KR940002493B1 - 광섬유 탄성 판정 방법 및 장치 - Google Patents

광섬유 탄성 판정 방법 및 장치 Download PDF

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휴즈 에어크라프트 캄파니
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Description

광섬유 탄성 판정 방법 및 장치
제1도는 접촉면에 대해 횡단하는 방향의 하중을 받는 광섬유의 단부면도.
제2도는 접촉면에 대해 횡단하는 방향의 하중을 받는 다른 광섬유의 단부면도.
제3도는 풀리 원주면을 따라 굽혀진 광섬유의 투시도.
제4도는 광섬유의 탄성을 평가하는 시스템의 개략도.
제5도는 접촉영역의 측정을 예시한, 투명접촉면에 대해 횡단하는 방향의 하중을 받는 광섬유의 단부면도.
제6도는 바람직한 평가장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,10' : 광섬유 12,12' : 광도체
14,14' : 완충층 16 : 접촉면
18 : 가압력 20,24 : 접촉영역
22 : 지지(만곡)면 32 : 공급스풀
34 : 평가장치 36 : 권취스풀
38 : 풀리 40 : 샤프트
42 : 측정헤드 44,44' : 광비임
46 : 누출광선 48 : 배출광선
50 : 지지부재 52 : 베어링
54 : 내면 56 : 레이저
58,74 : 거울 60 : 거울장착부재
62 : 광수집기 64,72 : 광검출기
68 : 컴퓨터
본 발명은 광섬유의 상대 특성 값을 판단하는 것에 관한 것으로, 특히, 광섬유 완충층의 탄성 특성 변화를 연속적으로 측정하는 것에 관한 것이다.
광섬유는 통과되는 광비임이 내부 전반사되게 처리한 유리섬유 가닥들로 구성되는데, 이 섬유내로 향하는 광의 입사세기의 대부분은 그 섬유의 길이가 수백미터에 이르더라도 섬유의 타단부에서 수신된다. 광섬유는 통신 분야에서 유망하게 사용되어 왔는데, 그 이유는 광섬유를 통해 고밀도의 정보를 전송시키는 것이 가능할 뿐만 아니라 금속선을 통해 전기 신호를 전송하는 것에 비해 신호의 질적인 면에서 다양한 형태의 외부영향을 적게 받기 때문이고, 게다가, 유리섬유는 중량이 가벼울 뿐만 아니라, 아주 흔한 물질인 이산화 규소로 제조되기 때문이다.
전형적으로, 유리섬유는 굴절율이 서로 다른 두개의 유리체를 하나는 내부에 하나는 외부에 위치시켜 형성한 모재를 준비하고, 이어서 그 모재를 섬유로 형성시키는 것에 의해 제조된다. 이와 같이 제조된 광섬유는 그 뒤에 유리를 긁힘 또는 그외의 손상으로부터 보호되도록 완충 피막으로 지칭되는 중합체 층으로 피복된다. 유리 광섬유는 전형적인 형상을 갖는 경우, 예를들어 칫수면에서 약 125마이크로미터의 직경을 가지며 중합체 완충피막이 피복된 경우에는 약 250마이크로미터(약 0.010in)의 직경을 갖는다.
완충층은 경화된 중합체이다. 바람직한 예에 있어서는, 자외선(UV) 광으로 경화 또는 중합화될 수 있는 아크릴 단량체의 균일한 박층을 광섬유의 유리가닥에 피복하고, 이같이 피복된 광섬유는 350㎚ 파장의 자외선광을 발생하는 수은램프와 같은 자외선광원을 가진 경화수단을 통과되게 한다. 중합화 또는 경화는 약 1초간의 노출로 행한다.
한가지 응용에 있어, 최종 광섬유는 원통형 또는 약간 테이퍼진 원통형의 보빈상에 권취하되, 다수의 광섬유 터인(turn)이 서로 축방향으로 나란히 인접 위치되게 하고, 한개의 층을 형성한 후 다시 그위에 다른 하나의 광섬유 층이 형성되게 권취한다. 이와 같은 과정을 반복된다. 이와 같이 권취된 광섬유 집단은 섬유 팩(pack)으로 지칭되며, 보빈과 그에 권취된 광섬유로 구성되는 최종 조립체는 캐니스터(canister)로 지칭된다. 이와 같이 권취된 광섬유의 추후 사용시, 광섬유는 원통체의 축에 평행한 방향으로 풀리게 된다.
완충층의 탄성이 광섬유의 권취 및 배출특성에 있어 중요한 역활을 함은 입증되고 있다. 탄성은 완충 중합체 물질의 두께 및 경화도에 좌우되므로, 따라서, 특정 용도에 있어 광섬유의 최종 동작성은 완충층을 어느 정도로 균일하게 피복하고 경화시킬 수 있느냐에 좌우된다. 이같은 상호관계 때문에, 광섬유 및 그의 완충층을 수천미터에 이를 수도 있는 전체 길이에 걸쳐 검사하여 완충층 중합체의 경화도 및 탄성을 확인해야만 한다는 것을 알게되었다.
그러나, 지금까지는, 광섬유의 길이를 따라 완충층의 경화상태를 연속적으로 테스트하기 위한 신뢰성있는 방법이 없었다. 현재, 광섬유의 단편에 정적으로 인장력을 가하여 그의 탄성을 판정하고 이로부터 완충층의 탄성을 추론하는 정적 축방향 인장시험법만이 존재한다. 그러나, 이같은 방법으로는 다량의 광섬유를 테스트하는 장차의 요구를 충족시키지 못한다.
따라서, 광섬유의 탄성을 광섬유의 전체 길이에 따라 판정하고, 특히, 완충층의 경화상태를 판정함으로써 완충층의 탄성을 판정할 필요가 있는데, 본 발명은 이같은 요구를 충족하고, 또한 그에 관련된 이익을 제공한다.
본 발명에 의하면, 광섬유의 탄성, 특히, 광섬유의 완충층의 탄성을 정적 또는 연속적으로 테스트하는 장치 및 방법이 제공되며, 이에 따라, 매초당 수백미터의 속도 광섬유를 이동시키면서 연속적으로 광섬유의 전체길이에 따라 완충층의 탄성을 평가할 수 있게 된다. 광섬유의 길이에 따른 완충층의 상태 탄성은 광섬유가 상기 장치를 통과할 때 연속적으로 평가된다.
본 발명에 따라, 완충층을 가진 광섬유의 탄성 변형 특성을 평가하는 방법은 : 상기 광섬유를 접촉면에 대해 가압하여 상기 완충층이 상기 접촉면에 대해 탄성적으로 변형되게 하는 가압단계와 ; 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 접촉영역을 측정하는 측정단계를 포함한다. 일단, 접촉 영역을 측정한 후에는, 필요에 따라, 광섬유의 탄성 변형 특성을 계산하는 것이 가능하게 된다. 대부분의 경우, 특성의 상대적인 측정만으로 족하다.
본 발명의 또다른 태양에 있어, 광섬유의 탄성 변형 특성을 평가하는 장치는 : 상기 광섬유의 직경에 평행한 방향으로 상기 광섬유를 접촉면에 대해 가압하는 수단과 ; 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 접촉영역을 측정하는 수단을 포함한다. 또한 탄성의 정량적 판정은 접촉영역으로부터 계산될 수 있다.
접촉면에 대한 광섬유의 접촉영역은 광섬유의 탄성 주로 완충층의 탄성의 함수이다. 완충층의 탄성변형이 크면 클 수록, 접촉영역도 더 커지게 된다. 완충층의 변형도는 완충층의 경화상태의 함수로 된다. 일반적으로, 경화가 완전할 수록, 탄성계수는 더 크게되며 완충층 변형은 더 작게된다.
본 발명의 테스트 절차로부터 도출된 접촉영역 정보는 여러 용도로 사용될 수 있다. 접촉영역은 스크린 테스트로서 직접 사용될 수 있다. 예로서, 접촉영역이 소정 사전설정된 값보다 더 큰 경우, 경화상태는 부적당한 것으로 판단된다. 따라서, 이 측정된 정보에 의해 완충층의 탄성의 상대 척도가 제공된다. 접촉영역은 다른 측정된 데이타와 관련 사용되어 탄성특성의 정량적인 값이 계산될 수 있게 한다.
본 발명은 풀리 형태의 투명한 렌즈의 접촉면에 의해 바람직하게 구현된다. 광섬유는 풀리 위에서 이송되며, 접촉영역은 풀리/렌즈로부터 접촉면을 통과하는 광량을 측정함으로써 알 수 있다. 바람직한 광원은 레이저로서, 이 레이저의 비임은 렌즈의 본체를 통해 접촉 영역의 하면쪽으로 배향된다. 이 광비임의 일부는 접촉 영역을 통해 누출되며 측정된다. 접촉영역을 통과한 광의 양은 접촉영역의 척도로 된다.
본 발명에 의하면, 탄성이 연속적 또는 정적으로 평가될 수 있게 된다. 그러나, 긴 광섬유의 전체 길이에 따른 각 부분에 대한 평가가 필요한 경우를 생각하면, 연속적 측정이 바람직하다. 본 발명의 기타 특징 및 장점은 본 발명의 원리를 일예로서 예시한 첨부도면을 참조한 다음의 바람직한 실시태양에 대한 상세설명으로부터 자명하게 될 것이다.
제1 및 제2도에 도시한 바와 같이, 광섬유(10)는 유리 광도체(12)와 그 광도체(12)를 에워싸는 완충층(14)을 갖는다. 완충층은 경화된 중합체로서, 바람직하게는 자외선 광으로 경화된 아크릴중합체이다. 완전히 경화된 균일한 완충층이 원하는 객체라 할지라도, 제조변수들로 인해 어떤 영역에서는 경화가 불완전하게 되거나 층(14) 의 두께가 불규칙하게 될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시태양에 의하면, 광섬유(10)가 센서 시스템을 통과함에 따라 연속적으로 불완전 경화 및 불규칙성을 검출하는 해결책이 제공된다.
제1 및 제2도에 광섬유(10)의 평가에 대한 개념적인 근거를 예시한 것이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 광섬유(10)는 그의 길이에 수직한 방향으로(즉, 그의 직경을 따라) 접촉면(16)에 대해 소정의 가압력, 즉, 완충층(14)의 탄성변형에 충분한 가압력(18)에 의해서 가압된다. 이때의 가압력(18)은 완충층(14)이 영구적으로 또는 가소적으로 변형될 수 있을 정도로 크지는 않다. 이같은 가압에 의해 접촉면(16)에 대해 평평하게된 접촉영역(20)이 생기는데, 이 접촉영역(20)의 면적은 제1도에 도시한 접촉영역(20)의 길이 b1에 도평면에 수직한 치수를 곱한 것에 상응한다.
제2도는 완충층(14')이 완전히 경화되지 않아 원하는 정도보다 연한 것을 제외하고는 제1도와 유사하다. 완충층(14')은 연하므로 광섬유(10')가 동일 가압력(18)으로 접촉면(16)에 대해 가압되었을 때, 접촉영역(20')의 크기는 더 크게되어, 그의 면적은 b2에 도평면에 수직한 방향의 치수를 곱한것에 상응한다.
따라서, 접촉영역(20)의 접촉면적(또는 그 대안으로서, 도평면에 수직한 방향의 치수를 고정한 경우 치수 b)은, 완충층이 완전히 경화되지 않은 광섬유 부분 및 완충층이 과도하게 경화된 광섬유 부분을 가려내기 위한 근거로서 사용될 수 있다. 즉, 접촉면적의 측정은, 광섬유의 어떤 부분이 허용될 수 있는 변화 범위에 속하지 않는 완충층을 갖는지 그 여부를 판단하는 근거로 되며, 바람직한 실시태양에 있어, 그같은 측정은 합격판정 테스트로 간주된다. 또한, 접촉면적 값은 다른 정보와 더불어 사용되어 광섬유, 특히, 바람직한 실시태양에 있어 완충층의 탄성이 정량적으로 측정될 수 있게 한다.
광섬유의 탄성변형 특성은 방금 설명한 방식으로 평탄한 접촉면에 관련하여 평가될 수 있다. 그러나, 길이가 긴 광섬유에 대해서는 다른 방식이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 광섬유의 완충층의 탄성 변형 특성을 연속적으로 평가하는 방법은 : 광섬유에 장력을 가하면서 광섬유를 만곡된 접촉면위로 연속 통과시키는 단계와 ; 접촉면에 대한 광섬유의 접촉 영역을 측정하는 단계를 포함한다.
광섬유의 탄성 압축 특성을 평가하는 장치는 : 원통형 접촉면, 내면 및 투명본체를 가진 풀리와 ; 풀리의 내면 및 본체를 통해 접촉면의 하면쪽으로 광 비임을 배향시키되 그 광비임의 풀리의 본체내로 다시 반사되게 하는 각도로 배향시키는 광원시스템과 ; 광원시스템으로부터 풀리로 배향되는 광비임 중에서 반사되지 않고 접촉면을 통해 풀리 밖으로 빠져나가는 부분을 수신하는 광수집기를 포함한다. 광섬유는 그 위에 완충층을 가지고 그 완충층의 탄성이 측정되는 것이 바람직하다.
제3도는 광섬유의 길이를 따라 장력(T)을 인가하는 것에 의해, 만곡된 표면(22) 위에서 변형된 광섬유(10)를 예시한 것이다. 장력(T)의 인가에 의해, 만곡된 표면(22)에 대해 광섬유(10)를 가압하는 가압력의 횡단 성분이 발생한다. 접촉영역(24)의 면적은 제1 및 2도에 관련하여 설명한 것과 대략 유사한 방식으로 광섬유 특성에 따라 변한다. 만곡된 표면(22)이 샤프트를 중심으로 연속 회전할 수 있는 풀리의 일부이므로 광섬유(10)가 풀리 위에서 연속적으로 이송되고 측정될 수 있게 된다는 장점이 만곡된 표면(22)에 대한 광섬유(10)의 변형으로써 제공된다. 또다른 장점으로서는, 횡단 가압력이 인가되는 장력의 성분으로서 제공된다는 것으로, 이것은 광섬유를 풀리 위에서 끌어 당길시에 통상 존재한다.
제4도는 이들 원리를 이용하여, 광섬유(10)가 장치(30)를 통해 연속 이송되게 함으로써 광섬유(10)의 전체 길이에 따른 광섬유의 탄성을 평가하는 것을 일반적인 관점으로 예시한 것이다. 광섬유(10)는 초기에 공급스풀(32)상에 권취하고, 그 권취된 광섬유(10)를 평가장치(34)를 통해 권취스풀(36)에 이르게 한다. 이런 상태에서, 광섬유(10)를 공급스풀(32)로부터 평가장치(34)를 통해 끌어 당기는 회전력을 권취스풀(36)에 부여하여 광섬유(10)가 평가장치(34)를 통해 연속적으로 이송되게 한다.
평가장치(34)는 샤프트(40)에 회전가능하게 장착되며 그의 둘레에서 광섬유(10)가 통과되는 풀리(38)와 광섬유(10)와 접촉하지 않는 측정헤드(42)를 포함한다. 이들 요소들의 바람직한 구성은 제6도와 관련하여 후술하겠다.
제5도는 광섬유(10)가 풀리(38) 위를 통과할 때에 접촉영역을 측정하는 원리를 예시한 것으로, 풀리(38)의 표면은 제3도의 방식으로 광섬유가 가압되는 접촉면으로 작용한다. 균일한 광비임(44)은 만곡된 표면(22)의 하면쪽으로 배향된다. 즉, 풀리(38)는 광에 대해 투명하게 제작되므로, 광비임은 풀리(38)의 본체를 통해 만곡된 표면(22)의 하면쪽으로 비쳐진다. 광비임(44)은 만곡된 표면(22)의 상면에 어떠한 것도 접촉하지 않은 경우 통상적으로 전부 반사되도록 하는 각도로 만곡된 표면(22)의 하면쪽으로 배향된다.
광섬유(10)가 만곡된 표면(22)과 접촉영역(24)에 걸쳐 접촉하는 경우, 만곡된 표면(22)의 반사 작용은, 접촉 영역(24)에 입사하는 광비임의 적어도 일부가 접촉영역(24)을 통해 풀리(38)의 본체로부터 누출되는 식으로 변한다. 누출되는 광선은 광선(46)으로 표시하였다. 이 누출광선의 일부는 광섬유(10)로부터 배출광선(48)으로서 배출된다. 누출 광선(46) 또는 배출광선(48)의 전체 세기는 접촉영역(24)의 면적에 대한 척도로서 사용되는데, 이 세기가 크면 클 수록 접촉면적(24)의 면적도 크게 된다. 선택적으로, 내부 반사되는 광비임(44')의 세기 또는 에너지를 측정할 수도 있는데, 이 세기가 감소하면 접촉영역(24)의 면적도 감소한다.
제6도는 광섬유(10)가 투명한 풀리(38) 위로 통과할 때 배출광선(48)의 양을 연속적으로 측정하는 실제의 바람직한 장치를 예시한 것이다. 풀리(38)는 지지부재(50)에 장착되며, 장착부재(50)는 그 지지부재(50) 및 풀리(38)가 자유로이 회전될 수 있게 하는 베어링(52)에 장착된다. 광섬유(10)는 도평면으로부터 나오는 방향으로 풀리(38) 위에서 연속 이송된다.
풀리(38)는 오목하게 만곡된 내면(54)을 가진 투명한 렌즈로서 구성된다. 광비임(44)은 바람직하게는 6328 옴그스트롱 파장의 적색광을 방출하는 헬륨-네온 레이저인 레이저(56)로부터 발생된다. 광비임(44)은 거울장착부재(60)에 장착된 원통형 거울(58)에 의해 반사되어 내면(54)을 통해 풀리(38)내로 들어간다. 이비임(44)은 원통형거울(58)에 의해 도평면상에서 좁은 부채꼴로 전개된다. 이 부체꼴 비임은 그 원통체의 축에 평행한 선상에서 원통체와 교차하며, 따라서 각 접촉점들로 이루어진 평면의 수광량은 균일하게 된다. 만일 비임(44)의 세기가 부채꼴 비임들의 길이에 따라 다르다면 그 장치 및 테스트의 효율은 떨어질 것이다.
풀리(38) 및 그의 내면(54), 그리고 거울장착대(60)는 광비임(44)이 내면(54)에 대체로 수직하게 입사되어 풀리(38)의 본체내로 통과되도록 상관적으로 배열된다. 이 구성요소들은 또한, 광비임(44)이 도시한 바와 같이 약 45°의 각도로 지지표면(22)의 하면에 입사되도록 배열된다. 이같은 배열은 제6도에 도시한 방식에 의해 쉽게 구현된다. 광섬유(10)가 없는 경우, 광비임(44)은 만곡된 표면(22)의 하면으로부터 모두 내부적으로 반사된다.
제5도에 관련하여 설명한 것처럼, 광비임(44)의 일부는 풀리로부터 접촉영역(20)을 통해 누출되며, 또한, 이 누출된 광선 중의 일부는 광섬유(10)을 통해 그의 외부로 배출된다. 광섬유(10)로부터 그의 외부로 배출된 광선중의 일부는 섬유 광수집기(62)에 의해 수집되어 레이저 광검출기(64)에 보내지고, 여기서 그 배출된 광의 세기가 측정된다.
배출된 광의 세기에 비례하는 전기신호(66)는 컴퓨터(68)에 제공되는데, 이 신호(66)는 접촉길이 b와 부채꼴 광비임(44)의 폭의 곱에 비례한다. 상기 폭은 상수이므로, 신호(66)는 접촉영역(20) 또는 (24)의 길이에 해당하는 접촉길이 b에 비례한다.
또한, 광비임(44)의 세기에 비례하는 신호(70)는 비임(44)중 부분적으로 은으로 피복된 거울(74)로부터의 광을 수신하는 레이저 광검출기(72)에 의해 측정되어 컴퓨터(68)에 제공된다. 배출된 광신호(66)는 총 비임 신호(70)로 나누어지거나 정규화되어 레이저(56)의 출력 변화가 고찰될 수 있게 한다.
전술한 바와 같이, 배출된 광신호(66)의 크기는 접촉영역(20)의 접촉면적에 대한 직접적인 척도로 된다. 이 신호(66)는 사전설정된 합격판정 기준과 비교되어, 측정하는 광섬유(10)가 합격판정 기준과 일치하는 지의 여부를 판정할 수 있게 한다. 예로서, 사전설정된 합격 판정 기준이 신호(66)를 신호(70)로 나눔으로써 생성되는 정규화된 신호가 사전설정된 범위에 속해야 할 것을 요구함에 있어, 만일, 그 정규화된 신호가 그 범위에 속한다면, 완충층(14)의 특성은 적정한 합격판정 범위의 것으로 판정된다. 반면에, 만일 그 정규화된 신호가 그 사전설정된 합격판정 범위에 속하지 않는다면, 더 이상의 조사를 요구하는 에러상태가 표시된다.
신호(66)는, 또한, 다른 정보와 관련 사용되어 완충층(14)의 탄성에 대한 정량적 척도를 제공할 수 있다. 예로서, 완충층(14)을 가진 광섬유(10)의 접촉길이(b)를 수학적으로 분석하면, 다음과 같은 근사식이 제공된다.
E=DT/Rb2
상기식에서, E는 탄성 압축계수이고, D는 광섬유의 직경이고, T는 인가되는 장력이고, R은 풀리의 반경이다. b의 값은 전기신호(66)와 본 발명 장치의 초기 교정중에 수득되는 정확한 접촉영역에 대한 그 신호의 교정으로 얻어 진다. 컴퓨터(68)는 그같은 계산을, 합격판정에 대한 전기신호(66)의 관계를 판정함과 동시에 행한다. 기타의 탄성은 필요에 따라 계산될 수 있다.
완충층은 실제로 어느 정도는 점탄성을 갖는데, 본 명세서에서 사용되는 "탄성"이란 용어는 시간-의존성이 없는 탄성변형 및 시간-의존성이 있는 점탄성 변형 모두를 포괄하고자 한 것이다. 변형의 점탄성 때문에, 상기한 식에 관련하여 제시된 것과 같은 계산법은 광섬유가 일정속도 즉, 변형속도로 풀리 위에서 이송되는 때에만 의미가 있는 것으로, 전술한 합격판정 테스트와 같은 정량적 분석의 경우에 그러하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 광섬유가 측정 테스트의 풀리 위에서 이동되는 때 연속적으로 광섬유 완충층의 탄성을 측정하는 장치 및 방법이 제공된다. 이러한 측정은 연속적으로 수백미터/초의 고속으로 행해진다. 본 발명의 특정 실시태양을 예시 목적상 설명하였으나, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 각종 변형이 가능할 것이므로, 본 발명은 청구범위에 의하지 아니하고는 제한되어서는 않될 것이다.

Claims (19)

  1. 완충층을 가진 광섬유의 탄성 변형 특성을 평가하는 방법으로서, 상기 광섬유를 접촉면에 대해 가압하여 상기 완충층이 상기 접촉면에 대해 탄성적으로 변형되게 하는 가압단계와 ; 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 접촉영역을 측정하는 측정단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정단계 후에 부가적인 단계로서, 상기 광섬유의 탄성 변형 특성을 계산하는 계산 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄성 변형 특성은 상기 완충층의 탄성 압축 계수에 관련되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가압단계는 상기 광섬유의 직경에 평행한 방향으로 하중을 인가함으로써 수행되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접촉면은 만곡면이고, 상기 가압단계는 상기 광섬유에 장력을 인가함으로써 수행되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접촉면은 광에 대해 투명하며, 상기 측정 단계는 광비임을 상기 접촉면을 통해 상기 접촉영역 쪽으로, 배향시키는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접촉면은 원통형인 외면과 렌즈인 내면을 가진 투명한 풀리의 상기 외면인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정단계는 : 상기 투명한 풀리의 내면과 본체를 통해 광비임을 통과시키는 단계와 ; 상기 접촉면의 상기 접촉영역을 통과한 광비임을 수집하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 광섬유의 완충층의 탄성변형 특성을 연속적으로 평가하는 방법으로서, 상기 광섬유에 장력을 유지시키면서 상기 광섬유를 지지부재의 만곡된 접촉면 위에서 연속적으로 통과시키는 단계와 ; 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 접촉영역을 측정하는 측정단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 측정단계 후에 부가적인 단계로서, 상기 광섬유의 탄성 변형 특성을 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 지지부재는 풀리인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 풀리는 발산렌즈를 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 접촉면은 투명하며, 상기 측정단계는 광비임을 상기 접촉면을 통해 상기 광섬유의 접촉영역 쪽으로 배향시켜 상기 접촉영역을 통과하는 광을 수집함으로써 수행되는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 탄성 변형 특성은 일정한 이송속도 하에서의 탄성 압축 계수에 관련하는 방법.
  15. 광섬유의 탄성 변형 특성을 평가하는 장치로서, 상기 광섬유의 직경에 평행한 방향으로 상기 광섬유를 접촉면에 대해 가압하는 수단과 ; 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 접촉영역을 측정하는 수단을 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광섬유는 완충층을 가지며, 상기 완충층의 탄성이 측정되는 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 접촉면에 대한 상기 광섬유의 상기 접촉영역을 측정함으로써 상기 완충층의 탄성 변형을 평가하는 수단을 더 포함하는 장치.
  18. 광섬유의 탄성 압축 특성층을 평가하는 장치로서, 원통형 접촉면, 내면, 투명 본체를 가진 풀리와 ; 광비임을 상기 풀리의 내면 및 본체를 통해 상기 접촉면 쪽으로 배향시키되, 상기 광비임이 상기 풀리의 본체내로 다시 반사되도록 하는 각도로 배향시키는 광원 시스템과 ; 상기 광원 시스템으로부터 상기 풀리내로 배향되는 상기 광비임 중에서 상기 풀리의 본체내로 반사되지 않고 상기 접촉면을 통해 상기 풀리 밖으로 빠져 나가는 부분을 수집하는 광수집기를 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광섬유는 완충층을 가지며, 상기 완충층의 탄성이 측정되는 장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410396A (en) * 1993-01-11 1995-04-25 Hughes Aircraft Company Automated test station for performing a variety of tests on optical fiber under tension
GB9716046D0 (en) * 1997-07-31 1997-10-01 Secr Defence Compliance measurement device
DE10108303A1 (de) * 2001-02-21 2002-08-22 Deutsche Telekom Ag Anordnung und Verfahren zum Detektieren eines optischen Signals an der Längsseite einer Glasfaser
GB201121300D0 (en) 2011-12-12 2012-01-25 Glaxo Group Ltd Novel composition
US9574969B2 (en) 2014-05-09 2017-02-21 Corning Incorporated Apparatuses for screen testing an optical fiber and methods for using the same
US20160356669A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-08 Corning Incorporated Integrated capstan and apparatus for screen testing an optical fiber

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3062831D1 (en) * 1979-09-20 1983-05-26 Post Office Method and apparatus for proof testing glass fibres
JPH0675028B2 (ja) * 1986-12-03 1994-09-21 松下電器産業株式会社 塗膜の表面硬度評価方法及び評価装置
JPH01245129A (ja) * 1988-03-28 1989-09-29 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ心線の捻回強度スクリーニング装置
US4940891A (en) * 1989-08-22 1990-07-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Automated system for measuring the strength of optical fibers

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