[实用新型]一种基于光电传感器的光纤测长装置、光纤环绕制装置

说明书

本实用新型涉及光纤技术领域，公开了一种基于光电传感器的光纤测长装置及光纤环绕制装置。光纤测长装置包括可旋转的摩擦轮、光电传感器以及信号细分处理模块；所述摩擦轮上环绕圆心均匀设有通孔；所述光电传感器的透光遮光位置与摩擦轮的通孔位置相对应，摩擦轮转动时，光电传感器的射出光线能随其旋转而实现周期性穿过通孔；所述光电传感器的输出端连接信号细分处理模块，其输出信号通过信号细分处理模块进行细分处理。本光纤测量装置能够实现光纤的在线测长，并且测量精度高、测量方便。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，更具体地，涉及一种基于光电传感器的光纤测长装置及光纤环绕制装置。

背景技术

随着光纤技术在民用和军事领域的不断发展，光纤长度的准确测量在光纤通信和光纤传感系统中起着越来越重要的作用。现有的光纤测量装置主要有低同调光反射测量仪、光时域反射计、光频域反射计、光相干域反射测量仪等。

光纤环在绕制过程中，需要精确测量绕制到光纤环上每层光纤的长度，这个测量过程必须是在线的；并且由于光纤很细，直径约0.15mm，而且是透明的，受力大还容易断。因此，在线测量方法十分有限。上述测量装置均不适用，并且测量不方便，测量精度不高。

目前国内现有绕环机，对光纤长度的计量大多利用光纤绕制圈数来计算光纤长度，光纤的直径和每层光纤的绕制半径是根据理论设计值来设定的。而在实际绕环过程中，由于填充胶、光纤直径误差以及排纤不规则的影响，设定半径与实际半径有一定的误差，因此，就会造成光纤长度计量误差。由于光纤本身透明、直径小、对电磁不敏感，绕制过程中不能断开，因此，采用常规的测长、测速传感器无法实现光纤的在线精密测长。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种测量精度高、测量方便、能够实现在线测量的基于光电传感器的光纤测长装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

提供一种基于光电传感器的光纤测长装置，包括可旋转的摩擦轮、光电传感器以及信号细分处理模块；所述摩擦轮上环绕圆心均匀设有通孔；所述光电传感器的透光遮光位置与摩擦轮的通孔位置相对应，摩擦轮转动时，光电传感器的射出光线能随其旋转而实现周期性穿过通孔；所述光电传感器的输出端连接信号细分处理模块，其输出信号通过信号细分处理模块进行细分处理。

本方案中，光纤绕过具有90度包角的摩擦轮；如果摩擦轮与光纤的滑动摩擦可以忽略的话，在绕环时，光纤所移动的距离即光纤绕过的长度L，与摩擦轮所转过的角度θ具有对应关系：L＝θ·R，式中R为光纤绕过摩擦轮处的半径。就可以通过测量摩擦轮转过角度的方法计算出光纤的长度。经过发明人大量试验发现，在现有绕环机上，绕环过程中，如果主轴倍率小于0.7或绕环张力不小于10克，摩擦轮与光纤的滑动误差小于0.02％，此误差在计算光纤长度时可以忽略。本装置就是基于上述原理，精确测量摩擦轮转过的角度，计算出绕过摩擦轮的光纤长度，其测量精度高。本方案中，光纤绕过转动的摩擦轮，摩擦轮的通孔对地位置随摩擦轮的转动而转动，光电传感器的射出光线随通孔对地位置变化而周期性交替呈现透光和遮光状态；其状态经过信号细分处理模块进行处理后以方波形式显示，通过方波信号可以计算出摩擦轮转过的角度，从而根据上述公式L＝θ·R计算出光纤长度。本方案在线测量方案测量精度高、测量方便。

进一步地，为了使传感器输出信号规律以提高测量精度，所述通孔的截面为圆形，所述光电传感器的射出光线穿过摩擦轮的位置和通孔截面的圆心在与摩擦轮同圆心的圆的同一圆周上。

进一步地，所述光电传感器包括用于测量摩擦轮旋转角度的测量传感器、用于校验测量传感器的参考传感器。本方案通过设置参考传感器对测量传感器进行校验，进一步提高了测量的可靠性。

进一步地，所述参考传感器相对于测量传感器的位置为设置在使两种传感器输出的信号在相位上为正交的位置。