專利名稱：光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明述及一種光錐在線檢測(cè)和控制裝置，屬光電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光錐與常規(guī)的光纖光錐有所不同，其主要特點(diǎn)是端面直徑尺寸大，母線長(zhǎng)度長(zhǎng)，且 具有良好的通光性能。光錐的一端面積大，便于接收來自聚光透鏡的光信號(hào)，另一端面積 小，則便于與后續(xù)的特種光纖或光探測(cè)器連接耦合。由于光錐的母線形狀直接影響其接收、 通光和耦合性能，也就是說，錐體形狀直接影響光錐與特種耦合光纖或光探測(cè)器的耦合效 率。國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者對(duì)光纖光錐的錐形函數(shù)進(jìn)行過研究，如利用指數(shù)、拋物線、多項(xiàng)式等 函數(shù)來模擬錐形。但是這些分析只是針對(duì)尺寸很小的光纖光錐，用于大尺寸的光錐偏差太 大，很難精確計(jì)算。因此，如何制作性能優(yōu)良的光錐成為關(guān)鍵。目前制作光錐的方法主要有兩種(1)采用制模技術(shù)。根據(jù)所要制作的光錐母線制作一個(gè)空心模殼，再將透光性好 的光學(xué)材料灌入模殼中，定形后即為所需光錐。此類方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難保證光錐的良好性 能。(2)采用石墨爐直接拉制。根據(jù)計(jì)算所得的光錐模型，確定好光錐參數(shù)后，直接對(duì) 石英棒進(jìn)行熔融拉制。這種方法成品率低，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光錐的形成過程，也難于控制光錐 的曲線形狀。因此，需要一種快速準(zhǔn)確制作光錐的裝置，并對(duì)其進(jìn)行在線檢測(cè)和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決光耦合用光錐難于制作的問題，提供一種光錐制作在線檢 測(cè)和控制裝置及其操作方法。該裝置可靠性高、操作簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，可對(duì)光錐成形區(qū)域進(jìn) 行在線檢測(cè)和控制，易于制作光耦合用光錐。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置，用于對(duì)光錐制作進(jìn)行在線檢測(cè)和控制，所述 光錐包括石英棒和光錐成形區(qū)域，其特征在于，所述檢測(cè)和控制裝置包括主控制器，用于對(duì)所述檢測(cè)和控制裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；視頻采集模塊，設(shè)置在所述光錐成形區(qū)域一側(cè)，與所述主控制器相連，用于將采集 到的光錐成形區(qū)域的視頻圖像送入主控制器；送料控制器，設(shè)置在所述石英棒一端，與所述主控制器相連，用于控制石英棒的送 料速度；紅外測(cè)溫儀，設(shè)置在與所述視頻采集模塊相對(duì)的所述光錐成形區(qū)域的另一側(cè)，與 所述主控制器相連，用于檢測(cè)光錐成形區(qū)域的溫度；測(cè)徑儀，設(shè)置在與所述送料控制器相對(duì)的所述石英棒的另一端，與所述主控制器 相連，用于檢測(cè)光錐小端；
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牽引器，設(shè)置在所述測(cè)徑儀一側(cè)，與所述主控制器相連，用于控制所述光錐的形 狀。上述檢測(cè)和控制裝置還包括燃?xì)鉅t，設(shè)置在所述石英棒與測(cè)徑儀之間，用于對(duì)所 述石英棒加熱形成光錐錐體。上述檢測(cè)和控制裝置還包括燃?xì)夤┙o控制器，與所述主控制器和燃?xì)鉅t相連，用 于控制燃?xì)鉅t的火焰大小。上述檢測(cè)和控制裝置還包括顯示器，與所述主控制器相連，用于實(shí)時(shí)顯示光錐成 形區(qū)域的動(dòng)態(tài)。一種光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置操作方法，用于操作上述裝置，其操作方法如 下由視頻采集模塊對(duì)光錐成形區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)圖像送入主控制器；由 紅外測(cè)溫儀對(duì)光錐成形區(qū)域的溫度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)徑儀對(duì)光錐小端進(jìn)行檢測(cè)，送料控制器對(duì) 石英棒的送料速度進(jìn)行控制，并將相應(yīng)信號(hào)輸入主控制器；由主控制器綜合視頻采集模塊、 測(cè)徑儀和紅外測(cè)溫儀輸入信號(hào)，并與預(yù)先設(shè)置的光錐參數(shù)相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整送料控制器、燃 氣供給控制器和牽引器，以控制光錐大端、光錐錐體和光錐小端的變化，使之符合要求；由 顯示器實(shí)時(shí)顯示光錐成形區(qū)域的動(dòng)態(tài)情況。本發(fā)明的工作原理視頻采集模塊對(duì)光錐成形區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)圖像送入主控制器。紅外 測(cè)溫儀對(duì)光錐成形區(qū)域的溫度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)徑儀對(duì)光錐小端進(jìn)行檢測(cè)，送料控制器對(duì)石英 棒的送料速度進(jìn)行控制。主控制器綜合視頻采集模塊、測(cè)徑儀、紅外測(cè)溫儀等輸入信號(hào)，并 與預(yù)先設(shè)置的光錐參數(shù)相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整送料控制器、燃?xì)夤┙o控制器、牽引器等，以控制 光錐大端、錐體、小端的變化，使之符合要求。燃?xì)夤┙o控制器控制燃?xì)鉅t的火焰大小，影響 光錐成形區(qū)域。顯示器實(shí)時(shí)顯示光錐成形區(qū)域的動(dòng)態(tài)情況。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)(1)可靠性高，操作簡(jiǎn)單；(2)工作穩(wěn)定，易于對(duì)光錐成形區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)和控制；(3)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，能夠方便的制作光耦合用光錐。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是光錐成形區(qū)域的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合

如下實(shí)施例一參見圖1，本光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置，用于對(duì)光錐制作時(shí)進(jìn)行在 線檢測(cè)和控制，所述光錐包括石英棒11和光錐成形區(qū)域8，所述檢測(cè)和控制裝置包括主控 制器2，用于對(duì)所述檢測(cè)和控制裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；視頻采集模塊1，設(shè)置在所述光錐成形 區(qū)域8 —側(cè)，與所述主控制器2相連，用于將采集到的光錐成形區(qū)域8的視頻圖像送入主控 制器2;
送料控制器3，設(shè)置在所述石英棒11 一端，與所述主控制器2相連，用于控制石英 棒11的送料速度；紅外測(cè)溫儀4，設(shè)置在與所述視頻采集模塊1相對(duì)的所述光錐成形區(qū)域8的另一 側(cè)，與所述主控制器2相連，用于檢測(cè)光錐成形區(qū)域8的溫度；測(cè)徑儀6，設(shè)置在與所述送料控制器3相對(duì)的所述石英棒11的另一端，與所述主控 制器2相連，用于檢測(cè)光錐小端；牽引器7，設(shè)置在所述測(cè)徑儀6 —側(cè)，與所述主控制器2相連，用于控制所述光錐的 形狀。所述檢測(cè)和控制裝置還包括燃?xì)鉅t9，設(shè)置在所述石英棒11與測(cè)徑儀6之間，用 于對(duì)所述石英棒11加熱形成光錐錐體；燃?xì)夤┙o控制器5，與所述主控制器2和燃?xì)鉅t9相 連，用于控制燃?xì)鉅t9的火焰大??；顯示器10，與所述主控制器2相連，用于實(shí)時(shí)顯示光錐 成形區(qū)域8的動(dòng)態(tài)。實(shí)施例二 光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置操作方法，用于操作實(shí)施例1的裝置。參見圖2，所述燃?xì)鉅t9通過火焰91對(duì)石英棒11加熱形成光錐錐體82，并在顯示 器10實(shí)時(shí)檢測(cè)光錐成形區(qū)域8。所述光錐大端81直徑等于石英棒11直徑。所述石英棒11為實(shí)心或空心。本操作方法如下參見圖1和圖2。由視頻采集模塊1對(duì)光錐成形區(qū)域8進(jìn)行實(shí)時(shí) 檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)圖像送入主控制器2。由紅外測(cè)溫儀4對(duì)光錐成形區(qū)域8的溫度進(jìn)行檢測(cè)， 測(cè)徑儀6對(duì)光錐小端83進(jìn)行檢測(cè)，送料控制器3對(duì)石英棒11的送料速度進(jìn)行控制，并將相 應(yīng)信號(hào)輸入主控制器2。主控制器2綜合視頻采集模塊1、測(cè)徑儀6和紅外測(cè)溫儀4輸入信 號(hào)，并與預(yù)先設(shè)置的光錐參數(shù)相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整送料控制器3、燃?xì)夤┙o控制器5、牽引器7， 以控制光錐大端81、光錐錐體82和光錐小端83的變化，使之符合要求。燃?xì)夤┙o控制器5 控制燃?xì)鉅t9的火焰91大小，影響光錐成形區(qū)域8。顯示器10實(shí)時(shí)顯示光錐成形區(qū)域8的 動(dòng)態(tài)情況。
權(quán)利要求
一種光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置，包括一個(gè)燃?xì)鉅t(9)和一個(gè)牽引器(7)，其特征在于1)在光錐成形區(qū)域(8)的一側(cè)設(shè)有一個(gè)紅外測(cè)溫儀(4)，另一側(cè)設(shè)有一個(gè)視頻采集模塊(1)；2)在被加工的石英棒(11)進(jìn)爐前一端裝有一個(gè)送料控制器(3)，在石英棒(11)出爐后一端裝有一個(gè)測(cè)徑儀(6)和所述牽引器(7)；3)在所述燃?xì)鉅t(9)的燃?xì)夤┙o管路上裝有一個(gè)燃?xì)夤┙o控制器(5)；4)有一個(gè)主控制器(2)連接所述測(cè)溫儀(4)、視頻采集模塊(1)、送料控制器(3)、測(cè)徑儀(6)、牽引器(7)和燃?xì)夤┙o控制器(5)，并連接一個(gè)顯示器(10)。
2.一種光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置操作方法，用于操作根據(jù)權(quán)利要求1所述的光錐 制作在線檢測(cè)和控制裝置，其操作方法如下1)由視頻采集模塊(1)對(duì)光錐成形區(qū)域(8)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)圖像送入主控制 器⑵；2)由紅外測(cè)溫儀(4)對(duì)光錐成形區(qū)域(8)的溫度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)徑儀(6)對(duì)光錐小端 (83)進(jìn)行檢測(cè)，送料控制器(3)對(duì)石英棒(11)的送料速度進(jìn)行控制，并將相應(yīng)信號(hào)輸入主 控制器⑵；3)由主控制器(2)綜合視頻采集模塊(1)、測(cè)徑儀(6)和紅外測(cè)溫儀⑷輸入信號(hào)， 并與預(yù)先設(shè)置的光錐參數(shù)相比較，實(shí)時(shí)調(diào)整送料控制器(3)、燃?xì)夤┙o控制器(5)和牽引器 (7)，以控制光錐大端(81)、光錐錐體(82)和光錐小端(83)的變化，使之符合要求；4)由顯示器(10)實(shí)時(shí)顯示光錐成形區(qū)域⑶的動(dòng)態(tài)情況。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光錐制作在線檢測(cè)和控制裝置及其操作方法，用于對(duì)光錐進(jìn)行在線檢測(cè)和控制，所述光錐包括石英棒和光錐形成區(qū)域，所述檢測(cè)和控制裝置包括主控制器，用于對(duì)所述檢測(cè)和控制裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；視頻采集模塊，設(shè)置在所述光錐形成區(qū)域一側(cè)，與所述主控制器相連，用于將采集到的光錐形成區(qū)域的視頻圖像送入主控制器；送棒控制器，設(shè)置在所述石英棒一端，與所述主控制器相連，用于控制石英棒的送棒速度；紅外測(cè)溫儀，設(shè)置在與所述視頻采集模塊相對(duì)的所述光錐形成區(qū)域的另一側(cè)，與所述主控制器相連，用于檢測(cè)光錐形成區(qū)域的溫度；測(cè)徑儀，設(shè)置在與所述送棒控制器相對(duì)的所述石英棒的另一端，與所述主控制器相連，用于檢測(cè)光錐小端；牽引器，設(shè)置在所述測(cè)徑儀一側(cè)，與所述主控制器相連，用于控制所述光錐的形狀。本發(fā)明可靠性高、操作簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，可對(duì)光錐形成區(qū)域進(jìn)行在線檢測(cè)和控制，易于制作光耦合用光錐。
文檔編號(hào)G02B6/25GK101907741SQ201010215408
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者付興虎, 劉桂華, 郭強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海大學(xué)