CN1197930A - 光导纤维熔接机 - Google Patents

Abstract

提供一种可以高效率进行维修熔接机。用于对接光导纤维的熔接机包括:一个CCD摄像机,用于获得光导纤维熔接过程图像;一个主存储器,用于存储由CCD摄像机获得的图像数据;及一个通信控制器,它可发送图像数据并执行与维修站的通信。

Description

光导纤维熔接机

本发明涉及一种熔接机，它具有对接光导纤维的功能，以及发送其操作状态之类的通信功能。

熔接机作为对接光导纤维的传统装置是公知的。在熔接机中，一对光导纤维线材的端部被彼此对压着，并通过放电使这样对压的部分熔化，由此使它们连接起来。传统的光导纤维熔接机公开在美国专利US 5,524,163及5,611,015中。

通常，熔接机由其制造商售给光导纤维供应商，后者使用它来装设光导纤维网等。在熔接机使用时有时会引起操作故障。在此情况下，当其使用现场远离制造商的维修站时，将要由制造商的维修服务人员通过电话之类的通信装置来进行熔接机的维修。例如，制造商方的维修人员通过电话电传指令使用现场的操作人员操作熔接机，操作人员回答熔接机下一步的工作情况。当故障是由操作失误引起时，熔接机的操作故障将能消失。但如果是熔接机的故障时，则要将其运回对其维修。

但是，对远方现场的熔接机进行维修时，维修服务人员的指令可能不会清楚地传达给操作人员，或操作人员可能不能全面地描述熔接机的动作，因此不能高效地进行维修。即有这样的情况，尤其当熔接机的用户不熟悉它的操作时，很难通过电话、电传等来正确地通报熔接机的工作情况。维修服务人员要么前往现场，要么将熔焊机送回到维修人员身边。但是，当故障是由熔接机的操作失误或操作设置的小错误引起时，这一方式将变得十分低效。

为了克服上述问题，本发明的目的是提供一种熔接机，它能使维修高效地进行。

因此，本发明提供了一种用于对接光导纤维的熔接机，它包括：成像装置，用于捕获光导纤维熔接过程的图像；存储装置，用于存储由成像装置获得的图像数据；及通信装置，用于发送图像数据并与维修站通信。

根据本发明，可以捕获光导纤维熔接处理的图像并存贮图像数据，该图像可通过公共网络之类发送到维修站。当在熔接机的操作中出现故障时，将存储的图像数据发送到维修站。根据该图像数据，可由制造商方的维修人员在维修站精确地掌握熔接机的故障，因此可以给熔接机的用户提供合适的建议。

根据本发明的熔接机还包括预设参数控制装置，用于响应由维修站发来的信号来改变光导纤维熔接操作的预设参数。

在此情况下，通过公共网络或类似网络由远方的维修站可以适当地调节和光导纤维熔接操作有关的预设参数。因而，在熔接机的操作故障是由和其操作有关的预设参数的失调引起时，可以通过调节预设参数对熔接机进行精确的维修。

从以下给出的详细说明及附图将能更全面的理解本发明，它们仅是以说明方式给出的，而不能理解为对本发明的限制。

从以下给出的详细说明将会对本发明的进一步的应用范围更加清楚。但是，应该理解，虽然详细说明及具体的例子表示了本发明的优选实施例，但它们仅是以说明方式给出的，因为对于本领域的熟练技术人员均明白，各种改变及修改将在本发明的精神和范围以内。

图1是一种熔接机的透视图；

图2是解释光导纤维F1和F2由CCD图像摄像机14探测的示意图；

图3是该熔接机的示意图；

图4是熔接机中通信控制器的示意图；及

图5是利用熔接机的维修系统的示意图。

下面将解释本发明的各个实施例。在附图中，彼此相同的部件将用相同的标号或字母表示，故不对它们作重复的说明。并且，在附图中部件的尺寸比例并不总是与说明相对应。

图1表示根据该实施例的熔接机。图示的熔接机1包括彼此对齐地布置在外壳HS外表面上的台阶STG1和STG2。台阶STG1及STG2由设置在机壳HS内的驱动机构12(见图3)彼此独立地沿光导纤维F1及F2的纵向进行驱动。光导纤维F1和F2由分别固定在台阶STG1及STG2上的保持器HD1及HD2保持。因此，当台阶STG1及STG2在纵向上移动时，纤维F1及F2也在纵向上移动。驱动机构12可在垂直于纵向的宽度方向上移动台阶STG1及STG2并还能绕纵向轴以θ方向上使其转动。

光导纤维F1和F2的端部彼此通过一个间隙而面对着，而针状放电电极E1及E2这样布置，即使得该间隙夹在两电极之间。当将一操作单元17上的充电按钮及设定按钮按下时，放电单元11的一端及电池BT一端之间的开关S2闭合，由此使电荷聚集到放电单元11的电容器中。当将操作单元17的引弧按钮及设定按钮按下时，开关S2断开，而开关S1闭合，由此在放电电极E1和E2之间发生放电。当放电电极E1和E2之间放电时，所产生的热使光导纤维F1和F2的端部熔化，由此将光导纤维F1和F2熔接在一起。在纤维F1和F2被熔接起来以前，使纤维F1穿过一个加强件TB。在接合后，将加强件TB移到纤维的接合位置上。接着，将纤维F1和F2以及加强件TB一起移到加热器HT上。在这里，当加热按钮及设定按钮被按下时，将接合部分加热，由此使加强件TB收缩，使得加强件TB的内表面接触到纤维的外表面上。

通过一个CCD摄像机14获取光导纤维F1和F2的端部图像，并将获得的图像在装于外壳HS上的监视器上显示，同时将它的图像数据存储到存储器21中。在存储器21中的图像数据经过通信控制器(通信装置)3输出到电话线，而用于控制CPU 2的控制信号从电话线经通信控制器3输入。

当按下复位按钮时，将取消确定操作的内容。当按下方式按钮时，将切换上述的纤维移动的方式、放电控制方式、图像数据存储方式、及通信方式。上述各种控制由来自CPU 2的控制信号执行。

图2是说明光导纤维F1和F2如何被CCD摄像机14摄取的原理图。熔接机1装有照明器13。该照明器是用来对光导纤维接合部分照明的装置。照明器13由X轴照明器13a及Y轴照明器13b组成，它们以相互正交的方向对光导纤维的接合部分照明。这里，X及Y轴是指平行于待接合到一起的光导纤维各端面的两个方向，并且彼此垂直。

由CCD图像传感器14′构成的CCD摄像机14是用于摄取光导纤维熔接过程的装置，并被布置成面向光导纤维的接合部分。该CCD摄像机包括：作为光学系统的一对显微镜MS1及MS2，用于沿彼此正交的方向摄取光导纤维熔接步骤的图像。

具体地，由LED形成的照明器13a设置在与光导纤维F1和F2的纵向相垂直的X方向的延长线上。由LED形成的照明灯13b设置在与光导纤维F1及F2的纵向以及X方向相垂直的Y方向的延长线上。因此，当由照明灯13a发射的光通过光导纤维F1及F2并经过显微镜MS1、传输然后由镜MR1反射时，与X方向垂直的光导纤维F1和F2的图像就被投射到CCD摄像机14上。另一方面，当由照明器13b发射的光通过光导纤维F1和F2并经过显微镜MS2传输、然后由镜MR2反射时，与Y方向垂直的光导纤维F1和F2的图像就被投射到CCD摄像机14上。照明器13a和13b有选择地照明，以使得每次仅是X及Y图像中的一个被投射到CCD摄像机14上。照明器13及CCD图像传感器14′均可以由单个元件或多个元件构成。并且，也不限制在CCD图像传感器14′，也可使用其它的装置作为成像装置，只要由它能够摄取光导纤维接合过程的图像即可。

图3是根据该实施例的熔接机1的电结构图。控制熔接机1的操作的CPU 2由微计算机或类似装置构成。同时，熔接机1装有执行熔接的放电单元11，及用于使定位台阶STG1和STG2移动的驱动机构12。放电单元11具有一对电极，它们指向安装光导纤维的定位台。根据CPU 2的指令，电极放电，由此使放置在定位台阶STG1和STG2上的光导纤维熔接。驱动机构12是用于移动定位台阶STG1和STG2的机构，以使得例如待接合的两光导纤维的端面彼此相抵或两光导纤维彼此对中。

熔接机1的CPU 2在其中容纳一个静止图像文件发生器(未示出)及主存储器21。该静止图像文件发生器接收由CCD图像传感器14′输出的图像数据并将这样接收的图像数据转换成一个静止图像的静止图像文件。最好，该静止图像文件发生器使用压缩文件系统，如JPEG或TIFF。在此情况下，即使当主存储器21的存储容量小时，也可以存储大量的图像数据。主存储器21是用于在CPU 2中存储指令及数据以及作为由静止图像文件发生器输出的图像文件的图像数据的存储装置。在光导纤维熔接的每个步骤的适当时间存储图像数据。例如，在由熔接机1执行熔接时，由每次对照明器13a(在X轴上)产生的亮度状态进行检查时、对照明灯13b(在Y轴上)产生的亮度状态进行检查时、将待对接的光导纤维放置到定位台阶STG1和STG2的V形槽中时、光导纤维对接部分放电净化(溅射)时、光导纤维粗对中时、对设在CCD摄像机14的光学系统中的显微镜调焦距(在X及Y轴上)时、对待对接的光导纤维的两端面之间的距离精密调节时、对光导纤维的端面检查时(在X及Y轴上)、光导纤维外径对中或芯件对中(在X及Y轴上)时、及在通过放电熔接时或熔接后的接合检查时，进行图像数据的存储。作为存储装置也可使用设在CPU 2外部的外部存储装置。

熔接机1除电池BT外设有电源单元16。电源单元16是用于将外部电源转换成向熔接机1的每个部分供电的供电电压的单元。

如图3中所示，该熔接机1设有通信控制器3，它是一个通信装置。通信控制器3执行熔接机1中的通信控制，使熔接机1与维修站联系。它具有将存储在CPU 2中的主存储器21内的每个图像数据发送到熔接机1外部、即维修站的功能，及从维修站接收信号的功能。熔接机1和维修站之间的通信协议可使用非程序协议、IP协议和类似协议。熔接机1和维修站之间的传送协议可使用XMODEM协议，YMODEM协议，ZMODEM协议，KERMIT协议及基于非程序通信协议的类似协议。如图4所示，例如通信控制器3由文件传送协议控制器31、通信指令处理器32、通信协议控制器33及调制解调通信控制器34组成。文件传送协议控制器31用于根据由维修站的维修人员指定的协议或由装机地点的操作员指定的协议将存储的静止图像文件传送到维修站。通信指令处理器32用于当例如通过操作单元17由操作员指令熔接机1发送图像数据时，处理从CPU 2输出的通信指令。并且，通信指令处理器32具有分析从维修站发来的通信指令内容的功能。通信协议控制器33将通信指令信号转换成已与维修站侧协调好的协议信号。调制解调通信控制器34执行与一调制解调器的串行通信以便对调制解调器本身发送/接收数据及发送指令信号。

如图4中所示，通信控制器3可与一调制解调器4相连接，后者执行相对公共网络的信号转换。例如，熔接机1设有卡插入槽18。当卡型调制解调器、如PC卡或总线卡插入到卡插入槽18中时，熔接机1通过通信控制器3接入公共网络。也可使用另外类型如盒型的调制解调器将熔接机1接入公共网络，但从可移动观点出发最好使用卡型调制解调器。例如，在卡型调制解调器的情况下，当借助蜂窝电话或类似装置建立对公共网络的连接时，便能建立从安装光导纤维的现场到维修站的通信，由此能在现场进行熔接机1维修。

因此，通信控制器3能通过调制器4及公共网络与维修站通信，由此能将熔接过程中的图像数据发送到维修站及从其接收信号。

并且，CPU 2具有根据在通信时刻由维修站发来的预设参数调节信号的预设参数控制功能，用于改变和光导纤维熔接有关的预设参数。也即，它具有接收从维修站发来的预设参数调节信号的功能，并响应该信号来改写主存储器21中所存储及设定的和熔接操作有关的参数值。因此，在与维修站通信时，可以改变和熔接机1熔接有关的预设参数。因此，由于预设参数可以改变，光导纤维的熔接可以优化，并且当维修人员留在维修站时便能顺利地进行维修。

图5表示使用熔接机1的维修系统。如图所示，熔接机1通过公共网络连接到维修站5。作为公共网络例如使用模拟电话线网络(以下称为“公共线路”)。另一方面，在维修站5中装有能与熔接机1通信的通信装置51。通信装置51通过调制解调器连接到公共线路并具有类似于上述通信控制器3的功能，因此能与熔接机1相通信。作为公共网络，也可使用另外的网络，例如数字数据交换网(DDX)或类似网。

以下将解释维修熔接机1的方法。

在图5中，当熔接机1在工作中出现故障、例如在装设光导纤维的现场发生故障时，为了与维修站5通信，将熔接机1与公共线路6相连接。即，使连接到公共线路6的卡型调制解调器插到熔接机1上，由此使熔接机1经过调制解调器与公共线路6相连接。这里，当使用无线蜂窝电话或类似装置作为公共线路6的终端设备时，就能在现场直接地进行维修。

一旦连接到公共线路6时，方式选择菜单显示在熔接机1的显示器DP上。接着从方式选择菜单中选择请求维修方式，即无线通信方式。当该方式选择时，呼叫信号从熔接机1的通信控制器3经调制解调器发送到维修站5。当维修站5的通信控制器51接收到该呼叫信号时，熔接机1进入在线(on-hook)状态。然后通信装置51自动地对熔接机1拨号，后者对此响应，由此在熔接机1及维修站5之间建立了通信线路。

然后，维修站5的通信装置51将要求熔接的通信指令发送到熔接机1。这里，通信装置51也指令熔接机1获取熔接时的图像数据(静止图像文件)。在对此作出响应时，熔接机1分析该指令，及一边执行熔接，一边存储图像数据。在熔接处理结束时刻，熔接机1通过公共线路6告诉维修站5的通信装置51熔接处理已告结束。为了响应该信号，维修站5的通信装置51指定文件传送协议，并要求熔接机1在该熔接处理时获取何种图像数据。响应于该请求，熔接机1将文件信息发送给维修站5的通信装置51。该文件信息涉及存储在CPU 2主存储器21中的图像数据(静止图像文件)。

然后，根据由熔接机1发来的文件信息，维修站5的通信装置51在监视器DP上显示图像文件表。该图像文件表是存储在熔接机1中的图像数据的表。通过观察该图像文件表，维修站5的维修人员看一眼就能识别出熔接机1的哪些步骤操作正常，并由此能随时掌握熔接机1的故障。并且，鉴于图像文件表，维修人员指定待从其中获知的图像数据。响应于该指定，熔接机1将该图像数据传送给维修站5。这里，待传送的图像数据是在熔接处理期间存储的那些数据。例如，当熔接处理完全进行到熔接检查的最后步骤时，所有从亮度检查到熔接检查的图像数据被发送。另一方面，当熔接处理仅进行在中间步骤时(例如，亮度检查、粗对中等)，存储图像数据，直到该步骤被渡过。然后，通过在适当时刻确认及参看传送的数据，维修人员便能详细地掌握熔接机1的故障状态。

例如，当图像数据被存储直到在X轴上的亮度检查时被发送时，可以假定，譬如照明器13a由于长时使用等原因而老化、由于亮度检查的预设参考参数(熔接机1中的预设参数之一)设置得不合适，或由于灰尘粘在摄像机14的显微镜的物镜上，使该照明器发射的光量不够，由此引起故障。对于在此情况下的维修，首先，安装现场侧被指令除去物镜上的灰尘。如果由此不能消除该故障，则使用通信装置51根据通信指令来调整预设参考参数值。

当图像数据被存储直到在Y轴上的亮度检查时被发送时，和上述图像数据被存储直到在X轴上的亮度检查时被发送的情况类似，执行和照明器13b的维修。

在图像数据被存储直到待熔接的光导纤维被置于定位台阶STG1和STG2上时被发送的情况下，可以假定，譬如用于移动定位台阶STG1和STG2的驱动机构发生故障、驱动机构12的限位传感器发生故障、或是涉及驱动机构12的预定驱动参数不合适。对于在此情况下的维修，通过通信指令来调节预设参数，及通过通信指令来确认限位传感器的操作状态。

在图像数据被存储直到光导纤维熔接部分的放电净化(溅射)或光导纤维的粗对中时被发送的情况下，可以假定，譬如灰尘粘在光导纤维表面上、灰尘粘在显微镜的物镜上、驱动机构12中的电动机或凸轮发生故障、或驱动机构12的限位传感器有故障。对于在此情况下的维修，发出用于除去粘附灰尘的指令。如果借此未能消除故障，则使用通信装置51，以便根据通信指令来调节用于熔接机1中放电净化的次数或持续时间的预设参数、驱动机构12中的预定电动机驱动参数、或灰尘的容许量。另一方式是，通过通信指令来确认限位传感器的操作状态。

在图像数据被存储直到X轴上的CCD摄像机14的显微镜聚焦调节时被传送的情况下，可以假定，譬如驱动机构12发生故障、灰尘粘在显微镜的物上、显微镜本身有故障(由于显微镜定位偏差而不能聚焦)或限位传感器有故障。对于在此情况下的维修，发出用于除去粘附灰尘的指令。如果借此来消除故障，则根据通信指令调节驱动机构12的电动机驱动预设参数或灰尘的容许量。另一方式是，通过通信指令来确认限位传感器的操作状态。

当图像数据被存储直到Y轴上的CCD摄像机14的显微镜聚焦调节时被传送的情况下，则类似上述图像数据被存储直到X轴上的CCD摄像机14的显微镜聚焦调节时被传送的情况，执行其维修。

在图像数据被存储直到将熔接的光导纤维的各端面之间的距离的细调节被发送的情况下，可以假定，譬如驱动机构有故障、或用于对接距离的预设参数设得不合适。对于在此情况下的维修，将参照各个图像数据形成的图像，根据通信指令来调节驱动机构12的电动机驱动预设参数或调节对接距离。

在图像数据被存储直到Y轴上光导纤维的端面检查时被发送的情况下，假定，光导纤维的端面被不适当地切割、灰尘粘在光导纤维的端面上、或由于放电净化使端面变形，由此产生故障。对于在此情况下的维修，将参照各个图像数据等，根据通信指令调节溅射的预设参数或灰尘的容许量。

在图像数据被存储直到X轴上光导纤维的端面检查时被发送的情况下，可假定其故障类似于上述图像数据被存储直到Y轴上光导纤维的端面检查时被发送的情况中的故障，因此，类似以上地进行维修。

在图像数据被存储直到在X轴方向上光导纤维的外径对中或芯件对中时被发送的情况下，假定，譬如由于偏心量太大等原因光导纤维本身不合适、驱动机构12有故障、或灰尘粘在光导纤维的芯体部分上。对于在此情况下的维修，将参考各个图像数据及类似记录，根据通信指令来调节驱动机构12的电动机驱动的预设参数或灰尘的容许量。

当图像数据被存储直到在Y轴方向上光导纤维的外径对中或芯件对中时被发送的情况下，假定其故障类似于上述图像被存储直到在X轴方向上光导纤维的外径对中或芯件对中时被发送的情况中的故障。因此，维修执行和上面类似。

在图像数据被存储直到在通过放电进行熔接中或熔接后的熔接检查(在X和Y轴上)时被发送的情况下，可以假定，放电输出不合适、放电时间不合适、在放电(熔接)时光导纤维在左及右侧的充填行程不合适、或放电电极有故障(例如电极定位偏移)。对于在此情况下的维修，将参照相应的图像数据或类似记录，根据通信指令来调节放电输出电平、放电时间或推移量的预设参数。

因此，根据由熔接机1传送的图像数据，可以在维修站5处精确并容易地掌握熔接机1的操作状态。因此，为了消除熔接机1操作中的故障，对安装及操作光导纤维人员可以提供合适的指导，由此可执行熔接机1的维修。并且，根据熔接机1在操作时的故障，通过与维修站5的通信可调节和熔接机1操作有关的预设参数值，由此对熔接机1进行维修。

如上所述，在根据本实施例的熔接机1中，在操作中有故障时，将存储的图像数据发送到维修站5，由此根据这些图像数据可在维修站5侧精确地掌握熔接机1中的故障状态，因此能对操作人员提供关于熔接机1故障的合适指导，因而可轻而易举地解决小故障，而无需维修人员前赴熔接机使用现场或将熔接机返送回来。因此，可使熔接机的维修效率提高。

并且，在提供有改变和光导纤维熔接操作有关的预设参数的预设参数控制装置的情况下，当熔接机操作中的故障是由涉及其操作的预设参数的失调引起时，通过调节这些预设参数可以进行熔接机更精确的维修。因此可有效地进行维修。

如上面所解释的，根据本发明可获得以下效果。

即，当熔接机操作中具有故障时，将存储的图像数据发送到维修站，由此维修站可根据该图像数据精确地掌握熔接机的故障，因而可对熔接机操作员提供正确的建议。相应地，可有效地进行熔接机的维修。

并且，在提供有改变和光导纤维熔接操作有关的预设参数的预设参数控制装置的情况下，当熔接机中的故障是由涉及其操作的预设参数失调引起时，通过调节预设参数，可以进行熔接机的精确维修，由此使维修效率提高。

显然可看出，本发明能以各种方式作出改变，而这种改变不脱离本发明之精神和范围。对于本领域熟练技术人员，这种修改是显而易见的，它落入下述权利要求书的范围之内。

Claims (2)

1.一种光导纤维熔接机，包括：

图像传感器，用于获取彼此面对着的光导纤维两端面的图像；存储装置，用于存储由所述图像传感器获得的图像数据；及通信装置，用于将所述图像数据传送到外部。

2.根据权利要求1的光导纤维熔接机，其中，所述通信装置用于通过电话线与维修站通信；所述光导纤维熔接机还包括预设参数控制装置，用于响应由所述维修站发送来的信号来改变和所述光导纤维熔接操作有关的预设参数。

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