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Verfahren zur Prüfung der Geometrie eines Licht-
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wellenleiters ~ Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung
der Geometrie eines Lichtwellenleiters, der einen Licht leitenden Kern und einen
den Kern umgebenden Mantel aufweist, bei welchem die Stirnfläche des an eine Lichtquelle
angeschlossenen und im Halter eines Mikroskops festgelegten Lichtwellenleiters mittels
einer Fernsehkamera aufgenommen und mit einer Maske verglichen wird, die aus zwei
Paaren von konzentrischen Kreisen besteht, von denen ein Paar dem Außendurchmesser
des Mantels und das andere Paar dem Außendurchmesser des Kerns entspricht, wobei
die beiden Kreise eines jeden Paares einen vorgebenen, der zulässigen Toleranz der
Außendurchmesser von Mantel und Kern entsprechenden Abstand voneinander haben und
bei welchem das von der Fernsehkamera kommende Bild des Lichtwellenleiters solange
verschoben wird, bis es zentrisch in den Kreisen liegt.
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Ein solches Verfahren geht aus der deutschen Norm DIN 57 472, TeiL
211 hervor. In dieser Druckschrift ist angegeben, daß das Bild des Lichtwellenleiters
- im folgenden der Einfachheit halber als "LWL" bezeichnet - mit einer Kamera oder
einer Videoeinrichtung aufgenommen werden kann. Es ist außer dem angegeben, daß
die Maske entweder in der Zwischen bildebene oder in der Bildebene des Mikroskops
angeordnet werden kann. Genauere Angaben darüber, wie dieses Verfahren in der betrieblichen
Praxis verwirklicht werden kann, sind der Druckschrift nicht zu entnehmen.
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Wenn von der Stirnfläche des LWL mit einer Kamera ein -Hild aufgenommen
und als Positiv entwickelt wird, dann kann dieses Bild ausgemessen oder bei maßstabsgerechter
Aufnahme auch durch Auf legen einer Vierkreismaske geprüft werden. Der Aufwand ist
dann wegen der vielen Handarbeit und der großen Anzahl von Fotos erheblich.
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Beim Einsatz einer Videoeinrichtung mit Fernsehkamera kann das Bild
des LWL auf einen Bildschirm übertragen werden. Wenn es gelingt, eine Vierkreismaske
zwischen der Stirnfläche des LWL und dem Bildwandler der Fernsehkamera anzubringen,
dann könnte die Maske gleichzeitig mit abgebildet werden. Der Einsatz derartiger
Masken ist mit wirtschaftlichem Aufwand kaum realisierbar. Die Abmessungen eines
zu prüfenden LWL liegen beispielsweise bei 125 um für den Außendurchmesser des Mantels
und bei 50 pm für den Außendurchmesser des Kerns.
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Zulässige Abweichungen liegen bei + 5 pm für den Mantel und + 4 Mm
für den Kern. Die vier Kreise der Maske müßten also auf extrem kleinem Raum gezeichnet
werden, was nur mit einer sehr teuren Präzisionsfertigung möglich wäre. Solche Masken
müßten außerdem für alle möglichen Abmessungen von LWL angefertigt und aufbewahrt
werden, wodurch sich eine weitere erhebliche Verteuerung ergäbe. Wenn eine der Masken
beschädigt oder sogar zerstört wird, ist darüber hinaus die Prüfung entsprechender
LWL bis zur Beschaffung einer Ersatzmaske nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem auf einfache Weise die geometrischen-Abmessungen beliebig dimensionierter
LWL geprüft werden können, die einen Kern und einen denselben umgebenden Mantel
aufweisen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten
Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, - daß die Maske und das Bild des Lichtwellenleiters
gemeinsam.
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auf einem Bildschirm eines Computers abgebildet werden; - daß die
Maske durch eine dem Computer zugeordnete Graphik erzeugt wird und - daß das-von
der Fernsehkamera kommende Bild des Lichtwellenleiters mit der Graphik synchronisiert
wird.
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Beim Einsatz dieses Verfahrens werden keine gesondert anzufertigenden-und
irgendwo als Bauteile anzuordnenden Masken benötigt. Da die Masken jeweils entsprechend
den bekannten Abmessungen des zu prüfenden LWL von der Graphik geschrieben werden,
ist eine einfache Anpassung an alle möglichen, unterschiedlich bemessenen LWL gegeben.
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Damit.Verzerrungen des zum Computer gehörenden Bildschirms sich bei
der Prüfung nicht auswirken können, werden die von der Graphik gelieferte Maske
und das Bild der Fernsehkamera, welche die Stirnfläche des LWL aufnimmt, in der
Graphik gemischt. Beide Bilder werden dann in gleicher Weise verzerrt, so daß der.
bei der Prüfung durchzuführende Vergleich möglich ist.
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Das Verfahren zum Prüfen der LWL-Geometrie wird damit sehr einfach,
da nach Einschalten des Computers und seiner Graphik sowie der Fernsehkamera der
LWL in seinem Halter nur noch solange verschoben werden muß, bis sein Bild zentrisch
in den vier Kreisen der Maske liegt. Der LWL ist dann brauchbar, wenn eine Lage
gefunden wird, bei der der Mantelrand und der Kernrand im jeweiligen Toleranzbereich
der Maske bzw. der
beiden Kreispaare liegen. Wird eine solche Lage
nicht gefunden, dann ist der LWL unbrauchbar, da seine Maßabweichungen so groß sind,
daß eine Durchverbindung mit einem anderen LWL kaum noch möglich ist.
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Verzerrungen bzw. Ungenauigkeiten, die von der Fernsehkamera herrühren,
können vor Beginn der Prüfung im Computer kalibriert werden. Die Verzerrungen sind
dann als Daten im Computer enthalten. Sie werden bei der Wiedergabe des Bildes berücksichtigt
Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung zur
Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung; Fig. 2 Maske und Bild eines LWL
in vergrößerter Darstellung.
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Mit 1 ist ein Computer bezeichnet, der mit einem Bildschirm 2 und
einer schematisch angedeuteten Tastatur 3 ausgerüstet ist.
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An den Computer 1 ist eine Graphik 4 angeschlossen, welche mit einer
Fernsehkamera 5 verbunden ist. Die Fernsehkamera 5 ist auf ein ebenfalls nur schematisch
angedeutetes Mikroskop 6 aufgesetzt, in dessen Halter 7 ein LWL 8 so festgelegt
ist, daß seine Stirnseite in Richtung der Fernsehkamera 5 weist.
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Am freien Ende ist der LWL 8 an eine Lichtquelle 9 angeschlossen.
Der Halter 7 des Mikroskops 6 ist durch äußere Betätigung in zwei Richtungen verschiebbar,
die senkrecht aufeinander stehen. Das Mikroskop 6 soll mindestens eine 200-fache
Vergrößerung haben. Es kann mit unterschiedlichen Objektiven ausgerüstet sein.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird beispielsweise
wie folgt vorgegangen: Von einem auf eine Spule aufgewickelten LWL wird ein Prüfstück
- im folgenden "LWL 8" genannt - abgetrennt, das beispielsweise 2 m lang ist. Die
Enden des LWL 8 werden so
hergerichtet, daß seine Stirnflächen sauber,
glatt und möglichst rechtwinklig zur LWL-Achse sind. Das eine Ende des LWL 8 wird
an eine Lichtquelle 9 angeschlossen, während das andere Ende in dem Halter 7 des
Mikroskops 6 festgelegt wird.
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Der LWL 8 wird durch die Lichtquelle 9 so ausgeleuchtet, daß sich
für die RäniSer des Kerns und des Mantels möglichst scharfe Konturen ergeben.
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Die Abmessungen des zu prüfenden LWL sind bekannt. Damit liegen auch
die Radien von Mantel und Kern fest. Diese Radien mit ihren zugehörigen Toleranzbereichen
werden in den Computer l-eingegeben. Die Graphik 4 kann dann nach ihrem Einschalten
von sich aus entsprechende Kreise zeichnen, die als Maske 14 auf dem Bildschirm
2 erscheinen. Für einen LWL mit einem Kern und einem Mantel werden von der Graphik
4 entsprechend Fig. 2 als Maske 14 vier Kreise 10, 11, 12 und 13 gezeichnet. Die
Kreise 10 und 11 einerseits sowie 12 und 13 andererseits bilden ein zusammenyehöriges
Paar Zwischen den Kreisen 10 und 11 liegt der Toleranzbereich für den Mantel des.LWL,
während der Toleranzbereich des Kerns zwischen den Kreisen 12 und 13 liegt.
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Nach Einschalten des Computers 1 werden demselben die-Radien für die
von der Graphik zu zeichnenden Kreise eingegeben. Das kann über die Tastatur 3 erfolgen.
Durch weitere Betätigung der Tastatur 3 zeichnet die Graphik 4 automatisch im richtigen
Maßstab die vier Kreise 10 bis 13. Von der inzwischen ebenfalls eingeschalteten
Fernsehkamera 5 wird ein Bild der ausgeleuchteten Stirnfläche des LWL 8 aufgenommen
und über die Graphik 4 zum Bildschirm 2 geleitet. Das Bild der Kamera 5 wird in
der Graphik 4 mit der Maske gemischt und synchronisiert, so daß eventuelle Verzerrungen
des Bildschirms 2 sich bezüglich Maske 14 und Bild des LWL 8 nicht auswirken können.
Das auf dem Bildschirm 2 erscheinende Bild des LWL 8 wird durch Betätigung des Halters
7 des Mikroskops E solange verschoben, bis es zentrisch in den vier Kreisen der
Maske 14 liegt. Die Verschiebung muß solange durchge-
führt werden,
bis eine Lage gefunden ist, bei der der Mantelrand vollständig zwischen den Kreisen
10 und 11 liegt, während der Kernrand vollständig zwischen den Kreisen 12 und 13
liegen muß. Eine solche Lage ist in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet. Läßt sich
eine solche Lage nicht finden, dann ist der LWL, von welchem die geprüfte Länge
abgetrennt wurde, nicht brauchbar.
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Vor Beginn der Prüfung wird die Fernsehkamera 5 im Computer 1 zweckmäßig
kalibriert, damit sich Verzerrungen der Fernsehkamera nicht auf das Prüfergebnis
auswirken können.