CN108507483B - 一种大尺寸光纤预制棒的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大尺寸光纤预制棒的测量装置，包括透光容器和匹配油，在透光容器外一侧安设有扫描激光光源，扫描激光光源与水平位移装置相连，在透光容器的另一侧对应扫描激光光源安设有光电位置传感器，其特征在于所述的光电位置传感器包括能绕水平轴线转动的多面柱体，在多面柱体上的至少两个柱面上安设有光电位置传感器件，所述的光电位置传感器件每个柱面上安设一块，所有光电位置传感器件沿轴线方向前后衔接排列布设，且相邻柱面安设的光电位置传感器件前后衔接。本发明结构设置合理简便，不仅测量直径大，而且制作成本低，实现了采用小尺寸光电位置传感器件对更大直径光纤预制棒进行折射率剖面以及芯、包层直径等几何参数的测量功能。

Description

一种大尺寸光纤预制棒的测量装置
技术领域
本发明涉及一种大尺寸光纤预制棒的测量装置，用于对光纤预制棒的折射率剖面以及芯、包层直径等几何参数进行测量的装置，属于光纤检测装置技术领域。
背景技术
光纤是现代数据通信的主要载体，光纤制备行业从成本和生产效率的角度考虑，倾向于制备直径更大的光纤预制棒。对光纤预制棒折射率剖面以及芯、包层直径等几何参数的测量是一个重要的质量控制环节。目前这种测量以基于光学的非接触式测量为主，其中会用到光电位置传感器。光电位置传感器的工作原理是以数字量或模拟量的方式输出入射激光束在探测器上的位置坐标。通过激光器对预制棒横截面进行扫描，并记录投射之后的激光光斑位置，可以通过斯涅耳定律计算出扫描位置的折射率以及半径。
随着预制棒直径的增加，激光器扫描的行程以及光电位置传感器所需要覆盖的光斑位移长度也要相应的增加，用于传感的光电位置传感器的尺寸也必须相应加大。而由于半导体工艺的原因，大尺寸的感光位置传感元件通常价格较贵，这将大大增加大尺寸光纤预制棒的测量装置成本。且在传感边缘区域（探测器有效长度两侧的1/4~1/6）由于光学系统的像差和电路噪声的影响，探测器会出现位置误差增加以及输出线性度劣化等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种大尺寸光纤预制棒的测量装置，它不仅测量直径大，而且制作成本低。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有透光容器，透光容器中盛装有匹配油，在透光容器外一侧安设有扫描激光光源，扫描激光光源与水平位移装置相连，在透光容器的另一侧对应扫描激光光源安设有光电位置传感器，其特征在于所述的光电位置传感器包括能绕水平轴线转动的多面柱体，在多面柱体上的至少两个柱面上安设有光电位置传感器件，所述的光电位置传感器件每个柱面上安设一块，所有光电位置传感器件沿轴线方向前后衔接排列布设，且相邻柱面安设的光电位置传感器件前后衔接。
按上述方案，所述的光电位置传感器件为模拟或数字信号输出的一维或二维光电位置传感器件。
按上述方案，所述的多面柱体为等边多面柱体，所述的等边多面柱体为3~8个柱面。
按上述方案，所述的多面柱体与水平转动机构相连。
按上述方案，所述的光电位置传感器件沿轴线前后衔接排列为每块光电位置传感器件的有效传感长度的无隙紧密衔接排列，所述的一块电位置传感器件的有效传感长度为15~35mm。
按上述方案，所述的扫描激光光源水平位移的起始点对应于沿轴线布设的最前光电位置传感器件传感起始点，光电位置传感器件的有效传感长度的总和大于或等于被测光纤预制棒的直径。
按上述方案，所述的透光容器为矩形截面透光容器，顶部开口，由纯二氧化硅制成，所述的匹配油折射率与纯二氧化硅玻璃的折射率相同或相近。
按上述方案，在所述透光容器的中部上方设置有光纤预制棒夹持装置。
按上述方案，所述的扫描激光光源发射的激光光束的波长为632nm，光电位置传感器接收透过透光容器的激光光束信号并加以记录。
本发明的使用过程为：将夹持的光纤预制棒放入盛装有匹配油的透光容器，在测量过程中，扫描激光光源在水平轨道上移动，在光纤预制棒的一侧边界沿水平面进行扫描，扫描至光纤预制棒另一侧边界结束，返回原点。在扫描过程中，透射以及折射后的出射激光束作用于光电位置传感器件的表面，光电位置传感器将光斑位置信号转化为数字或模拟信号。当最前第一块光电位置传感器件达到线性量程极限时，多面柱体旋转至下一个柱面，将第二块安装位置紧密衔接的光电位置传感器件旋转到工作面，当第二块量程结束时再延续至第三块，并再往后延续，直至测量完毕，从而延续覆盖出射激光光束的移动路径，实现测量装置量程的增大。
本发明的有益效果为：1、通过安设能绕水平轴线转动的多面柱体，在多面柱体上的柱面上安设多块可前后衔接的小尺寸光电位置传感器件，形成多面柱体上的光电位置传感器阵列，扩展了光纤预制棒测量装置对大角度透射和折射激光束的接收探测能力，从而实现了采用小尺寸光电位置传感器件对更大直径光纤预制棒进行折射率剖面以及芯、包层直径等几何参数的测量功能，解决了现有的光电位置传感器件量程不够大不能满足大尺寸预制棒测量的问题。2、本发明结构设置合理简便，不仅测量直径大，而且制作成本低。3、本发明的光电位置传感器件沿轴线前后衔接排列，使得每块光电位置传感器件的有效传感长度无隙紧密衔接排列，扫面斑点均位于光电位置传感器件达到的线性量程极限内，因而测量精度高，误差小。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明一个实施例中光电位置传感器的立体图。
图4为本发明一个实施例中光电位置传感器的平面展开图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
包括有透光容器2，所述的透光容器为矩形截面透光容器，顶部开口，由纯二氧化硅制成，透光容器中盛装有匹配油3，匹配油可为硅油，所述的匹配油折射率与纯二氧化硅玻璃的折射率相同或相近。在所述透光容器的中部上方设置有光纤预制棒夹持装置。在透光容器外一侧安设有扫描激光光源1，扫描激光光源与水平位移装置相连，能将扫描激光光源沿水平方向往复移动，对放置在透光容器匹配油中的光纤预制棒4进行激光扫描。在透光容器的另一侧对应扫描激光光源安设有光电位置传感器5，所述的光电位置传感器包括能绕水平轴线转动的多面柱体31，所述的多面柱体为等边三角形柱体，在等边三角形柱体的三个柱面上分别安设有光电位置传感器件，光电位置传感器件每个柱面上安设一块，所有光电位置传感器件沿轴线方向前后衔接排列布设，且相邻柱面安设的光电位置传感器件前后衔接，所述的光电位置传感器件为模拟或数字信号输出的一维或二维光电位置传感器件。沿轴线前后衔接排列为每块光电位置传感器件的有效传感长度沿轴线方向的无隙紧密衔接排列，其中第一块光电位置传感器件33的有效传感长度43为l1,第二块光电位置传感器件32的有效传感长度42为l2，第三块光电位置传感器件34的有效传感长度44为l3，所述的一块电位置传感器件的有效传感长度为35 mm。光电位置传感器件的有效传感长度的总和L=l1+l2+l3。所述的扫描激光光源水平位移的起始点对应于沿轴线布设的最前光电位置传感器件传感起始点。所述的扫描激光光源发射的激光光束的波长为632nm，光电位置传感器接收透过透光容器的激光光束信号并加以记录。

Claims (8)

1.一种大尺寸光纤预制棒的测量装置，包括有透光容器，透光容器中盛装有匹配油，在透光容器外一侧安设有扫描激光光源，扫描激光光源与水平位移装置相连，在透光容器的另一侧对应扫描激光光源安设有光电位置传感器，其特征在于所述的光电位置传感器包括能绕水平轴线转动的多面柱体，在多面柱体上的至少两个柱面上安设有光电位置传感器件，所述的光电位置传感器件每个柱面上安设一块，所有光电位置传感器件沿轴线方向前后衔接排列布设，且相邻柱面安设的光电位置传感器件前后衔接；所述的光电位置传感器件沿轴线前后衔接排列为每块光电位置传感器件的有效传感长度的无隙紧密衔接排列，所述的一块电位置传感器件的有效传感长度为15~35mm。
2.按权利要求1所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的光电位置传感器件为模拟或数字信号输出的一维或二维光电位置传感器件。
3.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的多面柱体为等边多面柱体，所述的等边多面柱体为3~8个柱面。
4.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的多面柱体与水平转动机构相连。
5.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的扫描激光光源水平位移的起始点对应于沿轴线布设的最前光电位置传感器件传感起始点，光电位置传感器件的有效传感长度的总和大于或等于被测光纤预制棒的直径。
6.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的透光容器为矩形截面透光容器，顶部开口，由纯二氧化硅制成，所述的匹配油折射率与纯二氧化硅玻璃的折射率相同或相近。
7.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于在所述透光容器的中部上方设置有光纤预制棒夹持装置。
8.按权利要求1或2所述的大尺寸光纤预制棒的测量装置，其特征在于所述的扫描激光光源发射的激光光束的波长为632nm，光电位置传感器接收透过透光容器的激光光束信号并加以记录。
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