CN1532512A - 检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置。所谓陶瓷插芯开口夹角是指陶瓷插芯内外圆中心轴线之间的角度偏差。所述方法包括将一根裸光纤穿过陶瓷插芯，然后转动陶瓷插芯使该裸光纤也随陶瓷插芯一起转动，测量这一过程的一系列参数通过公式加以换算得出待测陶瓷插芯开口夹角的数值；所述装置包括探测器、监视器、以及夹具用来实现上述方法。利用本发明能够从立体三维的角度反映光纤连接器中陶瓷插芯内外圆中心轴线之间的偏离程度，方便的去处质量不合格的陶瓷插芯，从而提高光纤连接器的良品率，同时也避免了使用质量不合格陶瓷插芯所带来的成本及时间损失。

Description

检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置

                              技术领域

本发明涉及一种用于计量光纤连接器陶瓷插芯表面的粗糙度和不规则性的方法及其装置，特别是涉及一种检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置。

                              背景技术

在安装任何光纤系统时，都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来，以实现光链路的接续。光纤链路的接续，一般采用活动连接器即光纤连接器来实现，光纤连接器是目前使用数量最多的光无源器件，各种类型的光纤连接器基本结构大体一致，由两个插针和一个耦合管共三个部分组成。连接光纤时将光纤穿入并固定在插针中，将插针表面进行抛光处理后，在耦合管中实现对准。光纤连接器中的插针是陶瓷材料制成的圆筒形构件，称为陶瓷插芯，为尽量精确地对准光纤，所述陶瓷插芯的加工精度要求很高。光纤连接器的各项性能，首先是光学性能，此外还有光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等都和作为光纤连接器核心部件的陶瓷插芯加工精度密切相关。众所周知，现阶段的陶瓷插芯产品，判别好坏的主要指标一是陶瓷插芯的孔径规格大小，二是陶瓷插芯的同心度，所谓陶瓷插芯孔径是指陶瓷插芯中心孔的直径，常用的孔径有125um、126um，所谓陶瓷插芯的同心度是指陶瓷插芯端面中心与孔径中心的偏差，一般应控制在0.004mm以内。对于陶瓷插芯的孔径规格大小可以用塞规等量具进行检测。对于陶瓷插芯的同心度则可以用放大镜或光纤连接器端面测试仪等量具进行检测。然而，陶瓷芯插芯生产厂家及使用者却往往忽视对陶瓷插芯内圆中心轴与外圆中心轴的角度偏差进行检测，本发明中将上述陶瓷芯内外圆中心轴之间的角度偏差定义为陶瓷插芯开口夹角。所述陶瓷插芯内外圆中心轴之间的角度偏差，即陶瓷插芯开口夹角的存在将直接影响光纤连接器的光学特性，导致系统的误码率增加。目前国内外尚没有相关的方法或者仪器可以对所述陶瓷插芯开口夹角进行检测。

                              发明内容

本发明的目的在于克服现有陶瓷插芯检测仪器不能检测陶瓷插芯开口夹角的不足，提供一种可以检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置，从而排除不合格的陶瓷插芯，提高光纤连接器的良品率，减少使用过程中由于陶瓷插芯质量不合格给用户带来的成本及时间损失。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种检测陶瓷插芯开口夹角的方法，所述陶瓷插芯为环形套管，内圆直径为Φ1，其特征在于所述方法包括如下步骤：(a)将一根裸光纤穿过所述陶瓷插芯，测量所述裸光纤露出陶瓷芯插芯端面的长度L；(b)将所述裸光纤的端面经显微镜放大成像于监视器，测量所述光纤端面在监视器上像的直径Φ2；(c)旋转所述陶瓷插芯，所述裸光纤也随陶瓷插芯的旋转而转动，将所述裸光纤端面中心的运动轨迹经显微镜放大成像于监视器，测量该运动轨迹在监视器上像的直径2R；(d)所述陶瓷插芯的开口夹角用θ表示，根据公式 计算出θ的值。

一种检测陶瓷插芯开口夹角的装置，装置整体包括探测器、监视器、以及夹具，其特征在于探测器、陶瓷插芯夹具和光纤夹具按顺序设置在底座上，检测陶瓷插芯开口夹角时裸光纤穿过陶瓷插芯，所述裸光纤和所述陶瓷插芯被各自的夹具所定位，所述陶瓷插芯可以旋转并带动其中的裸光纤也旋转，探测器收集裸光纤端面运动轨迹的信息显示于监视器。

本发明的有益效果是，利用本发明所述检测陶瓷插芯开口夹角的方法及其装置能够从立体三维的角度反映光纤连接器中陶瓷插芯内圆中心轴线相对于外圆中心轴线的偏离程度，方便的去处质量不合格的陶瓷插芯，从而提高光纤连接器的良品率。同时利用本发明也避免了通过大量使用、试做方法来判断陶瓷插芯质量所带来的成本及时间的浪费。

                              附图说明

图1是陶瓷插芯开口夹角检测装置结构示意图；

图2是陶瓷插芯开口夹角检测装置局部放大图；

图3是陶瓷插芯开口夹角检测装置纵向剖视图；

图4是裸光纤端面运动轨迹放大图；

图5是陶瓷插芯开口夹角理论计算图。

                              具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细描述：一种检测陶瓷插芯开口夹角的方法，所述陶瓷插芯为环形套管，内圆直径为Φ1，其特征在于所述方法包括如下步骤：(a)将一根裸光纤穿过所述陶瓷插芯，测量所述裸光纤露出陶瓷芯插芯端面的长度L；(b)将所述裸光纤的端面经显微镜放大成像于监视器，测量所述光纤端面在监视器上像的直径Φ2；(c)旋转所述陶瓷插芯，所述裸光纤也随陶瓷插芯的旋转而转动，将所述裸光纤端面中心的运动轨迹经显微镜放大成像于监视器，测量该运动轨迹在监视器上像的直径2R，如图4所示；(d)所述陶瓷插芯的开口夹角用θ表示，如图5所示，因为使用的显微镜对所述光纤端面和其运动轨迹的放大倍率是相同的，因此：

其中L：光纤露出陶瓷芯插芯端面的长度；

θ：光纤与陶瓷插芯外圆轴线的夹角，即陶瓷插芯孔径轴线与外圆轴线的夹角；

r：光纤端面中心至陶瓷插芯外圆轴线的距离；

Φ2：光纤端面成像于监视器上为一个圆光斑，Φ2为该光斑直径；

R：转动陶瓷插芯，光纤端面中心的运动轨迹为一个圆，R为该轨迹圆的半径；

从上述公式可以推导出 $\mathrm{\θ}=\frac{R\·\mathrm{\Φ}1}{L\·\mathrm{\Φ}2},$ 计算出θ的值。

举例说明，若采取参数为：L＝4mm，2θ＝0.5°，Φ1＝125μm，Φ2＝100mm，计算得到R＝14mm。正如步骤(a)中所述裸光纤露出陶瓷插芯端面的长度L为4mm，只要从监视器屏幕上观察到光纤端面中心的运动轨迹圆半径大于14mm就可以判断被测的陶瓷插芯开口夹角大于0.25°。对一个陶瓷插芯测得的开口夹角越小，该陶瓷插芯内外圆中心轴线的重合性就越好。为了取得开口夹角度数更小的陶瓷插芯也可以对上述参数设置的更加严格。

一种检测陶瓷插芯开口夹角的装置，如图1、图2和图3所示，装置整体包括探测器、监视器、以及夹具，其特征在于探测器1、陶瓷插芯夹具3和光纤夹具4按顺序设置在底座6上，检测陶瓷插芯开口夹角时裸光纤5穿过陶瓷插芯2，所述裸光纤5和所述陶瓷插芯2被各自的夹具所定位，所述陶瓷插芯2可以旋转并带动其中的裸光纤5也旋转，探测器1收集裸光纤5端面运动轨迹的信息显示于监视器。所述底座6连接一个五轴调整架可以对整个装置的基座进行调整。所述陶瓷插芯夹具3由两块开设V形槽的块体和压杆组成，所述陶瓷插芯2在V形槽中被定位但仍然可以沿自身轴线自由旋转。所述光纤夹具4由一块开设狭长槽的块体和多个压杆组成，光纤5在夹具中可以转动。所述陶瓷插芯夹具3和光纤夹具4之间有一个环形的橡胶圈7，所述陶瓷插芯2穿过所述橡胶圈7，手工转动所述橡胶圈7陶瓷插芯2可以被带动随之旋转。

Claims (7)

1.一种检测陶瓷插芯开口夹角的方法，所述陶瓷插芯为环形套管，内圆直径为Φ1，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(a)将一根裸光纤穿过所述陶瓷插芯，测量所述裸光纤露出陶瓷芯插芯端面的长度L；

(b)将所述裸光纤的端面经显微镜放大成像于监视器，测量所述光纤端面在监视器上像的直径Φ2；

(c)旋转所述陶瓷插芯，所述裸光纤也随陶瓷插芯的旋转而转动，将所述裸光纤端面中心的运动轨迹经显微镜放大成像于监视器，测量该运动轨迹在监视器上像的直径2R；

(d)所述陶瓷插芯的开口夹角用θ表示，根据公式 $\mathrm{\θ}=\frac{R\·\mathrm{\Φ}1}{L\·\mathrm{\Φ}2}$ 计算出θ的值。

2.根据权利要求1所述检测陶瓷插芯开口夹角的方法，其特征在于步骤(a)中所述裸光纤露出陶瓷插芯端面的长度L为4mm。

3.一种检测陶瓷插芯开口夹角的装置，装置整体包括探测器、监视器、以及夹具，其特征在于探测器(1)、陶瓷插芯夹具(3)和光纤夹具(4)按顺序设置在底座(6)上，检测陶瓷插芯开口夹角时裸光纤(5)穿过陶瓷插芯(2)，所述裸光纤(5)和所述陶瓷插芯(2)被各自的夹具所定位，所述陶瓷插芯(2)可以旋转并带动其中的裸光纤(5)也旋转，探测器(1)收集裸光纤(5)端面运动轨迹的信息显示于监视器。

4.根据权利要求3所述检测陶瓷插芯开口夹角的装置，其特征在于所述底座(6)连接一个五轴调整架。

5.根据权利要求3所述检测陶瓷插芯开口夹角的装置，其特征在于所述陶瓷插芯夹具(3)由两块开设V形槽的块体和压杆组成。

6.根据权利要求3所述检测陶瓷插芯开口夹角的装置，其特征在于所述光纤夹具(4)由一块开设狭长槽的块体和多个压杆组成。

7.根据权利要求3所述检测陶瓷插芯开口夹角的装置，其特征在于所述陶瓷插芯夹具(3)和光纤夹具(4)之间有一个环形的橡胶圈(7)，所述陶瓷插芯(2)穿过所述橡胶圈(7)。

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