CN1714306A - 熔合温度的校准 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在光纤接合中精确校准熔合温度的方法。在直接电弧再定中心技术的辅助下，接合两根光纤，然后利用后熔合过程连续加热。在这个过程中，依据有效的熔合电流自动确定熔合温度，这通过实时监测包层直径减小与熔合时间的相关性来完成。与模型计算比较，由电极状态和操作环境例如高度、温度和湿度的变化引起的熔合温度的改变量可以导出。为了恢复各种熔合过程中的最佳熔合温度，自动调用这些校准结果来补偿熔合电流。

Description

熔合温度的校准

技术领域

本发明涉及在光纤接合设备内校准熔合温度的方法和设备。

背景技术

已经知道，由于操作环境的显著变化，例如高度、温度以及湿度等的变化，接合器内的熔合温度会发生改变。对于定义明确的操作环境，熔合温度仍旧会因为电极状态的变化，例如电极的磨损，沉积在电极上的硅氧层的动态变化而发生改变。即使对于同样设定的熔合参数(例如熔合电流和熔合时间等)，接合器的制造过程中的有限容差也会在同类熔合器中导致不同的熔合温度。熔合温度变化的结果是，在特定的接合器内和/或相同的接合器内出现不一致的接合结果(例如在接合损耗、接合强度和损耗估算等方面)。

在过去的数十年中，许多科学家致力于研究和模仿接合过程中不同因素例如操作环境、电极状态和机械容差等的影响。然而至今为止，还未发现用于商业接合器的合适模型，这主要是由于技术上的原因以及所包含的接合过程相当复杂的性质。因此，代替模仿单个的因素，已经提出和研制出用于导出这些因素的集成效果的各种不同校准过程，这些校准过程包括直接或间接测量放电热能和/或熔合温度。这就是所谓的电弧测试(arc-test)或电弧校验(arc-check)过程。

经常提及的一种方法是在Sumitomo的专利JP5150132和Fujikura的专利US5009513中披露的光纤回熔法。在这种方法中，用已知的间隙距离定位光纤末端，然后用电弧加热。加热处理促使光纤末端收缩，从而引起间隙距离增加。通过测量间隙距离的变化量，可以确定放电出的热能。然而，不幸地是，已经发现光纤末端的收缩会受到电弧扩展程度(例如，电弧强度分布的有效宽度的变化)的显著影响。因此，这种方法不能给出高精度的校准。

另一类方法是偏移接合法(参看Ericsson的专利US5772327；Fujikura的专利US4948412和US6294760)。在这些方法中，两根光纤利用初始纤芯/包层轴向偏移相接合。由于表面张力效应，在接合过程中轴向偏移会减小。通过测量该偏移的相对减小，可以确定放电热能。虽然这些方法对电弧扩展程度的敏感较小，然而其过程会受到“电弧游动(arc-walk)”(即由沉积在电极上的硅氧层的动态变化而引起的电弧强度分布的空间移动)的显著影响。这种电弧游动改变了沉积在偏移接合点上的能量的量，进一步又导致一种校准与另一种校准之间不一致的结果。

其它的方法，如气压传感器法(参看Fujikura的专利EP583155和EP504519)和电极阻抗探测法(参看Furukawa的专利JP9005559)主要依赖于接合器中的硬件构造。因而，这种方法不适合用于补偿相同接合器间由硬件部件的有限容差引起的熔合电流差。同时，这些方法的可靠性也会受损于对操作环境具有极高敏感度的那些部件。

发明内容

本发明涉及的问题在于如何研制一种在光纤接合设备中既能够提供熔合温度的高可靠性和高精度校准，又不存在现有技术的缺陷的方法，在现有技术中没有充分考虑到外部环境。

本发明的目的是建立一种可靠的校准方法。

借助于考虑到高度和电弧扩展方面的变化的熔合温度校准法，本发明可以解决上述问题。

本发明采用下面更加详细说明的在光纤接合设备中校准熔合温度的方法解决了这些问题，在该方法中，依据执行校准的高度，来补偿流向加热光纤接合的电弧的熔合电流。基于对定位在电弧中心处的暖光纤(warm-fiber)包层直径减小的实时探测，确定该熔合温度。该熔合温度的确定被用来计算在多种接合过程中替换预期熔合电流值所需的新电流。

本发明的一个优点是本发明的方法可以提供高可靠性和高精度的校准。

现在，借助于结合附图的优选实施例，详细说明本发明。

附图说明

图1是示出包层直径减小与熔合时间的相关性的示意图；

图2是示出目标熔合电流与由包层直径的相对减少定义的熔合时间之间的相互关系的视图；

图3示出从预熔合过程提取的暖图像(warm-image)，用于确定电弧中心的初始位置，该电弧中心的初始位置用于在接合前重新定位光纤末端；

图4示出在图3所示的细线位置处从暖光纤提取的光强度分布；

图5a-5c示出对于不同的目标熔合电流，CCD摄像机饱和的对比；

图6示出利用典型的CCD摄像机设置得到的暖图像；

图7a-7d示出在水平和垂直方向上的强度分布，及对它们的分析。

图8是示出熔合电流的高度相关性的视图；

图9a-9b示出用于熔合电流校准的流程图；

图10示出用于熔合电流补偿的流程图。

具体实施方式

当用电弧加热光纤时，熔合区中央的温度超过2000℃。在这样的高温下，熔合区内的光纤发生液化。由于液体的粘度随温度的升高而减小，因此在熔合区内产生粘度分布的温度相关性，从而在包层附近和/或光纤内部产生切向力。结果，在持续的熔合时间期间电弧中心处的包层直径减小。由于粘度和表面张力的作用，包层的减小区域随着熔合时间的增加而扩大。最终，光纤发生破裂。这种独特现象的过程用暖光纤(warm-fiber)图像示意性地在图1中示出。

在试验期间，发现包层直径出现显著减小的总熔合时间与沉积在光纤上的电弧放电能量的量紧密相关。换句话说，对于定义明确的目标熔合电流(即校准过程中使用的电流)，熔合温度的变化可以通过测量由包层直径的相对减小定义的熔合时间的增加/减小量来得出。

为了利用图1示出的这种独特现象来阐明(formulate)熔合温度校准的整个过程，将两根光纤(通常为SMF28光纤)接合在一起，然后用定义明确的目标电流借助于后熔合过程连续加热。在后熔合过程(即校准过程)中，两个暖图像从两个正交方向得到，暖光纤的相应直径通过平均从两个正交方向测量的值来进行计算。这种成像过程以150ms的循环时间周期性地重复，并同时监测暖光纤直径的减小。当直径的减小达到阈值(例如原始直径的95％)时，加热过程终止，并计算累积的总熔合时间。从而，将该总熔合时间转换成表示熔合温度和/或放电热能的有效熔合电流。这就是所谓的实时监测RTM。

必须指出的是，进行普通接合的预处理不必是校准过程的一部分。原则上，校准过程仅需要加热裸光纤(例如剥去窗口(window-stripped)的光纤)。然而，在试验中，观察到由于在横向方向(X，Y)上左和右光纤支承系统之间的初始偏移，剥去窗口的光纤在熔合过程期间可能弯曲。这种弯曲在测量暖光纤的直径时可能引起误差，这进而又使校准的精度下降。

因此，在本发明中，引入进行普通接合的预处理来生成光纤支承系统的自动自对准，以消除偏移。替代地，自动对准光纤支承系统的预处理也可以在接合器内横向方向(X，Y)上的内置位置传感器的辅助下完成。

通过仔细研究图1示出的这种独特现象，对于定义明确的包层直径的减小量，总熔合时间t与目标电流I之间的相互关系用实验方法确定。以Ericsson FSU15接合器为例，在图2中，t作为I的函数绘出(在此，I＝8.5，9，9.5，10，10.5，11，11.5mA)。其中，t定义为暖光纤内包层直径的相对减小量Δ。此处，Δ＝1-D/D₀＝5％设定阈值以终止校准过程。D₀和D是在RTM过程期间测量的暖光纤的原始包层直径和减小的包层直径。

图2中示出的试验数据(实心圆)是在“准新(quasi-new)电极”(例如，一般为用于20次普通接合的电极)的条件下得到的。每个数据点表示从3个相同接合器中得到的9次接合的平均值。图2中示出的误差条线是标准偏差。通过仔细拟合数据，发现t与I之间的关系可以用单指数式衰减函数表示(参看图2的虚线)：

             t＝c₁e^-c2I                   (1)

其中，c₁和c₂是拟合常数。

在等式(1)的辅助下，由操作环境的变化、电极状态以及机械容差的变化引起的熔合温度的改变可以被校准。假设对于给定的目标熔合电流I_c，1，根据等式(1)的预期熔合时间是t₁。在执行校准过程之后，得到测量的熔合时间t₂。从而，可以根据等式(1)计算出有效的熔合电流I_c，2。由此，得到补偿所需的熔合电流量：

ΔI_c＝I_c，1-I_c，2                            (2)

如果假设从给定目标电流I_c，1获得的补偿电流ΔI_c可以在接合过程中施加到所有的熔合电流I_i(i＝1，2...)上，则在各种接合过程中替换熔合电流I_i值所需的新电流I_new，i应当是：

         I_NEW，i＝I_i+ΔI_c    i＝1，2，...(3)

因此，剩余的问题是如何选择用于校准的合适目标电流I_c，1和根据等式(3)给出的假设可以引入多少量的误差。

很明显，原则上，由于I_opt是实现最低接合损耗的最重要的参数之一，因此最佳的主熔合电流I_opt应当用作校准过程的目标电流。然而，由于实际的原因，优选用不同的目标电流I_c，1而不是I_opt来执行校准过程(即I_opt≠I_c，1)。假设以Ericsson FSU15接合器为例。若将I_c，1＝I_opt＝8mA设为目标熔合电流，则校准过程的预期时间t₁会显著增长，t₁≈91秒。已经知道的是，较长的熔合时间会引起电弧不稳定的问题。为了避免这种电弧不稳定的问题，需要将I_c，1增加到一定程度，例如用I_c，1＝9.5mA(对应地，t₁≈11秒)来加速校准过程。因此，若用不同的目标电流用于校准，则感兴趣的是校准误差的估算。

根据基本物理学，熔合温度T与熔合过程中的电弧放电能量或能量消耗成正比，即：

         T∝VI＝(AP/n_e)I²                          (4)

其中，V是施加在电极上的熔合电压，n_e是电弧内的电子密度，P是大气压，A是比例常数。对于定义明确的高度，P和n_e都是常数。因此，通过引入另一常数K，等式(4)可以重写为：

T＝KI²                         (5)

假设补偿电流是ΔI_c，最佳主熔合温度和目标熔合温度的温度变化分别是ΔT_opt和ΔT₁(T_opt≠T₁)。则得到：

T_Opt+ΔT_Opt＝K(I_Opt+ΔI_c)²                  (6)

T₁+ΔT₁＝K(I_c，1+ΔI_c)²                    (7)

由于ΔI_c ²＜＜I_opt ²以及ΔI_c ²＜＜I_c，1 ²，因此等式(6)-(7)可以近似为：

T_Opt+ΔT_Opt≈K(I_Opt ²+2I_OptΔI_c)            (8)

T₁+ΔT₁≈K(I_c，1 ²+2I_c，1ΔI_c)             (9)

将等式(5)插入(8)和(9)内，得到：

ΔT_Opt＝2KI_OptΔI_c                         (10)

ΔT₁＝2KI_c，1ΔI_c                          (11)

即：

ΔT_Opt＝(I_Opt/I_c，1)ΔT₁                   (12)

假设I_opt与I_c，1之间的偏移电流是ΔI_off(即ΔI_off＝I_c，1-I_opt)，则由偏移电流ΔI_off引起的熔合温度校准的误差δ_Err估算为：

ΔT_Opt/ΔT₁＝(1-δ_Err)                    (13)

δ_Err＝ΔI_Off/I_c，1                        (14)

若(I_c，1-I_opt)≥0，则得到ΔT_opt/ΔT₁≤1，这意味着过高估计了熔合温度，误差为δ_Err。另一方面，若(I_c，1-I_opt)＜0，则得到ΔT_opt/ΔT₁＞1，这意味着过低估计了熔合温度，误差为δ_Err。

在等式(5)中取导数，得到：

ΔT≈2KIΔI                                (15)

将(5)插入(15)，得到；

ΔT/T≈2ΔI/I                              (16)

等式(16)示出熔合电流的相对变化比熔合温度的相对变化小两倍。因此，在各种接合过程中，可用下式估算对于不同接合电流I_i(i＝1，2...)由ΔI_off，i＝I_c，1-I_i引起的误差：

δ_Err，i(I_i)＝0.5(I_c，1-I_i)/I_c，1          (17)

为了得到精确的校准，引入一个误差校正因数δ_i，用于补偿校准过程中的误差。因此，等式(3)可以重写为：

I_New，i＝I_i+δ_iΔI_c；i＝1，2...                  (18)

δ_i＝1-δ_Err，i＝1-0.5(I_c，1-I_i)/I_c，1           (19)

其中，i＝1，2...是补偿所需的熔合电流的数目。对于Ericsson FSU15FI接合(i＝1，2...6)，这些电流是各种接合过程中的预熔合电流、间隙电流、重叠电流、主电流、作业流(pull current)和松弛电流(relaxcurrent)。

另外，还感兴趣的是核对设定目标电流I_c，1以执行校准的最佳范围，和依照熔合电流补偿估算的精度。

通过严格检查图2，可以发现用于校准的最佳范围是将I_c，1设定在9.5～9mA之间(相应的时间是t₁≈11～21sec)。这是因为与采用最佳主熔合电流的校准时间(I_opt＝8mA，t₁≈91sec)相比，该范围内的校准时间显著缩短，并且补偿所需的校准误差也很小，根据等式(17)大约为6％～8％。

为了估算这个过程中的精度，假设熔合电流在I_c，1≈9.5～9.0mA的范围内变化±0.1mA。根据图2，在约0.2～1.2秒的统计误差条线下，得到约1.5～3秒的分解时间。这意味着在校准过程中可以获得高于0.1mA的高精度校准。

电弧再定中心(arc recentering)的概念首先由W.Huang等人提出(参看Ericsson的专利WO 01/86331)。利用这个概念，估算在接合过程中得到的暖图像，以预测电弧中心的位置，其用于在接合序列中设定最佳的接合点。与先前的预测法不同，在本发明中，将电弧再定中心的概念扩展为相对于在接合前的预熔合过程中探测到的电弧中心直接重新定位光纤末端。这就是所谓的直接电弧再定中心过程。

图3示出从预熔合过程提取的暖图像，该预熔合过程通常研制用于用电清洁以移除光纤表面上的微尘。可以看出，在熔合区内来自气体放电(air-discharge)的热光发射可以用电荷耦合器件(CCD)摄像机观察到。由于这种光发射直接与电弧强度的分布相关，因此可以通过仔细分析气体放电的发光强度分布，得到校准前有关电弧的空间移动的信息。

气体放电的光强分布从图3所示的细线位置处的暖图像提取。该分布描绘在图4中。在暖图像分析技术(将在下面部分说明)的辅助下，可以确定电弧中心X₀的初始位置(此处，X₀≈359.5像素)。从而，相对于电弧中心，重新定位光纤末端的左右位置。因此，依照接合点将电弧再定中心，由此在校准过程中电弧扩展的问题和电弧游动的问题得到消除。

对于自动熔合接合器，与图像处理器结合在一起的CCD摄像机被用于图像分析。为了增加成像系统的动态范围，CCD摄像机通常具有内置的自动增益控制(AGC)功能，该功能由控制参数例如前置放大器的积分时间(IT)和增益(G)来定义。在电弧加热光纤时，由光纤内部的固态等离子激励发出的光发射也可以被CCD摄像机观察到。光发射频谱覆盖从UV到红外的宽范围。CCD摄像机主要响应可见光。同时，由CCD摄像机获得的光强度分布主要取决于CCD的设置(例如IT和G)。

图5示出分别对于不同的目标电流8.5mA、9mA和10mA，在具有固定CCD设置(即IT＝1/2000sec和G＝5dB)的Ericsson FSU15接合器内由CCD摄像机得到的暖图像的典型实例。可以看出，若熔合电流很低(参看图5a)，则光纤的纤芯可以在暖图像中清晰地观察到(即图像中间的白线)。对于较高的熔合电流，光亮区出现在暖图像内(参看图5b和5c)，并且该区域的宽度随熔合电流的增加而增大，这表示CCD摄像机饱和的程度。

在普通的接合应用中，为了去除CCD摄像机的饱和，AGC功能必须起作用，以便可以从光纤-纤芯中提取信息，用于分析接合的结果，例如估算接合损耗。然而，在本发明的校准应用中，必须从暖图像中提取的最重要的信息是电弧中心处出现的包层直径的变化而不是光纤-纤芯的信息。

从图5c可以发现，虽然在熔合区内来自纤芯的信息几乎丢失，然而，与图5a-5b所示相比，包层与背景之间光强的对比度却显著提高。这意味着可以在兴趣范围内(例如在I_c，1＝8.5～9.5mA的范围内)有意地使CCD摄像机饱和，以增强包层边缘处的强度对比，这进而又简化了暖图像分析的过程。为了阐明这种理念，下面模拟图5c的图像分析数字化过程。

图6示出用典型的CCD摄像机设置例如IT＝1/2000sec和G＝5dB获得的暖图像。图6中的交叉指针(cursor)表示提取水平和垂直强度分布的位置。在图6的数据提取中，全部使用“5像素指针宽度”的平均值，除非另外说明。

与初始电弧中心X₀的测量不同，校准期间电弧中心X_c的位置用来自光纤而不是来自气体放电的光发射来提取。电弧中心X_c的位置被确定在图6中沿水平方向、用交叉指针示出的暖光纤的大约1/4宽度的位置处。由于CCD饱和(在这种情形下饱和阈值是255灰度级)，强度分布呈现出截顶的高斯分布。因此，可以容易地得出有效电弧区域的宽度ω＝581-155＝426像素和电弧中心的位置Xc＝426/2+155＝368像素(参看图7a)。

使用电弧中心探测技术，可以实时地监测由ΔX＝X_c-X₀定义的电弧游动(此处，电弧游动为ΔX＝368-359.5＝8.5像素)。若在校准过程中发现电弧中心位置的显著变化(例如ΔX≥20μm)，则向操作员发出警报。从而，该技术使操作员控制校准过程并重做校准成为可能。因此，由电弧游动引起的校准误差可以进一步地进行限制。

图7b示出在图3所示的初始电弧中心(X₀＝359.5像素)位置处提取的暖光纤直径的强度分布。再次，获得截顶的高斯分布。很明显，图7b中分布D的宽度表示暖光纤的包层直径。为了精确地确定该包层直径D，采用一种更完善的方法，即“分布导数(derivative)”法。

在图7c和7d中，绘出图7b所示的包层直径分布的第一导数和第二导数。可以看出，在两种情形中，边缘非常光滑的峰都出现在噪声(noise)顶部。第一导数似乎具有相对较低的噪声，从而给出较好的分布以用于分析。很明显，图7c中示出的正峰与负峰之间的距离给出了包层直径D的精确测量值。存在着各种不同的计算该距离的方式。一种得到该距离的简单方式是测量分布内最大值与最小值之间的坐标差(例如，在此情形下D＝157.22像素)。为了限制噪声对分析的影响，可以设定阈值(例如±50灰度级)来滤除/去除噪声。

前面的研究表明，高度的显著变化可以对熔合温度产生非常强的影响。在图8中，补偿熔合电流作为高度和初始主熔合电流(例如10，12，14和16mA)的函数绘出。该图指出，若高度升高到5000米，则熔合电流必须升高约70％以维持最佳的熔合温度。

根据图2示出的校准模型，可以给出总校准范围大约是±2mA。考虑到FSU15接合器的比例因数，在高度方面相应的范围大约是±2000米。这意味着本发明的校准过程可以处理±1000米的高度变化而没有其它问题。然而，对于巨大升高的高度，必须引入补偿高度的强烈影响的另外一种方法。

通过仔细拟合图8所示的数据，熔合电流的高度相关性可以用抛物线近似表示；

        I^* _j＝h₁I_j+(h₂H+h₃I_j+h₄)²+h₅             (20)

其中，H是高度，I_j(j＝1，2...)是补偿前的熔合电流。而I^* _j(j＝1，2...)是校准过程中使用的补偿电流。h_k(k＝1，2...5)是拟合参数。

因而，在各种接合过程中用于补偿熔合电流的等式(18)和(19)应当重新写为：

I_New，i＝I^* _i+δ_iΔI_c；i＝1，2...6                (21)

δ_i＝1-δ_Err，i＝1-0.5(I_c，1-I_i)/I_c，1           (22)

I^* _i＝h₁I_i+(h₂H+h₃I_i+h₄)²+h₅              (23)

为了研制出用于高度补偿的自动过程，高度H必须被自动地探测。有很多获取H值的方法，例如在接合器中使用内置的商业高度计，或者仅通过用现有的知识和信息进行有根据的推测来获取H值。

在本发明中，提出一种通过利用大气压传感器构造高度计的方法。依照基本物理学(参看论文Pressure Altimeter中的ConciseEncyclopedia of Science and Technology，McGrawHill，3rdedition 1994)，高度与压力之间的关系可以表示为：

$P=b_1{(1-b_{2}H)}^{b_3}+b_4---\left(24\right)$

其中P和H分别是标准大气压和高度。该等式适用于海平面之上直至4500米的高度。b₁、b₂和b₃是拟合参数，b₄是气压传感器的校准常数。

根据上面讨论的，研制出一种用于熔合温度校准的“电弧校验”过程，并在Ericsson FSU15接合器中进行实施。这种校准过程在图9a和图9b的程序流程图中示出。

为了恢复最佳的熔合温度，校准结果ΔI_c和高度H被自动调用来补偿各种熔合过程中的熔合电流。工作原理在图10的程序流程图中示出。

很显然，本发明并不限于上面所述和附图示出的实施方案，而是可以在权利要求书的范围内做出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于，熔合电流关于执行校准的高度进行补偿，所述熔合温度基于对位于电弧中心处的暖光纤的包层直径减小的实时探测而确定，其中该温度确定被用来计算在各种接合过程中所需的新电流。

2.依照权利要求1所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：

放置两根光纤，使其端部区域相互对准，端面相互紧密接触；

通过用等式20 $(I_i^{*}=h_1{I}_i+{(h_{2}H+h_3{I}_i+h_4)}^2+h_5),$ 基于在内置式高度计辅助下测量到的高度，调节所述熔合电流I_i ^*；

用预熔合电流启动所述电弧以清洁所述光纤，并探测电弧中心(X₀)的初始位置；

相对于所述电弧中心(X₀)重新定位所述光纤末端；

用主熔合电流启动所述电弧，加热两根光纤的邻接点，并将它们连接在一起进行接合；

测量所述暖光纤的初始包层直径，用目标电流(I_c，1)替换所述主熔合电流，用等式1(t＝c₁e^-c ₂ ^I)估算相应的时间(t_c，1)，并启动所述校准过程；

用目标电流(I_c，1)连续加热所述邻接点，并测量所述热光纤包层直径的减小量直到所述直径达到预定阈值；

停止所述电弧，计算所述校准过程所用的总熔合时间(t2)，并用等式1(t＝c₁e^-c ₂ ^I)导出相应电流(I_c，2)；

计算补偿所需的熔合电流量ΔI_c(ΔI_c＝I_c，1-I_c，2)；

计算用于补偿在所述校准过程中使用的目标电流与在各种接合过程中使用的电流之间电流差的校正因数δ_i(δ_i＝1-0.5(I_c，1-I_i)/I_c，1)；

计算替换各种接合过程中的预期熔合电流值所需的新电流I_NBW，i(I_NBW，i＝I^* _i+δ_iΔI_c)。

3.依照权利要求1或2所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：

通过观测由所述熔合区内的气体放电发出的热光发射，测量电弧强度分布；

通过观测校准期间所述电弧的空间移动，估算所述电弧中心(X_c)的位置；

计算校准期间的电弧游动(ΔX＝X_c-X₀)；

若所述电弧游动超出预定值，产生报警信号。

4.依照权利要求1-3中任一项所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于，利用气压传感器构造所述高度计，并且所述估算的高度与测量的压力之间的关系可以表示为P＝b₁(1-b₂H)^b3+b₄。

5.依照权利要求1-4中任一项所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于，暖光纤的相应直径用一种另外的方法进行测量，该另外的方法利用取自所述加热区不同角度的至少两个暖图像的平均值。

6.依照权利要求5所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：

用所述目标电流启动所述电弧；

通过禁止AGC功能并使用预定义的CCD设置，有意地使CCD摄像机饱和；

从两个正交方向获取暖光纤的图像，提取出强度分布；

取所述强度分布的第一导数，并用从暖图像的两个正交方向获取的平均值导出所述暖光纤的直径。

7.一种用于在光纤接合设备中校准熔合温度的设备，其特征在于包括：用于关于执行校准的高度补偿熔合电流的装置，以及基于对位于电弧中心处的暖光纤的包层直径减小的实时探测，来确定所述熔合温度的装置，其中温度确定被用来计算在各种接合过程中所需的新电流。

8.依照权利要求7所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的设备，其特征在于所述设备还包括：

用于放置两根光纤使其端部区域相互对准、端面相互紧密接触的装置；

用于通过用等式20 $(I_i^{*}=h_1{I}_i+{(h_{2}H+h_3{I}_i+h_4)}^2+h_5),$ 基于在内置式高度计辅助下测量到的高度调节所述熔合电流I_i ^*的装置；

用于用预熔合电流启动所述电弧以清洁所述光纤、并探测电弧中心(X₀)的初始位置的装置；

用于相对于所述电弧中心(X₀)重新定位所述光纤末端的装置；

用于用主熔合电流启动所述电弧、加热两根光纤的邻接点、并将它们连接在一起进行接合的装置；

用于测量所述暖光纤的初始包层直径、用目标电流(I_c，1)替换所述主熔合电流、用等式1(t＝c₁e^-c ₂ ^I)估算相应的时间(t_c，1)、并启动所述校准过程的装置；

用于用目标电流(I_c，1)连续加热所述邻接点、并测量所述暖光纤包层直径的减小量直到所述直径达到预定阈值的装置；

用于停止所述电弧、计算所述校准过程所用的总熔合时间(t2)、并用等式1(t＝c₁e^-c ₂ ^I)导出相应电流(I_c，2)的装置；

用于计算补偿所需的熔合电流量ΔI_c(ΔI_c＝I_c，1-I_c，2)的装置；

用于计算用于补偿在所述校准过程中使用的目标电流与在各种接合过程中使用的电流之间电流差的校正因数δ_i(δ_i＝1-0.5(I_c，1-I_i)/I_c，1)的装置；

用于计算替换各种接合过程中的预期熔合电流值所需的新电流I_NEW，i(I_NEW，i＝I^* _i+δ_iΔI_c)的装置。

9、依照权利要求7或8所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的设备，其特征在于所述设备还包括：

用来通过观测来自所述熔合区内的气体放电的热光发射来测量电弧强度分布的装置；

用来通过观测校准期间所述电弧的空间移动、估算所述电弧中心(X_c)的位置的装置；

用来计算校准期间的电弧游动(ΔX＝X_c-X₀)的装置；

若所述电弧游动超出预定值，用来产生报警信号的装置。

10.依照权利要求7-9中任一项所述的用于在光纤接合设备中校准熔合温度的设备，其特征在于暖光纤的相应直径由下面的装置测量：

用于用所述目标电流启动所述电弧的装置；

用于通过禁止AGC功能并使用预定义的CCD设置、有意地使CCD摄像机饱和的装置；

用于从两个正交方向获取暖光纤的图像并提取强度分布的装置；

用于取所述强度分布的第一导数，并用从暖图像的两个正交方向获取的平均值导出所述直径的装置。

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