夹持器4夹紧下一个样品光纤的端头，移动第二滑块30带动第二光纤夹持器5复位至第三限位块26的位置，为下一个样品光纤的测试做准备。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种光纤扭曲度测量装置，其特征在于：包括测试台、均设置在测试台上的光纤夹持器和放纤盘，所述放纤盘上卷绕有搓扭过的待测试光纤，待测试光纤自放纤盘上退卷后穿入光纤夹持器内被其夹紧；

所述测试台上设有水平直线延伸的滑轨，所述光纤夹持器具有两个，两个所述光纤夹持器均能够在滑轨内滑动，其中之一的所述光纤夹持器上设有旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动光纤夹持器绕自身的轴线转动；两所述光纤夹持器同步夹紧待测光纤后，其中之一的所述光纤夹持器转动带动光纤退扭，转动的所述光纤夹持器上设有转动角度采集器；

所述测试台上设有穿纤环，沿所述光纤的穿经方向，所述穿纤环设置在放纤盘和光纤夹持器之间；

所述光纤夹持器具有穿纤管，所述穿纤管外套设有与其同步转动的轴套，所述轴套外套设有带刻度的表盘，所述转动角度采集器设置在轴套上；所述轴套随穿纤管转动过程中所述转动角度采集器在表盘上移动。

2.根据权利要求1所述的光纤扭曲度测量装置，其特征在于：所述穿纤管内设有供光纤穿经的穿纤通道，所述穿纤通道内设有阀片，转动所述阀片能够夹紧或者释放所述光纤。

3.根据权利要求2所述的光纤扭曲度测量装置，其特征在于：所述滑轨内沿其延伸方向依次设有第一限位块、第二限位块和第三限位块，所述第一限位块和第二限位块之间设有第一滑块，所述第二限位块和第三限位块之间设有第二滑块，所述第一滑块和第二滑块均能够沿滑轨滑动，两所述光纤夹持器分别设置在第一滑块和第二滑块上。

4.根据权利要求3所述的光纤扭曲度测量装置，其特征在于：所述第一滑块和第二滑块的上表面均设有十字交叉的两个卡槽，两个卡槽的交叉处设有复位弹簧，所述穿纤管设置在复位弹簧上。

5.根据权利要求3所述的光纤扭曲度测量装置，其特征在于：所述测试台上设有长度计量尺，所述第一限位块和第三限位块设置在长度计量尺的计量范围内。

6.一种光纤扭曲度测量方法，其特征在于：使用权利要求4-5任一项所述的扭曲度测量装置，其包括以下步骤：

（1）将搓扭过的待测试光纤卷绕在放纤盘上，将放纤盘挂放在测试台上的放线架上；

（2）分别移动第一滑块和第二滑块至第一限位块和第三限位块的位置，第一光纤夹持器和第二光纤夹持器分别设置在第一滑块和第二滑块上，转动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器使得两者的穿纤管均水平设置；

（3）取放纤盘上退卷后的样品光纤依次穿经穿纤环、第二光纤夹持器和第一光纤夹持器，启动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器同步夹持样品光纤，此时位于第一光纤夹持器和第二光纤夹持器之间的样品光纤拉直设置；

（4）第二滑块向第二限位块的方向移动，第二滑块移动过程中第一光纤夹持器和第二光纤夹持器之间的样品光纤自然下垂一定弧度后，同步顺时针旋转第一光纤夹持器和第二光纤夹持器90°；

（5）观察下垂样品光纤的自然扭转方向，旋转驱动器驱动第一光纤夹持器以样品光纤自然扭转方向的反方向转动，直至样品光纤自然下垂的最低端与滑轨的延伸方向相平行，此时转动角度采集器在表盘上转动的角度θ即为样品光纤的扭曲度。

7.根据权利要求6所述的光纤扭曲度测量方法，其特征在于：步骤（1）中，将放纤盘上卷绕的光纤外端头去掉20m，将外端头去掉20m后的光纤作为待测试样品光纤。

8.根据权利要求6所述的光纤扭曲度测量方法，其特征在于：步骤（5）结束后，

（6）转动第一光纤夹持器和第二光纤夹持器使得两者的穿纤管均水平设置，第一光纤夹持器释放样品光纤，抽拉样品光纤使得样品光纤在第二光纤夹持器处被截断；此时第二光纤夹持器夹持的是下一个样品光纤的端头；

（7）第二光纤夹持器释放下一个样品光纤的端头，向第一光纤夹持器方向拉动下一个样品光纤，第一光纤夹持器夹紧下一个样品光纤的端头，移动第二滑块带动第二光纤夹持器复位至第三限位块的位置，为下一个样品光纤的测试做准备。

Images