CN116594114A - 一种激光加热光纤熔融的拉锥方法及其拉锥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光加热光纤熔融的拉锥方法，包括以下步骤：下位机实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机；所述上位机根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。本发明还公开了一种实现激光加热光纤熔融的拉锥方法的拉锥系统，主要包括下位机和下位机，所述下位机用于实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机，所述上位机用于根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。本发明具有提高了光纤分光比达到要求的比率和方便维修人员及时维修等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤熔融拉锥的技术领域，尤其是涉及一种激光加热光纤熔融的拉锥方法及其拉锥系统。
背景技术
激光加热光纤熔融的拉锥是将两根或多根光纤捆在一起，用激光加热光纤的特定区域，在拉锥平台上熔融拉伸光纤，并实时监测分光比的变化，分光比达到要求以后，结束熔融拉伸，其中一端剪掉其余的光纤只保留一根光纤作为输入端，另一端则保留多根光纤作为多路输出端，在熔融拉伸的过程中，光纤加热的温度关系到光纤分光比达到要求的比率，传统的激光加热光纤熔融拉锥技术，由于不能很好的通过监测光纤加热温度调控拉锥平台上熔融拉伸光纤的速度，使光纤分光比达到要求的比率偏低。
发明内容
为了提高传统方案中光纤分光比达到要求的比率，本发明提供一种激光加热光纤熔融的拉锥方法及其拉锥系统。
一方面，本发明提供一种激光加热光纤熔融的拉锥方法，可以包括以下步骤：
下位机实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机；
所述上位机根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。
在上述技术方案中，上位机可以根据下位机监测到的光纤加热温度，实时调整拉锥平台上拉伸光纤的拉锥速度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述上位机根据下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度的步骤包括：
所述上位机计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内，如果是，则：保持拉锥平台拉锥速度与前一时刻的相同，否则，调整拉锥平台拉锥速度；
所述计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内的计算方法为以下表达式：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，ε为常数。
在上述技术方案中，下位机实时监测加热区域的温度，上位机根据下位机监测到的加热温度，可以及时判断加热区域的温度是否正常。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：
在上位机根据下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度的步骤中，所述调整拉锥平台拉锥速度的调整方法为以下表达式：
其中，Vn为第n时刻的进料速度，Vn-1为第n-1时刻的进料速度，n为正整数，w为耦合区宽度，λ为激光波长，R为所有光纤原始半径的平均半径，r为拉伸过程中所有光纤半径的平均半径，T为加热区域的温度。
采用上述技术方案，上位机根据加热区域温度的变化，实时调整拉锥平台拉伸光纤的拉锥速度，可以提高光纤分光比达到要求的比率，从而提高半成品和成品的光学特性合格率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述常数ε通过以下表达式训练得出：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，λ为激光波长。
采用上述技术方案，可以根据光学特性合格率较高的相应参数经验值，训练常数ε，以进一步提高半成品和成品的光学特性合格率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述拉锥方法还包括以下步骤：
当所述下位机监测到加热区域的温度超过预先设置的暂停阈值，则暂停激光加热光纤熔融的拉锥制程，并将过热预警信号发送给上位机；
所述上位机根据收到的过热预警信号，判断是否发出维修信号。
采用上述技术方案，当加热区域的温度异常时，上位机可以及时暂停光纤熔融拉伸光纤的拉锥制程，最大限度地避免拉伸出光学特性不合格的半成品或成品。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述上位机根据收到的过热预警信号，判断是否发出维修信号的步骤包括：
所述上位机预先设置暂停激光加热光纤熔融拉锥制程的暂停时间t，预先设置正常温度值；
所述激光加热光纤熔融拉锥制程暂停预先设置的暂停时间t后，所述下位机监测加热区域的温度是否低于所述预先设置正常温度值，如果是，则重启激光加热光纤熔融的拉锥制程，否则，所述上位机发出维修信号。
采用上述技术方案，当拉锥系统出现异常时，上位机可以及时自动地发出维修信号，提醒维修人员及时查看和维修。
另一方面，本发明提供一种实现上述激光加热光纤熔融的拉锥方法的拉锥系统，可以包括：
下位机，用于实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机；
上位机，用于根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。
本发明另一方面的方案在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述上位机包括：
计算装置，用于计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内；
调整装置，用于调整拉锥平台的拉锥速度；
训练装置，用于训练出常数ε的值。
本发明另一方面的方案在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述上位机包括：
维修信号发出装置，用于发送出维修信号。
本发明另一方面的方案在一较佳示例中可以进一步配置为：
所述下位机包括：
过热预警信号发送装置，用于发送过热预警信号给上位机。
综上所述，相对于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：
1、本发明根据加热区域温度的变化、实时调整拉锥平台拉伸光纤拉锥速度的拉锥方法，提高了光纤分光比达到要求的比率，从而提高了半成品和成品的光学特性合格率。
2、当拉锥系统出现异常时，拉锥系统可以及时自动地发出维修信号，方便维修人员及时查看和维修。
附图说明
图1是本发明的激光加热光纤熔融的拉锥方法整体流程图。
图2是本发明的拉锥系统示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1所示，是本实施例的激光加热光纤熔融的拉锥方法整体流程图，该拉锥方法具体包括以下步骤：
S1、将一百根光纤位于耦合区的涂敷层去除并捆在一起，用拉锥平台上的夹具将一百根捆在一起的光纤安装到拉锥平台上，CO激光器发出的激光，通过X-Y扫描镜的反射和透镜的折射之后，对捆在一起的一百根光纤的加热区域进行加热，使加热区域的光纤处于熔融状态，同时，拉锥平台上的夹具均匀向两端拉伸光纤，单片机通过温度传感器，实时监测加热区域的温度，并把所述温度生成相应的温度值，反馈给计算机；
S2、所述计算机根据所述单片机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台上夹具拉伸光纤的拉锥速度。
所述计算机计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内，如果是，则：保持拉锥平台拉锥速度与前一时刻的相同，否则，调整拉锥平台的拉锥速度；
所述计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内的计算方法为以下表达式：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，ε为常数。
调整拉锥平台拉锥速度的调整方法为以下表达式：
其中，Vn为第n时刻的进料速度，Vn-1为第n-1时刻的进料速度，n为正整数，w为耦合区宽度，λ为激光波长，R为所有光纤原始半径的平均半径，r为拉伸过程中所有光纤半径的平均半径，T为加热区域的温度。
计算机根据加热区域温度的变化，实时调整拉锥平台拉伸光纤的拉锥速度，可以提高光纤分光比达到要求的比率，从而提高了半成品和成品的光学特性合格率。
所述常数ε通过以下表达式训练得出：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，λ为激光波长。
采用光学特性合格率较高的相应参数经验值，训练常数ε，可以进一步提高半成品和成品的光学特性合格率。
为了提高半成品和成品的光学特性合格率，当所述单片机监测到加热区域的温度超过预先设置的暂停阈值，则暂停激光加热光纤熔融的拉锥制程，并将过热预警信号发送给计算机；
所述计算机根据收到的过热预警信号，判断是否发出维修信号。
为了方便维修人员及时查看和维修拉锥系统，所述计算机预先设置暂停激光加热光纤熔融拉锥制程的暂停时间t，预先设置正常温度值；
所述激光加热光纤熔融拉锥制程暂停预先设置的暂停时间t后，所述单片机监测加热区域的温度是否低于所述预先设置正常温度值，如果是，则重启激光加热光纤熔融的拉锥制程，否则，所述机算机发出维修信号。
如图2所示，是本实施例实现所述激光加热光纤熔融的拉锥方法的拉锥系统框图，该拉锥系统包括：计算机、单片机、拉锥平台、CO激光加热单元、光源和光功率探测单元，单片机和拉锥平台均与计算机连接，所述单片机连接有温度传感器，所述拉锥平台上设有夹具，所述夹具用于把光纤安装固定到拉锥平台上，所述光功率探测单元用于探测光纤分光比是否达到要求，所述CO激光加热单元具有CO激光发射器、X-Y扫描镜和透镜，所述CO激光发射器发出的CO激光经过X-Y扫描镜反射后，再经过透镜折射至光纤的加热区域。
为了实时调整拉锥平台拉伸光纤的拉锥速度，所述计算机具有：
计算装置，该计算装置用于计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内；
调整装置，该调整装置用于调整拉锥平台的拉锥速度；
训练装置，该训练装置用于训练出常数ε的值。
为了方便维修人员及时发现和维修拉锥系统，所述计算机还具有：
维修信号发出装置，该维修信号发出装置用于发送出维修信号。
当加热区域温度异常时，为了把温度异常信号及时反馈给计算机，所述单片机设有过热预警信号发送装置，该过热预警信号发送装置用于发送过热预警信号给计算机。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，包括以下步骤：
下位机实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机；
所述上位机根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。
2.根据权利要求1所述激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，所述上位机根据下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度的步骤包括：
所述上位机计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内，如果是，则：保持拉锥平台拉锥速度与前一时刻的相同，否则，调整拉锥平台拉锥速度；
所述计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内的计算方法为以下表达式：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，ε为常数。
3.根据权利要求1所述激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，在上位机根据下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度的步骤中，所述调整拉锥平台拉锥速度的调整方法为以下表达式：
其中，Vn为第n时刻的进料速度，Vn-1为第n-1时刻的进料速度，n为正整数，w为耦合区宽度，λ为激光波长，R为所有光纤原始半径的平均半径，r为拉伸过程中所有光纤半径的平均半径，T为加热区域的温度。
4.根据权利要求2所述激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，所述常数ε通过以下表达式训练得出：
其中，Tn为第n时刻的温度值，Tn-1为第n-1时刻的温度值，n为正整数，λ为激光波长。
5.根据权利要求1所述激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述下位机监测到加热区域的温度超过预先设置的暂停阈值，则暂停激光加热光纤熔融的拉锥制程，并将过热预警信号发送给上位机；
所述上位机根据收到的过热预警信号，判断是否发出维修信号。
6.根据权利要求5所述激光加热光纤熔融的拉锥方法，其特征在于，所述上位机根据收到的过热预警信号，判断是否发出维修信号的步骤包括：
所述上位机预先设置暂停激光加热光纤熔融拉锥制程的暂停时间t，预先设置正常温度值；
所述激光加热光纤熔融拉锥制程暂停预先设置的暂停时间t后，所述下位机监测加热区域的温度是否低于所述预先设置正常温度值，如果是，则重启激光加热光纤熔融的拉锥制程，否则，所述上位机发出维修信号。
7.一种实现权利要求1所述激光加热光纤熔融的拉锥方法的拉锥系统，其特征在于，包括：
下位机，用于实时监测加热区域的温度，并把监测到的所述温度生成相应的温度值，反馈给上位机；
上位机，用于根据所述下位机反馈的温度值的变化，调整拉锥平台拉锥速度。
8.根据权利要求7所述的拉锥系统，其特征在于，所述上位机包括：
计算装置，用于计算所述温度值的变化是否在预先设置的范围之内；
调整装置，用于调整拉锥平台的拉锥速度；
训练装置，用于训练出常数ε的值。
9.根据权利要求7所述的拉锥系统，其特征在于，所述上位机包括：
维修信号发出装置，用于发送出维修信号。
10.根据权利要求7所述的拉锥系统，其特征在于，所述下位机包括：
过热预警信号发送装置，用于发送过热预警信号给上位机。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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