CN204790062U - 一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤成像装置及装配有该光纤成像装置的光纤熔接机，属于光纤熔接技术领域中的光线熔接机，其目的在于提供一种光纤成像装置及装配有该光纤成像装置的光纤熔接机，解决现有技术中存在的光纤接续质量较差，接续操作对使用者要求较高的技术问题。其技术方案为：包括主体载体，主体载体上设置有光纤轴向机械馈入装置和光纤成像装置，光纤成像装置包括镜头总成、背光照明灯和主板，镜头总成内设置有感光组件，感光组件和背光照明灯分别位于待熔接光纤两侧，感光组件与主板电连接，主板与光纤轴向机械馈入装置电连接。本实用新型适用于光纤接续的光纤熔接机。

Description

一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机

技术领域

本实用新型属于光纤熔接技术领域，涉及一种光线熔接机，尤其涉及一种装配有成像装置的光纤熔接机。

背景技术

光纤熔接机是一种靠放出电弧形成的高温将两头光纤熔化，同时运用准直原理平缓推进，以实现光纤模场的耦合的通信工程设备，被广泛用于通信工程施工、维护、通信设备生产制造中。上世纪70年代第一台光纤熔接机诞生于德国西门子公司，当时采用的是乙炔火焰熔接，逐渐发展到依靠显微镜观察光纤接续端面（经切割后端面）在三维空间（X、Y、Z轴）的位置并手动调整使其精度对准，达到要求后在电极放电型成的高温空间内继续推进（Z轴方向）一段距离使接续部位达到熔融状态并接续在一起。上世纪80年代后期至现在，经过不断的技术演进，CCD成像及其成像后的图型分析技术取代了人工显微观察，步进电机及其高精度推进技术也取代了手工调校对准，随着单片机性能的不断提高及其相关技术的不断演进光纤熔接机的性能、速度以得到很大程度提高。充分的市场竞争也导致了设备的价格从上世纪90年代30-40万人民币每台的价格降到目前2-6万人民币的价格。

目前市场上大约有7-8种品牌的光纤熔接机，其工作原理和使用过程基本上是一样的，即

（1）准备光纤端面。在熔接前通过光纤切割刀来制备切面垂直于轴线的端面，只有这样才能在接续过程中以端面为界面完成对准。

（2）放置光纤接续。将切割后的光纤放在熔接机的V型槽中，压上夹具，后按下接续键，系统通过镜头和CCD获取光纤的三维图像，并据此分析和指导熔接机的机械系统调节光纤位置相向移动，当光纤端面之间的间隙合适后停止移动，设定初始间隙，熔接机测量，并显示切割角度。在初始间隙设定完成后，开始执行纤芯或包层对准，然后熔接机减小间隙（最后的间隙设定），高压放电产生的电弧将左边光纤熔到右边光纤中，最后微处理器计算损耗并将数值显示在显示器上，接续完成。

本申请是在专利号为ZL201210095313.0、ZL201210095323.4、ZL201210095322.X、ZL201210095311.1、ZL201320010282.4、ZL201320540553.7专利的基础上进行的进一步改进，上述光纤熔接机的接续结构是利用了切割刀片同时切割左右光纤之后以左右光纤之间留下自然间距来满足光纤熔接机放电接续前的轴向间距要求为基础，来实现光纤熔接的。经多次试验证明：光纤熔接机采用切割刀片进行切割后在左右光纤之间留下的自然间距虽能够满足接续间距要求，但是由于市场上的光纤切割刀片的质量、尺寸大小等参数不统一，即使采用合格的光纤切割刀片也会因为光纤切割刀片在使用过程中的磨损也会在不同的使用阶段产生不同的光纤切割质量，从而使得在光纤熔接机的实际使用中常常出现切割后的光纤存在轴向间距偏差等现象。且经实际测量，切割后的光纤存在的轴向间距偏差一般在2μm到8μm之间，且该轴向间距已严重影响到了光纤接续的质量，且对光纤熔接机的使用者的操作水平提出了较高要求，并最终影像光纤熔接机的操作效率。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种光纤成像装置及装配有该光纤成像装置的光纤熔接机，解决现有技术中存在的光纤接续质量较差，接续操作对使用者要求较高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，包括主体载体，所述主体载体上设置有光纤轴向机械馈入装置和光纤成像装置，所述光纤成像装置包括镜头总成、背光照明灯和主板，所述镜头总成内设置有感光组件，所述感光组件和背光照明灯分别位于待熔接光纤两侧，所述感光组件与主板电连接，所述主板与光纤轴向机械馈入装置电连接；所述背光照明灯发出的光线透过待熔接光纤后在感光组件上形成待熔接光纤的投影图像，所述感光组件将投影图像传输至主板，所述主板根据投影图像产生对应的控制信号并控制光纤轴向机械馈入装置移动。

作为本实用新型的优选方案，所述光纤成像装置还包括透镜组，所述透镜组位于感光组件与待熔接光纤之间，且所述感光组件、透镜组、待熔接光纤和背光照明灯均位于透镜组的轴线上。

作为本实用新型的优选方案，所述透镜组的透镜为玻璃透镜。

作为本实用新型的优选方案，所述感光组件为CMOS或CCD。

作为本实用新型的优选方案，所述主体载体还包括滑块总成，所述滑块总成的运动方向与光纤成像装置的镜头总成位于同一平面上。

作为本实用新型的优选方案，所述主体载体上还设置有显示屏，所述显示屏与光纤成像装置的主板电连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过背光照明灯发出的光线透过待熔接光纤后在感光组件上形成待熔接光纤的投影图像，主板对该投影图像进行数字化处理并据此分析出待熔接光纤的切割端面的夹角参数、待熔接光纤的轴向间隔参数、待熔接光纤的径向间隔参数和待熔接光纤接续后的损耗分析参数，且主板根据这些参数产生对应的控制信号控制光纤轴向机械馈入装置进行一次或多次微调，从而降低甚至消除切割后的待熔接光纤的轴向间距偏差，提高待熔接光纤的接续质量，待熔接光纤的接续质量稳定；且由于可通过光纤轴向机械馈入装置微调待熔接光纤之间的位置关系，从而可降低接续光纤所需的业务能力，接续操作对熔接机使用者要求降低，降低熔接机使用者的劳动强度；通过在熔接机内设置光纤成像装置可使定位熔接的控制精度不受切割刀片的生产质量、操作者熟悉程度等外界因素影响，将定位熔接精度提高并精确到微米级，从而提高了熔接机的稳定性及其可操作性，优化用户体验。

2、本实用新型中，光纤成像装置还包括透镜组，感光组件、透镜组、待熔接光纤和背光照明灯均位于透镜组的轴线上，因而待熔接光纤的投影可在CMOS或CCD上形成投影图像，在透镜组的放大作用下，可捕捉到50—100倍的待熔接光纤投影图像，使投影图像更加清晰，对投影图像的分析更加准确，从而提高待熔接光纤的微调精度，待熔接光纤的接续质量更高。

3、本实用新型中，透镜组的透镜为玻璃定焦透镜，且玻璃定焦透镜的焦距为15mm至25mm，使镜头总成在装配时可以调整和固定焦距，有利于获取清晰的投影图像。

4、本实用新型中，主体载体上的滑块总成、击锤总成和压锤总成与光纤成像装置的镜头总成位于同一平面上，因而当滑块总成完成光线切割并放置好光纤后，光纤成像装置的镜头总成可采集到更加准确的待熔接光纤的切割端面信息，提高主板对待熔接光纤的切割端面的夹角参数、待熔接光纤的轴向间隔参数、待熔接光纤的径向间隔参数和待熔接光纤接续后的损耗分析参数等参数的分析精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的右视图；

图3为图2的A—A剖视图；

图4为镜头总成的A—A剖视图；

图5为待熔接光纤与透镜组中心轴线的位置示意图；

图6为本实用新型的电路框图；

其中，附图标记为：1—镜头总成、2—光纤轴向机械馈入装置、3—显示屏、4—滑块总成、5—透镜组、6—感光组件、7—待熔接光纤、8—背光照明灯、9—透镜组中心轴线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，该光纤熔接机包括主体载体，该主体载体上设置有滑块总成4、击锤总成、压锤总成、光纤轴向机械馈入装置2和光纤成像装置，其中滑块总成4、击锤总成、压锤总成和光纤轴向机械馈入装置2均可按照背景技术的6篇专利文献中光纤熔接机的结构进行设置。光纤成像装置安装于主体载体的后部上，且该光纤成像装置与滑块总成4的运动方向在同一平面上，从而可采集到更加准确的待熔接光纤7的切割端面信息。该光纤成像装置包括镜头总成1、背光照明灯8和主板，镜头总成1内设置有感光组件6，该感光组件6和背光照明灯8分别位于待熔接光纤7的两侧，且该背光照明灯8产生的光线可通过待熔接光纤7之间的间隙投射到感光组件6上。该感光组件6选用CMOS或CCD，因而当光线透过待熔接光纤7之间的间隙投射到CMOS或CCD时可在CMOS或CCD形成待熔接光纤7的投影图像。感光组件6与主板电连接，主板与光纤轴向机械馈入装置2电连接。感光组件6将投影图像通过排线传输至主板，主板根据该投影图像对其进行分析，主板在分析投影图像时主要分析待熔接光纤7的切割端面的夹角参数、待熔接光纤7的轴向间隔参数、待熔接光纤7的径向间隔参数和待熔接光纤7接续后的损耗分析参数等参数信息，且主板根据这些参数信息可产生对应的控制信号并将控制信号输入光纤轴向机械馈入装置2，光纤轴向机械馈入装置2根据控制信号对待熔接光纤7进行一次或多次微调。

通过背光照明灯8发出的光线透过待熔接光纤7后在感光组件6上形成待熔接光纤7的投影图像，主板对该投影图像进行数字化处理，并分析这些数据在水平和垂直方向上的分布情况并据此分析出待熔接光纤7的切割端面的夹角参数、待熔接光纤7的轴向间隔参数、待熔接光纤7的径向间隔参数和待熔接光纤7接续后的损耗分析参数，且主板根据这些参数产生对应的控制信号控制光纤轴向机械馈入装置2进行一次或多次微调，从而降低甚至消除切割后的待熔接光纤7的轴向间距偏差，提高待熔接光纤7的接续质量，待熔接光纤7的接续质量稳定；且由于可通过光纤轴向机械馈入装置2微调待熔接光纤7之间的位置关系，从而可降低接续光纤所需的业务能力，接续操作对熔接机使用者要求降低，降低熔接机使用者的劳动强度；通过在熔接机内设置光纤成像装置可使定位熔接的控制精度不受切割刀片的生产质量、操作者熟悉程度等外界因素影响，将定位熔接精度提高并精确到微米级，从而提高了熔接机的稳定性及其可操作性，优化用户体验。

实施例2

在实施例一的基础上，在光纤成像装置中还设置有透镜组5，该透镜组5位于感光组件6与背光照明灯8之间，且透镜组5与感光组件6分别位于待熔接光纤7的两侧。此外，感光组件6、透镜组5、待熔接光纤7和背光照明灯8均位于透镜组5的轴线上，其目的是为了使透镜组5的透镜组中心轴线9与待熔接光纤7的轴线相交，使待熔接光纤7的投影可在CMOS或CCD上形成投影图像。由于在光纤成像装置中设置有透镜组5，在透镜组5的放大作用下可捕捉到50—100倍的待熔接光纤7投影图像，使投影图像更加清晰，对投影图像的分析更加准确，从而提高待熔接光纤7的微调精度，待熔接光纤7的接续质量更高。

作为优选，该透镜组5的透镜采用玻璃定焦透镜，该玻璃定焦透镜的焦距为15mm至25mm，使镜头总成1在装配时可以调整和固定焦距，有利于获取清晰的投影图像。

实施例3

在上述实施例的基础上，主体载体上还设置有显示屏3，显示屏3与光纤成像装置的主板电连接，且主板将熔接参考信息输出至显示屏3并在显示屏3上进行显示。此外，主板分析完投影图像产生分析结果后将针对该分析结果给出各种不同的提示信息，这些提示信息主要包括：切割角度提示、光纤偏移提示、没有光纤提示、光纤重叠等操作异常的提示信息，且在给出这些操作异常的提示信息的同时，系统将暂停后续操作，也就是当系统分析到前置程序异常时，给出提示要求重新操作的同时关闭后续程序，从而达到引导用户正确操作熔接机，并使熔接机的熔接效果更好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，包括主体载体，其特征在于：所述主体载体上设置有光纤轴向机械馈入装置（2）和光纤成像装置，所述光纤成像装置包括镜头总成（1）、背光照明灯（8）和主板，所述镜头总成（1）内设置有感光组件（6），所述感光组件（6）和背光照明灯（8）分别位于待熔接光纤（7）两侧，所述感光组件（6）与主板电连接，所述主板与光纤轴向机械馈入装置（2）电连接；所述背光照明灯（8）发出的光线透过待熔接光纤（7）后在感光组件（6）上形成待熔接光纤（7）的投影图像，所述感光组件（6）将投影图像传输至主板，所述主板根据投影图像产生对应的控制信号并控制光纤轴向机械馈入装置（2）移动。

2.如权利要求1所述的一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，其特征在于：所述光纤成像装置还包括透镜组（5），所述透镜组（5）位于感光组件（6）与待熔接光纤（7）之间，且所述感光组件（6）、透镜组（5）、待熔接光纤（7）和背光照明灯（8）均位于透镜组（5）的透镜组中心轴线（9）上。

3.如权利要求2所述的一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，其特征在于：所述透镜组（5）的透镜为玻璃透镜。

4.如权利要求1所述的一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，其特征在于：所述感光组件（6）为CMOS或CCD。

5.如权利要求1所述的一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，其特征在于：所述主体载体还包括滑块总成（4），所述滑块总成（4）的运动方向与光纤成像装置的镜头总成（1）位于同一平面上。

6.如权利要求1所述的一种装配有光纤成像装置的光纤熔接机，其特征在于：所述主体载体上还设置有显示屏（3），所述显示屏（3）与光纤成像装置的主板电连接。