CN1237334C - 光学纤维的校验方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学纤维的一种校验方法及校验设备，其中纤维(1)被引至一个第一拉动装置(2)，再引至一个第二拉动装置(3)，然后引到一个卷轴(11，12)，从而拉动装置使纤维承受需要量的拉应力，因而如果纤维(1)的强度不足就会断裂。为了实现连续的拉动和校验过程，万一纤维断裂，纤维端部借助第一通道部分(5)在第一和第二拉动装置(2，3)之间受到引导，第一通道部分(5)将纤维引至第二拉动装置(3)。在第二拉动装置(3)后，纤维端部被引入偏离正常纤维路径的第二通道部分(8)，沿第二通道部分纤维被引入废纤维处理系统。在需要的时刻，纤维(1)从第二通道部分(8)引至正常路径，沿正常路径纤维被引到一个卷轴(11，12)。

Description

光学纤维的校验方法和设备

技术领域

本发明涉及光学纤维的校验方法，其中纤维被引至一个第一拉动装置，再被引至一个第二拉动装置，然后被引向一卷轴，从而拉动装置使纤维承受需要的拉应力，因此，如果纤维强度不足，纤维就会断裂。本发明也涉及光学纤维的校验设备。

背景技术

在光学纤维的制造中，首先用需要的材料制成坯料，当拉制纤维时，盘料被加热，使其软化。一根细纤维从加热了的坯料的一端被拉动，并被引至一个缠绕工位，在该缠绕工位上，纤维被缠绕在一卷轴上。在缠绕前，纤维被涂上保护层，可以采用粉末，从而纤维能够容易地相对于在光缆制造中支承光缆的构件移动。

纤维的生产也包括一个检验阶段以保证纤维符合光缆生产对其制定的需要。在纤维上进行的最重要的检验之一是被称为牵拉检验的校验。校验的目的是保证纤维可承受在光缆生产或光缆安装过程中其可能受到的拉应力。校验例如是通过简单地使用一个拉动装置在纤维制造过程中拉动纤维来进行的，拉动装置在纤维经过拉动装置时向纤维施加预定量的拉应力。如果纤维太弱就会断裂。

例如，在美国专利第4,601,208号及日本专利公开文本第6129967号中描述了现有的技术方案。

现有技术方案的缺点是，它们难于应用在连续的纤维制造过程中，因为在纤维断裂后难于继续该过程而不受拉动过程的干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种消除了现有技术中的缺点的方法和设备。按照本发明的方法和设备可实现该目的。

按照本发明的第一方面，提供一种光学纤维的校验方法，其中纤维被引至一个第一拉动装置，再引至一个第二拉动装置，然后引向一个卷轴，从而所述第一拉动装置和第二拉动装置使纤维承受一个需要量的拉应力，因此，如果纤维的强度不足，纤维发生断裂，其特征在于：在纤维断裂的情形中，纤维端部借助第一通道部分在第一拉动装置和第二拉动装置之间被引导，所述第一通道部分将纤维引至第二拉动装置，在第二拉动装置之后，纤维端部被引入一个第二通道部分，第二通道部分偏离正常的纤维路径，沿第二通道部分纤维被引入一个废纤维处理系统，在一个需要的时刻，纤维从第二通道部分被引至正常路径，沿着正常路径纤维被引向卷轴。

按照本发明的第二方面，提供一种光学纤维的校验设备，该设备包括一个第一拉动装置、一个第二拉动装置和一个缠绕装置，所述拉动装置布置得使纤维承受需要量的拉应力，如果纤维的强度不足，该拉应力使纤维断裂，其特征在于：该设备包括一个第一通道部分，在纤维断裂的情形中，该第一通道部分用于在第一拉动装置和第二拉动装置之间将纤维端部引导至第二拉动装置；一个第二通道部分，该第二通道部分在第二拉动装置后面偏离正常纤维路径，用于将纤维引入一个废纤维处理系统；以及转移装置，其用于在需要时刻将纤维从第二通道部分引至正常路径，沿正常路径将纤维引向一卷轴。

按照本发明的技术方案的一个主要优点在于，可以按照一种有利的方式将校验与纤维拉动过程相结合，使纤维拉动过程在任何情形中都不受干扰，在最大生产速度下能够不间断地连续进行。其原因在于，即使纤维或被缠绕的类似材料在缠绕转换前已断裂或有意切断，本发明也能够使缠绕从自动双重卷取机构中的一个卷轴转换至另一个卷轴。本发明的另一个优点在于，可在卷轴上以需要的长度缠绕被校验的纤维。

附图说明

现在对照以下附图借助推荐实施例详述本发明。

图1示意地表示按照本发明的设备的第一实施例，

图2从另一个方向表示图1的实施例，

图3示意地表示按照本发明的设备的第二实施例，

图4从另一个方向表示图3的实施例，

图5示意地表示按照本发明的设备的第三实施例，

图6是图5所示实施例细部结构的横剖图，

图7是图5所示实施例另一细部结构的横剖图，以及

图8是图5的实施例的立体图，为清楚起见，图中省略了部分结构。

具体实施方式

图1和2示意地表示按照本发明的设备的第一实施例。图中附图标记1表示从纤维拉动过程进入设备的光学纤维。纤维1的方向在图1中用箭头示出。附图标记2和3表示第一拉动装置和第二拉动装置。在图1和2所示的实施例中，第一拉动装置2由导向器支承，使整个组件可沿纤维1的纵向自由移动。但是，第一拉动装置2在安装过程中被预先拉紧在一个动力传感器4上，因而实际上该组件是固定的。这个实施例的构思在于，对纤维1的校验将构成第一拉动装置2的整个组件拉在传感器4上，该传感器则测量拉应力。

按照本发明，在图1和2所示实施例中由牢固的管状件制成的第一通道部分5布置在第一拉动装置2和第二拉动装置3之间。如果需要，可将电离气流引入第一通道部分。万一纤维断裂，第一通道部分5将纤维端部引入第二拉动装置的开口。第一通道部分5的两端最好被成形，使纤维1不能从通道部分和第二拉动装置3之间逸出。第一通道部分5的前端可设有一个刀具6，该刀具可用于有意地切断纤维1。

沿纤维1的方向在第二拉动装置3后面，设备包括一个组件，该组件设有一个用作纤维转移装置的浮动装置7、一个第二通道部分8和辅助轮9和10。在正常运转期间，纤维从第二拉动装置3和第二通道部分8的端部之间移至浮动装置7的轮，并进一步通过辅助轮9移向一卷轴，或者通过第二辅助轮10移向另一个卷轴12，这取决于浮动装置7的位置。

在图1和2的实施例中，第二通道部分8是由可打开的管状部分构成的，其分成两个半部，这两个半部在图2中由附图标记8a和8b标出。第二通道部分8能够借助适当的打开机构13打开和闭合。在正常运转期间，第二通道部分8是闭合的，即，半部8a和8b相互靠紧。如果需要，可以将电离气流引入第二通道部分8。

当纤维1断裂时，例如，通过浮动装置7纤维尾部自然移向卷轴11。在这种情形中，新纤维1端部在第二通道部分8内被引导，并沿其进一步移向一个纤维夹紧装置14和一个抽吸装置15。例如，纤维从该抽吸装置可引入一个废纤维处理系统。在夹紧装置14已夹紧纤维1及缠绕已经开始之后，第二通道部分8被打开，浮动装置中的轮移至通道部分的另一侧，将纤维带至同一侧的辅助轮，在与断裂前所用卷轴不同的一个卷轴12上继续缠绕。最后，第二通道部分8的半部8a和8b被压在一起，这样又形成一管状通道的第二通道部分8保持等待一次新的纤维断裂。应当注意的是，纤维断裂可能是由于纤维弱而造成的，也可以是刀具6引起的。例如，在一个结合了拉动和校验的过程中，当具有输送长度的纤维被送向卷轴时，纤维被刀具6切断。

在图1和2的实施例中，抽吸装置15布置在第二通道部分8正下面，夹紧装置14装配在它们之间。当夹紧装置闭合时，在其下缘上的刀具16切断纤维朝向抽吸装置的端部。在第二通道部分8已被打开且纤维已被引导至浮动装置之后，卷取装置(spooler)将其转送入缠绕工位。在第二卷取装置中的卷轴被一个空卷轴替代，其后，它可在第二通道部分下面被转送以待纤维断裂。如果存在许多纤维断裂，那么，通常将零头(clippings)直接引入抽吸装置15。

图3和4表示按照本发明的设备的第二实施例。图3和4所示的实施例在若干方面相应于图1和2所示的实施例，在图3和4中，与图1和2中相同的附图标记有相同的含义。图3示意地表示在第一和第二拉动装置2和3之间形成的电连接。这种电连接用于向纤维1施加需要量的拉应力。

在图3和4的实施例中，拉动装置2和3、第一通道部分5、浮动装置7、辅助轮9和10、以及第二通道部分8按照与图1和2中相同的方式布置。图3和4的实施例与图1和2的实施例的区别在于，在图3和4的实施例中有一个第三拉动装置，即，辅助拉动装置17和一个在第二通道部分8后面的、用作第二纤维转移装置的第二浮动装置18。

在原则上，按照图3和4的实施例的功能相应于图1和2所示的实施例。在正常情形中，在图3和4所示实施例中的纤维，例如，通过浮动装置7和辅助轮9移向卷轴11。万一纤维断裂，新纤维端部通过第一通道部分5移至第二拉动装置，再沿着第二通道部分移至辅助拉动装置17。当纤维1连接于辅助拉动装置17时，第二通道部分8被打开，因此，第二浮动装置18转入图3中虚线所示的位置，将纤维移近于第二卷轴12，在这种情形中，夹紧装置可捕获纤维，然后，刀具16将其切断，缠绕继续向着卷轴12进行，如对照图1和2所进行的描述那样。同时，浮动装置7将纤维转移至辅助轮10。最后，第二通道部分闭合，以待新的纤维断裂。在这个实施例中，通至抽吸装置15的排放通道19布置在辅助拉动装置17后面。该排放通道也可以设有一个切碎器，以便处置纤维。

图5至8表示本发明的第三实施例。在图5至8中，与图1至4中相同的附图标记具有相同的含义。图5至8所示的实施例基本相应于上述各实施例；只在细部结构上与前述实施例不同。在图5至8所示的实施例中，第一通道部分5是用皮带和皮带轮构成的，第二通道部分8是借助两个彼此靠近地布置的板构成的。

在按照图5至8的实施例中，与纤维校验相关的张力是借助第一拉动装置2和第二拉动装置3的速率和/或拉力控制而产生的。由于在纤维断裂的情形中也必须能够控制纤维端部的运动，因而不能使用拉力测量轮来测量拉动装置之间的拉力。相对于第二拉动装置由纤维产生的力，例如，可以通过将第二拉动装置3及其皮带连接于适当的动力传感器来测量。

用于控制拉力的一个可行的方案是采用一种控制，其中第一拉动装置2以恒定速度转动，用作对线速度的控制，或者在牵拉塔(drawingtower)的情形中，用作决定拉动速率的拉动装置。在上述情形中，第二拉动装置3是借助动力传感器控制的拉力控制驱动的。

例如，通过用HW计数器测量拉动装置2和3之间的速度差，可以知道纤维断裂。通过在拉动装置的电机中使用脉冲传感器，并通过增加一个拉动装置的脉冲计数器读数及减少另一个计数器脉冲读数，可以显示相应于纤维拉伸的长度差。与纤维断裂相关，该长度差比正常情况迅速增加，就可以知道纤维断裂。另外，由拉伸导致的长度差及其变化可以用于动力传感器的校准诊断。用于测量纤维断裂的其它手段包括动力传感器信号、电机电流等。

在图5和8的实施例中，拉动装置2和3的皮带轮布置得使皮带轮21，22和在其间同向运行的皮带23，24构成第一通道部分5，该第一通道部分在纤维断裂过程中及装置被穿线时可控制纤维1的运动。以上述方式构成的第一通道部分5表示在图6中，该图表示在纤维1的方向上的通道部分。借助适当的结构，可使第一通道部分5的长度几乎覆盖整个校验长度。当然也可以使用适当的喷嘴来保证纤维1在皮带等之间被引导。图6中所示的导向器25，26，可保证纤维保持在皮带之间，该导向器也可以用在皮带轮21，22之间。皮带间的通道尺寸应该选择得使纤维能够自由地在通道内移动，在这种情形中，作用在纤维上的拉力只是由拉动装置的主导轴(captans)产生的。

在图5至8的实施例中，纤维1从第二拉动装置3进入构成转移装置的机构，转移装置用于将纤维转移至其正常路径，用于在正常运转中将纤维引导至正常路径，并用于从正常纤维路径转移至第二通道部分8。所述第二通道可以借助两个彼此靠近的板状构件构成。在一个具体实施例中，该构成转移装置的机构由两个板状构件27，28和相关构件构成，这两个板状构件之间有一个窄的气隙，该气隙例如可以为3mm宽。板状构件的表面设有槽，因而在这个实施例中，两个彼此靠近的板状构件构成一个圆形边缘的槽，该槽在这个实施例中构成第二通道部分8，例如，可以在图7和8中看出。应当注意的是，图8只画出两个板状构件中的一个板状构件28。为了清楚起见，在图8中只画出另一个板状构件27的一个很小的部分，这样可更清楚地表示第二通道部分8。例如，第二通道部分8的直径可以为30mm、第二通道部分8通入一个抽吸装置29，该抽吸装置表示在图5中。

当抽吸装置29在使用时，它首先产生从第二通道部分8的前端进入抽吸装置的气流，第二，产生从板状构件27，28侧面通过沿通道部分全长首先进入通道部分，然后进入抽吸装置的气流。如果通道部分和板状构件间的气隙的尺寸设计成使它们彼此相适合，那么就能够控制由抽吸装置产生的从端部朝向第二拉动装置进入第二通道部分8的气流量，以及来自气隙的气流量。

上述布置能够使用抽吸装置产生的气流将在校验中断裂或有意切断的纤维1引入抽吸装置。在这个实施例中，第一通道部分5也可设有一个用于有意地切断纤维的刀具30。

图5至8还表示一种结构，借助该结构纤维可从第二通道部分导入板状构件27，28之间的气隙区域。在转换和缠绕期间使用该结构。在这个实施例中，即使纤维已被导入板状构件27，28之间的气隙区域，第二通道部分8仍起作用而不间断以防纤维在校验中断裂。当校验被包括在纤维牵拉中时这一点尤为有用。在这种情形中，可能发生下述情形：有时纤维可能很弱，一次接一次地发生几次纤维断裂。

在这个实施例中，纤维转移装置包括一个转移轮，该转移轮用于在板状构件27，28构成的槽32中，例如，从一侧向另一侧移动。转移轮31的宽度被选择成使其能在第二通道部分8中可靠地沿纤维1移动。转移装置还包括一个收集轮33，该收集轮例如在槽34中沿一圆形路径从一侧移至另一侧。收集轮33的宽度也选择得使其在第二通道部分8中可靠地沿纤维1运行。转移装置还包括固定控制轮35至38，这些控制轮嵌在板状构件27，28内的空腔中，因而当转移轮31或收集轮33使纤维从第二通道部分8转向时，使其可靠且正确地被引导。

图5至8所示的实施例大体按照下述方式工作。假定在始初情形中，例如，当开始运转时，纤维沿第二通道部分8进入抽吸装置。当准备开始缠绕时，转移轮31横过第二通道部分8至相对侧，偏转纤维1，使其沿着一条路径从转移轮进入抽吸装置，所述路径在夹紧机构的夹紧凸缘间引导纤维。夹紧机构的原理已对照图1至4描述过。恰在夹紧凸缘被驱动之前，收集轮33也移至与转移轮相同的边缘，纤维开始在卷轴11上缠绕，如图8所示。

在校验期间上述阶段之后，如果纤维断裂，抽吸装置29产生的气流沿第二通道部分8将纤维的自由端带入抽吸装置，其后，如上所述，可以在需要的时刻进行在新卷轴上的缠绕转换，即，通过将转移轮31和收集轮33移至相对侧即新卷轴侧而进行这种转换。

当纤维1在夹紧机构的夹紧凸缘之间被引导时，如果纤维仍较弱，那么，由于第二通道部分8准备随时工作，将任何断裂的纤维引入抽吸装置，因而不会引起任何问题。由于转换是一个相对于纤维强度的临界点，因而上述情况显著改善了设备的可靠性。

如果纤维需在任何需要的时刻被转移至一个新卷轴，那么，设备必须包括一个用于切断纤维的纤维刀具。在图5至8的实施例中，一个纤维刀具30布置在包括第二拉动装置3的结构和板状构件27，28之间。在刀具30切断纤维后，如上所述，纤维被引向一个新卷轴。当收集轮和/或转移轮相对于准备向其引导纤维的卷轴来说处于第二通道部分的错误的那侧时，也可以使用纤维刀具。在这种情形中，在收集轮/转移轮已移入转换所需的初始位置后，刀具引起一个附加的纤维断裂。在该断裂之后，纤维可自动地移入通道，因而转换能够照常进行。

上述实施例决不是想限定本发明，本发明可以在权利要求书的范围内自由改变。因此，本发明的设备及其细部结构显然不必严格对应于图中所示的情形，而是可有其它的技术方案。例如，第二通道部分也可以由图6所示的两个皮带部分构成，等等。在这样的实施例中，在皮带边缘上的控制器可以是侧向翻转的部件。

Claims (10)

1.一种光学纤维的校验方法，其中纤维(1)被引至一个第一拉动装置(2)，再引至一个第二拉动装置(3)，然后引向一个卷轴(11，12)，从而所述第一拉动装置(2)和第二拉动装置(3)使纤维承受一个需要量的拉应力，因此，如果纤维(1)的强度不足，纤维(1)发生断裂，其特征在于：在纤维(1)断裂的情形中，纤维端部借助第一通道部分(5)在第一拉动装置(2)和第二拉动装置(3)之间被引导，所述第一通道部分(5)将纤维引至第二拉动装置(3)，在第二拉动装置(3)之后，纤维端部被引入一个第二通道部分(8)，第二通道部分偏离正常的纤维路径，沿第二通道部分纤维(1)被引入一个废纤维处理系统，在一个需要的时刻，纤维(1)从第二通道部分(8)被引至正常路径，沿着正常路径纤维被引向卷轴(11，12)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在纤维断裂后，纤维(1)被引向一个与纤维断裂前不同的一个卷轴。

3.一种光学纤维的校验设备，该设备包括一个第一拉动装置(2)、一个第二拉动装置(3)和一个缠绕装置，所述拉动装置布置得使纤维承受需要量的拉应力，如果纤维(1)的强度不足，该拉应力使纤维断裂，其特征在于：该设备包括一个第一通道部分(5)，在纤维(1)断裂的情形中，该第一通道部分用于在第一拉动装置(2)和第二拉动装置(3)之间将纤维端部引导至第二拉动装置(3)；一个第二通道部分(8)，该第二通道部分在第二拉动装置(3)后面偏离正常纤维路径，用于将纤维引入一个废纤维处理系统；以及转移装置，其用于在需要时刻将纤维(1)从第二通道部分(8)引至正常路径，沿正常路径将纤维引向一卷轴(11，12)。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：在纤维断裂后，转移装置用于将纤维(1)引至一个与纤维断裂前不同的卷轴。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第一通道部分(5)是由一管状件构成的。

6.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第一通道部分(5)设置成包括两个相邻的皮带(23，24)。

7.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第二通道部分(8)由一管状件构成，该管状件沿纵向可打开。

8.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第二通道部分(8)借助两个彼此靠近的板状构件(27，28)构成。

9.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第二通道部分(8)借助两条皮带构成。

10.如权利要求3所述的设备，其特征在于：第一通道部分(5)设有一个刀具(6，30)，该刀具用于在需要时刻切断纤维(1)。

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