CN112098267B - 一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 - Google Patents
一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112098267B CN112098267B CN202010855075.3A CN202010855075A CN112098267B CN 112098267 B CN112098267 B CN 112098267B CN 202010855075 A CN202010855075 A CN 202010855075A CN 112098267 B CN112098267 B CN 112098267B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- loose body
- density
- data collection
- loose
- analysis device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 78
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 73
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 51
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 22
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 15
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/02—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring weight of a known volume
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/02—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring weight of a known volume
- G01N2009/022—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring weight of a known volume of solids
- G01N2009/024—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring weight of a known volume of solids the volume being determined directly, e.g. by size of container
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法，涉及光纤预制棒制造技术领域，包括沉积腔、沉重装置、摄像头、数据收集分析装置、直径校准工具和位移传感器；称重装置竖直滑动设置在沉积腔上方测量疏松体重量；摄像头设置在沉积腔外采集疏松体图像数据；数据收集分析装置与称重装置和摄像头通信连接，计算疏松体的实时密度数据，且数据收集分析装置通信连接有报警器；直径校准工具用来校准数据收集分析装置和称重装置；位移传感器设置在称重装置底部，与数据收集分析装置通信连接，用来测量疏松体沉积长度。本发明通过实时测量疏松体的直径，及时了解疏松体密度，方便控制，提高产品的均匀性，避免因为疏松体密度不合适造成的报废。
Description
技术领域
本发明涉及光纤预制棒制造技术领域，尤其涉及一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法。
背景技术
目前光纤预制棒通常采用VAD、OV、MCVD、PCVD等工艺进行制造，为了提高产能和生产效率，通常采用两步法：芯棒采用MCVD、PCVD、VAD、OVD工艺制备，外包层由OVD工艺或者套管方式来完成。随着光纤通信行业的发展，市场竞争也越来越激烈，成本高低、品质的优劣在一定程度上就决定了企业是否具有竞争力。预制棒作为光纤的前端产品，其制造成本直接影响到了光纤的成本，其中，芯棒的合格率直接关系到预制棒的制造成本。
VAD方法是沉积疏松体预制棒常用的工艺方法，疏松体预制棒的密度及均匀性是影响产品合格率的一个关键指标。通常控制疏松体密度在0.24-0.35g/cm3之间，密度过大，后续脱水工序会比较复杂，容易产生因为水峰过高而造成的光纤报废；密度过低，疏松体预制棒很容易发生开裂，造成合格率降低。
目前测量疏松体密度的方法大多采用离线方式进行，即在沉积结束后将疏松体预制棒从沉积腔提出转移到疏松体称重测量设备内，测量疏松体预制棒的直径分布、重量、密度等。但是这样在移动过程中，增加了员工的额外工作量，并且很容易因为震动发生疏松体开裂。虽然目前也有厂家开发出在线测量的方式，但是在沉积腔内直接扫描直径测量，由于高温、粉尘及腐蚀性气体，测量设备很容易发生损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法，通过实时测量疏松体的直径，及时了解疏松体密度，方便控制，提高产品的均匀性，避免因为疏松体密度不合适造成的报废；不仅实现对疏松体密度的检测，而且避免测量设备的损伤。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置，包括沉积腔，用来沉积疏松体；
称重装置，竖直滑动设置在所述沉积腔上方，用来测量疏松体的重量；
摄像头，设置在所述沉积腔外，用来采集疏松体的图像数据；
数据收集分析装置，与所述称重装置和摄像头通信连接，用来收集称重装置的称重数据和摄像头采集的图像，并分析测量图像中疏松体部分的直径，计算疏松体的实时密度数据，且所述数据收集分析装置通信连接有报警器；
直径校准工具，用来校准所述数据收集分析装置和称重装置；
位移传感器，设置在所述称重装置底部，用来测量疏松体的沉积长度，与所述数据收集分析装置通信连接；
所述称重装置包括竖直滑动安装在沉积腔上方的基座，所述基座上设有伺服马达、皮带、卡盘、称重传感器、定位装置，所述卡盘定位转动安装在基座上，所述定位装置限定卡盘的位置，所述伺服马达和卡盘之间通过皮带传动；所述称重传感器设置在基座上端面和卡盘下端面之间，且其和数据收集分析装置通信连接；所述位移传感器安装在基座下端面上；所述卡盘上卡接有与其同轴且竖直设置的吊杆，所述吊杆下端穿过基座，用于安装伸入沉积腔内的种子棒；所述基座上还盖设有防尘罩。
通过采用上述技术方案，种子棒安装在吊杆上并伸入沉积腔内用于沉积疏松体，在疏松体沉积过程中，称重装置上的称重传感器称量疏松体沉积的重量并反馈到数据收集分析装置，在称重装置带动疏松体向上移动的过程中，称重装置上的位移传感器测量疏松体沉积的长度并反馈到数据收集分析装置，摄像头拍摄疏松体的图像并传送到数据收集分析装置中，数据收集分析装置通过分析图像数据测量出疏松体的沉积直径，结合称重传感器反馈的疏松体沉积重量、位移传感器反馈的疏松体沉积长度，数据收集分析装置计算出疏松体的沉积密度，若沉积密度偏差较大，报警器发出警报，提醒工作人员检查问题所在。这样通过摄像头拍摄图像来测量外径，最终计算疏松体的密度，可以有效避免在沉积腔内设置测量设备时高温对测量设备的损伤；通过实时测量疏松体直径，实时计算疏松体密度，方便对沉积工艺进行控制，提高产品的均匀性，同时避免疏松体密度不合适造成的报废；实时在线测量疏松体密度，减少离线测量产生的多余搬运，降低因震动造成疏松体开裂报废的几率。其中，在安装种子棒进行沉积之前，先使用直径校准工具来校准数据收集分析装置和称重装置，提高在线测量、分析的准确性。
进一步地，所述直径校准工具包括竖直设置的打孔连杆，所述打孔连杆下端安装有多个与其同轴的校准圆盘，多个所述校准圆盘的直径从下往上依次增大。
通过采用上述技术方案，摄像头拍摄校准圆盘的图像反馈到数据收集分析装置，数据收集分析装置通过对图像分析测量校准圆盘的直径，与校准圆盘的实际直径进行对比，根据对比结果对数据收集分析装置进行调整，保证数据收集分析装置分析测量数据的准确性，即保证对疏松体密度实时计算的准确性。其中，校准圆盘设置多个且直径不同，这样多组数据对比，更进一步提高数据收集分析装置的准确性。
进一步地，所述称重传感器绕吊杆圆周阵列设有三个，称量的疏松体重量分别为M1、M2、M3。
通过采用上述技术方案，称重传感器设置圆周阵列设置三个，避免在称重装置带动疏松体上升过程中一个称重传感器测量的疏松体重量有偏差，设置三个称重传感器可以提高检测的疏松体重量的准确度，进而提高数据收集分析装置实施计算疏松体密度的准确性。
一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，使用上述装置，
S1、调试所述数据收集分析装置、校准称重传感器零点；
S2、在所述吊杆上安装种子棒，并在种子棒安装完成后设置称重传感器零点；
S3、在所述数据收集分析装置内输入种子棒的有效体积VS和理想疏松体密度ρ0；
S4、设置所述摄像头的采集时间间隔为t；
S5、调试沉积工艺，且该时间段内沉积的疏松体长度为h，沉积的疏松体体积为Vb；
S6、疏松体开始正常沉积，所述称重装置开始竖直移动，所述位移传感器开始实时记录疏松体的生长长度Li并反馈到数据收集分析装置；当疏松体达到生长高度L0时，疏松体外径开始稳定，该时间段内沉积的疏松体长度为L0，沉积的疏松体体积为Vg；所述摄像头和数据收集分析装置开始采集实时计算疏松体密度的初始数据；
S7、所述摄像头根据设定的采集时间间隔t进行疏松体图像数据的采集并反馈到数据收集分析装置，所述数据收集分析装置测量疏松体对应高度Li、Li+1位置的疏松体直径Di、Di+1；
S8、所述称重传感器实时记录疏松体的重量M，并将M反馈到数据收集分析装置；
S9、所述数据收集分析装置根据采集的对应高度的疏松体重量及直径实时计算出疏松体的密度ρ，计算公式为
S10、实时计算的疏松体密度ρ和初始设置的理想疏松体密度ρ0比较，若ρ超出允许的偏差范围，所述报警器报警。
通过采用上述技术方案，在沉积开始前先对数据收集分析装置进行调试，对沉重传感器的零点进行校准，保证数据收集分析装置工作时测量分析数据的准确性。先安装种子棒，将种子棒重量清零，设置称重传感器的零点，这样称重传感器测量的重量就是沉积疏松体的质量，不包括种子棒的重量，更方便数据收集分析装置的分析计算。沉积工艺调试和疏松体正常沉积外径稳定前的疏松体体积先行计算，降低其对疏松体正常沉积且外径稳定时对疏松体密度计算的影响。摄像头根据设定的采集时间间隔t周期性采集疏松体图像数据，并反馈到数据收集分析装置进行分析，位移传感器和称重传感器一直持续反馈疏松体的沉积长度和沉积重量，数据收集分析装置根据图像数据反馈时的长度信息和重量信息，以及分析测量的疏松体直径，根据公式计算疏松体的密度ρ，并和初始设定的理想疏松体密度ρ0对比，若ρ超出允许的偏差范围，报警器报警，工作人员及时检查或调整沉积工艺。这样实施在线计算疏松体密度，相较于沉积完毕再计算疏松体密度，可以及时检查或调整沉积工艺，避免疏松体沉积完毕后才发现疏松体密度不合格，降低产品报废几率。
进一步地，S1中，调试方法为，将所述直径校准工具安装到吊杆上，所述数据收集分析装置对摄像头采集的校准圆盘图像进行分析，测量图像中的校准圆盘的直径，并和校准圆盘的实际直径进行对比，根据对比结果对数据收集分析装置进行校准；通过称重传感器反馈数据和直径校准工具本身的实际重量对比，校准称重传感器的零点。
通过采用上述技术方案，使用直径校准工具多次校准数据收集分析装置，保证数据收集分析装置分析测量数据的准确性，即保证对疏松体密度实时计算的准确性；通过称重传感器反馈数据和直径校准工具本身的实际重量对比，校准称重传感器的零点，避免称重传感器零点偏移，其结构简单，方便操作且效果明显。
进一步地，S5中，待疏松体长度达到L0时，从疏松体顶部间隔1mm测量沉积工艺调试完毕生长的h长度的疏松体不同位置的直径Dj、Dj+1,Vb的计算公式为
通过采用上述技术方案，将h长度的疏松体分隔成若干1mm的小圆柱，若干1mm小圆柱的体积之和即为h长度疏松体的体积Vb,1mm长度的疏松体上下外径偏差不大，这样计算出来的体积Vb更为准确，进而保证疏松体密度在线计算的准确性。
进一步地，S6中，从开始正常沉积的生长零点开始间隔1mm测量疏松体L0长度段不同位置的直径Dk、Dk+1，Vg的计算公式为
通过采用上述技术方案，同样地，将L0长度的疏松体分隔成若干1mm的小圆柱，若干1mm小圆柱的体积之和即为L0长度疏松体的体积Vg,1mm长度的疏松体上下外径偏差不大，这样计算出来的体积Vg更为准确，进而保证疏松体密度在线计算的准确性。
进一步地，S8中，疏松体的重量M的计算公式为
通过采用上述技术方案，三个称重传感器分别测量出沉积的疏松体重量为M1、M2、M3，对三个称重传感器的测量值取平均值作为疏松体的重量M，这样可以提高数据的准确性，进而保证疏松体密度在线计算的准确性。
进一步地，S10中，在线测量的疏松体密度ρ和初始设置的疏松体密度ρ0之间的偏差范围为±5％。
通过采用上述技术方案，在线测量的疏松体密度ρ和初始设置的疏松体密度ρ0之间的偏差范围为±5％，当偏差范围超过±5％时，报警器就会发出警报，工作人员要对沉积工艺进行检查或调整。±5％为合理的偏差范围，有效保证疏松体的均匀性。
进一步地，S4中，设置的采集时间间隔t为1min≤t≤10min。
通过采用上述技术方案，小于1min的沉积时间疏松体外径基本没有变化，时间间隔t在1min≤t≤10min，这样既可以无需一直连续拍摄疏松体图像，又可以避免时间间隔过长导致计算的疏松体密度不准确。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过摄像头拍摄图像来测量外径，最终计算疏松体的密度，可以有效避免在沉积腔内设置测量设备时高温对测量设备的损伤；
2、通过实时测量疏松体直径，实时计算疏松体密度，方便对沉积工艺进行控制，提高产品的均匀性，同时避免疏松体密度不合适造成的报废；
3、实时在线测量疏松体密度，减少离线测量产生的多余搬运，降低因震动造成疏松体开裂报废的几率。
附图说明
图1是一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置的整体结构示意图；
图2是称重装置的结构示意图；
图3是直径校准工具的结构示意图；
图4是沉积到L0长度时的疏松体结构示意图；
图5是疏松体的整体结构示意图。
图中，1、沉积腔；2、称重装置；21、基座；22、伺服马达；23、皮带；24、卡盘；25、定位装置；26、称重传感器；27、防尘罩；28、吊杆；3、位移传感器；4、摄像头；5、数据收集分析装置；51、报警器；6、直径校准工具；61、打孔连杆；62、校准圆盘；7、种子棒；8、疏松体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置，如图1所示，包括用来沉积疏松体8的沉积腔1；用来测量疏松体8重量的称重装置2，且称重装置2竖直滑动设置在沉积腔1上方；用来采集疏松体8图像数据的摄像头4，摄像头4设置在沉积腔1外；用来测量疏松体8沉积长度的位移传感器3，位移传感器3设置在称重装置2底部；与称重装置2、摄像头4以及位移传感器3通信控制连接的数据收集分析装置5，数据收集分析装置5用来收集称重装置2的称重数据、位移传感器3的长度数据和摄像头4采集的图像，并分析测量图像中疏松体8部分的直径，计算疏松体8的实时密度数据；数据收集分析装置5还通信连接有报警器51，当数据收集分析装置5计算的疏松体8实时密度和设定的理想疏松体8密度偏差较大时，报警器51发出警报，工作人员检查或调整沉积工艺。还包括用来校准数据收集分析装置5和称重装置2的直径校准工具6，提高在线测量、分析的准确性。在本实施例中，数据收集分析装置5为电脑。
如图1和图2所示，在本实施例中，称重装置2包括竖直滑动安装在沉积腔1上方的基座21，基座21上定位转动安装有卡盘24，卡盘24的转动轴线竖直设置，卡盘24上卡接有与其同轴且竖直设置的吊杆28，吊杆28下端穿过基座21，应用于安装伸入沉积腔1内的种子棒7。卡盘24转动并通过吊杆28带动种子棒7转动，方便在种子棒7上沉积疏松体8，基座21通过吊杆28带动种子棒7和疏松体8向上移动。在基座21上设有固定卡盘24位置的定位装置25，本实施例中定位装置25为三根围绕吊杆28圆周阵列设置的定位杆。
如图2所示，在基座21上还设有位于卡盘24一侧、用于驱动卡盘24转动的伺服马达22，伺服马达22和卡盘24之间通过皮带23传动。在卡盘24下端面和基座21上端面设有用于称量疏松体8重量的称重传感器26，称重传感器26和数据收集分析装置5通信连接，连续反馈疏松体8的重量到数据收集分析装置5中。在基座21上还设有防尘罩27，防尘罩27用于保护卡盘24、伺服马达22、皮带23、称重传感器26等。其中，称重装置2竖直移动的驱动平台结构和现有技术中驱动吊杆28上下移动的结构相同，不做过多赘述。在本实施例中，称重传感器26围绕吊杆28圆周阵列设有三个，三个称重传感器26称量的疏松体8重量分别为M1、M2、M3。
如图1和图2所示，位移传感器3设置在基座21下端面上，位移传感器3感应称重装置2带动疏松体8向上移动的距离为疏松体8的沉积长度，沉积长度数据一直连续反馈并记录在数据收集分析装置5中。在安装种子棒7进行沉积之前，先使用直径校准工具6来校准数据收集分析装置5，直径校准工具6包括竖直设置的打孔连杆61，打孔连杆61下端安装有多个与其同轴的校准圆盘62，多个校准圆盘62的直径从下往上依次增大。在本实施例中，校准圆盘62设有六个，直径范围在25mm-300mm之间。
一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，使用上述装置，
S1、调试数据收集分析装置5、校准称重传感器26零点。调试方法为：将直径校准工具6的打孔连杆61连接安装到吊杆28上，摄像头4拍摄校准圆盘62的图像并反馈到数据收集分析装置5，数据收集分析装置5校准圆盘62图像进行分析，测量图像中的校准圆盘62的直径，并和校准圆盘62的实际直径进行对比，根据对比结果对数据收集分析装置5进行校准。通过称重传感器26反馈数据和直径校准工具6本身的实际重量对比，校准称重传感器26的零点，避免称重传感器26零点偏移。多次比较多次校准，保证数据收集分析装置5使用的准确性。
S2、在吊杆28上安装种子棒7，并在种子棒7安装完成后设置称重传感器26零点。取下直径校准工具6，将种子棒7安装到吊杆28上，在种子棒7上沉积疏松体8；种子棒7安装完成后，将中将帮7的重量清零，重新设置称重传感器26的零点，这样称重传感器26称量的重量全部为疏松体8的重量，可以直接计算使用。
S3、在数据收集分析装置5内输入种子棒7的有效体积VS和理想疏松体8密度ρ0。种子棒7的有效体积VS为种子棒7包裹在疏松体8内的体积，可以根据疏松体8在种子棒7上开始沉积的位置确定；种子棒7的有效体积VS为已知数据，理想疏松体8密度ρ0也根据沉积需求为已知数据，直接输入到数据收集分析装置5中，便于计算和对比。
S4、设置摄像头4的采集时间间隔为t。设置的采集时间间隔t为1min≤t≤10min，小于1min的沉积时间疏松体8外径基本没有变化，时间间隔t在1min≤t≤10min，这样既可以无需一直连续拍摄疏松体8图像，又可以避免时间间隔过长导致计算的疏松体8密度不准确。在本实施例中，摄像头4的采集时间间隔t为3min。
S5、调试沉积工艺，且该时间段内沉积的疏松体8长度为h，沉积的疏松体8体积为Vb。
S6、疏松体8开始正常沉积，称重装置2开始竖直移动，位移传感器3开始实时记录疏松体8的生长长度Li并反馈到数据收集分析装置5；当疏松体8达到生长高度L0时，疏松体8外径开始稳定，该时间段内沉积的疏松体8长度为L0，沉积的疏松体8体积为Vg；摄像头4和数据收集分析装置5开始采集实时计算疏松体8密度的初始数据。
如图4所示，待疏松体8长度达到L0时，从疏松体8顶部间隔1mm测量疏松体8的h长度段的疏松体8不同位置的直径Dj、Dj+1,Vb的计算公式为然后从开始正常沉积的生长零点开始间隔1mm测量疏松体8的L0长度段不同位置的直径Dk、Dk+1，Vg的计算公式为/>在计算Vb和Vg时，将疏松体8分隔成若干1mm的小圆柱，若干1mm小圆柱的体积之和即为h长度、L0长度疏松体8的体积Vb、Vg,1mm长度的疏松体8上下外径偏差不大，这样计算出来的体积Vb、Vg更为准确，进而保证疏松体8密度在线计算的准确性。
S7、摄像头4根据设定的采集时间间隔t进行疏松体8图像数据的采集并反馈到数据收集分析装置5，数据收集分析装置5测量疏松体8对应高度Li、Li+1位置的疏松体8直径Di、Di+1。
S8、称重传感器26实时记录疏松体8的重量M，并将M反馈到数据收集分析装置5。其中，三个称重传感器26测量的疏松体8重量分别为M1、M2、M3，疏松体8的实际重量为M，且
S9、数据收集分析装置5根据采集的对应高度的疏松体8重量及直径实时计算出疏松体8的密度ρ，计算公式为如图5所示，将疏松体8的最终沉积长度L分割为若干段小圆柱，在沉积过程中不断累加计算疏松体8的密度，取/>为(Li+1-Li)长度段的疏松体8直径，实时计算疏松体8的密度，且计算准确度和精度较高。
S10、实时计算的疏松体8密度ρ和初始设置的理想疏松体8密度ρ0比较，若ρ超出允许的偏差范围，报警器51报警。其中，在线测量的疏松体8密度ρ和初始设置的疏松体8密度ρ0之间的偏差范围为±5％，当在线计算过程中ρ和ρ0的偏差超过±5％时，报警器51就会发出警报，工作人员要对沉积工艺进行检查或调整。
以上通过摄像头4拍摄图像来测量外径，最终计算疏松体8的密度，可以有效避免在沉积腔1内设置测量设备时高温对测量设备的损伤；通过实时测量疏松体8直径，实时计算疏松体8密度，方便对沉积工艺进行控制，提高产品的均匀性，同时避免疏松体8密度不合适造成的报废；实时在线测量疏松体8密度，减少离线测量产生的多余搬运，降低因震动造成疏松体8开裂报废的几率。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置，其特征在于：包括沉积腔(1)，用来沉积疏松体(8)；
称重装置(2)，竖直滑动设置在所述沉积腔(1)上方，用来测量疏松体(8)的重量；
摄像头(4)，设置在所述沉积腔(1)外，用来采集疏松体(8)的图像数据；
数据收集分析装置(5)，与所述称重装置(2)和摄像头(4)通信连接，用来收集称重装置(2)的称重数据和摄像头(4)采集的图像，并分析测量图像中疏松体(8)部分的直径，计算疏松体(8)的实时密度数据，且所述数据收集分析装置(5)通信连接有报警器(51)；
直径校准工具(6)，用来校准所述数据收集分析装置(5)和称重装置(2)；
位移传感器(3)，设置在所述称重装置(2)底部，用来测量疏松体(8)的沉积长度，与所述数据收集分析装置(5)通信连接；
所述称重装置(2)包括竖直滑动安装在沉积腔(1)上方的基座(21)，所述基座(21)上设有伺服马达(22)、皮带(23)、卡盘(24)、称重传感器(26)、定位装置(25)，所述卡盘(24)定位转动安装在基座(21)上，所述定位装置(25)限定卡盘(24)的位置，所述伺服马达(22)和卡盘(24)之间通过皮带(23)传动；所述称重传感器(26)设置在基座(21)上端面和卡盘(24)下端面之间，且其和数据收集分析装置(5)通信连接；所述位移传感器(3)安装在基座(21)下端面上；所述卡盘(24)上卡接有与其同轴且竖直设置的吊杆(28)，所述吊杆(28)下端穿过基座(21)，用于安装伸入沉积腔(1)内的种子棒(7)；所述基座(21)上还盖设有防尘罩(27)；
所述直径校准工具(6)包括竖直设置的打孔连杆(61)，所述打孔连杆(61)下端安装有多个与其同轴的校准圆盘(62)，多个所述校准圆盘(62)的直径从下往上依次增大；
所述称重传感器(26)绕吊杆(28)圆周阵列设有三个，称量的疏松体(8)重量分别为M1、M2、M3；疏松体(8)的重量M的计算公式为
2.一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：使用权利要求1所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置，实施步骤如下：
S1、调试所述数据收集分析装置(5)、校准称重传感器(26)零点；
S2、在所述吊杆(28)上安装种子棒(7)，并在种子棒(7)安装完成后设置称重传感器(26)零点；
S3、在所述数据收集分析装置(5)内输入种子棒(7)的有效体积VS和理想疏松体(8)密度ρ0；
S4、设置所述摄像头(4)的采集时间间隔为t；
S5、调试沉积工艺，且调试时间段内沉积的疏松体(8)长度为h，沉积的疏松体(8)体积为Vb；
S6、疏松体(8)开始正常沉积，所述称重装置(2)开始竖直移动，所述位移传感器(3)开始实时记录疏松体(8)的生长长度Li并反馈到数据收集分析装置(5)；当疏松体(8)达到生长高度L0时，疏松体(8)外径开始稳定，稳定过程中沉积的疏松体(8)长度为L0，沉积的疏松体(8)体积为Vg；所述摄像头(4)和数据收集分析装置(5)开始采集实时计算疏松体(8)密度的初始数据；
S7、所述摄像头(4)根据设定的采集时间间隔t进行疏松体(8)图像数据的采集并反馈到数据收集分析装置(5)，所述数据收集分析装置(5)测量疏松体(8)对应高度Li、Li+1位置的疏松体(8)直径Di、Di+1；
S8、所述称重传感器(26)实时记录疏松体(8)的重量M，并将M反馈到数据收集分析装置(5)；
S9、所述数据收集分析装置(5)根据采集的对应高度的疏松体(8)重量及直径实时计算出疏松体(8)的密度ρ，计算公式为
S10、实时计算的疏松体(8)密度ρ和初始设置的理想疏松体(8)密度ρ0比较，若ρ超出允许的偏差范围，所述报警器(51)报警。
3.根据权利要求2所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：S1中，调试方法为，将所述直径校准工具(6)安装到吊杆(28)上，所述数据收集分析装置(5)对摄像头(4)采集的校准圆盘(62)图像进行分析，测量图像中的校准圆盘(62)的直径，并和校准圆盘(62)的实际直径进行对比，根据对比结果对数据收集分析装置(5)进行校准；通过称重传感器(26)反馈数据和直径校准工具(6)本身的实际重量对比，校准称重传感器(26)的零点。
4.根据权利要求3所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：S5中，待疏松体(8)长度达到L0时，从疏松体(8)顶部间隔1mm测量沉积工艺调试完毕生长的h长度的疏松体(8)不同位置的直径Dj、Dj+1,Vb的计算公式为
5.根据权利要求4所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：S6中，从开始正常沉积的生长零点开始间隔1mm测量疏松体(8)L0长度段不同位置的直径Dk、Dk+1，Vg的计算公式为
6.根据权利要求5所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：S10中，在线测量的疏松体(8)密度ρ和初始设置的疏松体(8)密度ρ0之间的允许偏差范围为±5％。
7.根据权利要求6所述的一种用于在线测量疏松体预制棒密度的方法，其特征在于：S4中，设置的采集时间间隔t为1min≤t≤10min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010855075.3A CN112098267B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010855075.3A CN112098267B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112098267A CN112098267A (zh) | 2020-12-18 |
| CN112098267B true CN112098267B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=73754212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010855075.3A Active CN112098267B (zh) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | 一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112098267B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924328A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-08 | 特拓(青岛)轮胎技术有限公司 | 一种基于断面在线扫描和自动称量技术的胶部件密度比在线测试方法 |
| CN112945797A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-11 | 通鼎互联信息股份有限公司 | 一种在线监测ovd疏松体密度的设备及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900930A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-07-02 | 江苏通鼎光棒技术有限公司 | 一种用于测量vad和ovd不规则形状疏松体密度的方法 |
| CN107255602A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-10-17 | 烽火通信科技股份有限公司 | 在线测量疏松体密度的方法及装置 |
| CN206832617U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-01-02 | 烽火通信科技股份有限公司 | 用于vad法制棒的在线测量疏松体密度的装置 |
| CN209689666U (zh) * | 2019-01-09 | 2019-11-26 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤预制棒疏松体密度检测装置 |
| CN111517633A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 通鼎互联信息股份有限公司 | 一种对光纤预制棒疏松体进行外包层的高速沉积装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3335027B1 (en) * | 2015-08-13 | 2023-06-07 | Red Meters LLC | Apparatus and methods for determining gravity and density of solids in a liquid medium |
-
2020
- 2020-08-24 CN CN202010855075.3A patent/CN112098267B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900930A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-07-02 | 江苏通鼎光棒技术有限公司 | 一种用于测量vad和ovd不规则形状疏松体密度的方法 |
| CN107255602A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-10-17 | 烽火通信科技股份有限公司 | 在线测量疏松体密度的方法及装置 |
| CN206832617U (zh) * | 2017-06-06 | 2018-01-02 | 烽火通信科技股份有限公司 | 用于vad法制棒的在线测量疏松体密度的装置 |
| CN209689666U (zh) * | 2019-01-09 | 2019-11-26 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤预制棒疏松体密度检测装置 |
| CN111517633A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 通鼎互联信息股份有限公司 | 一种对光纤预制棒疏松体进行外包层的高速沉积装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 疏松碳涂层密度测量的图像法研究;罗新;张强;刘鸿;龙冲生;李卫军;;原子能科学技术(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112098267A (zh) | 2020-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112098267B (zh) | 一种用于在线测量疏松体预制棒密度的装置及方法 | |
| WO2016074527A1 (zh) | 一种盆栽作物长势动态检测装置及其检测方法 | |
| CN107255602A (zh) | 在线测量疏松体密度的方法及装置 | |
| CN1890187B (zh) | 制造柱形玻璃体的垂直拉制方法及实施该方法的设备 | |
| CN101660897B (zh) | 一种圆柱体工件多参数同步检测装置 | |
| CN206832617U (zh) | 用于vad法制棒的在线测量疏松体密度的装置 | |
| CN112624599A (zh) | 一种多沉积喷灯密度均匀的控制装置及控制方法 | |
| CN212335018U (zh) | 一种vad沉积的光纤预制棒疏松体密度在线检测装置 | |
| US20030195649A1 (en) | System for automatically certifying the accuracy of a manufacturing machine | |
| CN108176749B (zh) | 一种基于云平台的金属包装拉伸成型机的降噪检测方法 | |
| WO2023093042A1 (zh) | 单晶硅棒的直径调整方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN214426829U (zh) | 大管道自动称重系统 | |
| JPH10160553A (ja) | 重量検出方法と装置、これらを用いた定量供給装置 | |
| CN212451480U (zh) | 一种测量高炉料面形状装置 | |
| US5624474A (en) | Optical fiber preform manufacturing apparatus which measures a vertical load with three cells | |
| CN107686981A (zh) | 膜厚度监测系统、其腔室及用于监测膜厚度沉积工艺的方法 | |
| CN113772947A (zh) | 控制生产过程中光纤预制棒疏松体密度的系统及方法 | |
| CN113532139B (zh) | 一种烧结台车料层表面红外辐射测温方法与系统 | |
| JPS614911A (ja) | 核燃料ペレツトの寸法測定方法及びその装置 | |
| CN218994463U (zh) | 用于卷烟制丝线储柜的排产调控检测机构 | |
| CN221312462U (zh) | 一种压铸机入料筒与锤头的调整与安装装置 | |
| CN220751109U (zh) | 管材测厚仪 | |
| CN215866244U (zh) | 一种可调节压力的烟丝填充性能测量装置 | |
| CN214004432U (zh) | 一种多沉积喷灯密度均匀的控制装置 | |
| CN114509002B (zh) | 一种大尺寸高精度环状t型结构精密检测装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 219 Beihai West Road, Haimen Street, Haimen District, Nantong City, Jiangsu Province, 226100 Applicant after: Jiangsu Sterlite Tongguang Fiber Co.,Ltd. Address before: 226100 219 Beihai West Road, Haimen City, Nantong City, Jiangsu Province Applicant before: JIANGSU STERLITE TONGGUANG FIBER Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |