JP6500364B2 - Optical fiber manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

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  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

本発明は、線引炉内で加熱され線引きされた光ファイバの異常点を検知しつつ、光ファイバを製造する光ファイバの製造方法および製造装置に関する。   The present invention relates to an optical fiber manufacturing method and apparatus for manufacturing an optical fiber while detecting an abnormal point of an optical fiber heated and drawn in a drawing furnace.

光ファイバは、光ファイバ用ガラス母材(以下、ガラス母材という)を光ファイバ用線引炉(以下、線引炉という)で加熱溶融し、線引炉の下方から線引きして製造される。
ガラス母材を製造する際、その製造時の雰囲気やガラス中の不純物によって、ガラス母材の内部に気泡や異物などの異常点が発生する場合がある。この異常点が生じているガラス母材を用いて線引きすると、光ファイバに異常点が残り、光ファイバの強度不足や伝送損失の低下などを招く虞があるため、光ファイバの異常点を検知する必要がある。
The optical fiber is manufactured by heating and melting an optical fiber glass base material (hereinafter referred to as glass base material) in an optical fiber drawing furnace (hereinafter referred to as a drawing furnace) and drawing the wire from below the drawing furnace. .
When manufacturing a glass base material, the abnormal point of a bubble, a foreign material, etc. may generate | occur | produce inside the glass base material by the impurity in the atmosphere at the time of the manufacture, or glass. If drawing is performed using a glass base material in which this abnormal point occurs, the abnormal point remains in the optical fiber and there is a possibility that the strength of the optical fiber is insufficient or the transmission loss is reduced. There is a need.

例えば、特許文献1には、一例の気泡センサを設けた技術が開示されている。この気泡センサの例では、冷却装置の内部に設置され、線引きされた光ファイバからの放出光を測定しており、この測定値の変化から光ファイバ内の気泡を検知する。
また、線引中に光ファイバの外径を測定していると、急峻で大きなガラス径変動が現れる場合がある(スパイク状のガラス径変動であり、ガラス母材中に生じていた気泡や、異物が原因となって発生すると考えられるため、以下ではガラス母材起因のガラス径異常という)。特許文献2には、光ファイバの引き取り速度の変化を求めてガラス母材起因のガラス径異常を検知する技術が開示されている。なお、ガラス母材起因のガラス径異常は、上記したようにスパイク状のガラス径変動となるため、この異常箇所を外径測定器で検知する場合、センシング周期や平均化回数にもよるが、外径測定器が追従できず、実際のガラス径変動の値と比較して小さく測定されてしまう場合がある。このため、一般的には閾値を下げて(光ファイバのガラス外径の規格を125±1μmとした場合、これよりも厳しくして)ガラス径異常箇所を検知している。
For example, Patent Document 1 discloses a technique in which an example bubble sensor is provided. In this example of the bubble sensor, the emitted light from the drawn optical fiber installed inside the cooling device is measured, and the bubble in the optical fiber is detected from the change of the measured value.
In addition, when the outer diameter of the optical fiber is measured during drawing, steep and large glass diameter fluctuation may appear (spiky glass diameter fluctuation, air bubbles generated in the glass base material, In the following, it is referred to as “glass diameter abnormality caused by the glass base material” because it is considered to be generated due to the foreign matter. Patent Document 2 discloses a technique for detecting a change in an optical fiber take-up speed to detect a glass diameter abnormality caused by a glass base material. In addition, since the glass diameter abnormality caused by the glass base material becomes spike-like glass diameter fluctuation as described above, when this abnormality location is detected by the outer diameter measuring instrument, it depends on the sensing cycle and the averaging frequency, The outer diameter measuring device can not follow and may be measured smaller than the actual glass diameter fluctuation value. For this reason, generally, the threshold value is lowered (when the standard of the glass outer diameter of the optical fiber is 125 ± 1 μm, it is made stricter than this), and the glass diameter abnormal part is detected.

特開平7−229813号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 7-229813 gazette 特開平6−239641号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-239641

しかしながら、光ファイバには多種多様の異常点が存在し、例えば特許文献1に記載されているような一般的な気泡センサでは、比較的長周期の変動で捉えられる気泡は、ほぼ検知できるが、この気泡センサの検出周期や感度などが影響し、短周期の変動で捉えられる気泡については検知し難いという問題がある。また、比較的長周期の変動で捉えられる気泡であっても、見逃す可能性がある。
一方、ガラス外径を測定することにより異常点を検知する方法では、例えば、気泡センサで検知できない短周期の変動で捉えられる気泡についても検知することができるが、ガラス径変動自体が大きくなると、この変動に埋もれてしまうため、異常点を検知し難い、という問題がある。特に、線引炉内のガスとして、ヘリウムガスよりも熱伝導率の低いアルゴンガスまたは窒素ガスを含むガスを用いて線引きする場合、線引炉内のガス流の乱れが大きくなる等により、比較的長周期のガラス径変動が大きくなるという問題が生じるため、より、このようなガラス径変動に埋もれやすくなる。
However, there are a wide variety of abnormal points in the optical fiber. For example, in a general air bubble sensor as described in Patent Document 1, air bubbles caught by relatively long period fluctuation can be almost detected. The detection cycle and sensitivity of the air bubble sensor and the like are affected, and there is a problem that it is difficult to detect air bubbles which are caught by fluctuation of a short cycle. In addition, even bubbles captured by relatively long period fluctuations may be missed.
On the other hand, in the method of detecting an abnormal point by measuring the glass outer diameter, it is possible to detect, for example, air bubbles caught by short-period fluctuation that can not be detected by the air bubble sensor, but when the glass diameter fluctuation becomes large, There is a problem that it is difficult to detect an abnormal point because it is buried in this fluctuation. In particular, when drawing using a gas containing argon gas or nitrogen gas having a thermal conductivity lower than that of helium gas as the gas in the drawing furnace, the turbulence in the gas flow in the drawing furnace becomes large, etc. Since a problem arises that the glass diameter fluctuation of the target long period becomes large, it becomes easier to be buried in such glass diameter fluctuation.

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、異常点をほぼ漏れなく検知することができる、光ファイバの製造方法および製造装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an optical fiber manufacturing method and apparatus capable of detecting an abnormal point almost without leak.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法および製造装置は、光ファイバ用ガラス母材を線引炉内で加熱して線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、気泡センサで検知した箇所を光ファイバの異常点と判定するステップと、線引きされた前記光ファイバのガラス外径の測定データから、所定の周波数(2Hz)よりも高い周波数の信号(選別データ)を第1の閾値と比較し、前記第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定するステップとを含み、前記気泡センサで検知し判定した箇所、または/および前記ガラス外径の選別データが第1の閾値を超えた箇所を、異常点と判定して処理する。 A method and an apparatus for manufacturing an optical fiber according to an aspect of the present invention is an optical fiber manufacturing method for manufacturing an optical fiber by heating and drawing a glass base material for an optical fiber in a drawing furnace, A signal (sorted data) having a frequency higher than a predetermined frequency (2 Hz) is determined from the step of determining the location detected by the bubble sensor as an abnormal point of the optical fiber and measurement data of the glass outer diameter of the drawn optical fiber. Determining a point exceeding the first threshold as an abnormal point of the optical fiber in comparison with the first threshold, and detecting the point detected and determined by the air bubble sensor, or / and sorting of the glass outer diameter A portion where the data exceeds the first threshold is determined as an abnormal point and processed.

上記によれば、異常点をほぼ漏れなく検知することができる。   According to the above, the abnormal point can be detected almost without leak.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the manufacture device of the optical fiber concerning one mode of the present invention. 図1の制御部の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the control part of FIG. 光ファイバのガラス外径測定データを、周波数解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having frequency-analyzed the glass outer diameter measurement data of an optical fiber. 図1の制御部の別の構成を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the control part of FIG. 図1の制御部のさらに別の構成を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the control part of FIG.

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、(1)光ファイバ用ガラス母材を線引炉内で加熱して線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、気泡センサで検知した箇所を光ファイバの異常点と判定するステップと、線引きされた前記光ファイバのガラス外径の測定データから、所定の周波数(2Hz)よりも高い周波数の信号(選別データ)を第1の閾値と比較し、前記第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定するステップとを含み、前記気泡センサで検知し判定した箇所、または/および前記ガラス外径の選別データが第1の閾値を超えた箇所を、異常点と判定して処理する。このように、光ファイバの異常点は2つのルートを併用して検知する。第1ルートでは、気泡センサを用い、光ファイバから放出される光の強度を測定するなどして、異常点を検知する。気泡センサでは、短周期の変動で捉えられる気泡については検知し難いものの、比較的長周期の変動で捉えられる気泡については、ほぼ漏れなく検知することができる。一方、第2ルートでは、気泡センサによる検知を補完するために、ガラス外径を測定することにより、短周期の変動で捉えられる異常点を検知する。但し、長周期のガラス径変動の影響を低減させるため、所定の周波数よりも高い周波数成分の信号(選別データ)を用い、ガラス外径の閾値により光ファイバの異常点を判定するため、短周期の変動で捉えられる異常点も、検知することができるようになる。
(2)(1)の光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバのガラス外径の測定データから、前記所定の周波数よりも高い周波数の信号(選別データ)を選別する方法として、ハイパスフィルタを用いる。ハイパスフィルタを用いることにより、所定の周波数よりも高い周波数の信号を、確実に選別することができる。
(3)(1)の光ファイバの製造方法であって、さらに前記ガラス外径の測定データを前記第1の閾値より大きい第2の閾値と比較し、前記測定データが前記第2の閾値を超えた箇所を異常点と判定して処理する。気泡センサだけでは、比較的長周期の変動で捉えられる気泡についても見逃す可能性があること、また、気泡以外の異常点を検知する必要があるため、ハイパスフィルタを通さないガラス外径の測定データを用い、異常点を判定する。但し、第1の閾値を用いると、誤検知が多発する可能性があるため、第1の閾値より大きい第2の閾値を用いて異常点を判定する。このようにすることにより、より異常点を検知することができるようになる。
Description of the embodiment of the present invention
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
The method for producing an optical fiber according to one aspect of the present invention is (1) a method for producing an optical fiber by producing an optical fiber by heating and drawing a glass base material for an optical fiber in a draw furnace, A signal (sorted data) having a frequency higher than a predetermined frequency (2 Hz) is determined from the step of determining the location detected by the bubble sensor as an abnormal point of the optical fiber and measurement data of the glass outer diameter of the drawn optical fiber. Determining a point exceeding the first threshold as an abnormal point of the optical fiber in comparison with the first threshold, and detecting the point detected and determined by the air bubble sensor, or / and sorting of the glass outer diameter A portion where the data exceeds the first threshold is determined as an abnormal point and processed. Thus, the abnormal point of the optical fiber is detected by using two routes in combination. In the first route, a bubble sensor is used to detect an abnormal point by measuring the intensity of light emitted from the optical fiber. With the bubble sensor, although it is difficult to detect a bubble captured by a short cycle fluctuation, a bubble captured by a relatively long cycle fluctuation can be detected almost without leak. On the other hand, in the second route, in order to complement the detection by the air bubble sensor, by measuring the outer diameter of the glass, an abnormal point captured by a short cycle fluctuation is detected. However, in order to reduce the influence of long-period glass diameter fluctuation, a signal (sorting data) of a frequency component higher than a predetermined frequency is used to determine the abnormal point of the optical fiber by the threshold value of the glass outer diameter. Anomalous points that can be detected by the fluctuation of can also be detected.
A method for manufacturing an optical fiber (2) (1), from the measurement data of the glass outer diameter of the optical fiber, as a method for selecting the predetermined high frequency signal than the frequency (selection data), the high-pass filter Use By using a high pass filter, it is possible to reliably sort out signals of frequencies higher than a predetermined frequency.
(3) The method of manufacturing an optical fiber according to (1 ) , further comprising comparing the measurement data of the glass outer diameter with a second threshold larger than the first threshold, the measurement data being the second threshold. A point that exceeds the point is determined as an abnormal point and processed. The air bubble sensor alone may miss air bubbles that are caught by relatively long-period fluctuation, and because it is necessary to detect abnormal points other than air bubbles, measurement data of the glass outer diameter that does not pass through the high-pass filter Use to determine an abnormal point. However, if the first threshold is used, false detection may occur frequently, so the second threshold larger than the first threshold is used to determine the abnormal point. By doing this, abnormal points can be detected more.

本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置は、(4)光ファイバ用ガラス母材を線引炉内で加熱し、線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造装置であって、気泡センサで検知した箇所を光ファイバの異常点と判定する気泡センサ信号の比較判定部と、線引きされた前記光ファイバのガラス外径の測定データから、所定の周波数(2Hz)よりも高い周波数の信号(選別データ)を第1の閾値と比較し、前記第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する第1の比較判定部とを備える。本製造装置を用いることにより、上記と同じように、長短様々な周期の変動で捉えられる異常点を検知でき、異常点をほぼ漏れなく検知することができる。
(5)(4)の光ファイバの製造装置であって、さらに、前記ガラス外径の測定データを前記第1の閾値より大きい第2の閾値径と比較し、前記測定データが前記第2の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する第2の比較判定部とを備える。本製造装置を用いることにより、上記と同様、さらに、異常点を検知することができる。
An optical fiber manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention is (4) an optical fiber manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber by heating and drawing an optical fiber glass base material in a drawing furnace, A comparison / determination unit of a bubble sensor signal that determines a point detected by a bubble sensor as an abnormal point of the optical fiber and measurement data of the glass outer diameter of the drawn optical fiber indicate that the frequency is higher than a predetermined frequency (2 Hz) And a first comparison and determination unit configured to compare a signal (sorted data) with a first threshold and determine a point exceeding the first threshold as an abnormal point of the optical fiber. By using the present manufacturing apparatus, as described above, an abnormal point captured by long and short various fluctuations can be detected, and an abnormal point can be detected almost without leakage.
(5) The apparatus for manufacturing an optical fiber according to (4), further comprising comparing measurement data of the glass outer diameter with a second threshold diameter larger than the first threshold, the measurement data being the second And a second comparison / determination unit that determines a point exceeding the threshold as an abnormal point of the optical fiber. By using this manufacturing apparatus, an abnormal point can be further detected as described above.

[本発明の実施形態の詳細]
図により、本発明が適用される光ファイバの製造方法および製造装置の概略を説明する。なお、以下ではヒータにより炉心管を加熱する抵抗炉を例に説明するが、コイルに高周波電源を印加し、炉心管を誘導加熱する誘導炉にも、本発明は適用可能である。
図1は、本発明の一形態に係る光ファイバの製造装置の概略を説明する図である。光ファイバ製造装置1は、線引炉10、加熱装置(ヒータ)13、外径測定部14、冷却装置15、塗布装置(樹脂塗布ダイス)16、硬化装置17、ガイドローラ18、キャプスタン18a、気泡センサ19、巻き取りドラム20、および制御部21を備える。
Details of the Embodiment of the Present Invention
An outline of an optical fiber manufacturing method and manufacturing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. Although the resistance furnace which heats a core tube with a heater is explained to an example below, the present invention is applicable also to the induction furnace which applies high frequency power supply to a coil and carries out induction heating of a core tube.
FIG. 1 is a view for explaining an outline of an optical fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The optical fiber manufacturing apparatus 1 includes a wire drawing furnace 10, a heating device (heater) 13, an outer diameter measuring unit 14, a cooling device 15, a coating device (resin coating die) 16, a curing device 17, a guide roller 18, a capstan 18a, The air bubble sensor 19, the winding drum 20, and the control unit 21 are provided.

線引炉10には、その上方からガラス母材11がセットされる。ガラス母材11は、その中心部にコア部を有し、コア部の周りにクラッド部を有する。セットされたガラス母材11の下端部分が線引炉10内の加熱装置13で加熱されると、このガラス母材11の下端部分が溶融して垂下し、下部チャンバ10aから下方に引き出され、光ファイバ12となる。   The glass base material 11 is set in the wire drawing furnace 10 from above. The glass base material 11 has a core part in the center part, and has a clad part around the core part. When the lower end portion of the set glass base material 11 is heated by the heating device 13 in the wire drawing furnace 10, the lower end portion of the glass base material 11 melts and hangs down and is drawn downward from the lower chamber 10a, It becomes an optical fiber 12.

線引炉10内の酸化劣化の防止を図るために、線引炉10には不活性ガス等による炉内ガスの供給機構(図示省略)が設けられている。炉内ガスとしては、例えば、アルゴンガスが線引炉10内に供給され、このガスは、線引きされた光ファイバ12と共に、下部チャンバ10aから放出される。
線引きされた光ファイバ12は、冷却装置15で強制的に冷却された後、塗布装置16で例えば、紫外線硬化樹脂を塗布して保護される。この樹脂は硬化装置17で硬化される。次いで、光ファイバ12は、ガイドローラ18を経てキャプスタン18aで引き取られ、巻き取りドラム20で巻き取られる。
In order to prevent the oxidation deterioration in the wire drawing furnace 10, the wire drawing furnace 10 is provided with a mechanism (not shown) for supplying gas in the furnace with an inert gas or the like. As the furnace gas, for example, argon gas is supplied into the wire drawing furnace 10, and this gas is released from the lower chamber 10a together with the drawn optical fiber 12.
The drawn optical fiber 12 is forcibly cooled by the cooling device 15 and then protected by applying, for example, an ultraviolet curing resin by the coating device 16. This resin is cured by the curing device 17. Then, the optical fiber 12 is pulled by the capstan 18 a through the guide roller 18 and taken up by the take-up drum 20.

また、例えば、下部チャンバ10aと冷却装置15との間には外径測定部14が設置されている。外径測定部14は、例えば、線引きされた光ファイバ12の側面の投光画像をモニタして画像処理を施すことにより、光ファイバ12のガラス外径を測定している。この測定結果は制御部21に送られる。なお、外径測定部は、冷却装置15と塗布装置16との間に設置しても良い。また、外径測定部は複数個所あってもよい。   Also, for example, an outer diameter measurement unit 14 is installed between the lower chamber 10 a and the cooling device 15. The outer diameter measurement unit 14 measures the glass outer diameter of the optical fiber 12 by, for example, monitoring a light projection image of the side surface of the drawn optical fiber 12 and performing image processing. The measurement result is sent to the control unit 21. The outer diameter measurement unit may be installed between the cooling device 15 and the coating device 16. Also, there may be a plurality of outer diameter measuring units.

さらに、例えば、冷却装置15の内面には、気泡センサ19が設置されている。線引きされた光ファイバ12には、ガラス母材11の加熱で生じた光が照射されており、気泡センサ19は、例えば光ファイバ12の側面から外部に放出される光の強度を測定し、気泡を検知している。この検知結果も制御部21に送られる。なお、気泡センサが気泡を検知する方法は、光強度を測定する方法でなくても良く、干渉光パターンを解析するなどしても良い。また、測定位置も、冷却装置15内でなくても良く、冷却装置15と塗布装置16との間であっても良い。また、複数個所で測定しても良い。   Furthermore, for example, a bubble sensor 19 is installed on the inner surface of the cooling device 15. The light generated by the heating of the glass base material 11 is irradiated to the drawn optical fiber 12, and the air bubble sensor 19 measures the intensity of the light emitted to the outside from the side surface of the optical fiber 12, for example. Is detected. The detection result is also sent to the control unit 21. The method of detecting the air bubble by the air bubble sensor may not be the method of measuring the light intensity, and the interference light pattern may be analyzed. Also, the measurement position may not be in the cooling device 15, but may be between the cooling device 15 and the coating device 16. Moreover, you may measure in multiple places.

制御部21では、気泡センサ19で気泡を検知した場合や、後述のように、閾値を超えるガラス外径を検知した場合は、その箇所を光ファイバの異常点と判定する。そして、制御部21は、例えば、異常点の位置を記憶部25に記憶したり、光ファイバの被覆部表面にマーキングをして光ファイバ12を巻き取りドラム20に巻き取る。   When the air bubble sensor 19 detects air bubbles, or as described later, when detecting the glass outer diameter exceeding the threshold value, the control unit 21 determines that the point is an abnormal point of the optical fiber. Then, for example, the control unit 21 stores the position of the abnormal point in the storage unit 25 or marks the surface of the covering portion of the optical fiber to wind the optical fiber 12 around the winding drum 20.

図2は、図1の制御部の構成を説明する図であり、制御部21は、外径信号入力部22、処理部23、設定値入力部24、記憶部25、および出力部26を備える。
設定値入力部24は、例えば光ファイバ製造装置1のオペレータが各種の設定値や操作値を入力するために用いることができる。記憶部25はこれら各種の設定値や操作値、出力値(異常点の位置)を記憶できる。出力部26は、処理部23の処理結果を記憶部25などに出力できる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the control unit of FIG. 1, and the control unit 21 includes an outer diameter signal input unit 22, a processing unit 23, a set value input unit 24, a storage unit 25, and an output unit 26. .
The set value input unit 24 can be used, for example, for the operator of the optical fiber manufacturing apparatus 1 to input various set values and operation values. The storage unit 25 can store these various set values, operation values, and output values (the positions of abnormal points). The output unit 26 can output the processing result of the processing unit 23 to the storage unit 25 or the like.

ここで、処理部23は、気泡センサ信号の比較判定部23a、および第1の比較判定部23cを有しており、気泡センサ信号の比較判定部23aを経由して出力部26に至る第1ルートと、外径信号入力部22から第1の比較判定部23cを経由して出力部26に至る第2ルートとに分けられている。   Here, the processing unit 23 includes the bubble sensor signal comparison and determination unit 23a and the first comparison and determination unit 23c, and the first to the output unit 26 via the bubble sensor signal comparison and determination unit 23a. It is divided into a route and a second route from the outer diameter signal input unit 22 to the output unit 26 via the first comparison and determination unit 23c.

詳しくは、第1ルートでは、気泡センサ19から検知信号32が、気泡センサ信号の比較判定部23aに送られる。気泡センサ信号の比較判定部23aは、気泡センサ19の検知結果をそのまま用いて光ファイバの異常点と判定しても良いし、何らかの判断を加えて、異常点と判定しても良い。   Specifically, in the first route, the detection signal 32 is sent from the air bubble sensor 19 to the air bubble sensor signal comparison / determination unit 23a. The comparison determination unit 23a of the bubble sensor signal may use the detection result of the bubble sensor 19 as it is to determine it as an abnormal point of the optical fiber as it is, or add some kind of determination to determine it as an abnormal point.

これに対し、第2ルートでは、外径測定部14からのガラス外径の測定データ30は、外径信号入力部22から第1の比較判定部23cに送られる。第1の比較判定部23cでは所定の周波数(例えば、3Hz、より好ましくは2Hz)よりも高い周波数の信号を閾値と比較し、判定する。   On the other hand, in the second route, measurement data 30 of the glass outer diameter from the outer diameter measurement unit 14 is sent from the outer diameter signal input unit 22 to the first comparison and determination unit 23c. The first comparison determination unit 23c compares a signal of a frequency higher than a predetermined frequency (for example, 3 Hz, more preferably 2 Hz) with a threshold to make a determination.

図3は、光ファイバのガラス外径測定データを周波数解析した結果を示す図である。ヘリウムガスよりも熱伝導率の低いアルゴンガスまたは窒素ガスを1%以上含有するガスを用いて線引きすると、上記したように、線引炉内のガス流の乱れ等が大きくなり、光ファイバのガラス径変動が大きくなる場合がある。例えば、線引炉内の不活性ガス等をAr50%、He50%とし、ガラス径変動の測定結果を周波数解析すると、線引炉内のガス流の乱れ等の影響により、図3に示すように3Hz未満の周波数成分が多く存在する場合がある。なお、アルゴンガスに替えて窒素ガスを用いても概ね似たような結果となる。この低周波数の成分は、気泡や異物などによるガラス母材起因のガラス径変動によるものではないため、所定の周波数よりも高い、例えば3Hz以上の周波数の信号を用い、線引炉内のガス流の乱れ等の影響を抑えつつ、短周期のガラス径変動成分により検知できる光ファイバの異常点を検知する。   FIG. 3 is a diagram showing the result of frequency analysis of glass outer diameter measurement data of an optical fiber. When drawing using argon gas or a gas containing 1% or more of nitrogen gas whose thermal conductivity is lower than that of helium gas, disturbance of gas flow in the drawing furnace becomes large as described above, and glass of the optical fiber The diameter variation may be large. For example, when the inert gas in the drawing furnace is Ar 50% and He 50% and the measurement result of the glass diameter fluctuation is frequency analyzed, it is shown in FIG. 3 due to the influence of the disturbance of the gas flow in the drawing furnace. There may be many frequency components below 3 Hz. It is to be noted that even if nitrogen gas is used instead of argon gas, almost similar results are obtained. Since this low frequency component is not due to the glass diameter variation due to the glass base material due to air bubbles or foreign substances, the gas flow in the wire drawing furnace is higher than a predetermined frequency, for example, using a signal with a frequency of 3 Hz or more. An abnormal point of an optical fiber that can be detected by a short-period glass diameter fluctuation component is detected while suppressing the influence of disturbance and the like.

図2に戻り、第1の比較判定部23cは、選別データ31とガラス外径に関する第1の閾値とを比較し、選別データ31が第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する。このガラス外径の閾値は、短周期の変動で捉えられる気泡や異物のような、スパイク状の急峻なガラス径変動を判定するための閾値であり、例えば、±0.5μmに設定されている。なお、この第1の閾値径は、例えば±0.7μmや±0.6μmに設定してもよい。   Returning to FIG. 2, the first comparison / determination unit 23c compares the sorted data 31 with the first threshold value regarding the glass outer diameter, and places the spot where the sorted data 31 exceeds the first threshold as an abnormal point of the optical fiber. judge. The glass outer diameter threshold is a threshold for determining spike-like sharp glass diameter fluctuations such as air bubbles and foreign substances captured by short-period fluctuation, and is set to, for example, ± 0.5 μm. . The first threshold diameter may be set to, for example, ± 0.7 μm or ± 0.6 μm.

このように、光ファイバの異常点は第1ルートと第2ルートとを併用して検知する。
第1ルートでは、気泡センサを用い、光ファイバから放出される光の強度を測定するなどして、異常点を検知する。気泡センサでは、短周期の変動で捉えられる異常点については検知し難いものの、比較的長周期の変動で捉えられる気泡などの異常点を検知することができる。一方、第2ルートでは、上記気泡センサによる検知を補完するために、ガラス外径を測定することにより、短周期の変動で捉えられる異常点を検知する。但し、長周期のガラス径変動の影響を低減させるため、所定の周波数よりも高い周波数の信号を選別する。この選別データ31を用い、第1の閾値により光ファイバの異常点を判定するため、短周期の変動で捉えられる異常点も、ほぼ漏れなく検知することができる。なお、本実施形態では、所定の周波数よりも高い周波数の信号を第1の閾値と比較しているが、問題が無ければ、周波数を問わず、ガラス外径の測定データを第1の閾値と比較しても良い。
Thus, the abnormal point of the optical fiber is detected by using the first route and the second route in combination.
In the first route, a bubble sensor is used to detect an abnormal point by measuring the intensity of light emitted from the optical fiber. The bubble sensor is difficult to detect an abnormal point captured by a short cycle fluctuation, but can detect an abnormal point such as a bubble captured by a relatively long cycle fluctuation. On the other hand, in the second route, in order to complement the detection by the air bubble sensor, by measuring the outer diameter of the glass, an abnormal point captured by a short cycle fluctuation is detected. However, in order to reduce the influence of long-period glass diameter fluctuation, a signal having a frequency higher than a predetermined frequency is selected. With this selection data 31, to determine the abnormal point of the fiber-optic by a first threshold value, even anomalies to be taken by the variation in the short period, it is possible to detect without fail substantially. In the present embodiment, a signal having a frequency higher than a predetermined frequency is compared with the first threshold, but if there is no problem, measurement data of the glass outer diameter is used as the first threshold regardless of the frequency. You may compare.

なお、上記の第2のルートでは、ガラス外径の測定データ30が、そのまま第1の比較判定部23cに送られているが、図4に示すように、外径信号入力部22から第1の比較判定部23cの間にハイパスフィルタ(HPF)23bを設けても良い。ハイパスフィルタを設けることにより、より確実に所定の周波数より高い信号を選別することができる。   In the second route described above, the measurement data 30 of the glass outer diameter is sent as it is to the first comparison and determination unit 23c, but as shown in FIG. A high pass filter (HPF) 23b may be provided between the comparison and determination unit 23c. By providing a high pass filter, it is possible to more reliably sort out signals higher than a predetermined frequency.

また、図4の第2ルートでは、ガラス外径の測定データ30が、外径信号入力部22からハイパスフィルタ23b、第1の比較判定部23cに送られているが、図5に示すように、第3ルートとして、外径信号入力部22から第2の比較判定部23dにも送られるようにしても良い。この第2の比較判定部23dは、ガラス外径の測定データ30と上述した第1の閾値よりも大きい第2の閾値とを比較し、測定データ30が第2の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する。第1の閾値よりも大きい第2の閾値を用いているので、低周波数の外径信号による誤検知が多発することなく、異常点を判定することができる。このような構成にすることにより、さらに異常点を検知しやすくすることができる。なお、この第2の閾値は、第1の閾値よりも大きければよく、例えば、±1.0μmに設定されている。   Further, in the second route of FIG. 4, the measurement data 30 of the glass outer diameter is sent from the outer diameter signal input unit 22 to the high pass filter 23b and the first comparison and determination unit 23c, as shown in FIG. The third route may be sent from the outer diameter signal input unit 22 to the second comparison determination unit 23d. The second comparison / determination unit 23d compares the measured data 30 of the glass outer diameter with the second threshold larger than the first threshold described above, and detects light where the measured data 30 exceeds the second threshold. Determined as an abnormal point of fiber. Since the second threshold larger than the first threshold is used, an abnormal point can be determined without frequent occurrence of false detection due to the low frequency outer diameter signal. With such a configuration, it is possible to more easily detect an abnormal point. The second threshold may be larger than the first threshold, and is set to, for example, ± 1.0 μm.

より具体的には、異常点の一種である気泡の混入した試料を、気泡センサの検知信号32による気泡センサ信号の比較判定部23aのみで光ファイバ内の気泡を判定したところ、気泡が存在する試料総数137件のうち90件を気泡が存在する試料と検知でき、検知率は66%程度になった。
これに対し、この気泡センサ信号の比較判定部23aの他、2Hz以上の外径信号を選別して第1の閾値を±0.5μmとし、第1の比較判定部23cも併用して光ファイバ内の気泡を判定したところ、同じ試料総数137件のうち126件を気泡が存在する試料と検知でき、検知率は92%程度になった。このように、第1ルートと第2ルートとを併用して光ファイバ内の気泡を検知すれば、検知率が飛躍的に向上することが分かる。
また、さらに、第2の比較判定部23dも併用して、第2の閾値を±1.0μmとし、光ファイバ内の気泡を判定したところ、同じ試料総数137件のうち128件を気泡が存在する試料と検知でき、検知率は93%程度になった。このように、第3ルートをさらに併用すると、より検知率が向上することが分かる。
More specifically, when the air bubble in the optical fiber is determined only by the comparison determination section 23a of the air bubble sensor signal based on the detection signal 32 of the air bubble sensor, the air bubble is present. Of the 137 samples in total, 90 were detected as air bubbles in the sample, and the detection rate was about 66%.
On the other hand, in addition to the bubble sensor signal comparison / determination unit 23a, an outer diameter signal of 2 Hz or more is selected to make the first threshold value ± 0.5 μm, and the optical fiber is also used together with the first comparison / determination unit 23c. The air bubbles were determined, and 126 out of 137 samples in total were detected as samples with air bubbles present, and the detection rate was about 92%. As described above, when the air bubbles in the optical fiber are detected using the first route and the second route in combination, it is understood that the detection rate is dramatically improved.
Furthermore, when the second comparison determination unit 23d is used in combination and the second threshold value is ± 1.0 μm and bubbles in the optical fiber are determined, bubbles are present in 128 out of 137 samples in total. Detection rate was about 93%. As described above, it can be seen that the detection rate is further improved by further using the third route.

なお、気泡センサ信号の比較判定部23aや第1の比較判定部23c、第2の比較判定部23dの判定結果は記憶部25や出力部26に送られ、記憶部25で異常点の位置を記憶したり、出力部26からの信号により異常点と判定された箇所へのマーキングを行ったりする。巻き取りドラム20に巻き取られた光ファイバ12は、例えば、その巻き取りドラム20を次工程のラインにセットして別のドラムに巻き取られる際に、記憶部25で記憶された位置、またはマークを付した箇所で除去される。   The determination results of the comparison determination unit 23a of the bubble sensor signal, the first comparison determination unit 23c, and the second comparison determination unit 23d are sent to the storage unit 25 or the output unit 26, and the storage unit 25 determines the position of the abnormal point. It stores or marks an area determined as an abnormal point by a signal from the output unit 26. The optical fiber 12 taken up on the take-up drum 20 is, for example, the position stored in the storage unit 25 when the take-up drum 20 is set to the line of the next process and taken up on another drum, or It is removed at the marked part.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is indicated not by the meaning described above but by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

1…光ファイバ製造装置、10…線引炉、10a…下部チャンバ、11…光ファイバ用ガラス母材、12…線引きされた光ファイバ、13…加熱装置、14…外径測定部、15…冷却装置、16…塗布装置、17…硬化装置、18…ガイドローラ、18a…キャプスタン、19…気泡センサ、20…巻き取りドラム、21…制御部、22…外径信号入力部、23…処理部、23a…気泡センサ信号の比較判定部、23b…ハイパスフィルタ、23c…第1の比較判定部、23d…第2の比較判定部、24…設定値入力部、25…記憶部、26…出力部、30…外径の測定データ、31…選別データ、32…強度の測定データ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber manufacturing apparatus, 10 ... Wire drawing furnace, 10a ... Lower chamber, 11 ... Glass base material for optical fibers, 12 ... Wire drawn optical fiber, 13 ... Heating apparatus, 14 ... Outer diameter measurement part, 15 ... Cooling Device 16 16 coating device 17 curing device 18 guide roller 18a capstan 19 air bubble sensor 20 winding drum 21 control section 22 outer diameter signal input section 23 processing section , 23a: bubble sensor signal comparison and determination unit 23b: high-pass filter, 23c: first comparison and determination unit, 23d: second comparison and determination unit, 24: setting value input unit, 25: storage unit, 26: output unit , 30: measurement data of outer diameter, 31: sorting data, 32: measurement data of strength.

Claims (5)

光ファイバ用ガラス母材を線引炉内で加熱して線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、
気泡センサで検知した箇所を光ファイバの異常点と判定するステップと、
線引きされた前記光ファイバのガラス外径の測定データから、所定の周波数(2Hz)よりも高い周波数の信号(選別データ)を第1の閾値と比較し、前記第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定するステップとを含み、
前記気泡センサで検知し判定した箇所、または/および前記ガラス外径の選別データが第1の閾値を超えた箇所を、異常点と判定して処理する、光ファイバの製造方法。
An optical fiber manufacturing method for manufacturing an optical fiber by heating and drawing an optical fiber glass base material in a drawing furnace,
Determining the location detected by the bubble sensor as an abnormal point of the optical fiber;
From the measurement data of the glass outer diameter of the drawn optical fiber, a signal (sorted data) having a frequency higher than a predetermined frequency (2 Hz) is compared with a first threshold, and a location exceeding the first threshold is Determining an abnormal point of the optical fiber,
A method of manufacturing an optical fiber, which determines and processes an area detected and determined by the air bubble sensor and / or an area where the sorting data of the glass outer diameter exceeds a first threshold as an abnormal point.
前記光ファイバのガラス外径の測定データから、前記所定の周波数よりも高い周波数の信号(選別データ)を選別する方法として、ハイパスフィルタを用いる、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 From the measurement data of the glass outer diameter of the optical fiber, as a method for selecting the predetermined high frequency signal than the frequency (selection data), using a high-pass filter, method of manufacturing an optical fiber according to claim 1. 前記ガラス外径の測定データを前記第1の閾値より大きい第2の閾値と比較し、前記測定データが前記第2の閾値を超えた箇所を異常点と判定して処理する、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 The measurement data of the glass outer diameter compared with the first threshold value larger than the second threshold value, processing to determine the location where the measurement data exceeds the second threshold value as abnormal points, to claim 1 The manufacturing method of the described optical fiber. 光ファイバ用ガラス母材を線引炉内で加熱し、線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造装置であって、
気泡センサで検知した箇所を光ファイバの異常点と判定する気泡センサ信号の比較判定部と、
線引きされた前記光ファイバのガラス外径の測定データから、所定の周波数(2Hz)よりも高い周波数の信号(選別データ)を第1の閾値と比較し、前記第1の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する第1の比較判定部とを備える、光ファイバの製造装置。
An optical fiber manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber by heating and drawing an optical fiber glass base material in a drawing furnace,
A comparison determination unit of a bubble sensor signal that determines a point detected by the bubble sensor as an abnormal point of the optical fiber;
From the measurement data of the glass outer diameter of the drawn optical fiber, a signal (sorted data) having a frequency higher than a predetermined frequency (2 Hz) is compared with a first threshold, and a location exceeding the first threshold An optical fiber manufacturing apparatus, comprising: a first comparison and determination unit that determines an abnormal point of an optical fiber.
前記ガラス外径の測定データを前記第1の閾値より大きい第2の閾値径と比較し、前記測定データが前記第2の閾値を超えた箇所を光ファイバの異常点と判定する第2の比較判定部とを備える、請求項4に記載の光ファイバの製造装置。   A second comparison in which measurement data of the glass outer diameter is compared with a second threshold diameter larger than the first threshold, and a portion where the measurement data exceeds the second threshold is determined as an abnormal point of the optical fiber The manufacturing apparatus of the optical fiber of Claim 4 provided with the determination part.
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