DE2720951B2 - Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser - Google Patents
Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen FaserInfo
- Publication number
- DE2720951B2 DE2720951B2 DE2720951A DE2720951A DE2720951B2 DE 2720951 B2 DE2720951 B2 DE 2720951B2 DE 2720951 A DE2720951 A DE 2720951A DE 2720951 A DE2720951 A DE 2720951A DE 2720951 B2 DE2720951 B2 DE 2720951B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- coating
- light
- backscattered
- monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 53
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 79
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 4
- LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N Monolinuron Chemical compound CON(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1 LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
- G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
- G01B11/105—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
der verglichen wird. In der us_ps 3g 79 128 ist ein Verfahren zum Messen
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- des Brechungsindexes und des Durchmessers von
zeichnet, daß das zweite Sfahlenbündel (708) in optischen Fasern beschrieben. Hiernach wird ein
senkrecht zur Richtung des ersten Strahlenbündels einziger auf die Faser gerichteter Lichtstrahl zur
(707) verlaufender Richtung "if die Faser (205) 35 Erzeugung eines einzigen zurückgestreuten Lichtmugerichtet wird. sters benutzt, das dann anschließend überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Mit dem bekannten Verfahren können jedoch nicht die
überwachte zurückgestreute Lichtmuster des ersten Konzentrizität einer Beschichtung bezüglich der Faser
Lichtstrahlenbündels in eine erste Gruppe elektri- sowie das Aufrechterhalten einet bestimmten Beschichscher Signale umgesetzt wird, dadurch gekennzeich- 40 tungsdicke auf der optischen Faser bbv-rwacht werden,
net, daß das zweite überwachte, zurückgestreute In der DD-PS 88 34 ist ein Verfahren zum Überprüfen
Lichtmuster in eüie zweite Gruppe elektrischer von Querschnittsänderungen (z. B. Durchmesserände-Signale umgewandelt wird, und aus den vergliche- rungen) von Fäden, Fasern, Garnen, Drähten usw. Mit
nen, elektrischen Signalen beider Gruppen ein Hilfe mehrerer winkelmäßig versetzter Lichtquellen
Steuersignal (715) zur Steuerung der Gleichförmig- 45 beschrieben, die den zu prüfenden Faden aus unterkeit der transparenten Beschichtung erzeugt wird. schiedlichen Richtungen beleuchten. Eine Anordnung
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- optischer Linsen und Prismen dient zur Abbildung des
zeichnet, daß zur Überwachung einer vorbestimm- Fadens auf die Lichtempfangsfläche einer einzigen
ten Beschichtungsmindestdicke die Überwachung Photozelle. Der Querschnitt, d. h. der Durchmesser, des
durchgeführt wird, bis das äußere Paar von 50 Fadens wird somit von unterschiedlichen Seiten und aus
Intensitätsspitzenwerten aus den zurückgestreuten unterschiedlichen Richtungen gemessen, um den Mittel-Lichtmustern verschwindet. wert des Durchmessers zu erfassen.
vorstehend erwähnten DD-PS 88 34 ist, ist das dort
55 beschriebene Verfahren dahingehend modifiziert, daß die Umlenkprismen weggelassen sind und jedes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Lichtstrahlenbündel mit einer gesonderten Photozelle
Oberbegriff des Anspruchs 1. abgeschlossen ist, um auch Abweichungen von der für
Kunststoffbeschichtjungen, die auf optische Fasern das Prüfgut charakteristischen Querschnittsform erfasaufgebracht werden, dienen vielen Zwecken. Wenn sie 60 sen zu können. Erst danach erfolgt die Mittelwertsbilals Überzug auf glasummantelte, optische Fasern dung der einzelnen Messungen zur Erfassung von
aufgebracht werden, dienen sie zur Verringerung von Querschnittsschwankungen. Diese beiden Verfahren
Mikrokrümmungsverlusten, zur Aufrechterhaltung der beziehen sich auf das Erfassen von Größe und Form
ursprünglichen Stärke der Fasern und zur Erzeugung eines fadenförmigen Prüfgutes durch Vergleichen von
eines Schutzes gegen Abrieb und eines mechanischen b> Faserschatten-Abbildungen, die von mehreren Licht-Schutzes der Faser während einer Kabelherstellung. strahlenbündeln erzeugt werden. Eine Überwachung
Zusätzlich verringert die Kunststoffbeschichtung ein der Konzentrizität einer Beschichtung auf einer Faser
Übersprechen zwischen optischen fasern und verbes- ist bei diesen Verfahren nicht vorgesehen; sie befassen
sich vielmehr nur mit der Überwachung des Außendurchmessers und der Außenkontur eines Fadens und
dergl
Die DE-AS15 73 961 ist schließlich auf ein Verfahren
zur photoelektrischen Erfassung vo(. Fadenquer-Schnittsschwankungen, insbesondere Fadendopplungen,
auf dem Textilsektor gerichtet Bei diesem Verfahren wird der zu überwachende Faden im Prinzip zeitlich
nacheinander aus verschiedenen Richtungen auf einen Wandler abgebildet Bei unrunden Querschnitten ist
daher das Wandlerausgangssignal eine Wechselspannung, sonst eine Gleichspannung. Ein nachgeschalteter
Amplitudendiskriminator vermag daher unerwünscht hohe Schwankungen festzustellen. Auch mit diesem
Verfahren kann die Konzentrizität einer Beschichtung bezüglich der Faser sowie das Aufrechterhalten einer
bestimmten Beschichtungsdicke auf einer optischen Faser nicht überwacht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer
im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser zu schaffen, mit welchem insbesondere
die Konzentrizität der Beschichtung bezüglich der Faser
sowie das Aufrechterhalten einer bestimmten Beschichtungsdicke beim Aufbringen der Beschichtung auf die
optische Faser überwacht werden können.
Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst
Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Konzentrizilät einer
Faser innerhalb einer Beschichtung durch Überwachen von zurückgestreuten Lichtmustern bestimmt die durch
zwei unter verschiedenen Winkeln auf denselben Teil der beschichteten Faser einfallenden Lichtstrahlen
erzeugt werden. Durch Beobachten und Vergleichen der Lagen der Intensitätsspitzenwerte in einem
zurückgestreuten Lichtmuster mit den Lagen der entsprechenden Spitzenwerte im zweiten zurückgestreuten Lichtmuster kann die Konzentrizität oder
Exzentrizität der Faser innerhalb der Beschichtung bestimmt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform trifft das zweite Strahlenbündel senkrecht zur Richtung des
ersten Strahlenbündets auf die Faser auf. Die Konzentrizität einer Faser innerhalb einer Kunststoffbeschichtung
kann insbesondere dadurch bestimmt werden, daß die überwachten zurückgestreuten Lichtrnuster der beiden
Lichtsirahlenbündel jeweils in Gruppen elektrischer Signale umgewandelt werden, die dann miteinander
verglichen werden. Aus den verglichenen elektrischen Signalen wird ein Steuersignal erzeugt, durch das der
Beschichtungsvorgang und damit die Gleichförmigkeit einer transparenten Beschichtung entsprechend gesteuert wird.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zur Einhaltung einer vorbestimmten
Beschichtungsmindestdicke eine Überwachung durchgeführt, bis das äußere Paar der ermittelten Intensitätsspitzenwerte aus den zurückgestreuten Lichtmustern
verschwindet
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt
schichteten Faser mit auf diese auftreffenden Lichtstrahlen,
Fig.2 eine Vorrichtung zur Überwachung der
Eigenschaften einer kunststoffumschichteten Faser im vorliegenden Verfahren,
F i g. 3 eine Querschnittsansicht einer mit Kunststoff konzentrisch beschichteten Faser,
Fig.4 und 5 zurückgestreute Lichtmuster, die
aufgrund von auf die Faser nach F i g. 3 auftreffenden Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,
Fig.6 und 7 elektrische Signale, die durch die
zurückgestreuten Lichtmuster nach Fig.4 bzw. 5 erzeugt werden,
Fig.8 eine Querschnittsansicht einer nicht konzentrisch beschichteten Faser,
Fig.9 und 10 zurückgestreute Lichtmuster, die
aufgrund der auf die Faser nach F i g. 8 auftreffenden Lichtstrahlenbündel erzeugt werden,
Fig. 11 und 12 elektrische Signale, die von den zurückgestreuten Lichtmustern nach Fig.9 bzw. 10
erzeugt werden,
Fig. 13 eine Querschnittsansichi einer deformiert
kunststoffbeschichteten Faser,
Fig. 14 und 15 zurückgestreute Lichtmuster, die aufgrund von auf die deformierte Faser nach Fig. 13
auftreffsnden Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,
Fig. 16 und 17 elektrische Signale, die von den zurückgestreuten Lichtmustern der Fig. 14 bzw. 15
erzeugt werden,
jo Fig. 18 eine Querschnittsansicht einer kunststoffbeschichteten Faser, bei der die Beschichtung eine
vorbestimmte Dicke aufweist,
Fig. 19 und 20 zurückgestreute Lichtmuster, die
aufgrund von auf die Faser nach Fig. 18 auf treffenden
j5 Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,
Fig. 21 und 22 elektrische Signale, die aufgrund der
zurückgestreuten Lichtmuster nach den Fig. 19 bzw.20
erzeugt werden, und
F i g. 23 eine Vorrichtung zum automatischen Steuern
des Extnjsionsvorgangs durch Verwendung der vorliegenden Überwachungsmethode.
Ir» F i g. 1 ist ein LichtstrahlenbUndel gezeigt, das im
betrachteten Querschnittsgebiet einer kunststoffbeschichteten optischen Faser 101 des Radius α einfällt.
Wie zuvor beschrieben, kann die innere Faser 102 des Radius b entweder ein Quarzglasfaserkern sein oder sie
kann sowohl den Kern als auch den Mantel einer optischen Faser umfassen. Im ersten Fall dient die
Kunststoffbeschichtung 103 als Mantel und als Schutzabschirmung und muß demgemäß einen Brechungsin
dex haben, der kleiner als der des Kerns ist. Im letzteren Fall dient die Kunststoffbeschichtung 103 lediglich als
Schutzabschirmung für die Faser. F i g. 1 zeigt deshalb den Querschnitt einer Faser mit entweder zwei oder
drei Schichten. Das einfallende parallele Lichtstrahlenbündel umfaßt z'.vei Strahlentypen, die durch die
Strahlen I und Il repräsentiert sind. Die Strahlen des Strahltyps 1 werden bei ihrem Eintritt in die
Beschichtung gebrochen, durchqueren diese und werbo den an der Besch.chtung/Luft-Grenzfläche reflektiert,
um dann wieder aus der Beschichtung auszutreten. Der maximale Ablenkwinkel Φ\, der diesem Strahlentyp
zugeordnet ist und zu einem helkn Band im reflektierten Licht führt, ist gegeben durch
'/', - 4 aresin I 2 (l - "M Ί
Lm 13 V 4/ J 2 aresin
Dabei is; nc der Brechungsindex der Kunststoffeschichtung
103. Die Strahlen des Strahltyps II, sind jene. die beim Eintritt durch die Beschichtung gebrochen
werden, in die Faser eintreten und diese durchqueren, wieder in die Beschichtung austreten und dann an der
Beschichtung/Luft-Grenzfläche reflektiert werden. Nach dieser Reflexion durchqueren sie wiederum die
Faser, treten wieder in die Beschichtung aus und verlassen dann die Faser. Eine geometrisch-optische
Analyse zeigt, daß der maximale Ablenkwinkel Φ\\ dieser austretenden Strahlen eine Funktion mehrerer
Winkel und der Brechungsindices der Beschichtung und der Faser ist. Eine solche Analyse findet sich in der
Arbeit »Refractive Index and Diameter Determination of Step Index Optical Fibers and Preforms« von H. M.
Presby und D. Marcuse, Appied Optics, Band 13, Nr. 12,
Dezember 1974, Seiten 2882 bis 2885.
Die auf die beschichtete Faser auftreffenden parallelen Strahlen, welche lediglich die Kunststoffbeschichtung
durchlaufen(Strahltyp I) oder, welche sowohl die Beschichtung als auch die Faser durchlaufen (Strahltyp
Π), erzeug .mi ein zurückgestreutes Lichtmuster, das man
an einer 3eobachtungsmattscheibc beobachten kann, die senkrecht zum einfallenden Lichtstrahlenbündel
ausgerichtet ist. Für die vorliegenden Zwecke ist das zurückgestreute Lichtmuster durch zwei Paare Intensitätsspitzen
gekennzeichnet. Die räumlichen Stellen des ersten Intensitätsspitzenpaares bestimmen sich aus dem
Winkel der maximalen Ablenkung Φι für die lediglich die
Beschichtung durchlaufenden auftreffenden Strahlen. Die räumlichen Stellen des zweiten Intensitätsspitzenpaares
bestimmen sich aus dem Winkel der maximalen Ablenkung Φ\\ für die sowohl die Beschichtung als auch
die Faser durchlaufenden auftreffenden Strahlen.
Es hat sich gezeigt, daß sich die räumliche Stelle der
Intensitätsspitzen im zurückgestreuten Lichtmuster ändert, wenn eine nichtkonzentrisch mit Kunststoff
beschichtete Faser im einfallenden Lichtstrahlenbündel gedreht wird. Die Konzentrizität eines Abschnitts einer
beschichteten Faser kann infolgedessen dadurch überwacht werden, daß die Stellen der Intensitätsspitzen im
zurückgestreuten Lichtmuster beobachtet werden, wenn die Faser gedreht wird. Alternativ dazu kann, wie
gefunden wurde, die Konzentrizität der beschichteten Faser bestimmt werden, indem das zurückgestreute
Lichtmuster, das durch Beleuchten der Faser mit zwei aus zwei verschiedenen Richtungen auftreffenden
Lichtstrahlenbündeln erzeugt worden ist, verglichen wird. Vorzugsweise besteht zwischen diesen Lichtstrahlenbündeln
ein Winkel von 90°.
Nachfolgend wird eine Vorrichtung in ihren Einzelheiten
beschrieben, mit der die Konzentrizität einer beschichteten Faser während des Aufbringens der
Beschichtung überwacht werden kann, und zwar durch Vergleichen der räumlichen Positionen der Intensitätsspitzen
in den zurückgestreuten LJchtmustern, die aufgrund zweier auf die Faser auftreffender und
zueinander senkrecht verlaufender Strahlenbündel erzeugt werden. Hierbei wird die Faser auch auf
Nichtgleichförmigkeiten und Unregelmäßigkeiten in der Kunststoffbeschichtung Oberwacht
Wie erwähnt, durchläuft der Strahltyp I nur die Kunststoffbeschichtung 103, und der Strahltyp Il sowohl
die Beschichtung 103 als auch die Faser 102. Man kann
zeigen, daß, wenn die Dicke der Kunststoffbeschichtung kleiner als eine kritische Dicke ist, nur noch der
Strahltyp Π vorhanden ist und der Strahltyp I verschwindet Im einzelnen gilt, daß, wenn das
Verhältnis von Radius ;iund Radius £>(F i g. I) kleiner ist
als der Brechungsindex der Kunststoffbeschichtung n<,
alle auftreffenden Strahlen Beschichtung und Faser durchlaufen. Dann gibt es nur einen Strahl maximaler
'. Ablenkung, utul in den zurückgestreuten Lichtmustern
tritt nur ein Paar Intensitätsspitzen auf. Da die Faser einen bekannten festen Radius aufweist und das
Beschichtungsmaterial einen bekannten festen Brechungsindex hat. kann der Radius der beschichteten
κι Faser gleichförmig auf bnc gehalten werden, indem die
zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden des zweiten Paares Intensitätsspitzen überwacht wird.
Die Beschichtungsdicke kann somit auf b(nc-\) gehalten werden. Nachstehend wird eine Vorrichtung
beschrieben, die automatisch die zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden dieser Intensitätsspitzen
hin überwacht und somit den Auftragungsvorgang steuert, um gleichmäßig die Beschichtungsdicke
auf diesem vorbestimmten Wert zu halten.
.'o F i g. 2 zeigt eine Anordnung zum Beobachten der
zurückgestreuten Lichtmuster, die aufgrund zweier Lichtstrahlenbündel entstehen, die auf eine optische
Faser mit im wesentlichen transparenter Kunststoffbeschichtung auftreffen. Eine Signalquelle 201, wie ein
Dauerstrich-He-Ne-Laser, erzeugt ein schmalbandiges Lichtstrahlenbündel, das auf einen Spiegel 202 auftrifft.
Das Lichtstrahlenbündel wird zu einem schwingenden Spiegel .203 reflektiert, der rückwärts und vorwärts
schwingt, um das Lichtstrahlenbündel in eine Lichtenergielinie umzusetzen. Ein Strahlteiler 204 teilt die vom
schwingenden Spiegel 203 reflektitrte Lichtenergielinie in zwei Teile. Der durchgelassene Teil wird durch einen
Spalt einer Beobachtungsmattscheibe 206 direkt auf einen Abschnitt der Faser 20S geschickt Die Beobach-
v-, tungsmattscheibe 206 steht senkrecht zum Strahlengang
im Abstand h von der zu überwachenden Faser. Der reflektierte Teil des am Strahlenbündelteiler 204
aufgeteilten Strahlenbündels wird an Planspiegeln 207 und 208 reflektiert durch einen Spalt einer Beobachtungsmattscheibe
209 geschickt und trifft auf dem selben Abschnitt der Faser 205, jedoch unter 90° zum anderen
Teilstrahlenbündel orientiert, auf. Die Beobachtungsmattscheibe 209 steht ebenfalls senkrecht im Strahlengang
im Abstand Λ von der Faser. Jedes an der Faser einfallende Lichtstrahlenbündel wird durch die transparente
Kunststoffbeschichtung und die innere Faser gebrochen und an der Beschichtung/Luft-Grenzfläche
reflektiert, um die zurückgestreuten Lichtmuster zu erzeugen, die auf den Beobachtungsmattscheiben 206
so und 209 betrachtbar sind.
Durch Vergleichen der Lagen der Intensitätsspwzen der zurückgestreuten Lichtmuster auf den Beobachtungsschirmen
206 und 209 können die Konzentrizität der Faser innerhalb der Kunststoffbeschichtung und die
Gleichförmigkeit des Beschichtungsauftrags auf den Faserabschnitt, an welchem die beiden ankommenden
Lichtstrahlenbündel einfallen, bestimmt werden. Deshalb
können durch Überwachung dieser beiden Beobachtungsschinne, während eine Faser durch die
einfallenden Lichtstrahlenbündel gezogen wird, die angesprochenen Eigenschaften der Kunststoffbeschichtung
bestimmt werden. Wie nachfolgend ausführlich beschrieben werden wird, kann der Vergleich der
Intensitätsspitzen automatisch durchgeführt werden, um ein Rückkopplungssigna] zu erzeugen, das die
Kunststoffbeschichtungsvorrichtung steuert Damit wird während des Beschichtungsvorgangs eine genaue
Konzentrizität und eine Gleichförmigkeit des Auftra-
gens aufrechterhalten.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer konzentrisch beschichteten Faser. Fig.4 ist ein zurückgestrahltes
Lichtmuster, wie ei durch ein einfallendes Lichtstrahlenbündel erzeugt wird, das einen Winkel von 0" mit der
X-Achse der Faser in Fig. 3 bildet. Fig. 5 zeigt ein zurückgestrahltes Lichtmuster, das durch ein Lichtstrahllenbün^.il erzeugt worden ist, das mit der /Y-Achse der
Faser in Γ i g. 3 einen Winkel von 90" bildet. Wie man —
auch aus F i g. 6 und 7 — erkennen kann, befinden sich die Intensitätsspitzenwerte in den F i g. 4 und 5 auf den
gleichen Koordinaten, was eine Konzentrizität der Faser innerhalb der Beschichtung anzeigt.
Fig.8 zeigt einen Querschnitt einer nichtkonzentrisch kunststoffbeschichteten Faser. Wie in den
zurückgestrahlten Lichtmustern in den F i g. 9 und 10 zu
sehen ist, sind die Koordinaten der Intensitätsspitzenwerte nicht zueinander ausgerichtet. Dieses zeigt eine
Nichtkonzentrizität des betreffenden Faserabschnittes an. Wie zuvor bemerkt, können während des Beschichtungsvorganges auch Deformationen in der Kunststoffbeschichtung auftreten. Fig. 13 zeigt den Querschnittsbereich einer solchen deformierten Faser. Die Fig. 14
und 15 zeigen die zurückgestreuten Lichtmuster, die aufgrund zweier zueinander senkrecht ausgerichteter,
auf diesen Faserabschnitt auftreffender Lichtstrahlenbündel erzeugt worden sind. In den Fig. 14 und 15
können keine ausgeprägten Intensitätsspitzen beobachtet werden. Wenn entweder auf einem oder auf beiden
der Beobachtungsschirme 206 und 209 ein solches Muste" wahrgenommen wird, ist deshalb die Stelle einer
Nichtgleichförmigkeit in der Beschichtung festgestellt.
Wenn, wie erwähnt, der Radius der beschichteten Käser ii kleiner oder gleich n^b ist, tritt in den
rückgesireuten Lichtmustern nur ein Intensitätsspitzenpaar auf. Fig. 18 zeigt einen Querschnittsbereich einer
konzentrisch beschichteten Faser, bei welcher a gleich neb ist Die Fig. 19 und 20 zeigen die zueinander
senkrecht stehenden rückgestreuten Lichtmuster. Wie man sehen kann, tritt in jedem Muster nur ein
Intensitiitsspitzenpaar auf. Das äußere Intensitätsspitzenpaar ist verschwunden.
F i g. 23 zeigt eine Vorrichtung, die automatisch die zueinander senkrechten zurückgestreuten Lichtmuster
vergleicht und ein Signal erzeugt, das den Beschichtungsvorgang steuert Jenen Elementen in Fig.23,
welche auch in F i g. 2 dargestellt sind, sind die gleichen Bezugsziffern zugeordnet Während die optische Faser
205 von einem Vorformling 701 abgezogen und auf eine sich drehende Trommel 702 aufgewickelt wird, wobei
letztere durch einen Motor 703 gesteuert wird, trägt eine die Faser umgebende Beschichtungsvorrichtung
704 eine Kunststoffbeschichtung auf den Umfang der durchlaufenden Faser auf. Die genaue Position der
Beschichtungsvorrichtung 704 gegenüber der Faser 105 wird durch einen Mikropositionierer 706 gesteuert Der
Mikropositionierer 706 spricht auf ein durch einen Vergleich der zurückgestreuten Lichtmuster erzeugtes
elektrisches Signal an, die durch die beiden zueinander senkrecht verlaufenden und auf die beschichtete Faser
auftreffenden Lichtstrahlenbündel erzeugt worden sind. Das eine Lichtstrahlenbündel 707 gelangt durch den
Spalt des Beobachtungsschirms 206 und das andere Lichtstrahlenbündel 708 durch den Spalt des Beobachtungsschirms 209, so daß jedes Strahlenbündel auf einen
Abschnitt der Faser 205 aaftrifft, während diese
gezogen und auf die Trommel 702 gewickelt wird. Jedes einfallende Strahlenbündel wird in der kunststoffbeschichteten Faser gebrochen und reflektiert, so daß auf
den Beobachliingsschirmen 206 und 209 zurückgestrahlte Lichtmuster entstehen. Eine Abtastdiodenmatrix 710
ist auf dem Beobachtungsschirm 206 angeordnet, und ·, eine Abtastdiodenmatrix 711 auf dem Beobachtungsschirm 209. Jede handelsübliche Diodenmatrix kann
hierbei verwendet werden. Eine Steuereinheit 712 ist mit der Abtastdiodenmatrix 710 und eine Steuereinheit
713 ist mit der Diodenmatrix 711 verbunden. Die in Steuereinheiten 712 und 713 wandeln die auf die
jeweilige Matrix auftreffenden zurückgestreuten Lichtmuster in elektrische Signale um, die Maxima und
Minima aufweisen, die mit den Lichtintensitätsmaxima und -minima in den zurückgestreuten Lichtmustern in
is Beziehung stehen.
Die Ausgänge der Steuereinheiten 712 und 713 sind mit einem handelsüblichen Komparator 714 verbunden,
Der Komparator 714 lokalisiert die Maxima und die Minima der von den Steuereinheiten 712 und 713
erzeugten elektrischen Signale. Die F i g. 6 und 7 zeigen die elektrischen Signale, die von den Steuereinheiten
712 und 713 aufgrund der zurückgestreuten Lichtmuster der F i g. 4 bzw. 5 für die konzentrisch beschichtete
Faser gemäß Fig.3 erzeugt worden sind. Nach der
714 die Zeitabschnitte zwischen entsprechenden Spitzenwerten in jedem Signal, nämlich U, h, η und T2.
Differenzen fi - h und τι ~τ2 werden dann automatisch
berechnet. Diese Differenzen sind für eine konzentrisch
jo beschichtete Faser etwa Null. Wenn Faser und Beschichtung nicht konzentrisch sind, wie bei der in
Fig.8 gezeigten Faser, sind t\-h und τι —Tj, die aus
den in den F i g. 11 und 12 dargestellten elektrischen
Signalen bestimmt worden sind, nicht Null. Der
Komparator 714 erzeugt auf einer Leitung 715 ein
Signal, um den Mikropositionierer 706 zu steuern, der seinerseits die Beschichtungsvorrichtung 704 zur Korrektur der Fehlausrichtung wieder in seine richtige
Position bringt
Der Komparator 714 ist außerdem mit einer Anzeigeeinheit 716 verbunden. Die Anzeigeeinheit 716
umfaßt zwei digitale Ablesevorrichtungen 717 und 718 sowie vier Wortablesevorrichtungen 719-1 bis 719-4.
Wenn die Faser gezogen wird, erzeugt die Ablesevor
richtung 717 eine kontinuierliche Anzeige von U-ti,
und die Ablesevorrichtung 718 erzeugt eine kontinuierliche Anzeige von η-r* Wenn die Kunststoffschicht
deformiert ist (Fig. 13), haben die aus den zurückgestrahlten Mustern der Fig. 14 und 15 abgeleiteten
so elektrischen Signale keine definierten Intensitätsspitzenwerte, wie man aus den Fig. 16 bzw. 17 erkennen
kasn. Aufgrund solcher Signale an den Ausgängen der Steuereinheiten 712 und 713 zeigt die Anzeigeeinheit
716 an den Ablesevorrichtungen 717 und 718 eindeutige
Kodes (beispielsweise 999), so daß eine den Beschichtungsvorgang überwachende Bedienungsperson leicht
eine Beschichtungsdeformation erkennen kann. Der
Beschichtungsvorgang kann als Folge davon angehalten werden, um die die Deformiertheit verursachende
ω Bedingung zu korrigieren.
Wie erwähnt, kann durch Oberwachen der zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden der
Intensitätsspitzen, die durch die Strahlen des Strahltyps I verursacht werden, die minimale Dicke der Beschich
tung gleichförmig auf bfnc— 1) gehalten werden, wobei b
und nc zuvor definiert sind. Der Komparator 714 erzeugt
zusätzlich zu der Angabe der Stelle der Intensitätsspitzenwerte in den von den Steuereinheiten 712 und 713
erzeugten elektrischen Signale auch eine Anzeige für das Verschwinden der beiden äußeren Intensitätsspitzen.
Die F i g. 21 und 22 zeigen die elektrischen Signale an den Ausgängen der Steuereinheiten 712 und 713,
wenn die Beschichtung auf die zuvor erwähnte Dicke eingestellt ist. Demgemäß zeigen die Wortablesevorrichtungen
7*9-1 und 719-2 das Vorhandensein und Nichtvorhandcnsein der beiden äußeren Intensitätsspitzenwerte
in dem zurückgestreuten Muster, das auf die Diodenmatrix 710 fällt, und d'e Wortablesevorrichtungen
719-3 und 719-4 zeigen das Vorhandensein und NichtVorhandensein der beiden äußeren Intensitätsspitzen
in dem auf die Diodenmatrix 711 fallenden zurückgestreuten Muster. Während die Faser beschichtet
wird, wird die Dicke der beschichteten Faser auf bfric— 1) gehalten, indem der Fluß des Beschichtungsmaterials
durch die Auftragvorrichtung 704 auf die Faser gesteuert wird, bis die Wortanzeigevorrichtungen 719-1
bis 719-4 je gerade das Verschwinden einer äußeren Intensitätsspityr anzeigen. Eine Bedienungsperson kann
somit durch Überwachen der Wortanzeigevorrichtungen 719-1 bis 719-4 diese Dicke gleichmäßig aufrechterhalten.
Zahlreiche Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise kann eine quasi-monochromatische Lichtquelle, wie
eine lichtemittierende Diode, anstelle des monochromatischen Laserstrahlenbündels in der zuvor beschriebenen
Ausführungsform verwendet werden. Auch können Vidikon-Abtastmethoden zur Überwachung der zurückgestrahlten
Lichtmuster verwendet werden. Obwohl das Verfahren in Verbindung mit der Überwachung der
Eigenschaften einer Kunststoffbeschichtung auf einer optischen Faser beschrieben worden ist, kann es auch
dazu verwendet werden, die Eigenschaften jeder im wesentlichen transparenten Beschichtung auf jedem
relativ transparenten dielektrischen Stab oder einer Kombination von Stäben zu überwachen.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Überwachung von geometri- verwendet werden, da der Brechungsindex vieler
sehen Eigenschaften einer im wesentlichen transpa- 5 polymerer Materialien kleiner ist als der von Quarzglas,
renten Beschichtung auf einer optischen Faser, bei Für ein optimales Verhalten sollte die Faser
dem gleichförmig und konzentrisch beschichtet werden. Dies
, ,. _ . . ... .,.-j· ist sowohl für eine normale Handhabung und Versplei-
a) f 1 SST™1 enLlchtstrahlenbundel ßung der Fasern als auch für optimale Stärke- und
Deieucntet una -,,.._.... , io Übertragungseigenschaften zu bevorzugen.
b) das vom ersten Mrahlenbündel stammende, Die ^{^ die „,,ω«^ MateriaHen
zurückgestreute Lichönuster überwacht wird, Epoxyacrylate, Tetrafluoräthylen, Perfluormdem die Lage zumindest emeslntensjiatsspu- ^,^,X1/ pariertes Ätbylen-Propylenzenwertes ermittelt wird. Mischpolymerisat und Ätbylen-Vinylacetat-Copolymer
dadurch gekennzeichnet, daß ts umfassen, werden mit Hilfe verschiedener Verfahren
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/685,527 US4042723A (en) | 1976-05-12 | 1976-05-12 | Method for monitoring the properties of plastic coatings on optical fibers |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2720951A1 DE2720951A1 (de) | 1977-12-01 |
DE2720951B2 true DE2720951B2 (de) | 1980-06-26 |
DE2720951C3 DE2720951C3 (de) | 1981-06-04 |
Family
ID=24752583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2720951A Expired DE2720951C3 (de) | 1976-05-12 | 1977-05-10 | Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4042723A (de) |
JP (1) | JPS52138962A (de) |
BE (1) | BE854402A (de) |
CA (1) | CA1059595A (de) |
DE (1) | DE2720951C3 (de) |
FR (1) | FR2351384A1 (de) |
GB (1) | GB1532343A (de) |
IT (1) | IT1084676B (de) |
NL (1) | NL7705213A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2828946A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-18 | Corning Glass Works | Vorrichtung zur optischen kontrolle insbesondere von glasfasern bzw. -faeden |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4124728A (en) * | 1977-01-31 | 1978-11-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for monitoring the concentricity of plastic coatings on optical fibers |
US4168907A (en) * | 1977-12-30 | 1979-09-25 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for inspecting transparent rods |
FR2469727A1 (fr) * | 1979-11-16 | 1981-05-22 | Thomson Csf | Procede de centrage automatique d'une fibre optique dans un revetement de protection primaire, et dispositif utilise pour la mise en oeuvre de ce procede |
US4363827A (en) * | 1981-02-23 | 1982-12-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Manufacture of concentric coatings for fiber waveguides |
US4390897A (en) * | 1981-04-17 | 1983-06-28 | Western Electric Company, Inc. | Technique for automatically centering a lightguide fiber in a coating |
US4583851A (en) * | 1981-07-13 | 1986-04-22 | Northern Telecom Limited | Method and apparatus for monitoring optical fiber concentricity |
DE3229263C2 (de) * | 1982-08-05 | 1986-11-06 | Dipl.-Ing. Bruno Richter GmbH & Co. Elektronische Betriebskontroll-Geräte KG, 8602 Stegaurach | Optisch-elektrische Meßeinrichtung zum Messen der Lage und/oder der Abmessung von Gegenständen |
GB2165668B (en) * | 1984-10-10 | 1988-03-02 | Stc Plc | Coating optical fibres |
JPH0711409B2 (ja) * | 1985-02-27 | 1995-02-08 | 古河電気工業株式会社 | 長尺体の被覆偏心率測定方法 |
US4973343A (en) * | 1989-06-02 | 1990-11-27 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber coating control apparatus |
US5141768A (en) * | 1989-08-02 | 1992-08-25 | Asmo Co., Ltd. | Method and apparatus for correcting dynamic balance of rotating body |
FR2651312B1 (fr) * | 1989-08-25 | 1992-01-17 | France Etat | Procede et dispositif de caracterisation geometrique de tubes transparents. |
IT1240980B (it) * | 1990-09-10 | 1993-12-27 | Sip | Apparecchiatura per la misura e il controllo dell'eccentricita' dello strato di rivestimento colorato di fibre ottiche. |
US5323225A (en) * | 1992-08-26 | 1994-06-21 | Andrew Corporation | Method of determining azimuthal position of transverse axes of optical fibers with elliptical cores |
FR2743142B1 (fr) * | 1995-12-28 | 1998-01-23 | Alcatel Fibres Optiques | Dispositif de controle du revetement d'un produit filaire en mouvement a encombrement reduit |
EP0814485B1 (de) | 1996-06-21 | 2002-09-25 | PIRELLI CAVI E SISTEMI S.p.A. | Gegen Wasserbäumchen widerstandsfähige Isolierungszusammensetzung |
US6034774A (en) * | 1998-06-26 | 2000-03-07 | Eastman Kodak Company | Method for determining the retardation of a material using non-coherent light interferometery |
GB2345539A (en) * | 1999-01-06 | 2000-07-12 | Samfit Uk Ltd | Detecting a non-uniform coating on a core member |
US6613427B1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-09-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for applying high emissivity coating |
US10101481B2 (en) * | 2014-10-03 | 2018-10-16 | Pgs Geophysical As | Floodable optical apparatus, methods and systems |
DE102017114879A1 (de) * | 2017-07-04 | 2019-01-10 | INOEX GmbH Innovationen und Ausrüstungen für die Extrusionstechnik | Terahertz-Messvorrichtung und ein Terahertz-Messverfahren zum Vermessen von Prüfobjekten |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3879128A (en) * | 1973-08-15 | 1975-04-22 | Bell Telephone Labor Inc | Method and apparatus for measuring the refractive index and diameter of optical fibers |
-
1976
- 1976-05-12 US US05/685,527 patent/US4042723A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-05-04 CA CA277,634A patent/CA1059595A/en not_active Expired
- 1977-05-09 IT IT23352/77A patent/IT1084676B/it active
- 1977-05-09 BE BE177387A patent/BE854402A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-05-09 GB GB19316/77A patent/GB1532343A/en not_active Expired
- 1977-05-10 DE DE2720951A patent/DE2720951C3/de not_active Expired
- 1977-05-11 NL NL7705213A patent/NL7705213A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-05-11 FR FR7714427A patent/FR2351384A1/fr active Granted
- 1977-05-12 JP JP5381877A patent/JPS52138962A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2828946A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-18 | Corning Glass Works | Vorrichtung zur optischen kontrolle insbesondere von glasfasern bzw. -faeden |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52138962A (en) | 1977-11-19 |
IT1084676B (it) | 1985-05-28 |
DE2720951A1 (de) | 1977-12-01 |
FR2351384B1 (de) | 1982-08-13 |
GB1532343A (en) | 1978-11-15 |
US4042723A (en) | 1977-08-16 |
BE854402A (fr) | 1977-09-01 |
JPS5540808B2 (de) | 1980-10-20 |
NL7705213A (nl) | 1977-11-15 |
CA1059595A (en) | 1979-07-31 |
FR2351384A1 (fr) | 1977-12-09 |
DE2720951C3 (de) | 1981-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2720951C3 (de) | Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser | |
EP0400408B1 (de) | Verfahren zur Ausrichtung zweier Lichtwellenleiter-Faserenden und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0924493B1 (de) | Durchmessermessung mit Beugungssäumen sowie elektronische Verschmutzungskorrektur | |
DE68906889T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zum aufspueren von fehlern in optischen fasern. | |
DE19912500A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Eigenschaften einer laufenden Materialbahn | |
DE2256736B2 (de) | Meßanordnung zur automatischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit und Ebenheit einer Werkstückoberfläche | |
DE3334460A1 (de) | Mehrkoordinaten-messmaschine | |
DE2803535A1 (de) | Verfahren zur ueberwachung der konzentrizitaet der beschichtung optischer fasern | |
WO2019020800A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur optischen oberflächenmessung mit hilfe eines konfokalen sensors | |
DE3630163C2 (de) | Zentriervorrichung zum Zentrieren von Lichtleiter-Fasern während des Schweissens | |
DE69107552T2 (de) | Vorrichtung zum Messen und Überwachen der Exzentrizität des gefärbten Überzuges von optischen Fasern. | |
DE69309032T2 (de) | Verfahren zur Überwachung von hermetisch überzogenen optischen Fibern | |
EP0693451B1 (de) | Verfahren zur optischen Vermessung der Spulenoberfläche von Fadenspulen | |
CH679428A5 (de) | ||
DE69224066T2 (de) | Sonde zur Oberflächenmessung | |
DE19535177A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Struktur, insbesondere Topografie, von Garnen insbesondere in einer Textilmaschine | |
DE3336659C2 (de) | Meßgerät zum Bestimmen des Profils des Feuchtigkeitsgehalts einer Materialbahn quer zu ihrer Laufrichtung | |
DE3834478C2 (de) | ||
DE69106683T2 (de) | Vorrichtung zur Detektion von Unregelmässigkeiten des Durchmessers eines Fadens. | |
DE3900406C2 (de) | Verfahren zur Überprüfung der gegenseitigen Ausrichtung von nebeneinander angeordneten Enden von Glasfasern von Bandfaserkabeln | |
WO2001019714A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle einer oberfläche einer fadenspule | |
DE3208042C1 (de) | Verfahren zum Pruefen von sich in einer Richtung bewegten Gegenstaenden | |
DE4139152A1 (de) | Verfahren zum spleissen von lichtwellenleitern | |
DE2922163A1 (de) | Optische vorrichtung zur bestimmung der guete einer oberflaeche | |
EP0439802B1 (de) | Vorrichtung zum Messen der Position eines Filamentbündels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |