CN111458820B - 一种松套管内光纤余长调整系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种松套管内光纤余长调整系统及方法，涉及光缆生产制造技术领域，该松套管内光纤余长调整系统包括：余长检测装置、余长计算装置以及余长调节装置；余长检测装置包括检测光源、检测相机以及套管通过筒，检测相机用于接收检测光源照射待检测松套管的检测投影图，检测光源以及检测相机分别位于套管通过筒的两侧；余长计算装置用于根据检测相机传输的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，并根据光纤余长生成余长调整信号；余长调节装置用于根据余长调整信号调整待检测松套管的尾端的张力。本发明通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
Description
技术领域
本发明涉及光缆生产制造技术领域，具体涉及一种松套管内光纤余长调整系统及方法。
背景技术
光缆的生产工艺过程中，光纤在松套管中的光纤余长大小是最重要的控制指标。而套管光纤余长的大小除受到松套生产工艺的影响外，还与绞合过程中的套管放线张力有关。当光纤余长整体偏大时，可能会影响光缆的衰减温度特性，特别是低温环境下的衰减特性；当光纤余长整体偏小时，会使光缆的拉伸性能受到影响。除了光缆中的套管光纤余长的整体大小，不同套管之间，因色母料颜色不同，套管结晶度细微差异，放置时间不同，套管后收缩差异，同一盘套管在不同长度因排线紧密程度不同，套管后收缩差异，都会使套管光纤余长出现显著差异。因此在绞合工序，针对不同套管，在不同长度上识别光纤余长大小，通过套管放线张力的实时调整，将不同套管之间的光纤余长水平调整到一致、合理的水平是光缆生产过程中的核心问题。
目前业内对于套管光纤余长的识别及调整主要通过三种途径：一是松套管生产过程中，通过计算纤长及套管长度，得出光纤余长并通过水温、牵引张力实时调整控制光纤余长大小；二是松套管生产完成后，通过自动化光纤余长测试台准确测量套管外端光纤余长；三是在绞合生产中，通过操作人员使用手电筒照射松套管，并用肉眼观察光纤在松套管内投影状态，最后逐一调整。
以上三种方法都有其合理性和必要性，但前两种方法无法识别松套管放置12～36h后，后收缩给一盘松套管在不同位置带来的光纤余长差异，并且因配纤长度和生产效率的限制，下线后测试松套管光纤余长只能进行抽测，难以形成实时完整的监控。最为关键的是，在绞合过程中，套管光纤余长实际水平缺乏直观有效的检测方法，操作人员肉眼观察并调整的方法，存在较大的主观性差异，且无法保证监控的持续性和调整的准确性，而松套管光纤余长异常在绞合工序是无法通过光纤衰减数据进行识别的，一旦流入护套工序就会导致批量质量事故，带来重大损失。
基于上述情况，由于现有工艺控制手段还存在上述不足，如今迫切需要一种松套管内光纤余长调整方案，满足工作需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种松套管内光纤余长调整系统及方法，通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
第一方面，本发明公开一种松套管内光纤余长调整系统，所述松套管内光纤余长调整系统包括：余长检测装置、余长计算装置以及余长调节装置；
所述余长检测装置包括检测光源、检测相机以及套管通过筒，所述检测相机用于接收所述检测光源照射待检测松套管的检测投影图，所述检测光源以及所述检测相机分别位于所述套管通过筒的两侧；
所述余长计算装置(2)用于根据所述检测相机(11)接收的所述检测投影图计算获得所述检测投影图内部的光纤余长，将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值，根据所述放线张力调整值生成余长调整信号；
所述余长调节装置用于根据所述余长调整信号调整所述待检测松套管的尾端的张力。
具体的，所述余长检测装置包括至少2个所述检测光源、至少2个所述检测相机以及套管通过筒；
各所述检测光源分别与各所述检测相机成对设置；
各所述检测光源以及与其成对的所述检测相机的连线与所述套管通过筒的内径重合。
具体的，所述余长计算装置根据所述检测投影图计算所述光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
所述光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
所述光纤拟合长度为根据所述检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
具体地，将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
所述放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为所述光纤余长，ε2为所述工艺要求光纤余长值。
具体的，所述余长调节装置包括：
控制阀门，所述控制阀门用于根据所述余长调整信号调整输出气流量；
与所述控制阀门连通的气缸；
调节支架；
中部可转动设置在所述调节支架顶部的连接杆；
设置在所述连接杆尾部的调节滑轮；其中，
所述气缸的喷气端正对所述连接杆的前端
所述待检测松套管的尾端绕设在所述调节滑轮上；
所述连接杆被配置成受所述气缸的气流冲击可绕所述调节支架顶部转动。
第二方面，本发明公开一种利用第一方面提及的松套管内部光纤余长调整系统的松套管内光纤余长调整方法，所述松套管内光纤余长调整方法包括以下步骤：
利用光源照射待检测松套管获得检测投影图；
根据所述检测相机接收的所述检测投影图计算获得所述检测投影图内部的光纤余长；
根据所述检测投影图内部的光纤余长调整所述待检测松套管的尾端的张力。
具体的，所述根据所述检测投影图内部的光纤余长调整所述待检测松套管的尾端的张力具体以下步骤：
将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值；
根据所述放线张力调整值生成余长调整信号。
具体的，所述余长计算装置根据所述检测投影图计算所述光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
所述光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2；
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
所述光纤拟合长度为根据所述检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
具体的，将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
所述放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为所述光纤余长，ε2为所述工艺要求光纤余长值。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，保证了光缆中光纤余长的稳定性和一致性，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
2、本发明结构简单，成本低廉，便于操作，可降低松套工序对光纤余长的控制要求，减少停机检查松套管光纤余长时间，从而提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中松套管内光纤余长调整系统的工作示意图；
图2为本发明实施例中松套管内光纤余长调整系统中余长检测装置以及余长检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中松套管内光纤余长调整系统中余长计算装置以及余长调节装置的结构示意图；
图中：1、余长检测装置；10、检测光源；11、检测相机；12、套管通过筒；2、余长计算装置；3、余长调节装置；30控制阀门；31、气缸；32、调节支架；33、连接杆；34、调节滑轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种松套管内光纤余长调整系统及方法，通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，保证了光缆中光纤余长的稳定性和一致性，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：
一种松套管内光纤余长调整系统，该松套管内光纤余长调整系统包括：余长检测装置1、余长计算装置2以及余长调节装置3；
余长检测装置1包括检测光源10、检测相机11以及套管通过筒12，检测相机11用于接收检测光源10照射待检测松套管的检测投影图，检测光源10以及检测相机11分别位于套管通过筒12的两侧；
余长计算装置2用于根据检测相机11传输的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，并根据光纤余长生成余长调整信号；
余长调节装置3用于根据余长调整信号调整待检测松套管的尾端的张力。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
实施例一
参见图1至3所示，本发明实施例提供一种松套管内光纤余长调整系统，该松套管内光纤余长调整系统包括：
余长检测装置1、余长计算装置2以及余长调节装置3；
余长检测装置1包括检测光源10、检测相机11以及套管通过筒12，检测相机11用于接收检测光源10照射待检测松套管的检测投影图，检测光源10以及检测相机11分别位于套管通过筒12的两侧；
余长计算装置2用于根据检测相机11传输的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，并根据光纤余长生成余长调整信号；
余长调节装置3用于根据余长调整信号调整待检测松套管的尾端的张力。
本发明实施例中，首先，在余长检测装置1的检测光源10、检测相机11以及套管通过筒12用于对内部已经有光纤的松套管进行检测，利用检测光源10照射松套管，由于松套管内部有光纤，故而光纤在待检测松套管内部的投影会被检测相机11获取，即检测相机11接收检测光源10照射待检测松套管的检测投影图，进而检测相机11将检测相机11传输至余长计算装置2；
而后，余长计算装置2会根据检测相机11获得的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，并根据光纤余长生成余长调整信号；
最后，再由余长调节装置3根据余长调整信号调整待检测松套管的尾端的张力。
本发明实施例通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，保证了光缆中光纤余长的稳定性和一致性，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
另外，本发明实施例，成本低廉，便于操作，可降低松套工序对光纤余长的控制要求，减少停机检查松套管光纤余长时间，从而提高生产效率。
在一些可选的实施例中，余长检测装置1包括至少2个检测光源10、至少2个检测相机11以及套管通过筒12；
各检测光源10分别与各检测相机11成对设置；
各检测光源10以及与其成对的检测相机11的连线与套管通过筒12的内径重合；
通过不同角度的对穿过套管通过筒12的待检测松套管以及待检测松套管内部的光纤进行照射，从而两个方向的投影，进而获得更精准的检测投影图；
进而使得后续计算获得更为准确的光纤余长，而后，再根据光纤余长同样能够生成余长调整信号。
在一些可选的实施例中，余长计算装置2用于根据检测相机11传输的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，将根据光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值，根据放线张力调整值生成余长调整信号；
当光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较，光纤余长过长时，则需要适当收紧待检测松套管，即提高放线张力，
反之，当光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较，光纤余长过短时，则需要适当放松待检测松套管，即降低放线张力；
需要说明的是，不论是放松或是收紧待检测松套管，具体都可以从待检测松套管的尾部调整；
需要说明的是，在光纤绞合工作中，待检测松套管的一端包有光纤，被照射的一端包有光纤，而待检测松套管的尾部，即待检测松套管的另一端，该端内部为空心，并未包有光纤，即调整待检测松套管的尾部，即可调整待检测松套管前端，即包有光纤的一端，使得其在光纤绞合工作中，能够调整光纤在待检测松套管内部光纤余长。
在一些可选的实施例中，余长计算装置2根据检测投影图计算光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2；
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
光纤拟合长度为根据检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
在一些可选的实施例中，将根据光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为光纤余长，ε2为工艺要求光纤余长值。
在一些可选的实施例中，余长调节装置3包括：
控制阀门30，控制阀门30用于根据余长调整信号调整输出气流量；
与控制阀门30连通的气缸31；
调节支架32；
中部可转动设置在调节支架32顶部的连接杆33；
设置在连接杆33尾部的调节滑轮34；其中，
气缸31的喷气端正对连接杆33的前端
待检测松套管的尾端绕设在调节滑轮34上；
连接杆33被配置成受气缸31的气流冲击可绕调节支架32顶部转动；
当需要收紧待检测松套管的尾端时，首先将调节支架32调整至适合的方位，进而利用控制阀门30控制气缸31，使得气缸31向连接杆33喷射气流，进而使得连接杆33发生一定的角度变化，从而使得待检测松套管的张力增大；
同样，当需要放松待检测松套管的尾端时，首先将调节支架32调整至适合的方位，进而利用控制阀门30控制气缸31，使得气缸31向连接杆33喷射气流，进而使得连接杆33发生一定的角度变化，从而使得待检测松套管的张力减小。
实施例二
参见图4所示，本发明实施例提供一种基于实施例一的松套管内部光纤余长调整方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用光源照射待检测松套管获得检测投影图；
S2、根据检测相机传输的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长；
S3、根据检测投影图内部的光纤余长调整待检测松套管的尾端的张力。
本发明实施例中，首先，在余长检测装置1的检测光源10、检测相机11以及套管通过筒12用于对内部已经有光纤的松套管进行检测，利用检测光源10照射松套管，由于松套管内部有光纤，故而光纤在待检测松套管内部的投影会被检测相机11获取，即检测相机11接收检测光源10照射待检测松套管的检测投影图，进而检测相机11将检测相机11传输至余长计算装置2；
而后，余长计算装置2会根据检测相机11获得的检测投影图计算获得检测投影图内部的光纤余长，并根据光纤余长生成余长调整信号；
最后，再由余长调节装置3根据余长调整信号调整待检测松套管的尾端的张力。
本发明实施例通过光纤的投影，实现对光纤余长的检测，保证了光缆中光纤余长的稳定性和一致性，避免因松套管光纤余长异常造成的质量事故。
另外，本发明实施例，成本低廉，便于操作，可降低松套工序对光纤余长的控制要求，减少停机检查松套管光纤余长时间，从而提高生产效率。
在一些可选的实施例中，根据检测投影图内部的光纤余长调整待检测松套管的尾端的张力，即步骤S3具体以下步骤：
S300、将根据光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值；
S301、根据放线张力调整值生成余长调整信号。
在一些可选的实施例中，余长计算装置2根据检测投影图计算光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2；
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
光纤拟合长度为根据检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
在一些可选的实施例中，将根据光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为光纤余长，ε2为工艺要求光纤余长值
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：所述系统包括余长检测装置(1)、余长计算装置(2)以及余长调节装置(3)；
所述余长检测装置(1)包括检测光源(10)、检测相机(11)以及套管通过筒(12)，所述检测相机(11)用于接收所述检测光源(10)照射待检测松套管的检测投影图，所述检测光源(10)以及所述检测相机(11)分别位于所述套管通过筒(12)的两侧；
所述余长计算装置(2)用于根据所述检测相机(11)接收的所述检测投影图计算获得所述检测投影图内部的光纤余长，将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值，根据所述放线张力调整值生成余长调整信号；
所述余长调节装置(3)用于根据所述余长调整信号调整所述待检测松套管的尾端的张力。
2.如权利要求1所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：
所述余长检测装置(1)包括至少2个所述检测光源(10)、至少2个所述检测相机(11)以及套管通过筒(12)；
各所述检测光源(10)分别与各所述检测相机(11)成对设置；
各所述检测光源(10)以及与其成对的所述检测相机(11)的连线与所述套管通过筒(12)的内径重合。
3.如权利要求1所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：
所述余长计算装置(2)根据所述检测投影图计算所述光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
所述光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
所述光纤拟合长度为根据所述检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
4.如权利要求1所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：
将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
所述放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为所述光纤余长，ε2为所述工艺要求光纤余长值。
5.如权利要求1所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于，所述余长调节装置(3)包括：
控制阀门(30)，所述控制阀门(30)用于根据所述余长调整信号调整输出气流量；
与所述控制阀门(30)连通的气缸(31)；
调节支架(32)；
中部可转动设置在所述调节支架(32)顶部的连接杆(33)；
设置在所述连接杆(33)尾部的调节滑轮(34)；其中，
所述气缸(31)的喷气端正对所述连接杆(33)的前端
所述待检测松套管的尾端绕设在所述调节滑轮(34)上；
所述连接杆(33)被配置成受所述气缸(31)的气流冲击可绕所述调节支架(32)顶部转动。
6.一种利用权利要求1所述的松套管内部光纤余长调整系统的松套管内部光纤余长调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
利用光源照射待检测松套管获得检测投影图；
根据所述检测相机接收的所述检测投影图计算获得所述检测投影图内部的光纤余长；
根据所述检测投影图内部的光纤余长调整所述待检测松套管的尾端的张力。
7.如权利要求6所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于，所述根据所述检测投影图内部的光纤余长调整所述待检测松套管的尾端的张力具体以下步骤：
将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值；
根据所述放线张力调整值生成余长调整信号。
8.如权利要求6所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：
所述余长计算装置(2)根据所述检测投影图计算所述光纤余长具体基于光纤余长计算公式；
所述光纤余长计算公式:ε1＝(L1-L2)/L2；
其中，L1为光纤拟合长度，L2为松套管长度，ε1为光纤余长；
所述光纤拟合长度为根据所述检测投影图建立光纤投影曲线方程，并通过积分计算获得。
9.如权利要求6所述的松套管内部光纤余长调整系统，其特征在于：
将所述根据所述光纤余长与工艺要求光纤余长值进行比较获得放线张力调整值具体基于放线张力计算公式；
所述放线张力计算公式：F＝Ft+S*E*(ε1-ε2)；
其中，F为松套管放线张力调整值，Ft为松套管光纤余长测试预张力，S为松套管截面积，E为松套管杨氏模量，ε1为所述光纤余长，ε2为所述工艺要求光纤余长值。
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