CN1366623A - 光纤覆层形成装置 - Google Patents

Abstract

一种光纤覆层形成装置,通过精确地控制光源的紫外线光输出,在光纤上形成紫外线光硬化类型的覆层。这种光纤覆层形成装置有一个光源(2),用于将紫外线光照射到铸模在光纤芯线(3)的覆层去除部分(4)上的树脂上,来形成覆层,还包括一个光接收器(5),通过接收从光源(2)照射到树脂上,用于形成覆层的紫外线光来检测紫外线光的强度,还包括环境传感器(20),用于检测环境信息。环境传感器(20)至少包括一个温度传感器(6),并且可选择地包括一个湿度传感器(7)和一个大气压力传感器(8)。光输出控制器(1)在环境传感器(20)检测到的环境信息、光接收器5检测到的紫外线光强度以及基于紫外线光强度和上述环境信息来控制光源(2)的光输出的控制数据的基础之上,以反馈方式控制光源(2)的光输出。

Description

光纤覆层形成装置

技术领域

本发明涉及光纤的覆层(coating)形成装置，用于在光纤芯线的覆层去除部分等中形成新覆层。

发明背景

一种通过将覆层置于光纤外围而形成的光纤芯线被广泛应用于光通信、光测量等领域。当光纤芯线互相连接的时候，通常都将连接部分的覆层剥掉，例如，用一个连接元件夹断它的覆层去除部分，并将光纤芯线互相连接在一起。而且，跟上面那种情形一样，在剥掉了覆层以后，通过熔接法，将覆层去除部分连接起来，再在它的连接部分包上一层热缩管。

例如，近些年来，随着光通信领域中通信容量的增大等，已经开发出一种以高密度安装光元件的装置和设备。因此，正在试验将光纤芯线连接起来以后，重新产生连接部分的覆层，并且已经出现了一种作为覆层形成装置的再覆器(recoater)，其用于在光纤芯线的上述覆层去除部分重新产生覆层。如果重新产生光纤芯线覆层去除部分的覆层，跟上面在连接部分采用连接元件和热缩管的情形相比，连接部分的外形尺寸能够大大地缩小。

图8说明光纤芯线3连接状态下传统再覆器的一个典型实例。在这个图中，覆层去除部分4是光纤的一个覆层形成部分。覆层去除部分4通常都被置于用来注入树脂形成覆层的树脂注入模具10中，并且通过向树脂注入模具10中注入紫外线光硬化(hardening)树脂来构造。

再覆器有一个光源2，还有一个光接收器5，例如光电二极管。光源2将紫外线光照射到铸模在覆层去除部分4上(具体地说是注入到树脂注入模具10中)用于形成覆层的树脂上。光接收器5接收从光源2照射到用于形成覆层的树脂上的紫外线光，并检测紫外线光的强度。光接收器5与一个光输出控制器1连接。光输出控制器1在光接收器5收到的紫外线光强度的基础上，以反馈方式控制上述光源2的光输出。用于形成覆层的树脂被光源2照射出来的紫外线光硬化，从而在覆层去除部分4重新产生覆层。

光源2输出的光和光接收器5的功能会受到例如环境温度等的影响。但是，传统再覆器中没有考虑由于温度造成的这种影响。因此会出现这种情况，那就是光源2输出的光一点都没有受到光输出控制器1的精确控制，例如，光源2输出的光太弱，不能重新形成覆层。

本发明的目的是解决上述问题，本发明的一个目的是提供光纤的一种覆层形成装置，在光纤覆层形成部分用紫外线光硬化树脂形成覆层的任何时候，它都能够精确地控制光源的紫外线光照射输出，从而能够在任何时候精确地形成覆层。

发明简述

为了以上目的，本发明采用以下结构，作为解决上述问题的一种途径。也就是说，本发明采用一种光纤覆层形成装置，它的特征在于这个覆层形成装置包括一个光源，用于将紫外线光照射到用于形成覆层，铸模成光纤覆层形成部分的树脂上去；还包括一个光接收器，用于接收光源照射到树脂上用于形成覆层的紫外线光，并且检测紫外线光的强度；还包括一个环境传感器，用于检测环境信息，环境信息至少包括覆层形成工作区的温度；还包括一个光输出控制器，用于在环境传感器检测到的环境信息、所述光接收器检测到的紫外线光强度，以及基于紫外线光强度和所述环境信息控制所述光源的光输出的控制数据的基础之上以反馈方式控制所述光源的输出。

在本发明的一个实施例方案中，环境传感器，至少是温度传感器被安置于光源安置区和光接收器安置区的一侧或者两侧。

本发明的另一方面，一个紫外线光透射滤片被安置在光源的照射面一侧。并且，还安置有在用于补偿这个紫外线光透射滤片的光透射温度相关性的方向上用来控制光源的输出的装置。

此外，也安置有用于修正光源的辐射频谱分布，使之与紫外线光透射滤片的辐射频谱随温度的变化一致的装置。

而且，本发明的另一方面，环境传感器包括一个用于检测环境信息的传感器，用来直接或者间接地判断是否发生了结露(dew condensation)，还包括一个结露发生判断部分，用于在这个传感器的信号的基础上判断是否出现了结露，还包括一个报警部分，用于通过从这个结露发生判断部分接收发生结露的判断结果，提醒出现了结露。

本发明中，由于安置了用来检测包括温度的环境信息的环境传感器，覆层形成工作区的环境信息可以用这个环境传感器来检测。光输出控制器在这一环境信息、上述光接收器检测到的紫外线光强度以及在紫外线光强度和上述环境信息的基础之上控制上述光源的光输出的控制数据的基础上，以反馈方式控制光源的光输出。

因此，在本发明中，光源的光输出被按照上述环境信息精确地加以控制，在任何时候都可以在光纤上精确地形成覆层。

附图简述

图1说明本发明的一个实施方案实例中，光纤的覆层形成装置主要部分的结构。图2说明这个实施方案实例中光源输出的光的辐射频谱分布。图3说明这个实施方案实例中光接收器的检测值对温度的相关性。图4说明以上实施方案实例中采用的彩色玻璃滤光器的光透射特性对温度的相关性。图5A和5B说明以上实施方案实例中在-20摄氏度(图5A)和60摄氏度(图5B)的时候，通过彩色玻璃滤光器的光的辐射频谱的强度值。图6说明本发明的上述实施方案实例中，紫外线光照射时间跟光源的紫外线光照射面的温度之间的关系。图7说明本发明另外一个实施方案实例中，光纤覆层形成装置主要部分的结构。图8说明传统的光纤覆层形成装置。

优选实施方案

下面在实施方案实例的基础之上，通过参考附图详细地描述本发明。在针对本发明实施方案实例的以下描述中，实例中相同的部分用相同的引用数字来表示，它们的重复说明被省略或者简化。图1说明本发明中光纤覆层形成装置的一个实施方案实例。

跟传统实例中的再覆器相似，这个实施方案实例中的覆层形成装置是有一个光源2和一个光接收器5的再覆器。这个实施方案实例的特征在于采用了环境传感器20，用于检测环境温度，至少包括光源2和光接收器5的安置区域内的温度。此外，这个实施方案实例的特征还在于一个光输出控制器1在环境传感器20检测到的环境信息、上述光接收器5检测到的紫外线光强度以及基于紫外线光强度和上述环境信息来控制上述光源的光输出的控制数据的基础之上，以反馈方式控制以上光源2的光输出。

以上环境传感器20有一个温度传感器6、一个湿度传感器7和一个大气压力传感器8。以上光输出控制器1有一个光调整控制部分22、一个存储器部分21、一个结露发生判断部分23和一个报警部分24。

这个实施方案实例中的光源2是一盏氙灯，通过氙气体放电照射紫外线光。这个光源2的频谱分布特性如图2所示，并且几乎不受环境温度、湿度、大气压力等等的影响，在使用过程中几乎总是稳定的。跟这一点相反、以上光接收器5由一个光电二极管紫外线光传感器构成，它的光接收特性依赖于温度，如图3所示。

温度传感器6、湿度传感器7和大气压力传感器8分别检测光接收器5的区域内的温度、湿度和大气压力。

光输出控制器1的存储器部分21将事先给出的数据存储在ROM中。例如，控制图2和图3所示光源的光输出的各种数据，以及判断光源2和光接收器5是否存在结露的数据都储存在存储器部分21中。

光调整控制部分22在储存于存储器部分21中并用于控制光源2的光输出所需要的数据，环境传感器20检测到的环境信息，以及上述光接收器5检测到的紫外线光强度的基础上，调整和控制光源2的光输出。例如，光调整控制部分22将图3所示的数据与温度传感器6检测到的光接收器5那里的温度进行比较，并用光输出控制器1的光源调整控制部分21，从而调整光源2的光输出强度。具体地说，例如，光接收器5检测到的接收光强度用温度传感器6检测到的温度信息进行温度补偿。进行了温度补偿的光接收器5的检测输出被用作反馈信号，并进行控制操作，从而在光源2的输出端维持设定的值(从而使进行了温度补偿的光接收器5的接收光强度维持设定的接收光强度值)。

结露发生判断部分23在储存于存储器部分21的结露发生的数据，以及环境传感器20检测到的环境信息的基础上，判断光源2和光接收器5是否存在结露。如果认为在光源2和光接收器5之一中出现了结露，结露判断部分23就发射一个结露发生判断信号给报警部分24。

报警部分24通过接收结露判断部分23发出来的结露判定信号，用报警灯和报警蜂鸣器向操作员给出报警信号。

将光电二极管用作光接收器5的时候，将只能透过紫外线光的滤光器安装在光源2的照射面，用来抑制外界光等等的影响。在这个实施方案实例中，将具有图4所示透光特性的彩色玻璃滤光器用作滤光器(紫外线光透射滤片：ultraviolet light transmitting filter)。在图4中，特性线a说明-20摄氏度的时候的特性，特性线b说明60摄氏度的时候的特性。

如图4所示，在这个紫外线光透射滤片中，透光特性和选择性的透光波长随着温度的不同而不同。因此，如图5A和5B所示，紫外线光的辐射频谱分布随着温度不同而不同。此外，如图6所示，光源2照射面的温度随着照射时间的增加而升高。所以，改变这一温度的时候，上述滤光器(紫外线光透射滤片)的透光特性随着从光源2照射紫外线光的时间延长而变化。因此，照射在覆层重新产生部分4上面的紫外线光的量也随着紫外线光的照射时间的不同而不同。

因此，在这个实施方案实例中，图4、图5A和图5B所示的数据被按照温度大小储存在上述存储器部分21中，图6所示的数据也储存在存储器部分21中。上述光调整控制部分22调整光源2的光输出，而光调整控制部分22则根据紫外线光照射面随着紫外线光照射时间的温度变化，以及由于这一温度变化导致的上述滤光器的透光特性的变化，精确地调整照射在覆层重新产生部分4上面的紫外线光的量。

具体地说，在光源照射面的温度跟这个照射面上紫外线光透射滤片的温度之间有一个相互关系。因此，紫外线光透射滤片的温度可以在图6所示数据的基础之上，由紫外线光的透过时间的得出。如果知道了紫外线光透射滤片的温度，从图4就可以知道对应于这个温度的透射率。因此，通过朝一个补偿由于温度变化导致的透射率的变化的方向上控制光源2的输出，就能够稳定又精确地控制光源2的输出，抑制温度对紫外线光透射滤片的影响。

在这种情况下，如果光源2一侧上的辐射频谱按照紫外线光透射滤片的辐射频谱随温度变化发生的变化量进行修正，光源2和能够透过紫外线光的滤波器的辐射频谱能够在任何时候都相同。因此，有可能防止紫外线光透射滤片和光源2之间由于紫外线光透射滤片的温度变化而导致的辐射频谱的差异。

当光源2和光接收器5中出现结露的时候，根本不可能正确地判断光的量。因此，在这个实施方案实例中，光输出控制器1在结露判断部分23在温度传感器6、湿度传感器7和大气压力传感器8检测值的基础之上，判断是否出现了上述结露。如上所述，要出现结露的时候，产生一个结露信号，发往报警部分24。报警部分24收到这一结露判断信号的时候，用报警灯和报警蜂鸣器向操作员给出一个报警信号。

这个实施方案实例的结构跟上面的一样。在这个实施方案实例中，跟图7所示的传统实例大致相似，在光纤芯线3的覆层去除部分4重新产生一个覆层。但是，在这个实施方案实例中，光源2和光接收器5上面的温度、湿度和大气压力分别由环境传感器20的温度传感器6、湿度传感器7和大气压力传感器8检测。光输出控制器1的光调整控制部分22在储存于存储器部分21的上述控制数据和温度传感器6检测到的温度的基础之上控制光源2的光输出。在以上实例中，环境传感器20放在光接收器5的一侧。但是，当光接收器5一侧和光源2一侧的环境互相不相同的时候，更加需要检测这两侧的不同环境条件。例如，当光接收器5一侧和光源2一侧的环境温度互不相同的时候，更加需要将温度传感器6放置在两侧。

在这个实施方案实例中，光输出控制器1的结露发生判断部分23在环境传感器20的相应传感器6、7和8的检测信号的基础之上，判断是否存在结露。当要出现结露的时候，光调整控制部分22将光源2的输出设置成0，报警部分24向操作员给出一个报警信号。

按照这个实施方案实例，如上所述，光源2的光输出是在环境传感器20检测到的环境信息的基础之上加以控制的。因此，光源的光输出被按照以上环境信息精确地加以控制，在光纤芯线3的覆层去除部分4精确地形成一个覆层(在这种情形下重新产生覆层)。

此外，按照这个实施方案实例，在光输出控制器1中放置结露发生判断部分23，当要产生结露的时候报警部分24给出一个报警信号。因此，除非发生了光源2和光接收器5的结露现象，操作员可以在良好的条件下，在任意时刻在光纤芯线3的覆层去除部分4上形成覆层。

本发明并不限于上述实施方案实例，而是可以采用各种实施方案。例如，在上述实施方案实例中，环境传感器20包括温度传感器6、湿度传感器7和大气压力传感器8。然而，可以省去湿度传感器7和大气压力传感器8，因为只需要在光源2和光接收器5中间的至少一个中放置用于检测温度的温度传感器6。

此外，如图7所示，在上述实施方案实例中，也可以采用结露传感器9而不采用湿度传感器7和大气压力传感器8。在图1所示的实施方案实例中，结露的存在由温度传感器6、湿度传感器7和大气压力传感器间接地检测出来。但是，在图7所示的情形中，结露的存在可以通过单个的结露传感器9更加可靠地直接检测出来。因此，报警部分24可以给出一个报警信号，在这个检测信号的基础之上要求处理这一结露问题。

此外，储存在存储器部分21中的那种数据和数据形式并不限于上述实施方案实例，而是可以适当地设置。当用于在紫外线光强度和环境信息的基础之上控制光源2的光输出的控制数据，以及用于判断光源2和光接收器5中的结露是否存在的结露发生存在判断数据，被按照上面的实施方案实例储存在存储器部分21的时候，以及按照上面的实施方案在这些数据的基础之上进行控制的时候，光源2的光输出可以按照上面的实施方案实例那样精确地控制，有可能精确地要求处理结露问题。

此外，在以上实施方案实例中，覆层是在光纤芯线3的覆层去除部分重新产生的。然而，当覆层在多根互相平行的光纤芯线3的外围形成的时候，以及制造一个光纤带状(tape)芯线的时候，就可以使用本发明中的光纤覆层形成装置。在这种情况下，最好是使用一个具有较宽的光纤插入腔部分的树脂注入模具10，使之能够容纳多个互相平行的光纤芯线3。

工业应用性

如上所述，本发明中的光纤覆层形成装置被用于在光纤上涂上紫外线光射线硬化类型的覆层，就象在覆层是在光纤芯线的覆层去除部分重新形成的情况中一样，或者是通过在没有任何覆层的光纤上涂上这一覆层形成一个单芯或者多芯光纤芯线(包括带状芯线)。

Claims (7)

1.一种光纤覆层形成装置，其特征在于这种覆层形成装置包括一个光源，用于将紫外线光照射到铸模在光纤覆层形成部分的树脂上去；一个光接收器，用于接收从光源照射到树脂上，用于形成覆层的紫外线光，并用于检测紫外线光的强度；一个环境传感器，用于检测环境信息，至少包括覆层形成工作区的温度；还包括一个光输出控制器，用于在环境传感器检测到的环境信息、光接收器检测到的紫外线光强度以及基于紫外线光强度和所述环境信息来控制所述光源的光输出的控制数据的基础之上以反馈方式控制光源的光输出。

2.如权利要求1所述的光纤覆层形成装置，其中在光源区和光接收器区的一侧或者两侧至少安置有环境传感器中的温度传感器。

3.如权利要求1或2的光纤覆层形成装置，其中紫外线光透射滤片安置在光源的照射面一侧，并且还安置了一种装置，用于在补偿这个紫外线光透射滤片的温度相关性的方向上控制光源的输出。

4.如权利要求3所述的光纤覆层形成装置，其中安置了一种装置，用于修正光源的辐射频谱分布，使之跟紫外线光透射滤片的辐射频谱分布在温度相关性的变化上相一致。

5.如权利要求1或2的光纤覆层形成装置，其中的环境传感器包括用于检测环境信息的传感器，用来直接或者间接的判断是否出现了结露，还包括一个结露发生判断部分，用于在这个传感器的信号的基础之上判断是否出现了结露，还包括一个报警部分，用于从这个结露发生判断部分接收出现结露判断结果，发出出现结露的报警信号。

6.如权利要求3所述的光纤覆层形成装置，其中的环境传感器包括用于检测环境信息的传感器，用来直接或者间接的判断是否出现了结露，还包括一个结露发生判断部分，用于在这个传感器的信号的基础之上判断是否出现了结露，还包括一个报警部分，用于从这个结露发生判断部分接收出现结露判断结果，发出出现结露的报警信号。

7.如权利要求4所述的光纤覆层形成装置，其中的环境传感器包括用于检测环境信息的传感器，用来直接或者间接的判断是否出现了结露，还包括一个结露发生判断部分，用于在这个传感器的信号的基础之上判断是否出现了结露，还包括一个报警部分，用于从这个结露发生判断部分接收出现结露判断结果，发出出现结露的报警信号。

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