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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spleißen von Lichtwellenleitern,
bei der die Lichtwellenleiter von einer Erwärmungseinrichtung bei einem Spleißvorgang
erwärmt
werden.
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Zum
Verspleißen
von Lichtwellenleitern werden Spleißvorrichtungen verwendet, bei
denen die Lichtwellenleiter an ihren zu verspleißenden Enden erwärmt und
miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass die Materialien
der beiden Lichtwellenleiter in dem Kontaktbereich verschmelzen.
Die Erwärmung
der Lichtwellenleiter kann beispielsweise mittels eines Lichtbogens
erfolgen. Bei einer solchen Ausführungsform
einer Spleißvorrichtung
kann die Erwärmungseinrichtung
Elektroden umfassen, zwischen denen der Lichtbogen zum Erwärmen der Lichtwellenleiter
gezündet
wird.
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Die
Qualität
eines Spleißes
lässt sich
beispielsweise durch eine an der Spleißstelle auftretende Spleißdämpfung bestimmen.
Die Spleißdämpfung ist
unter anderem abhängig
von dem Erwärmungsvorgang
zum Erwärmen
der Lichtwellenleiter. Bei einem Spleißgerät, bei dem das Erwärmen der
Lichtwellenleiter mittels eines Lichtbogens erfolgt, kann die Spleißdämpfung von
der Qualität
der Elektroden beeinflusst werden. Wenn die Elektroden beispielsweise
verschmutzt oder beschädigt
sind, verändert sich
die Form des zwischen den Elektroden gezündeten Lichtbogens. Die Lichtwellenleiter
werden dann beispielsweise nicht mehr gleichmäßig erwärmt beziehungsweise die Temperatur
des Lichtbogens entspricht nicht mehr einem Sollwert, bei dem die
Lichtwellenleiter verspleißt
werden sollten.
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Es
ist wünschenswert
eine Vorrichtung zum Verspleißen
von Lichtwellenleitern anzugeben, bei der der Zustand der Erwärmungseinrichtung
auf einfache Weise ermittelt werden kann, um eine zum Verspleißen günstige Erwärmung der
Lichtwellenleiter zu erzielen.
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Im
Anspruch 1 wird eine Ausführungsform
einer derartigen Vorrichtung zum Spleißen von Lichtwellenleitern
angegeben.
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Eine
Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Spleißen
von Lichtwellenleitern umfasst eine Steuersignalerzeugungseinrichtung
zur Erzeugung eines Steuersignals, eine Steuereinrichtung zur Bereitstellung
eines Sollpegels für
das Steuersignal und eine Erwärmungseinrichtung
zum Erzeugen einer Wärme zum
Erwärmen
der Lichtwellenleiter. Die Erwärmungseinrichtung
wird von einem Pegel des Steuersignals angesteuert, der von dem
Sollpegel für
das Steuersignal abhängig
ist. Die Erwärmungseinrichtung
ist des Weiteren derart eingerichtet, dass eine Wärmeleistung
der Wärme
in Abhängigkeit
von dem Pegel des Steuersignals erzeugt wird. Die Steuereinrichtung
stellt eine Abweichung zwischen dem Sollpegel für das Steuersignal und dem
Pegel des Steuersignals fest. Die Steuereinrichtung verändert den Sollpegel
für das
Steuersignal in Abhängigkeit
von der festgestellten Abweichung.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform stellt
die Steuereinrichtung einen ersten Sollpegel für das Steuersignal bereit,
wenn die festgestellte Abweichung kleiner als ein Schwellwert ist.
Die Steuereinrichtung stellt einen zweiten von dem ersten Sollpegel
verschiedenen Sollpegel für
das Steuersignal bereit, wenn die festgestellte Abweichung größer als der
Schwellwert ist. Der erste Sollpegel für das Steuersignal ist kleiner
als der zweite Sollpegel für
das Steuersignal.
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Gemäß einer
Weiterbildung wird von der Vorrichtung zum Spielßen der Lichtwellenleiter ein
Signal ausgegeben, wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel für das Steuersignal
und dem Pegel des Steuersignals größer als der Schwellwert ist.
Die Vorrichtung kann beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung zur
Anzeige von Steuerparametern zur Steuerung eines Spleißvorganges
mit der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter umfassen. Das Signal wird auf der Anzeigeeinrichtung
ausgegeben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung stellt die Steuereinrichtung den Sollpegel für das Steuersignal
in Abhängigkeit
von einem Luftdruck und/oder einer Lufttemperatur bereit.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Vorrichtung zum Spleißen der Lichtwellenleitern
umfasst die Erwärmungseinrichtung
Elektroden. Die Erwärmungseinrichtung
erzeugt die Wärmeleistung
mit einem Pegel, der zum Verspleißen der Lichtwellenleiter geeignet
ist, wenn die festgestellte Abweichung zwischen dem Sollpegel für das Steuersignal
und dem Pegel des Steuersignals kleiner als der Schwellwert ist.
Die Erwärmungseinrichtung
erzeugt die Wärmeleistung mit
einem Pegel, der zum Reinigen der Elektroden der Erwärmungseinrichtung
geeignet ist, wenn die festgestellte Abweichung zwischen dem Sollpegel
für das
Steuersignal und dem Pegel des Steuersignals größer als der Schwellwert ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung zum Spleißen der Lichtwellenleiter eine
Vergleichseinrichtung zur Erzeugung eines Stellsignals. Die Vergleichseinrichtung
erzeugt einen Pegel des Stellsignals in Abhängigkeit von dem Sollpegel
für das
Steuersignal und dem erzeugten Pegel des Steuersignals. Der Pegel
des Steuersignals ist von dem Pegel des Stellsignals abhängig.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter weist die Steuereinrichtung eine Eingangssignalerzeugungsschaltung
zur Erzeugung eines Eingangssignals auf. Die Eingangssignalerzeugungsschaltung erzeugt
einen Pegel des Eingangssignals in Abhängigkeit von dem Sollpegel
für das
Steuersignal.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter ist eine Messeinrichtung zum Ermitteln des
Pegels des Steuersignals vorgesehen. Die Messeinrichtung erzeugt ein
weiteres Eingangssignal mit einem Pegel in Abhängigkeit von dem ermittelten
Pegel des Steuersignals.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter vergleicht die Vergleichseinrichtung den Pegel
des Eingangssignals mit dem Pegel des weiteren Eingangssignals und
erzeugt den Pegel des Stellsignals in Abhängigkeit von dem Vergleich
zwischen dem Pegel des Eingangssignals und dem Pegel des weiteren Eingangssignals.
Die Steuereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Steuereinrichtung
eine Abweichung zwischen dem Pegel des Eingangssignals und dem Pegel
des weiteren Eingangssignals ermittelt. Die Steuereinrichtung kann
des Weiteren den Pegel des Eingangssignals in Abhängigkeit
von der ermittelten Abweichung zwischen dem Pegel des Eingangssignals
und dem Pegel des weiteren Eingangssignals erzeugen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter ist die Steuersignalerzeu gungseinrichtung
mit der Erwärmungseinrichtung
verbunden. Die Steuersignalerzeugungseinrichtung erzeugt eine Steuerspannung in
Abhängigkeit
von dem Pegel des Eingangssignals. Die Erwärmungseinrichtung wird von
einem Steuerstrom angesteuert und der Pegel des Steuerstroms ist
von der Steuerspannung abhängig.
Die Leistung eines zwischen den Elektroden gezündeten Lichtbogens wird von
der Erwärmungseinrichtung
in Abhängigkeit
von einem Pegel des Steuerstroms gesteuert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Spleißen
der Lichtwellenleiter stellt die Steuereinrichtung einen Sollpegel
für den
Steuerstrom bereit. Der Steuerstrom zum Verspleißen eines der Lichtwellenleiter
und eines weiteren der Lichtwellenleiter wird mit einem Pegel von
mehr als 20 mA erzeugt, wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel
für den
Steuerstrom und dem Pegel des Steuerstroms größer als der Schwellwert ist.
Der Steuerstrom zum Verspleißen
der Lichtwellenleiter kann mit einem Pegel von weniger als 20 mA
erzeugt werden, wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel für den Steuerstrom
und dem Pegel des Steuerstroms kleiner als der Schwellwert ist.
Der Schwellwert der Abweichung zwischen dem Sollpegel für den Steuerstrom
und dem Pegel des Steuerstroms kann beispielsweise größer als
20% sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Verspleißen
der Lichtwellenleiter stellt die Steuereinrichtung die Abweichung
zwischen dem Sollpegel für
den Steuerstrom und dem Pegel des Steuerstroms fest, wenn der Steuerstrom
von der Steuersignalerzeugungseinrichtung für eine Zeitdauer von mehr als
200 ms erzeugt worden ist.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Spleißen von Lichtwellenleitern
angegeben. Das Verfahren sieht das Bereitstellen ei ner Erwärmungseinrichtung
zum Erzeugen einer Wärme
zum Verspleißen der
Lichtwellenleiter vor, wobei die erzeugte Wärme von einem Pegel eines die
Erwärmungseinrichtung ansteuernden
Steuersignals abhängig
ist. Ein Sollpegel für
das Steuersignal wird bereitgestellt. Das Steuersignal wird erzeugt.
Eine Erwärmungseinrichtung wird
mit einem Pegel des erzeugten Steuersignals angesteuert. Eine Abweichung
zwischen dem Sollpegel für
das Steuersignal und dem Pegel des Steuersignals wird festgestellt.
Der Sollpegel wird in Abhängigkeit
von der festgestellten Abweichung verändert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Verfahrens zum Spleißen
der Lichtwellenleiter wird ein erster Sollpegel für das Steuersignal
bereitgestellt, wenn die festgestellte Abweichung kleiner als ein
Schwellwert ist. Ein zweiter von dem ersten Sollpegel verschiedener
Sollpegel für
das Steuersignal wird bereitgestellt, wenn die festgestellte Abweichung
größer als
der Schwellwert ist. Der erste Sollpegel für das Steuersignal kann kleiner
als der zweite Sollpegel für
das Steuersignal bereitgestellt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Verfahrens wird ein Signal ausgegeben, denn die Abweichung zwischen
dem Sollpegel für
das Steuersignal und dem Pegel des Steuersignals größer als
der Schwellwert ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Verfahrens sieht vor, dass der Sollpegel für das Steuersignal in Abhängigkeit
von einem Luftdruck und/oder einer Lufttemperatur bereitgestellt
wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Verfahrens ist das Bereitstellen der Erwärmungseinrichtung mit Elektroden
vorgesehen. Die Wärmeleistung
wird mit einem Pegel erzeugt, der zum Verspleißen der Lichtwellenleiter geeignet
ist, wenn die festgestellte Abweichung zwischen dem Sollpegel für das Steuersignal
und dem Pegel des Steuersignals kleiner als der Schwellwert ist.
Die Wärmeleistung wird
mit einem Pegel erzeugt, der zum Reinigen der Elektroden der Erwärmungseinrichtung
geeignet ist, wenn die festgestellte Abweichung zwischen dem Sollpegel
für das
Steuersignal und dem Pegel des Steuersignals größer als der Schwellwert ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Verfahrens wird die Erwärmungseinrichtung
derart bereitgestellt, dass die erzeugte Wärme von einem Pegel eines die
Erwärmungseinrichtung
ansteuernden Steuerstroms abhängig
ist. Der Sollpegel für
das Steuersignal wird als Sollpegel für den Steuerstrom bereitgestellt.
Der Steuerstrom wird erzeugt. Die Erwärmungseinrichtung wird mit
einem Pegel des Steuerstroms angesteuert. Eine Abweichung zwischen dem
Sollpegel für
den Steuerstrom und dem Pegel des Steuerstroms wird festgestellt.
Der Steuerstrom zum verspleißen
eines der Lichtwellenleiter und eines weiteren der Lichtwellenleiter
wird mit einem Pegel von mehr als 20 mA erzeugt, wenn eine Abweichung
zwischen dem Sollpegel für
den Steuerstrom und dem Pegel des Steuerstroms größer als
der Schwellwert ist. Der Steuerstrom zum Verspleißen der
Lichtwellenleiter kann mit einem Pegel von weniger als 20 mA erzeugt
werden, wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel für den Steuerstrom
und dem Pegel des Steuerstroms kleiner als der Schwellwert ist.
Der Schwellwert der Abweichung zwischen dem Sollpegel für den Steuerstrom
und dem Pegel des Steuerstroms kann beispielsweise größer als 20%
sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Verfahrens wird die Abweichung zwischen dem Sollpegel für den Steuerstrom
und dem Pegel des Steuerstroms festgestellt, wenn der Steuerstrom
für eine Zeitdauer
von mehr als 200 ms erzeugt worden ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Spleißen
von Lichtwellenleitern,
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2 eine
Ausführungsform
einer Spleißeinrichtung
zum Spleißen
von Lichtwellenleitern,
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3A eine
Abweichung zwischen einem Istpegel und einem Sollpegel für einen
Steuerstrom bei einem Zustand der Erwärmungseinrichtung,
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3B eine
Abweichung zwischen einem Istpegel und einem Sollpegel für einen
Steuerstrom bei einem weiteren Zustand der Erwärmungseinrichtung,
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4 eine
Ausführungsform
einer Spleißeinrichtung
zum Ermitteln eines Zustands einer Erwärmungseinrichtung,
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5 eine
Ausführungsform
einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen von
Lichtwellenleitern.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
einer Vorrichtung 1 zum Verspleißen von Lichtwellenleitern, bei
der eine Spleißein richtung 5 unter
einer Abdeckung 2 angeordnet ist. Durch die Abdeckung 2 wird die
Spleißeinrichtung 5 vor
einer Beschädigung
ihrer Komponenten und zugleich vor einer Verschmutzung geschützt. Zur
Steuerung der Vorrichtung 1 ist ein Bedienfeld 3 vorgesehen. Über das
Bedienfeld 3 lassen sich Steuerparameter eingeben, mit
denen sich ein Spleißvorgang
steuern lässt.
Die eingegebenen Parameter werden auf einer Anzeigeeinrichtung 4 angezeigt.
Auf der Anzeigeeinrichtung 4 können darüber hinaus weitere Betriebsparameter,
die die Spleißvorrichtung
betreffen, sowie Parameter, die den Zustand der Lichtwellenleiter
vor, während
und nach einem Spleißvorgang
kennzeichnen, ausgegeben werden.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
der unter der Abdeckung 2 angeordneten Spleißeinrichtung 5 zum
Verspleißen
von Lichtwellenleitern L1 und L2. Die Spleißeinrichtung umfasst eine Erwärmungseinrichtung 20 mit
Elektroden 21 und 22, zwischen denen ein Lichtbogen
zum Erwärmen
der Lichtwellenleiter L1 und L2 gezündet wird. Zum Ausrichten der zu
verspleißenden
Lichtwellenleiter sind verschiedene Halteeinrichtungen vorgesehen.
Zur Halterung des Lichtwellenleiters L1 umfasst die Spleißeinrichtung 1 eine
Halteeinrichtung 81. Mit der Halteeinrichtung 81 lässt sich
der Lichtwellenleiter L1 beispielsweise in eine zur Längsrichtung
des Lichtwellenleiters vertikale Richtung verschieben. Zum Ausrichten des
Lichtwellenleiters L2 auf den Lichtwellenleiter L1 ist eine Halteeinrichtungen 82 vorgesehen.
Durch Bewegen der Halteeinrichtung 82 lässt sich der Lichtwellenleiter
L2 in einer horizontalen Ebene quer zur Längsrichtung des Lichtwellenleiters
L2 bewegen. Zum Verschieben des Lichtwellenleiters L1 in Richtung
auf den Lichtwellenleiter L2 ist die Halteeinrichtung 82 auf
einer Verschiebeeinrichtung 90 angeordnet. Mittels der
Verschiebeeinrichtung 90 lässt sich der Lichtwellenleiter
L2 in Längsrichtung
und somit auf den Lichtwellenleiter L1 zu bewegen.
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Die
Steuerung der Bewegungen der Halteeinrichtungen und der Verschiebeeinrichtung
sowie die Steuerung der Erwärmungseinrichtung
erfolgt mittels einer Steuereinheit 1000. Die Steuereinheit 1000 steuert
die Elektroden 21 und 22 mit einem Steuersignal,
beispielsweise einem Steuerstrom, an, um die Leistung, mit der der
Lichtbogen erzeugt wird, zu steuern. In Abhängigkeit von einem Pegel des Steuersignals
lässt sich
somit die Wärmeleistung
der Erwärmungseinrichtung
einstellen, indem die Energie des Lichtbogens verändert wird.
Dadurch wird auch die Temperatur, mit der die Lichtwellenleiter
erwärmt
werden, in Abhängigkeit
von dem Pegel des Steuersignals gesteuert.
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Der
Sollpegel für
das Steuersignal, mit dem die Erwärmungseinrichtung 20 angesteuert
wird, wird von der Steuereinheit in Abhängigkeit vom Typ der zu verspleißenden Fasern
und von äußeren klimatischen
Bedingungen eingestellt. Wenn zur Steuerung beispielsweise ein Steuerstrom
verwendet wird, so kann der Sollpegel für den Steuerstrom von der Steuereinheit 1000 vorgegeben
werden, indem von der Steuereinheit beispielsweise eine Steuerspannung an
einen Stromkreis zwischen den Elektroden angelegt wird. Dadurch
stellt sich im Stromkreis zwischen den Elektroden ein Pegel des
Steuerstroms ein. Der Pegel dieses Steuerstroms ist von dem Pegel
der Steuerspannung und des Weiteren vom Zustand der Elektroden abhängig.
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Die
in den 3A und 3B dargestellten Diagramme
zeigen eine prozentuale Abweichung Δ des in dem Stromkreis zwischen
den Elektroden fließenden
Steuerstroms von einem Sollpegel für den Steuerstrom während einer
Zeitdauer von 0 bis 2400 ms.
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Bei
dem in 3A gezeigten Diagramm weist
der Pegel des Steuerstroms nur geringfügige Abweichungen von dem Sollpegel
für den
Steuerstrom auf. Der in 3A gezeigte
Stromverlauf des Steuerstroms lässt
sich bei Verwendung von gereinigten Elektroden detektieren. Bei
einer guten Qualität
der Elektroden, die von der Form der Elektroden, insbesondere der
Elektrodenspitze, sowie der Reinheit der Elektroden abhängig ist,
entspricht der tatsächlich
gemessene Steuerstrom annähernd
dem Sollpegel des Steuerstroms.
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3B zeigt
einen im Elektrodenstromkreis gemessenen Steuerstrom bei Verwendung
von Elektroden, die gegenüber
den Elektroden, die bei der in 3A gezeigten
Messung eingesetzt worden sind, Verschmutzungen aufweisen. Es tritt
eine deutlich Abweichung des ermittelten Pegels des Steuerstroms
von dem Sollpegel für
den Steuerstrom auf. Die höheren
Schwankungen zwischen dem Soll- und dem Istpegel des Steuerstroms
sind im Wesentlichen auf die Verschmutzung der Elektroden beziehungsweise
auf Ablagerungen an den Elektrodenspitzen zurückzuführen, durch die die Form der
Elektroden verändert
ist.
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Anhand
der beiden Diagramme wird deutlich, dass zwischen der Verschmutzung
der Elektroden und der Abweichung zwischen dem Soll- und Istpegel
des Steuerstroms eine Korrelation besteht, durch die eine Information
erhalten werden kann, dass die Erwärmungseinrichtung zwar möglicherweise
die Lichtwellenleiter noch erwärmt,
dass aber während
des Erwärmungsvorgangs
nicht die Erwärmung
der Lichtwellenleiter erreicht wird, so dass eine erhöhte Spleißdämpfung an
einer Spleißstelle
der Lichtwellenleiter zu erwarten ist.
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4 zeigt
eine Ausführungsform
der Steuereinheit 1000 zur Erzeugung eines Steuersignals IHV,
das der Erwärmungseinrichtung 20 zugeführt wird.
Die Steuereinheit 1000 ist dazu über Leiterbahnen 41 und 42 mit
der Erwärmungseinrichtung 20 verbunden.
Die Wärmeleistung
der von der Erwärmungseinrichtung 20 erzeugten
Wärme wird
in Abhängigkeit
von dem Pegel des Steuersignals IHV eingestellt. Bei der in 4 gezeigten
Ausführungsform umfasst
die Erwärmungseinrichtung 20 Elektroden 21 und 22,
zwischen denen zum Erwärmen
von Lichtwellenleitern ein Lichtbogen FA gezündet wird.
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Die
Steuereinheit 1000 ist über
einen Stromkreis 200, der die Leiterbahn 41, die
Elektrode 21, die Lichtbogenstrecke FA, die Elektrode 22 und
die Leiterbahn 42 umfasst, mit der Erwärmungseinrichtung 20 verbunden.
Die Steuereinheit 1000 erzeugt ausgangsseitig zwischen
Anschlüssen
A40a und A40b eine Steuerspannung VHV, die in dem Stromkreis 200 das
Steuersignal IHV hervorruft. Bei Verwendung einer Erwärmungseinrichtung,
bei der die Wärme
durch das Zünden
eines Lichtbogens bereitgestellt wird, ist die erzeugte Wärme von
der Energie des zwischen den Elektroden gezündeten Lichtbogens abhängig. Das
Steuersignal IHV kann beispielsweise ein Steuerstrom sein, der nach
Zündung
des Lichtbogens im Elektrodenstromkreis 200 auftritt.
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Die
Steuereinheit 1000 umfasst eine Steuereinrichtung 100,
eine Messeinrichtung 30, eine Vergleichseinrichtung 60 und
eine Steuersignalerzeugungseinrichtung 40. Die Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 kann
als ein Spannungserzeuger ausgebildet sein. Der Spannungserzeuger 40 erzeugt zwischen
den Anschlüssen
A40a und A40b die Steuerspannung VHV. In dem Elektrodenstromkreis 200 tritt
als Folge der erzeugten Steuerspannung VHV der Steuerstroms IHV
auf. Der Pegel des Steuerstroms IHV ist unter anderem abhängig von
dem Pegel der Steuerspannung VHV.
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Des
Weiteren wird der Pegel des Steuerstroms IHV von dem in dem Elektrodenstromkreis vorhandenen
Widerstand bestimmt. Der Widerstand im Elektrodenstromkreis wird
insbesondere vom Zustand der Erwärmungseinrichtung 20 beeinflusst. Wenn
beispielsweise die Elektroden 21 und 22 an ihren
Spitzen verschmutzt sind, tritt ein höherer Widerstand auf, als wenn
der Lichtbogen zwischen unverschmutzten Elektroden erzeugt wird.
Der Zustand der Elektroden, insbesondere deren Verschmutzungsgrad,
wird mit zunehmender Anzahl an Spleißvorgängen schlechter, so dass trotz
gleichbleibender Steuerspannung VHV im Elektrodenstromkreis ein veränderter
Steuerstrom IHV fließt.
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Zum
Ermitteln des Pegels des im Elektrodenstromkreis 200 fließenden Steuerstroms
IHV ist die Messeinrichtung 30 vorgesehen. Durch ein Übertragungsglied 50,
beispielsweise einen Transformator, der mit einer Wicklung an die
Leiterbahn 42 angeschlossen ist, wird ein Teil IM des im
Elektrodenstromkreis fließenden
Elektrodenstroms aus dem Elektrodenstromkreis ausgekoppelt. Der
aus dem Elektrodenstromkreis ausgekoppelte Teilstrom IM wird der
Messeinrichtung 30 zugeführt. Durch die Verwendung des Übertragungsgliedes 50 ist
gewährleistet,
dass nicht der gesamte sehr hohe Steuerstrom IHV, der nach Zünden des
Lichtbogens im Elektrodenstromkreis auftritt, der Messeinrichtung 30 zugeführt wird.
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Die
Messeinrichtung 30 ermittelt den Pegel des Teilstroms IM
und erzeugt ausgangsseitig ein Signal VIM. Der Pegel des Signals
VIM wird von der Messeinrichtung 30 in Abhängigkeit
von dem ermittelten Pegel des Teilstroms IM erzeugt. Zur Erzeugung
des Signals VIM kann die Messeinrichtung 30 beispielsweise
einen Strom-/Spannungswandler enthalten, so dass ausgangsseitig
von der Messeinrichtung 30 eine Spannung in Abhängigkeit
von dem ermittelten Pegel des Teilstroms IM erzeugt und als Signal
VIM bereitgestellt wird. Der Pegel des Signals VIM ist somit ein
Maß für den Istpegel
des Steuerstroms IHV im Elektrodenstromkreis 200.
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Das
Signal VIM wird als Eingangssignal der Vergleichseinrichtung 60 zugeführt. Zusätzlich zu dem
Eingangssignal VIM wird die Vergleichseinrichtung 60 von
einem Eingangssignal VIHV angesteuert. Das Eingangssignal VIHV wird
von der Steuereinrichtung 100 erzeugt. Das Eingangssignal
VIHV kann beispielsweise eine Eingangsspannung sein. Ein Pegel des
Eingangssignals VIHV ist abhängig von
dem Sollpegel, mit dem der Steuerstrom IHV im Elektrodenstromkreis
der Erwärmungseinrichtung zugeführt werden
soll, um eine bestimmungsgemäße Erwärmung der
Lichtwellenleiter für
einen Spleißvorgang
zu gewährleisten.
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In
der Vergleichseinrichtung 60 wird der Pegel des Eingangssignals
VIHV, das den Sollpegel des Steuersignals IHV repräsentiert,
mit dem Pegel des Eingangssignals VIM, das den Istpegel des Steuersignals
IHV angibt, verglichen. In Abhängigkeit
von dem Vergleich beziehungsweise der Abweichung der beiden Pegel
voneinander erzeugt die Vergleichseinrichtung 60 einen
Pegel eines Stellsignals VS. Das Stellsignal VS wird der Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 zugeführt. Die
Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 erzeugt in Abhängigkeit
von dem Pegel des Stellsignals VS den Pegel der Steuerspannung VHV
und erzeugt somit auch das Steuersignal IHV.
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Das
von der Messeinrichtung 30 erzeugte Eingangssignal VIM
wird des Weiteren an die Steuereinrichtung 100 zur Bereitstellung
des Sollpegels des Steuersignals IHV weitergeleitet. 5 zeigte
eine Ausführungsform
der Steuereinrichtung 100. Die Steuereinrichtung 100 kann
eine Steuerschaltung 10 umfassen, die ausgangsseitig das
Eingangssignal VIHV erzeugt.
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Die
Steuerschaltung 10 umfasst eine Auswerteschaltung 12,
eine Entscheiderschaltung 13, eine steuerbare Schalteinheit 14 und
eine Eingangssignalerzeugungsschaltung 11. Die Schaltungseinheiten 11, 12, 13 und 14 können als
diskrete Schaltungen ausgeführt
sein. Alternativ dazu kann die Steuerschaltung 10 als ein
Steuerprozessor ausgebildet sein, der die Funktion der Schaltungseinheiten 11, 12, 13 und 14 übernimmt.
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Die
Funktionsweise der Steuereinrichtung 100 wird im folgenden
erläutert.
Nach dem Einschalten der Spleißvorrichtung
steuert eine übergeordnete Hauptsteuerschaltung 15,
die beispielsweise als Hauptprozessor der Spleißvorrichtung vorgesehen ist,
die steuerbare Schalteinheit 14 mit einem Aktivierungssignal
AS in der Weise an, dass ein steuerbarer Schalter der Schalteinheit 14 auf
die Schalterstellung S1 eingestellt wird. Auf der Schalterstellung
S1 wird der steuerbaren Schalteinheit von der Hauptsteuerschaltung
ein Sollpegel S1_IHV bereitgestellt, der einen Sollpegel für den Steuerstrom
IHV angibt, mit dem die Erwärmungseinrichtung 20 zum
Verspleißen von
Lichtwellenleitern angesteuert werden soll.
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In
der Schalterstellung S1 stellt die steuerbare Schalteinheit 14 somit
einen Sollpegel S1_IHV für den
Steuerstrom IHV bereit, der an die Eingangssignalerzeugungsschaltung 11 weitergeleitet
wird. In Abhängigkeit
von dem Sollpegel S1_IHV des Steuerstroms IHV erzeugt die Eingangssignalerzeugungsschaltung 11 ausgangsseitig
einen Pegel, beispielsweise einen Spannungspegel, des Eingangssignals VIHV.
Die Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 erzeugt daraufhin
die Steuerspannung VHV, die im Elektrodenstromkreis 200 den
Steuerstrom IHV hervorruft. Der tatsächlich im Elektrodenstromkreis
hervorgerufene Steuerstrom wird von der Messeinrichtung 30 ermittelt.
Die Messeinrichtung 30 ermittelt dazu den aus dem Elektrodenstromkreis
ausgekoppelten Teilstrom IM und erzeugt in Abhängigkeit von dem gemessenen
Teilstrom das Eingangssignal VIM.
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Das
Eingangssignal VIM kann beispielsweise eine Eingangsspannung sein,
die der Auswerteschaltung 12 der Steuereinrichtung 100 zugeführt wird.
Der Auswerteschaltung 12 wird des Weiteren das Eingangssignal
VIHV zugeführt.
Die Auswerteschaltung 12 vergleicht die beiden Signalpegel,
indem beispielsweise eine Differenz der beiden Signalpegel gebildet
wird. In der Entscheiderschaltung 13 wird der Betrag der
Differenz mit einem Schwellwert verglichen. In Abhängigkeit
von dem Vergleichsergebnis wird die Hauptsteuerschaltung 15 mit
unterschiedlichen Pegeln eines Vergleichssignals ES angesteuert.
Das Vergleichssignal ES nimmt beispielsweise einen niedrigen Pegel
an, wenn der Betrag der Differenz kleiner als der Schwellwert ist,
und einen hohen Pegel, wenn der Betrag der Differenz größer als
der Schwellwert ist. Der Schwellwert kann beispielsweise 20% betragen.
Wenn die Eingangssignale VIHV und VIM Spannungen sind, wird der
Schwellwert beispielsweise auf einen Wert, der größer als
10 mV ist, eingestellt.
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Wenn
der Betrag der Differenz unter dem Schwellwert liegt, wird der steuerbare
Schalter der steuerbaren Schalteinheit 14 von dem Hauptprozessor 15 nicht
verändert.
Die Steuerschaltung 10 gibt somit weiterhin den Sollpegel
S1_IHV vor beziehungsweise erzeugt ausgangsseitig das Eingangssignal
VIHV, das den Sollpegel für
den Steuerstrom im Spleißbetrieb
zum Verspleißen
von Lichtwellenleitern angibt. Der Sollpegel des Steuerstroms kann
von der Steuereinrichtung 100 mit einem Pegel von weniger als
20 mA, beispielsweise mit einem Pegel zwischen 10 mA und 16 mA vorgegeben
werden. Durch den Regelkreis, der die Vergleichseinrichtung 60,
die Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 und die Messeinrichtung 30 umfasst,
wird der Steuerstrom IHV im Elektrodenstromkreis 200 an
den vorgegebenen Sollpegel S1_IHV des Steuerstroms für den Spleißbetrieb
angepasst, so lange die Abweichung zwischen den Signalpegeln der
Eingangsspannungen VIHV und VIM kleiner als der Schwellwert, beispielsweise
kleiner als 10 mV ist.
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Wenn
die Elektroden mit zunehmender Anzahl an Spleißvorgängen verschmutzen, erhöht sich der
Widerstand im Elektrodenstromkreis 200. Die Steuerspannung
wird von der Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 aufgrund
der Regelung nachgeführt,
bis der Steuerstrom IHV den Sollpegel aufgrund der stärker werdenden
Verschmutzung der Elektroden nicht mehr erreicht.
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Dadurch
weicht auch der Pegel des Eingangssignals VIM, das den Istpegel
des Steuerstroms IHV im Elektrodenstromkreis angibt, in zunehmendem
Maße von
dem Pegel des Eingangssignals VIHV ab, durch das der Sollpegel für den Steuerstrom
vorgeben wird. Die Auswerteschaltung 12 ermittelt den Betrag
der Abweichung zwischen den jeweiligen Pegeln der Eingangssignale
VIHV und VIM. Der Wert der Differenz der Signalpegel wird der Entscheiderschaltung 13 zugeführt. Die
Entscheiderschaltung 13 vergleicht die ermittelte Abweichung zwischen
dem Signalpegel des Eingangssignals VIHV und dem Signalpegel des
Ein gangssignals VIM mit dem Schwellwert. Da bei einer starken Verschmutzung
der Elektroden der Betrag der Differenz der beiden Signalpegel über dem
Schwellwert liegt, beispielsweise über 10 mV liegt, wird der Hauptprozessor 15 mit
einem hohen Pegel des Vergleichssignals ES angesteuert.
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Der
Hauptprozessor steuert daraufhin die steuerbare Schalteinheit 14 mit
einem geänderten Pegel
des Steuersignals AS an, wodurch der steuerbare Schalter in die
Schalterstellung S2 bewegt wird. In der Schalterstellung S2 wird
von der Hauptsteuerschaltung 15 ein veränderter Sollpegel S2_IHV des Steuerstroms
bereitgestellt. Der Sollpegel S2_IHV liegt über dem Sollpegel S1_IHV, der
zum Spleißen von
Lichtwellenleiter bereit gestellt wird. Der Sollpegel S2_IHV liegt
beispielsweise über
20 mA. Der Sollpegel kann zum Beispiel 25 mA betragen. Entsprechend
dem geänderten
Sollpegel für
den Steuerstrom erzeugt die Eingangssignalerzeugungsschaltung 11 einen
veränderten
Pegel des Eingangssignals VIHV. Durch die Regelung mittels des Regelkreises
wird die Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 die Steuerspannung
VHV mit einem höheren
Pegel erzeugen, so dass im Elektrodenstromkreis der Steuerstrom
ansteigt.
-
Der
Steuerstrom IHV wird in dem Betriebszustand der Schalterstellung
S2 der steuerbaren Schalteinheit mit einen Pegel erzeugt, durch
den die Wärmeleistung
der von der Erwärmungseinrichtung erzeugten
Wärme beziehungsweise
die Energie des Lichtbogens in der Weise erhöht wird, dass eine Verschmutzung
an den Elektroden durch eine höhere Energie
des Lichtbogens und somit durch eine erhöhte Temperatur des Lichtbogens
entfernt wird. Durch die erhöhte
Wärmeleistung
des Lichtbogens werden die Schmutzpartikel an den Elektrodenspitzen
verbrannt und die Elektroden somit gereinigt.
-
Zu
diesem Zweck verbleibt der steuerbare Schalter der steuerbaren Schalteinheit 14 beispielsweise
während
einer Zeitdauer von ungefähr
10 s bis 20 s in der Schalterstellung S2, so dass der Steuerstrom
IHV mit einem Pegel von mehr als 20 mA erzeugt wird. Ein derartiger
Strom ist insbesondere zur Reinigung von Elektroden die zum Verspleißen von einzelnen
Lichtwellenleitern vorgesehen sind, geeignet. Nach Ablauf der Zeitdauer
steuert der Hauptprozessor 15 die steuerbare Schalteinheit 14 mit
einem geänderten
Zustand des Aktivierungssignals AS an, wodurch der steuerbare Schalter
der steuerbaren Schalteinheit wieder in die Schalterstellung S1
gestellt wird. Somit wird von der Hauptsteuerschaltung 15 als
Sollpegel des Steuerstroms wieder der Sollpegel S1_IHV für den Steuerstrom
zum Verspleißen von
Lichtwellenleitern bereit gestellt.
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Die
Sollpegel für
den Steuerstrom, insbesondere der Sollpegel S1_IHV des Steuerstroms,
der zum Verspleißen
von Lichtwellenleitern von der Steuereinrichtung 100 bereit
gestellt wird, ist abhängig vom
Fasertyp der zu verspleißenden
Lichtwellenleiter beziehungsweise von den klimatischen Umgebungsbedingungen,
bei denen der Spleißvorgang
erfolgt. Die Steuereinrichtung 100 kann zur Bereitstellung
des Sollpegels des Steuerstroms IHV an eine Einrichtung 70 zur
Erfassung von Parametern, die die klimatischen Bedingungen kennzeichnen,
bei denen die Spleißvorrichtung
betrieben wird, angeschlossen sein. Mit der Einrichtung 70 lässt sich
beispielsweise eine Temperatur oder ein Luftdruck der Umgebung der
Spleißvorrichtung
ermitteln. Aus den ermittelten klimatischen Parametern der Umgebung
der Spleißvorrichtung
kann die Steuereinrichtung 100 den Sollpegel S1_IHV des
Steuerstroms für
einen Spleißprozess
ermitteln. Der Sollpegel kann auch über das Bedienfeld 4 der Spleißvorrichtung
von einem Nutzer als externer Sollwert Sext vorgegeben werden. Zur Kommunikation
kann an dem Hauptprozessor eine Schnittstelle, beispielsweise eine
bidirektionale Schnittstelle, vorgesehen sein.
-
Da
zum Zünden
des Lichtbogens zur Durchführung
eines Spleißes
zunächst
von der Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 eine hohe
Steuerspannung VHV erzeugt wird, die über der im späteren Spleißbetrieb
erzeugten Steuerspannung liegt, stellt sich unmittelbar nach dem
ersten Zünden
des Lichtbogens im Elektrodenstromkreis ein erhöhter Steuerstrom IHV ein. Dieser
Zündstrompegel
des Steuerstroms kann beispielsweise 20 mA betragen. Erst nach Ablauf
einer Zeitdauer, beispielsweise nach 200 ms, reduziert die Steuersignalerzeugungseinrichtung 40 die
Steuerspannung VHV, so dass der Steuerstrom IHV in einen Pegelbereich
abfällt,
der während des
Dauerbetriebs der Spleißvorrichtung
zum Betreiben der Erwärmungsvorrichtung
für das
Verspleißen von
Lichtwellenleiter verwendet wird. Der Dauerstrompegel, bei dem die
Lichtwellenleiter zum Verspleißen
durch den Lichtbogen erwärmt
werden, beträgt
beispielsweise 10 mA. Eine Abweichung zwischen dem Soll- und Istpegel
des Steuerstroms IHV wird von der Steuereinrichtung 100 erst
ausgewertet, wenn sich im Elektrodenstromkreis der Steuerstrom IHV
mit dem Dauerstrompegel eingestellt hat. Die Steuereinrichtung ist
derart ausgebildet, dass die Auswertung der Abweichung zwischen
dem ermitteltem Istpegel des Steuerstroms und dem Sollpegel somit
erst nach einer Totzeit von beispielsweise 200 ms erfolgt. Die Steuereinrichtung
kann beispielsweise eine Zeitschaltung enthalten, so dass die Auswertung
der Abweichung zwischen dem Soll- und dem ermittelten Istpegel des
Steuerstroms beziehungsweise die Abweichung zwischen den Signalpegeln der
Eingangssignale VIHV und VIM und/oder der Vergleich der Abweichung
der Signalpegel mit dem Schwellwert erst nach Ablauf der Totzeit
erfolgt.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Steuereinrichtung 100 wird ein Warnsignal auf der Anzeigeeinrichtung 4 ausgegeben,
wenn die Abweichung zwischen dem Istpegel und dem Sollpegel für den Steuerstrom
größer als
der Schwellwert ist. Ein Nutzer kann beispielsweise durch eine entsprechende
Anzeige in der Anzeigeeinrichtung aufgefordert werden, die Elektroden
manuell zu reinigen oder zu entfernen und durch neue intakte Elektroden
zu ersetzen. In Abhängigkeit
von der ermittelten Abweichung zwischen dem Sollpegel und dem Istpegel
des Steuerstroms IHV kann beispielsweise eine Anzeige erfolgen,
wie viele Spleiße
noch mit den im Spleißgerät befindlichen
Elektroden durchgeführt
werden können,
bis die Qualität
der hergestellten Spleißverbindungen
sich soweit verschlechtert hat, dass aufgrund der erhöhten zu
erwartenden Spleißdämpfung die Elektroden
gereinigt oder ausgetauscht werden müssen.
-
Mit
den in den 1, 2, 4 und 5 gezeigten
Ausführungsformen
der Vorrichtung zum Spleißen
von Lichtwellenleitern lässt
sich durch das Ermitteln und Auswerten der Abweichung zwischen dem
Ist- und Sollpegel des Steuerstroms der aktuelle Zustand der Erwärmungseinrichtung
ermitteln. Insbesondere kann bei einer erhöhten Abweichung des ermittelten
Istpegels vom Sollpegel des Steuerstroms auf eine Verschmutzung
oder Beschädigung
von Elektroden der Erwärmungseinrichtung geschlossen
werden. Wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel und dem Ispegel
des Steuerstroms beispielsweise größer als 20% ist, kann von einer
großen
Verschmutzung der Elektroden ausgegangen werden. In diesem Fall
wird von der Steuersignalerzeugungseinrichtung eine hohe Steuerspannung
erzeugt. Die hohe an den Elektroden anliegende Steuerspannung hat
zur Fol ge, dass ein Lichtbogen auch bei stark verschmutzten Elektroden
gezündet
wird. Durch den im Elektrodenstromkreis auftretenden hohen Steuerstrom
werden die Elektroden gereinigt. Des Weiteren besteht die Möglichkeit,
einen Nutzer durch Ausgabe eines Warnsignals zum Auswechseln der
Elektroden aufzufordern, wenn die Abweichung zwischen dem Sollpegel
und dem Istpegel des Steuerstroms beispielsweise einen Schwellwert
von mehr als 20% überschreitet.
-
- 1
- Spleißereinrichtung
- 2
- Abdeckung
- 3
- Bedienfeld
- 4
- Anzeigeeinrichtung
- 5
- Vorrichtung
zum Spleißen
von Lichtwellenleiter
- 10
- Steuerschaltung
- 20
- Erwärmungseinrichtung
- 21,
22
- Elektroden
- 30
- Messeinrichtung
- 40
- Spannungserzeugungseinrichtung
- 41,
42
- Leiterbahn
- 50
- Übertragungsglied
- 60
- Regeleinrichtung
- 70
- Einrichtung
zur Erfassung von Umgebungsgrößen
- 81,
82
- Halteeinrichtungen
- 90
- Verschiebeeinrichtung
- 100
- Steuereinrichtung
- 1000
- Steuereinheit
- L1,
L2
- Lichtwellenleiter
- VIHV
- Eingangssignal
- VIM
- Eingangssignal
- IHV
- Steuersignal,
Steuerstrom
- VHV
- Steuerspannung
- IM
- Teilstrom
- AS
- Aktivierungssignal
- VS
- Stellsignal
- ES
- Vergleichssignal