CN1203331C - 在光纤拉伸系统中的散射控制 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于光纤拉伸系统的监控系统和监控方法。该散射监控器包括：散射监控箱，它设置在拉伸光纤的路径上，并且具有与散射监控箱的上端和下端平齐的孔，光纤可以通过该孔；反射板，它围绕着散射监控箱中的光纤；聚光器，它会聚从反射板反射的光，以及光检测器，它检测会聚的光，并且产生对应的电信号。

Description

在光纤拉伸系统中的散射控制
技术领域
本发明通常涉及一种光纤。更具体地说，本发明涉及一种用于从光纤预型体(preform)拉伸光纤的光纤拉伸系统(optical fiber drawingsystem)。
背景技术
在典型的光纤拉伸过程中，使光纤预型体软化至它的熔点，然后拉拔或者拉伸为较细的裸露光纤。在被涂上涂层之前，该裸露光纤(同时被称为“原玻璃纤维”)是相当热的，以致于对外部的杂质较敏感。因此，必须保护裸露的光纤，以便防止诸如大气层埃之类的杂质。出于这个目的，将气体或者空气吹向裸露的光纤。此外，通过使光纤经由冷却装置来冷却裸露的光纤。然后，将冷却的裸露的光纤涂上涂层。
图1说明了依据现有技术的光纤拉伸系统的侧视图。在图1中，显示了炉子120、冷却器140、涂层敷涂器(coating applicator)150、紫外线(UV)焙固机170和绞盘180。
炉子120相当热，以便保持至少2,000℃温度，从而软化光纤预型体的末端，以便从软化的预型体中产生裸露的光纤130。
冷却器140将光纤冷却到适合为裸露的光纤130涂上涂层的温度，该冷却器包括用于让冷却气体即氦流过的冷却管，此外，诸如冷却水、液态氮等的冷却剂通过冷却管的内壁和外壁之间的空间循环，以便隔离冷却器140。
涂层敷涂器150具有充满大气源气体的路径，裸露的光纤通过该路径。涂层敷涂器150具有保持器，在保持器中包含从存储罐中提供的液体涂层材料。在通过保持器的过程中，为裸露的光纤涂上涂层。诸如各种类型的UV可焙固树脂的涂层材料在UV的辐射下可焙固。可选择的是，可以将热固化树脂用作涂层材料。
UV焙固机170焙固在裸露光纤的圆周上涂敷的涂层材料，即，使用UV照射UV可焙固树脂。
绞盘180按照预定的力量，拉伸焙固的裸露光纤160，从而可以按照固定的直径，连续地拉伸焙固后的裸露的光纤。
光纤160具有非常小的直径125±0.2μm。因此，当在高速拉伸期间，已拉伸的光纤具有由偶然的刮痕、光纤预型体中的微观结构缺陷、不稳定的敷涂压力等造成的非均匀剖面时，在光纤中可能会产生散射现象。如果在宏观的检查期间，该散射现象变得足够明显以便检测时，则大多数操作人员可以处理该现象。实际上，不借助于任何工具很难观察充当质量故障的一个因素的细微的散射现象，。此外，由于该散射现象依赖于观察的角度，因此，难以精确地测量。
发明内容
因此，本发明提出了一种在光纤拉伸系统中的散射监控器，其中，通过监控在光纤拉伸的过程中，由光纤的非均匀剖面造成的散射现象，可以促进质量的改善，以及生产率的提高。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于拉伸光纤的监控系统，包括：散射监控箱，它设置在拉伸光纤的路径上，并且在散射监控器箱的上端和下端，具有对准的孔，光纤可以通过这些孔；反射板，它设置为字母C形的中空圆柱体，并且所述反射板围绕着散射监控器中的光纤，用于反射从光纤散射的光；聚光器，它面对反射板的开口部分，用于会聚从反射板反射的光；光检测器，它检测会聚的光，并且产生对应的电信号；以及控制器，它用来测量电信号的功率，并且将该功率与预定的参考值进行比较。
优选的是，本实施例提供了一种用于测量电信号功率的控制器，并且将该功率与预定的参考值进行比较，当超过该参考值时，则警告操作人员处于不正常状态。
附图说明
图1是依据现有技术的光纤拉伸系统的侧视图；
图2是依据本发明的优选实施例的光纤拉伸系统的侧视图；
图3是光纤拉伸系统的散射监控器的示意平面图；以及
图4是光纤拉伸系统的散射监控器的正视图；
具体实施方式
依据本发明，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在图中，即使在不同的图中示出，也将使用相同的数字或者字符表示相同的元件。出于阐明和简化的目的，将忽略这里所包括的已知功能和配置的详细描述，以防可能会使本发明的主题不清楚。
图2是依据本发明的优选实施例的光纤拉伸系统的侧视图。图3是光纤拉伸系统的散射监控器的示意平面图。图4是光纤拉伸系统的散射监控器的示意正视图。
如图所示，光纤拉伸系统包括：炉子220、冷却器240、涂层敷涂器250、散射监控器270、紫外线(UV)焙固机320、绞盘330、以及控制器310。
炉子220保持至少2,000℃的温度，并且使光纤预型体的末端软化。由软化的光纤预型体产生裸露光纤230。
冷却器240将裸露的光纤230冷却到适合于敷涂涂层的温度。冷却器240包括：让诸如氦的冷却气体通过的冷却管(未示出)。此外，诸如冷却水、液态氮等的冷却剂通过在冷却管内壁和外壁之间的空间循环，以便隔离冷却器240。
涂层敷涂器250具有充满大气源气体的路径，裸露的光纤通过该路径。涂层敷涂器250具有保持器，在该保持器中包含从存储罐(未示出)中注入的液体涂层材料。在通过保持器的过程中，给裸露的光纤230涂上涂层。诸如各种类型的UV可焙固树脂的涂层材料在UV辐射下可以焙固。可选择的是，可以将热固化的树脂用作涂层材料。
散射监控器270具有密封的箱，该箱可以通过上孔和下孔272和274与外部进行通信。已涂上涂层的裸露光纤260通过箱270，更具体地说，从上孔272到下孔274。上孔和下孔272和274的直径分别比光纤260的直径略微大一点，从而防止外部光分别通过上孔和下孔272和274，穿透到箱中。
参考图3和4，散射监控箱270安装有：反射板280、聚光器290、以及光检测器300。
反射板280在其内表面上具有反射膜。该反射板280被设置为具有字母C的形状的中空圆柱体。开口部分面向聚光器。安装反射板280，以使其围绕光纤260，从而使从光纤的圆周表面辐射的散射光，通过开口来反射。
聚光器290会聚从反射板280反射的散射光。聚光器290包括：凸透镜、非球面透镜、或者这些透镜的组合。
光检测器300用于检测会聚的散射光，并且将检测到的光转换为电信号，以便将电信号输出到控制器310。光检测器300包括：光电二极管、CCD(电荷耦合器件)摄像机、CdS(硫化镉)元件等。
控制器310通过对电信号的功率的测量，测量散射电平，并且依据测量的结果，确定光纤260的非均匀的剖面。在控制器310中，预先确定了可接受的参考功率值，并且检查测量的功率值，以便观察其是否大于参考功率值。如果测量功率值大于参考功率值，控制器310可以发挥作用，以便或者停止拉伸光纤，或者使用报警装置(未示出)警告出现了不正常的操作。此外，控制器310可以在显示监控器(未示出)上显示电信号的功率值，以便允许操作人员实时地检查不正常的操作。
UV焙固器320向光纤的表面提供UV辐射，以便焙固在光纤上涂敷的涂层材料。此外，由于光纤260的非均匀的剖面，入射到光纤上的UV光束被散射到光纤之外。
绞盘330使用指定的力量，拉伸光纤260，以便可以按照恒定的直径，从光纤预型体中连续地拉伸光纤。
如从上面可以看到的，依据本发明的光纤拉伸系统的散射监控器的优点在于：该散射监控器通过监控在光纤拉伸过程期间，由光纤的非均匀剖面造成的散射现象，可以促进质量的改善，以及生产率的提高。
虽然已经参考优选实施例，显示和描述了本发明，本领域的技术人员将理解：在不脱离由所述权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种修改。因此，本发明不应当局限于所阐明的实施例，而应该由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (10)

1.一种用于拉伸光纤的监控系统，包括：
散射监控箱，它设置在拉伸光纤的路径上，并且在散射监控器箱的上端和下端，具有对准的孔，光纤可以通过这些孔；
反射板，它设置为字母C形的中空圆柱体，并且所述反射板围绕着散射监控器中的光纤，用于反射从光纤散射的光；
聚光器，它面对反射板的开口部分，用于会聚从反射板反射的光；
光检测器，它检测会聚的光，并且产生对应的电信号；以及
控制器，它用来测量电信号的功率，并且将该功率与预定的参考值进行比较。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于控制器还包括一种确定装置，该装置依据测量的电信号，确定光纤的非均匀剖面。
3.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于控制器还包括一种控制拉伸装置，如果电信号的功率实际上大于预定的参考值时，该装置停止拉伸过程。
4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于控制器还包括一种报警装置，如果电信号的功率实际上大于预定的参考值时，该装置警告操作人员。
5.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于光检测器是光电二极管。
6.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于光检测器是CCD摄像机。
7.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于光检测器是CdS元件。
8.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于聚光器包括凸透镜。
9.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于聚光器包括非球面透镜。
10.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于聚光器包括凸透镜和非球面透镜的组合。
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