一种特种光纤参数检测熔接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种特种光纤参数检测熔接装置及方法，属于光纤技术领域，本发明专利技术将待测光纤放入光纤夹具中，照明灯发光照射待测光纤，在图像采集模块产生数字化光纤图像数据，经过控制模块预处理后将数据发送至上位机，上位机根据光纤图像数据自动检测出包层直径、端面角和光纤种类3种参数，还可以与控制模块通信，控制运动机构和高压放电模块，实现光纤高精度对准和低损耗熔接。本发明专利技术可应用于大芯径光纤、保偏光纤、细径光纤、单模光纤等类型光纤的参数检测与熔接处理，具有适用光纤种类多、检测速度快、操作简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种特种光纤参数检测熔接装置及方法
本专利技术属于光纤
，具体涉及一种特种光纤参数检测熔接装置及方法。
技术介绍
特种光纤是区别于常规通信光纤，具有特殊性能和用途的特殊光纤，其结构、材料、工艺、传输波长、光学性能都具有特殊性，服务于不同的行业领域。常见的特种光纤包括大芯径光纤、保偏光纤、双包层光纤、掺铒光纤、细径光纤和光子晶体光纤等，在激光、传感、电力、医疗和军事等诸多领域得到了广泛的应用。在特种光纤和光纤器件的生产过程中，通常需要检测光纤包层直径、端面角、光纤种类等参数，并对光纤进行高精度对准和低损耗熔接。目前，行业内光纤参数检测和熔接处理装置多为分离式产品，存在功能单一、使用复杂和工作效率低等问题，并且普遍针对包层直径范围80μm～150μm内的普通通信光纤，无法满足大芯径光纤、保偏光纤等特种光纤参数检测和熔接处理需求。因此，针对现有技术中的不足，有必要提供一种功能齐全、操作简单的特种光纤参数检测与熔接处理装置。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种特种光纤参数检测熔接装置及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种特种光纤参数检测熔接装置，包括照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、左侧光纤、左侧夹具、前电极棒、后电极棒、右侧夹具、右侧光纤、右侧运动机构、高压放电模块、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、控制模块和上位机；照明灯X向和照明灯Y向，被配置为用于进行光纤成像照明；图像采集模块X向和图像采集模块Y向，被配置为用于进行光纤成像放大，并产生数字化光纤图像数据；左侧夹具和右侧夹具，被配置为用于夹持固定光纤；左侧夹具固定在左侧运动机构上，右侧夹具固定在右侧运动机构上；左侧运动机构和右侧运动机构，被配置为用于带动夹具实现轴向推进、X向径向调整、Y向径向调整和旋转运动；前电极棒和后电极棒，被配置为用于产生电弧熔接光纤；前电极棒和后电极棒均与高压放电模块连接；高压放电模块，被配置为用于产生高压放电信号；控制模块，分别与照明灯X向、照明灯Y向、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、左侧运动机构、右侧运动机构、高压放电模块和上位机连接，被配置为用于控制照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、右侧运动机构和高压放电模块，并对光纤图像数据预处理后发送至上位机；上位机，被配置为用于实时显示光纤图像，并根据光纤图像数据确定光纤包层直径、端面角和光纤种类，也能够将控制信号发送到控制模块，实现左、右两侧光纤高精度对准和低损耗熔接。优选地，照明灯X向和照明灯Y向的发光波长为620nm～650nm，能够通过控制模块调节亮度，避免光纤纤芯亮度超过图像采集模块中图像传感器的饱和度；优选地，前电极棒和后电极棒之间的间距调整范围是1mm～3mm，前电极棒和后电极棒相对于光纤高度调整范围是-0.3mm～+0.3mm(光纤中心位置为0)，能够满足大芯径光纤、细径光纤、单模光纤等光纤的低损耗熔接需求。优选地，控制模块与上位机之间通过USB电缆或网线通信。此外，本专利技术还提到一种特种光纤参数检测熔接方法，该方法采用如上所述的一种特种光纤参数检测熔接装置，包括特种光纤参数检测方法和熔接方法；其中，特种光纤参数检测方法，具体包括如下步骤：步骤S11：将待测光纤放入左侧夹具中，照明灯X向和照明灯Y向发光为光纤照明；步骤S12：通过图像采集模块X向和图像采集模块Y向产生数字化光纤图像数据；步骤S13：控制模块对数字化光纤图像数据进行包括图像灰度值变换、降噪、非均匀性校正在内的预处理后，发送到上位机；步骤S14：用户点击在上位机界面中“参数测试”按钮，上位机根据采集到的光纤图像，首先获取光纤包层占据的列像素数量，根据单个像素对应的实际物理距离计算出光纤的包层直径；通过包层直径区分出不同芯径光纤；然后使用光纤轮廓获取算法计算出光纤端面角；获取光纤列图像数据灰度值，分析灰度曲线特征参量，并对灰度曲线特征参量进行提取；最后根据特征参量确定光纤类型；其中，熔接方法，具体包括如下步骤：步骤S21：将待处理的两条光纤分别放入左侧夹具和右侧夹具中；步骤S22：点击在上位机界面中“对准”按钮，控制模块控制左侧运动机构和右侧运动机构完成光纤水平推进、X向径向调整、Y向径向调整、旋转对准；步骤S23：点击在上位机界面中“熔接”按钮，控制模块控制高压放电模块产生高压放电信号，前电极棒和后电极棒之间产生电弧加热光纤，按照程序设定参数对光纤预加热一段时间后，控制模块控制左侧运动机构和右侧运动机构同时推进光纤，前电极棒和后电极棒之间的电弧按照设定参数对光纤加热，待放电结束后完成光纤的低损耗熔接。优选地，不同芯径光纤包括大芯径光纤、细径光纤和普通直径光纤。本专利技术所带来的有益技术效果：待测光纤放入光纤夹具中，照明灯发光为待测光纤照明，在图像采集模块产生数字化光纤图像数据，图像数据经过控制模块预处理后发送到上位机。用户根据需要在上位机点击界面中“参数测试”、“对准”、“熔接”等菜单后，即可控制装置实现相应功能，并显示检测数据。本专利技术集光纤参数检测和光纤对准熔接功能于一体，适用包层直径范围60μm～500μm内大芯径光纤、保偏光纤等多种特种光纤，提出了一种基于光纤图像灰度曲线特征参量的检测算法。该检测算法可以快速准确地检测出待测光纤的包层直径、端面质量和光纤种类。本专利技术具有适用光纤种类多、检测精度高、速度快、熔接损耗低、生产成本低等优点。在使用过程中，通过简单的菜单操作即可自动完成参数检测和对准熔接，不需要复杂的人工调节，操作简单、方便。附图说明图1是本专利技术装置的原理框图。图2是光纤成像相关模块位置的示意图。图3是光纤包层直径和端面角的示意图。图4是光纤图像与灰度值对应关系示意图。图5是光纤参数检测流程图。其中，1-照明灯X向；2-照明灯Y向；3-左侧运动机构；4-左侧光纤；5-左侧夹具；6-前电极棒；7-后电极棒；8-右侧夹具；9-右侧光纤；10-右侧运动机构；11-高压放电模块；12-图像采集模块X向；13-图像采集模块Y向；14-控制模块；15-上位机。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：本专利技术实施例提供了一种特种光纤参数检测与熔接装置，如图1所示，包括照明灯X向1、照明灯Y向2、左侧运动机构3、左侧光纤4、左侧夹具5、前电极棒6、后电极棒7、右侧夹具8、右侧光纤9、右侧运动机构10、高压放电模块11、图像采集模块X向12、图像采集模块Y向13、控制模块14和上位机15。其中，所述照明灯X向1和照明灯Y向2用于光纤成像照明，发光波长为620nm～650nm，可通过控制模块14调节照明亮度；所述图像采集模块X向12和图像采集模块Y向13用于光纤成像放大，并产生数字化光纤图像数据。所述照明灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种光纤参数检测熔接装置，其特征在于：包括照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、左侧光纤、左侧夹具、前电极棒、后电极棒、右侧夹具、右侧光纤、右侧运动机构、高压放电模块、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、控制模块和上位机；/n照明灯X向和照明灯Y向，被配置为用于进行光纤成像照明；/n图像采集模块X向和图像采集模块Y向，被配置为用于进行光纤成像放大，并产生数字化光纤图像数据；/n左侧夹具和右侧夹具，被配置为用于夹持固定光纤；左侧夹具固定在左侧运动机构上，右侧夹具固定在右侧运动机构上；左侧运动机构和右侧运动机构，被配置为用于带动夹具实现轴向推进、X向径向调整、Y向径向调整和旋转运动；/n前电极棒和后电极棒，被配置为用于产生电弧熔接光纤；前电极棒和后电极棒均与高压放电模块连接；/n高压放电模块，被配置为用于产生高压放电信号；/n控制模块，分别与照明灯X向、照明灯Y向、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、左侧运动机构、右侧运动机构、高压放电模块和上位机连接，被配置为用于控制照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、右侧运动机构和高压放电模块，并对光纤图像数据预处理后发送至上位机；/n上位机，被配置为用于实时显示光纤图像，并根据光纤图像数据确定光纤包层直径、端面角和光纤种类，也能够将控制信号发送到控制模块，实现左、右两侧光纤高精度对准和低损耗熔接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种特种光纤参数检测熔接装置，其特征在于：包括照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、左侧光纤、左侧夹具、前电极棒、后电极棒、右侧夹具、右侧光纤、右侧运动机构、高压放电模块、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、控制模块和上位机；
照明灯X向和照明灯Y向，被配置为用于进行光纤成像照明；
图像采集模块X向和图像采集模块Y向，被配置为用于进行光纤成像放大，并产生数字化光纤图像数据；
左侧夹具和右侧夹具，被配置为用于夹持固定光纤；左侧夹具固定在左侧运动机构上，右侧夹具固定在右侧运动机构上；左侧运动机构和右侧运动机构，被配置为用于带动夹具实现轴向推进、X向径向调整、Y向径向调整和旋转运动；
前电极棒和后电极棒，被配置为用于产生电弧熔接光纤；前电极棒和后电极棒均与高压放电模块连接；
高压放电模块，被配置为用于产生高压放电信号；
控制模块，分别与照明灯X向、照明灯Y向、图像采集模块X向、图像采集模块Y向、左侧运动机构、右侧运动机构、高压放电模块和上位机连接，被配置为用于控制照明灯X向、照明灯Y向、左侧运动机构、右侧运动机构和高压放电模块，并对光纤图像数据预处理后发送至上位机；
上位机，被配置为用于实时显示光纤图像，并根据光纤图像数据确定光纤包层直径、端面角和光纤种类，也能够将控制信号发送到控制模块，实现左、右两侧光纤高精度对准和低损耗熔接。


2.根据权利要求1所述的特种光纤参数检测熔接装置，其特征在于：照明灯X向和照明灯Y向的发光波长为620nm～650nm，能够通过控制模块调节亮度，避免光纤纤芯亮度超过图像采集模块中图像传感器的饱和度。


3.根据权利要求1所述的特种光纤参数检测熔接装置，其特征在于：前电极棒和后电极棒之间的间距调整范围是1mm～3mm，光纤中心位置为0，前电极棒和后电极棒相对于光纤高度调整范围是-0.3mm～+0.3mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，何春，杨小光，彭杰，余志勇，曹雨，孙智慧，金学彬，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34