ES2215407T3 - Medidor de la deformacion de fibra optica y procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Medidor de la deformacion de fibra optica y procedimiento de fabricacion.Info
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Abstract
Medidor de la deformación de fibras ópticas en el cual la construcción mecánica comprende dos elementos (9, 10) de sujeción de fibras situados simétricamente, conectados cada uno a dos elementos (5, 6) de montaje para montar el medidor de la deformación en la superficie de la construcción a ser medida, por medio de articulaciones (7, 8) dobles, teniendo las articulaciones dobles para el primer elemento (10) de sujeción de fibra, la articulación cercana al elemento de sujeción de fibra situada cerca de una primera superficie de la construcción mecánica y la articulación distante del elemento (10) de sujeción de fibra desde el elemento (10) de sujeción de fibra situada a una distancia de la mencionada primera superficie, mientras las articulaciones para el elemento (9) de sujeción de fibra situado en oposición tienen las articulaciones cercanas al elemento (9) de sujeción de fibra situadas cerca de una segunda superficie opuesta a la mencionada primera superficie de la construcción mecánica ylas articulaciones distantes del elemento de sujeción de fibra situadas a una distancia de la mencionada segunda superficie, por medio de lo cual los elementos (9, 10) de sujeción de fibra se desplazarán en sentidos opuestos perpendicularmente a la dirección axial de las fibras durante el desplazamiento de los elementos (5, 6) de montaje entre sí, y viceversa.
Description
Medidor de la deformación de fibra óptica y
procedimiento de fabricación.
La presente invención se refiere a un medidor de
la deformación de fibras ópticas del tipo expuesto en la
reivindicación 1 y a un procedimiento de fabricación de dicho
medidor de la deformación de fibras ópticas.
En medidores de la deformación o extensímetros de
este tipo es conocido colocar dos fibras ópticas en oposición con el
fin de transmitir luz desde una fibra hasta la otra, y proporcionar
un movimiento relativo de las fibras que depende de la deformación,
por lo cual la transmisión de luz depende de la deformación. En
dichos sistemas es muy común usar lentes de enfoque con el fin de
obtener una transmisión relativamente alta de luz, y el uso de
fibras sin ningún elemento óptico establece una gran demanda en la
precisión del posicionamiento de las fibras, lo que es al menos caro
y difícil de conseguir. A este respecto, se ha de controlar de forma
exacta tanto la alineación como la mutua distancia entre las fibras
con el fin de conseguir una correlación estable entre deformación y
transmisión de luz. Un ejemplo de un medidor de la deformación de
fibras ópticas de este tipo se describe en el documento
US-4.611.378. Este documento describe un
procedimiento para posicionar fibras ópticas en elementos de
sujeción de fibras alineados alrededor de un punto mecánico en
reposo en ausencia de deformación. Debido al uso de fibras
relativamente gruesas, por ejemplo de diámetros de 0,3 mm, 0,6 mm y
1,0 mm, la demanda de precisión en el posicionamiento de las fibras
no es muy alta y este documento no trata ninguno de los problemas en
relación con la alineación y el posicionamiento precisos de las
fibras.
El documento US-4.300.813
describe un transductor acústico de fibra óptica. La fibra está
montada bajo tensión para orientar el eje de fibra a lo largo de una
línea recta y cortarla, a continuación. La construcción mecánica
mantiene una cara de extremo de fibra estacionaria y el otro extremo
de fibra en voladizo, y permite el desplazamiento vertical de su
cara de extremo. El desplazamiento vertical se induce mediante ondas
acústicas que impactan sobre una membrana conectada para mover el
extremo de fibra en voladizo.
Otros tipos de medidores de la deformación de
fibras ópticas utilizan el curvado, el estirado y la compresión del
paso de transmisión de luz entre los extremos de fibra óptica, y se
describe, por ejemplo, en el documento US-5.812.251.
Sin embargo, debido a la necesaria relativamente gran distancia
entre los extremos de fibra óptica en las construcciones descritas
en este documento, estos tipos de medidores de la deformación
requieren el uso de lentes con el fin de con seguir una señal de
salida aceptable.
Es el objetivo de la presente invención
proporcionar un medidor de la deformación de fibras ópticas del tipo
a que se ha hecho referencia en lo que antecede, y a un
procedimiento de fabricación de un medidor de la deformación del
mencionado tipo, con el cual sea posible conseguir una gran
variación de intensidad de transmisión de luz entre las dos fibras
ópticas dispuestas en oposición en la construcción de medidor de la
deformación, de forma sencilla, y este objetivo se consigue con una
medidor de la deformación de fibras ópticas del mencionado tipo, el
cual de acuerdo con la presente invención comprende las
características expuestas en la reivindicación 1. Con esta
disposición una deformación en una estructura a ser observada puede
ser convertida en un movimiento lateral entre las dos fibras
ópticas, lo que se traduce en una mayor variación en intensidad de
transmisión que, por ejemplo, la tensión pura de una fibra
óptica.
En las reivindicaciones dependientes 2 y 3 se
describen realizaciones preferidas del medidor de la deformación, y
en las reivindicaciones 4 a 11 se describe un procedimiento de
fabricación de un medidor de la deformación de fibras ópticas y
realizaciones preferidas del mismo.
En la detallada parte que sigue de la presente
descripción, se explicará la invención con más detalle haciendo
referencia a la realización ejemplar de un medidor de la deformación
fabricado de acuerdo con la invención mostrada en los dibujos en los
cuales
la figura 1 muestra una fibra óptica con
extracción lista para ser fijada en los elementos de sujeción de
fibra en la construcción mecánica del medidor de la deformación,
la figura 2 muestra la fibra de la figura 1 tras
ser hendida,
la figura 3 muestra una construcción mecánica que
proporciona un movimiento relativo de los dos extremos de fibras que
depende de una deformación lineal,
la figura 4 muestra una construcción mecánica
alternativa para proporcionar el movimiento de los extremos de fibra
que depende de la deformación lineal, y
la figura 5 muestra una representación
esquemática de las construcciones mecánicas en las figuras 3 y 4
para explicar la conversión del movimiento axial de las partes de
fijación en movimientos en oposición y directo de los elementos de
sujeción.
La fibra óptica mostrada en la figura 1 ha sido
preparada para usarse en el procedimiento de acuerdo con la presente
invención, para fabricar un medidor de la deformación de fibras
ópticas, extrayendo el revestimiento 3 protector en una zona en la
cual la fibra se ha de hender tras fijarla en la construcción
mecánica como se muestra en la figura 3. La fibra óptica consta de
un núcleo 1 rodeado por un revestimiento 2 y por una capa protectora
3.
La fibra óptica mostrada en la figura 1 está
pretensada por aplicación de una fuerza de tracción, o la
construcción mecánica está pretensada por aplicación de una fuerza
de compresión, y la fibra óptica está fijada en los elementos 9, 10
de sujeción en la construcción mecánica mostrada en la figura 3, por
ejemplo, mediante pegado. Tras el endurecimiento del pegamento, la
fibra óptica se hiende haciendo una incisión en el revestimiento 2
utilizando un cuchillo de metal duro, por lo cual la fibra óptica se
hiende como se muestra en la figura 2, y una cierta separación se
establece entre las dos partes de la fibra óptica hendida. La
separación, como se muestra en la figura 2, dependerá del pretensado
de la fibra óptica o de la construcción mecánica antes de la
fijación y, preferiblemente, es de aproximadamente
5-50 \mum, más preferiblemente de aproximadamente
10-30 \mum y, además, más preferida de
10-20 \mum.
La transmisión de luz desde una parte de la fibra
hasta la otra a través de la separación establecida depende de la
posición mutua de los dos extremos de fibra y en el estado no
tensado los extremos de fibra están, debido al procedimiento de
fabricación, situados exactamente alineados, como se muestra en la
figura 2. La construcción mecánica mostrada en la figura 3
proporciona un movimiento relativo, que depende una deformación, de
las fibras ópticas situadas en oposición en una dirección
sustancialmente perpendicular a la dirección axial de las fibras
ópticas por lo cual la transmisión de luz entre las dos fibras puede
ser usada como una indicación de la deformación. La construcción
mecánica mostrada en la figura 3 comprende dos zonas de fijación 5,
6 para fijar la construcción mecánica a la superficie, cuya
deformación se ha de medir, dos zonas 7, 8 de doble articulación
para convertir el movimiento axial relativo de las zonas de fijación
5, 6 en movimientos verticales de sentidos opuestos de los elementos
9, 10 de sujeción situados en la zona 4 de sujeción de fibra. La
construcción mecánica comprende, además, ranuras 11, 12 con el fin
de ser capaces de colocar la fibra en la construcción mecánica que
discurre desde un extremo hasta el otro a través de las ranuras 11,
9, 10 y 12. La fijación de la fibra óptica a los elementos 9, 10 de
sujeción se proporciona, preferiblemente, pegando la fibra óptica en
las dos ranuras 9, 10.
La construcción mecánica mostrada en la figura 4
se corresponde esencialmente con la construcción mecánica mostrada
en la figura 3, pero el movimiento relativo de los elementos 9, 10
de sujeción está, en la figura 4, en una dirección horizontal.
La figura 5 es un bosquejo que muestra el
principio que proporciona los movimientos relativos en sentidos
opuestos que dependen de la deformación de los elementos 9, 10 que
sujetan la fibra. El movimiento de la zona 5 de fijación hacia las
zonas 6 de fijación se convertirá, por medio de las articulaciones
7, 8 dobles en un movimiento de los elementos 9, 10 de sujeción en
el sentido de las flechas de la zona 4 de sujeción de fibra.
Es especialmente ventajoso tener un coeficiente
de expansión térmica común en la construcción a ser medida y en la
construcción mecánica del medidor de la deformación.
Si se desea producir un medidor de la deformación
con una desviación en la condición sin deformación, esto se puede
proporcionar tensando previamente la construcción mecánica durante
la fijación de la fibra óptica, allí donde se realiza de forma
natural este pretensado en una dirección perpendicular al pretensado
mencionado para proporcionar la separación de aire entre los
extremos de fibras.
En lo anterior, se ha descrito el medidor de la
deformación de fibras ópticas haciendo referencia a las
realizaciones preferidas mostradas en las figuras y será evidente
para un hombre experimentado en la técnica que se pueden realizar
muchas modificaciones dentro del ámbito de las reivindicaciones que
siguen sin apartarse del principio básico de la invención.
Claims (11)
1. Medidor de la deformación de fibras ópticas en
el cual la construcción mecánica comprende dos elementos (9, 10) de
sujeción de fibras situados simétricamente, conectados cada uno a
dos elementos (5, 6) de montaje para montar el medidor de la
deformación en la superficie de la construcción a ser medida, por
medio de articulaciones (7, 8) dobles, teniendo las articulaciones
dobles para el primer elemento (10) de sujeción de fibra, la
articulación cercana al elemento de sujeción de fibra situada cerca
de una primera superficie de la construcción mecánica y la
articulación distante del elemento (10) de sujeción de fibra desde
el elemento (10) de sujeción de fibra situada a una distancia de la
mencionada primera superficie, mientras las articulaciones para el
elemento (9) de sujeción de fibra situado en oposición tienen las
articulaciones cercanas al elemento (9) de sujeción de fibra
situadas cerca de una segunda superficie opuesta a la mencionada
primera superficie de la construcción mecánica y las articulaciones
distantes del elemento de sujeción de fibra situadas a una distancia
de la mencionada segunda superficie, por medio de lo cual los
elementos (9, 10) de sujeción de fibra se desplazarán en sentidos
opuestos perpendicularmente a la dirección axial de las fibras
durante el desplazamiento de los elementos (5, 6) de montaje entre
sí, y viceversa.
2. El medidor de la deformación de fibras ópticas
según la reivindicación 1, en la cual fibra óptica es del tipo
normalmente usado con propósitos de telecomunicación, con un
diámetro de fibra de aproximadamente 125 \mum.
3. El medidor de la deformación de fibras ópticas
según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual el
material de la construcción mecánica está seleccionado para tener el
mismo coeficiente de expansión térmica que el material de la
construcción sobre la cual mide.
4. Procedimiento de fabricación de una medidor de
la deformación de fibras ópticas del tipo que comprende una
construcción mecánica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
3, que proporciona un movimiento relativo que depende de la
deformación de elementos de sujeción de fibra óptica primero y
segundo espaciados y situados de forma opuesta, en una dirección
sustancialmente perpendicular a la dirección axial de las fibras
ópticas, y que utilizan la transmisión variable de luz entre las dos
fibras como una indicación de la deformación,
que comprende las siguientes etapas:
a) pretensado de una fibra óptica por aplicación
de una fuerza de tracción, o pretensado de la construcción mecánica
por aplicación de una fuerza de compresión,
b) fijar la mencionada fibra óptica a los
elementos de sujeción de fibra en la construcción mecánica, y
c) hender la fibra óptica en el espacio
intermedio entre los elementos de sujeción de fibra.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, que
comprende, además, antes de la etapa a) la realización de una
extracción de fibra óptica contigua a la parte de la fibra la cual
ha de ser hendida en la etapa c).
6. El procedimiento según la reivindicación 4 ó
5, que comprende, además
- realizar la fijación en la etapa b)
posicionando la fibra en ranuras formadas de forma coaxial en los
elementos de sujeción de fibra, pegar la fibra en las mencionadas
ranuras, y
- endurecer el pegamento antes de realizar la
etapa c).
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 4 a 6, que comprende, además, que el
hendido de la fibra en la etapa c), se realiza por incisión en la
fibra.
8. El procedimiento según la reivindicación 7, en
el cual se realiza la incisión por medio de un cuchillo de metal
duro.
9. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 8, en el cual el pretensado de la fibra óptica
o de la construcción mecánica en la etapa a) se realiza hasta un
cierto grado, el cual tras el hendido de la etapa c) proporciona una
separación exacta dentro del rango 5-50 \mum.
10. El procedimiento según la reivindicación 9,
en el cual el pretensado de la fibra óptica o de la construcción
mecánica en la etapa a) se realiza hasta un cierto grado, el cual
tras el hendido de la etapa c) proporciona una separación exacta
dentro del rango 10-30 \mum.
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el cual el pretensado de la fibra óptica o la construcción
mecánica en la etapa a) se realiza hasta un cierto grado, el cual
tras el hendido de la etapa c) proporciona una separación exacta
dentro del rango 10-20 \mum.
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