DE3914014A1 - Verfahren zur bestimmung der ueberlaenge einer optischen faser in einer hohlader - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Überlänge eines ersten langgestreckten Körpers im Verhältnis zur Länge eines zweiten langgestreckten Körpers, der mit dem ersten langgestreckten Körper zu einem dritten langgestreckten Körper verarbeitet wird, wobei während der Verarbeitung auf mindestens einen der durchlaufenden langgestreckten Körper durch eine Markierungsvorrichtung berührungslos lesbare Markierungen aufgebracht werden, die von einem Detektor in definierter Entfernung vom Ort ihres Aufbringens erfaßt werden.

Bei der Herstellung von Nachrichtenkabeln, die optische Fasern enthalten, werden diese optischen Fasern oft innerhalb einer Hohlader untergebracht. Die Hohlader weist innen einen Hohlraum auf, in dem die optischen Fasern in Schlangen- oder Schrauben­ linien verlaufen. Dadurch ist die Länge der innerhalb der Hohl­ ader befindlichen optischen Fasern größer als die Länge der äußeren Hülle der Hohlader. Bei einer Dehnung des Nachrichten­ kabels in Längsrichtung wird dadurch bis zu einem bestimmten Dehnungsverhältnis eine innerhalb der Hohlader befindliche optische Faser noch keinen Zugkräften ausgesezt. Es ist not­ wendig, bei der Herstellung der Hohlader die relative Überlänge der optischen Fasern innerhalb der Hohlader zu kontrollieren. Unter der relativen Überlänge wird das Verhältnis zwischen dem Längenunterschied von optischer Faser und Hohlader einerseits und der Hohlader selbst andererseits verstanden.

Aus der DE-PS 27 57 363 ist ein Verfahren zur Längenmessung eines langgestreckten Körpers bekannt, das das Aufbringen berührungs­ los lesbarer Markierungen auf die Oberfläche des langgestreckten Körpers vorsieht. Das dort beschriebene Verfahren kann aber nicht zur Längenmessung zweier gleichzeitig durchlaufender langge­ streckter Körper und zur Überlängenbestimmung angewendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Bestimmung der Überlänge einer optischen Faser innerhalb einer Hohlader während des Herstellungspro­ zesses der Hohlader erlaubt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den ersten und den zweiten langgestreckten Körper gleichzeitig durch unterschiedliche Markierungsvorrichtungen je eine Markierung aufgebracht und durch je einen je einer Markierungs­ vorrichtung in definierter Entfernung nachgeordneten Detektor das Durchlaufen der jeweiligen Markierung registriert wird und daß die Laufzeiten der Markierungen zwischen den Markierungs­ vorrichtungen und den nachgeordneten Detektoren gemessen werden.

In dem Falle, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die relative Überlänge einer optischen Faser innerhalb einer Hohl­ ader bestimmt werden soll, stellt die optische Faser den ersten langgestreckten Körper und die äußere Hülle der Hohlader den zweiten langgestreckten Körper dar.

Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine erste Markierungsvorrichtung auf die optische Faser eine Markierung aufgebracht und diese Markierung wird von einem Detektor registiert, bevor die optische Faser in den Extruder einläuft, in dem die äußere Hülle der Hohlader um die optische Faser herum extrudiert wird. Hinter dem Extruder befindet sich die zweite Markierungsvorrichtung, die auf die äußere Hülle der Hohlader eine Markierung aufbringt, welche von einem anderen Detektor nachfolgend registiert wird.

Die Markierungen werden gleichzeitig auf die optische Faser vor dem Extruder einerseits und auf die Hohlader hinter dem Extruder andererseits aufgebracht. Es wird die Zeit gemessen, die zwischen dem Aufbringen der beiden Markierungen und dem Registieren der einzelnen Markierungen durch die unter­ schiedlichen Detektoren verstreicht. Dadurch kann die Durchschnittsgeschwindigkeit der optischen Faser vor dem Extruder sowie die Durchschnittsgeschwindigkeit der Hohlader hinter dem Extruder für den Zeitraum bestimmt werden, der zwischen dem Aufbringen der Markierungen und dem Registieren der Markierungen durch die Detektoren liegt.

Die Produktionseinrichtung für die Hohlader wird so einge­ stellt, daß die Geschwindigkeit der optischen Faser größer ist als die Geschwindigkeit der Hohlader. Da sich kein ver­ änderlicher Längenstau der optischen Faser vor dem Extruder ergibt, wird auf diese Weise die optische Faser innerhalb der Hohlader gezwungenermaßen in der Länge gestaucht.

Das Verhältnis einer optischen Faserlänge zur Länge des Hohladerstücks, in der diese Faserlänge gespeichert ist, ist gleich dem Verhältnis der Geschwindigkeiten von optischer Faser und Hohlader. Daher ist die relative Überlänge der optischen Faser in der Hohlader gegeben durch das Verhältnis aus der Differenz der Geschwindigkeiten von optischer Faser und Hohlader einerseits und der Geschwindigkeit der Hohlader andererseits. Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich also, gemittelt über den Zeitraum vom Aufbringen einer Markierung bis zu ihrer Registierung durch einen Detektor die relative Überlänge der optischen Faser innerhalb der Hohlader bestimmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft so ausge­ staltet werden, daß die Markierungen in Form eines unter UV-Bestrahlung fluoreszierenden Stoffes auf die langgestreckten Körper aufgebracht und die langgestreckten Körper in den Detektionsbereichen der Detektoren mit UV-Licht beleuchtet werden.

Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens erreicht man, daß die optische Faser, bzw. die Hohlader im Detektionsbereich eines der Detektoren nicht mit sichtbarem Licht bestrahlt zu werden braucht, so daß der Detektionsbereich des jeweiligen Detektors relativ dunkel bleibt. Die UV-Strahlung wird nicht erkennbar, solange sich keine der Markierungen im Detektionsbereich eines Detektors befindet. Kommt nun eine der Markierungen in den Bereich, der von einer der UV-Lampen bestrahlt wird, so strahlt die Markierung durch ihr Fluoreszenzverhalten Licht aus. Dadurch ergibt sich ein sehr großer Kontrast zwischen der Ober­ fläche des durchlaufenden langgestreckten Körpers und den Markierungen.

Befindet sich eine der Markierungen im Detektionsbereich eines der Detektoren, so wird die Markierung, die vorteilhafterweise die Form einer in Umfangsrichtung umlaufenden Linie aufweist, durch eine Zylinderoptik auf den lichtempfindlichen Detektor abgebildet. Der Detektor registiert das Durchlaufen der Markierung und stoppt eine elektronische Uhr, die mit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Markierungen in Gang gesetzt wurde. Aus der Endstellung der elektronischen Uhr läßt sich jeweils die Zeit bestimmen, die zwischen dem Aufbringen der Markierung und ihrem Durchlauf durch die Detektionszone des Detektors verstrichen ist.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mindestens eine Markierungsvorrichtung zum Aufbringen berührungslos lesbarer Markierungen auf einen langgestreckten Körper sowie einen der Markierungsvorrichtung nachgeordneten Detektor zur Registierung von Markierungen enthält, wobei die Markierungs­ vorrichtung in einer definierten Entfernung von dem Detektor angeordnet ist und die für jeden der langgestreckten Körper eine Markierungsvorrichtung enthält, der je ein Detektor in definierter Entfernung nachgeordnet ist, wobei die Entfernungen zwischen je einer Markierungsvorrichtung und dem ihr nachge­ ordneten Detektor gleich groß sind.

Wenn die beiden Detektoren in jeweils derselben Entfernung von der jeweiligen Markierungsvorrichtung angebracht sind, der sie zugeordnet sind, dann ist das Verhältnis der gemessenen Durchlaufzeiten für die optische Faser einerseits und für die Hohlader andererseits gleich dem umgekehrten Verhältnis der Geschwindigkeiten der optischen Faser einerseits und der Hohlader andererseits. Es läßt sich daher aus den gemessenen Zeiten die relative Überlänge der optischen Faser in der Hohlader berechnen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft so ausge­ staltet sein, daß jeder Detektor ein lichtempfindliches Halbleiterbauelement enthält, dessen lichtempfindliche Fläche durch eine Zylinderoptik näherungsweise auf eine Linie abgebildet wird, die auf der Oberfläche des jeweiligen langgestreckten Körpers senkrecht zu seiner Längsrichtung verläuft.

Durch die Anwendung einer Zylinderoptik, die die lichtempfind­ liche Fläche des Halbleiterbauelementes auf eine relativ schmale Linie auf der Oberfläche des langgestreckten Gutes abbildet, wird eine besonders gute Auflösung bei der Registie­ rung einer Markierung erreicht. Eine gängige Linsenoptik mit sphärischen Linsen, um eine große Auflösung zu erreichen, müßte so eingestellt werden, daß die lichtempfindliche Fläche des Halbleiterbauelementes auf einen Punkt auf der Oberfläche des langgestreckten Gutes abgebildet würde. Auf diese Weise würde sehr wenig von dem durch die Markierung ausgesandten Fluoreszenz­ licht auf das Halbleiterbauelement gelangen, was eine geringe Empfindlichkeit des Detektors zur Folge hätte. Durch die Zylinderoptik wird relativ viel von dem ausgesandten Licht auf dem Halbleiterbauelement fokussiert, ohne daß die Auflösung des Detektors in Längsrichtung des durchlaufenden, langgestreckten Körpers verringert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels in der Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein erster langgestreckter Körper 1 - eine optische Faser - wird von einer in der Figur nicht dargestellten Abzugsvor­ richtung einem Extruder 9 zugeführt. Im Spritzkopf des Extruders 9 wird die äußere Hülle der Hohlader 2 - des zweiten langgestreckten Körpers - um die optische Faser 1 herum­ extrudiert. Die Hohlader wird in einer in der Figur nicht dargestellten Vorrichtung aufgewickelt. Die optische Faser 1 und die Hohlader 2 bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Geschwindigkeit der optischen Faser ist um wenige Promille größer als die der Hohlader 2.

In einer Zeiteinheit verläßt den Spritzkopf des Extruders 9 eine Länge L der Hohlader 2. Gleichzeitig läuft durch den Spritzkopf des Extruders 9 eine Länge L plus Delta L der optischen Faser 1, die in der Länge L der Hohlader gespeichert wird. Das Verhältnis von Delta L zu L wird relative Überlänge der optischen Faser genannt und ist gleich dem Verhältnis aus der Differenz der Geschwindigkeiten von optischer Faser 1 und Hohlader 2 einerseits und der Geschwindigkeit der Hohlader 2 andererseits.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung dient nun dazu, die Geschwindigkeiten der optischen Faser einerseits und der Hohlader andererseits zu messen. Dazu wird vor dem Extruder 9 in einer Markierungsvorrichtung 3 auf die optische Faser eine unter UV-Bestrahlung fluoreszierende Markierung aufgebracht. Dies kann beispielsweise mittels eines Tintenstrahldruckkopfes geschehen. In einer definierten Entfernung von dem Punkt des Aufbringens der Markierung auf die optische Faser 1 ist der Markierungsvorrichtung 3 ein Detektor 5 nachgeordnet. Der Detektor 5 enthält ein lichtempfindliches Element, auf das das von der fluoreszierenden Markierung abgestrahlte Licht mittels einer Zylinderoptik 7 abgebildet wird. Der Detektionsbereich des Detektors 5 wird zu diesem Zweck von einer UV-Lampe 11 beleuchtet.

Durch die Verwendung einer Zylinderoptik 7 wird erreicht, daß der Bereich, von dem aus das Licht durch die Zylinderoptik auf das lichtempfindliche Element des Detektors 5 geleitet wird, näherungsweise einer Linie entspricht, die senkrecht zur Längsachse der optischen Faser verläuft. Dadurch wird eine hohe Zeitauflösung des Detektors bei der Registierung der durch laufenden Markierung erreicht.

Hinter dem Extruder 9 befindet sich eine weitere Markierungsvor­ richtung 4. Diese dient dazu, Markierungen auf die Oberfläche der Hohlader 2 aufzubringen. Die Markierungsvorrichtung 4 weist einen Tintenstrahldruckkopf auf, der die Markierung in Form eines bei UV-Bestrahlung fluoreszierenden Stoffes aufbringt. Der Markierungsvorrichtung 4 ist in einer definierten Entfernung ein Detektor 6 nachgeordnet. Der Detektionsbereich des Detektors 6 wird von einer UV-Lampe 12 beleuchtet. Die Entfernung zwischen der Markierungsvorrichtung 4 und dem Detektor 6 entspricht genau der Entfernung zwischen der Markierungsvorrichtung 3 und dem Detektor 5. Der Detektor 6 ist ebenso aufgebaut wie der Detektor 5 und ist ebenfalls mit einer Zylinderoptik 8 versehen.

Die beiden Detektoren 5, 6 und die Markierungsvorrichtungen 3, 4 sind jeweils mit einer Datenverarbeitungseinheit 10 verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 10 gibt gleichzeitig an die Markierungsvorrichtungen 3 und 4 einen Impuls, auf den hin jede der Markierungsvorrichtungen jeweils eine Markierung auf die Oberfläche der optischen Faser 1 bzw. der Hohlader 2 aufbringen Gleichzeitig werden zwei elektrische Ühren in Gang gesetzt, wobei die eine Uhr dazu dient, die Zeit zu messen, die vom Aufbringen der Markierung auf der optischen Faser 1 bis zur Registierung derselben Markierung durch den Detektor 5 verstreicht. Die zweite Uhr dient dazu, die Zeit zu messen, die zwischen dem Aufbringen der Markierung auf die Hohlader 2 durch die Markierungsvorrichtung 4 und der Registierung der Markierung durch den Detektor 6 verstreicht.

Da die Entfernungen zwischen der Markierungsvorrichtung 3 und dem Detektor 5 und zwischen der Markierungsvorrichtung 4 und dem Detektor 6 gleich sind, entspricht das Verhältnis der gemessenen Durchlaufzeiten von optischer Faser einerseits und Hohlader 2 andererseits dem umgekehrten Verhältnis der Ge­ schwindigkeiten der optischen Faser und der Hohlader 2. Aus dem Verhältnis der Durchlaufzeiten berechnet die Daten­ verarbeitungseinheit 10 die relative Überlänge der optischen Faser. Das Ergebnis wird zur Regelung der Abzugsgeschwindigkeit der optischen Faser 1 bzw. der Extrusionsgeschwindigkeit des Extruders 9 weiterverarbeitet.

Claims (4)

1. Verfahren zur Bestimmung der Überlänge eines ersten langge­ streckten Körpers im Verhältnis zur Länge eines zweiten langge­ streckten Körpers, der mit dem ersten langgestreckten Körper zu einem dritten langgestreckten Körper verarbeitet wird, wobei während der Verarbeitung auf mindestens einen der durchlaufen­ den langgestreckten Körper durch eine Markierungsvorrichtung berührungslos lesbare Markierungen aufgebracht werden, die von einem Detektor in definierter Entfernung vom Ort ihres Auf­ bringens erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ersten (1) und den zweiten (2) langgestreckten Körper gleichzeitig durch unterschiedliche Markierungsvorrichtungen (3, 4) je eine Markierung aufgebracht und durch je einen je einer Markierungsvorrichtung (3, 4) in definierter Entfernung nachgeordneten Detektor (5, 6) das Durchlaufen der jeweiligen Markierung registriert wird und daß die Laufzeiten der Markierungen zwischen den Markierungsvorrichtungen (3, 4) und den nachgeordneten Detektoren (5, 6) gemessen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen in Form eines unter UV-Bestrahlung fluoreszierenden Stoffes auf die langgestreckten Körper (1, 2) aufgebracht und die langgestreckten Körper (1, 2) in den Detektionsbereichen der Detektoren (5, 6) mit UV-Licht be­ leuchtet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die mindestens eine Markierungsvorrichtung zum Aufbringen be­ rührungslos lesbarer Markierungen auf einen langgestreckten Körper sowie einen der Markierungsvorrichtung nachgeordneten Detektor zur Registierung von Markierungen enthält, wobei die Markierungsvorrichtung in einer definierten Entfernung von dem Detektor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für jeden der langgestreckten Körper eine Markierungsvorrichtung (3, 4) enthält, der je ein Detektor (5, 6) in definierter Entfernung nachgeordnet ist und die Entfernungen zwischen je einer Markierungsvorrichtung (3, 4) und dem ihr nachgeordneten Detektor (5, 6) gleich groß sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor (5, 6) ein lichtempfindliches Halbleiterbau­ element enthält, dessen lichtempfindliche Fläche durch eine Zylinderoptik (7, 8) näherungsweise auf eine Linie abgebildet wird, die auf der Oberfläche des jeweiligen langgestreckten Körpers (1, 2) senkrecht zu seiner Längsrichtung verläuft.