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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 Lichtwelenleiters, 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
konzentrischen, dem Außendurchmesser des Mantels entsprechenden Kreisen besteht,
die einen vorgegebenen, der zulässigen Toleranz des Außendurchmessers des Mantels
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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Bei Lichtwellenleitern - im folgenden der Einfachheit halber als "LWL"
bezeichnet - mit Gradientenfasern ist beispielsweise
durch die
deutsche Norm DIN 57472, Teil 211 ein Prüfverfahren bekannt geworden. Mit diesem
Verfahren wird die Stirnseite eines LWL, der an eine Lichtquelle angeschlossen ist,
mittels einer Fernsehkamera im Nahfeld aufgenommen. Das dabei erhaltene Bild wird
mit einer aus vier konzentrischen Kreisen bestehenden Maske verglichen, durch welche
die Außenränder des. Kerns des LWL einerseits und des Mantels desselben andererseits
überprüft werden können. Dieses Verfahren ist für Gradientenfasern anwendbar, bei
denen mit üblichen Lichtquellen ein scharf abgegrenzter Kern darstellbar ist.
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Bei als Monomodefasern ausgebildeten LWL ist das Verfahren nicht einsetzbar,
da der Kern im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen nicht scharf abgrenzbar ist. Von
Bedeutung ist bei diesen LWL jedoch die zentrische Lage des lichtführenden Kerns
innerhalb des Mantels. Die zentrische Lage ist erforderlich, damit eine einwandfreie
und einfache Durchverbindung solcher LWL möglich ist.
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Der Erfindung liegt daher die.Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem auf einfache Weise die Zentrizität von als Monomodefasern ausgebildeten
LWL geprüft werden kann.
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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 auf einem Bildschirm eines Computers abgebildet werden, - daß als Maske
zwei konzentrische Kreise von einer dem Computer zugeordneten Graphik erzeugt werden,
die an mindestens drei in Umfangsrichtung verteilten Stellen Lücken aufweisen, -
daß nach Erreichen der zentrischen Lage von Maske und Bild des Lichtwellenleiters
von der Graphik im Bereich der Lücken der Maske drei Marken auf dem Bildschirm erzeugt
werden, die bis zur Berührung mit dem Rand des Mantels des Lichtwellenleiters verschoben
werden, - daß aus der Position der drei Marken durch den Computer der Mittelpunk.t
des Lichtwellenleiters ermittelt wird,
- daß von der Graphik auf
dem Bildschirm ein in seiner Position und in seinem Durchmesser veränderbarer Kreis
um den Kern des Lichtwellenleiters herum gezeichnet wird, - daß der Kreis solange
verschoben und in seinem Durchmesser verändert wird, bis er den Kern möglichst zentrisch
umfaßt und - daß aus der Lage der Mittelpunkte des Lichtwellenleiters einerseits
und des Kreises andererseits durch den Computer die Exzentrizität des Kerns gegenüber
der Umfangsfläche des Lichtwellenleiters ermittelt und zur Anzeige gebracht wird.
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Mit diesem Verfahren ist es nahezu automatisch möglich, die zentrische
Lage des Kerns einer Monomodefaser in dem umgebenden Mantel festzustellen. Die beiden
Kreise für den Außendurchmesser des LWL werden durch den Computer von seiner Graphik
einschließlich der Lücken nach Vorgabe der entsprechenden Radien automatisch gezeichnet.
Sobald die beiden Kreise gezeichnet sind, wird das Bild in diese Kreise verschoben,
bis eine Lage erreicht ist, in der die Umfangsfläche vollständig im Zwischenraum
zwischen den beiden Kreisen liegt. Danach werden ebenfalls durch zeichnerische Abbildung
mittels der Graphik die drei Marken auf dem Mantelrand des LWL so festgelegt, daß
sie möglichst gleichmäßig über den Umfang des LWL verteilt sind. Aus diesen drei
Marken errechnet der entsprechend programmierte Computer den Mittelpunkt des LWL.
Um den Kernbereich des LWL herum wird ebenfalls von der Graphik ein in seinem Durchmesser
veränderbarer Kreis gezeichnet, der in jeder Koordinatenrichtung verschoben werden
kann. Die Größe des Kreises und seine Position werden solange verändert, bis der
helleuchtende Kernbereich zentrisch umfaßt ist. Wenn diese Lage festgelegt ist,
kann der Computer die Exzentrizität des Kerns gegenüber der Umfangsfläche des LWL
errechnen und anzeigen. Der angezeigte Wert ist ein direktes Maß dafür, ob der LWL
brauchbar ist oder nicht.
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Das Verfahren näch 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 über ein
Mischpult mit einer Fernsehkamera 5 verbunden ist.
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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. 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 die Lichtquelle
9 angeschlossen, während das andere Ende in dem Halter 7 des Mikroskops 6 festgelegt
wird. Der LWL 8 wird durch die Lichtquelle 9 so ausgeleuchtet, daß sich für den
Rand des Mantels möglichst scharfe Konturen ergeben, während der Kern hell leuchtet.
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Die äußeren Abmessungen des zu prüfenden LWL sind bekannt.
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Damit liegt auch der Radius des Mantels fest. Dieser Radius mit seinem
zugehörigen Toleranzbereich wird in den Computer 1 eingegeben. Die Graphik 4 kann
dann nach ihrem Einschalten von sich aus entsprechende Kreise zeichnen, die als
Maske 10 auf dem Bildschirm 2 erscheinen. Als Maske 10 werden von der Graphik 4
entsprechend Fig. 2 zwei Kreise 11 und 12 gezeichnet, zwischen denen der Toleranzbereich
für den Mantel des LWL liegt. Die beiden Kreise 11 und 12 haben in Umfangsrichtung
versetzt mindestens drei Lücken. Im dargestellten Fall sind sechs Lücken vorgesehen,
die mit A, B, C, D, E und F bezeichnet sind.
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Nach Einschalten des Computers 1 werden demselben die Radien für die
von der Graphik 4 zu zeichnenden Kreise 11 und 12 eingegeben. Das kann über die
Tastatur 3 erfolgen. Durch weitere Betätigung der Tastatur 3 zeichnet die Graphik
4 automatisch im richtigen Maßstab beide Kreise 11 und 12. Von der inzwischen ebenfalls
eingeschalteten Fernsehkamera 5 wird ein Bild der ausgeleuchteten Stirnfläche des
LWL 8 des zu prüfenden LWL 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 10 und Bild
des LWL 8 nicht aufwirken können. Das auf dem Bildschirm 2 erscheinende Bild des
LWL 8 wird durch Betätigung des Halters 7 des Mikroskops.6 solange verschoben, bis
der Mantelrand vollständig zwischen den Kreisen 11 und 12 liegt.
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Eine solche Lage ist in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet.
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Sobald die Lage des LWL in den Kreisen 11 und 12 festliegt, werden
von der Graphik 4 drei Marken 13, 14 und 15 geschrieben, und zwar im Bereich der
Lücken A bis F der beiden Kreise. Im dargestellten Fall sind die Lücken A, C und
E ausgewählt worden. Die als Kreuze dargestellten drei Marken werden mittels der
Tastatur 3 soweit verschoben, bis sie mit ihrem Mittelpunkt genau auf dem Mantelrand
der LWL 8 liegen. Aus dieser Position der drei Marken 13, 14 und 15 berechnet der
Computer 1 den Mittelpunkt des LWL 8.
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Danach wird um den helleuchtenden Kern des LWL 8 herum durch die Graphik
4 ein Kreis 16 gezeichnet. Die Lage dieses Kreises und sein Durchmesser sind mittels
der Tastatur 3 veränderbar. Der Kreis 16 kann damit so verschoben bzw.
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verändert werden, daß er den helleuchtenden Kern möglichst zentrisch
umschließt. Sobald diese Position festliegt, kann der Computer 1 die Exzentrizität
des Kerns gegenüber dem Mantelrand des LWL 8 berechnen, da dessen Mittelpunkt vorher
bereits berechnet war. Das Ergebnis kann auf dem Bildschirm 2 direkt angezeigt werden,
so daß die die Prüfung durchführende Person unmittelbar entscheiden kann, ob der
geprüfte LWL 8 brauchbar. ist oder nicht. Die zulässige Exzentrizität liegt für
Monomodefasern beispielsweise bei 1,5 pm.
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Bei der Auswahl der Lücken, in welchen die Marken 13, 14 und 15 gezeichnet
werden, wird zweckmäßig so vorgegangen, daß dabei keine größere Unrundheit des Mantels
vorliegt.
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Die drei Marken sollten außerdem möglichst gleichmäßig am Umfang des
LWL 8 verteilt gezeichnet werden. Für die erechnung des Mittelpunktes reichen drei
Marken aus, da durch Verbindung derselben ein Dreieck gezeichnet werden könnte,
bei dem die Senkrechten auf den Seiten sich im Mittelpunkt des umschließenden Kreises
schneiden.
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Verzerrungen, die möglicherweise durch die Kamera 5 verursacht werden
könnten, werden zweckmäßigerweise vor Beginn der Prüfung durch Kalibrierung in den
Computer 1 eingegeben, der dieselben dann bei den anschließenden Vorgängen mit berücksichtigt.