專利名稱：纏繞具有不同縱向部分纖維元件用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纏繞具有不同縱向部分的纖維元件用的方法。尤其是，本發(fā)明涉及將一具有不同縱向部分的光纖纏繞到該光纖拉制過程終端的卷筒上用的方法。
對于本發(fā)明來說，“纖維元件”被理解為是指一種被適當(dāng)?shù)靥峁┮员砻嫱糠蠛推渌糠蟮墓饫w。
如技術(shù)上已知的那樣，光纖是在專用的拉絲塔臺(drawing tower)中從已予先準(zhǔn)備好的予制棒中生產(chǎn)出來的。實際上予制棒是沿垂直方向提供給加熱爐，以便獲得一熔融材料的鑄件。此熔融材料隨后被拉絲和冷卻，以獲得具有想望特性的光纖。這些特性是靠適當(dāng)?shù)卦O(shè)置拉制過程的參數(shù)獲得的，具體如爐溫、纖維拉制速度和限定該工藝條件的所有其它參數(shù)(下面詳細(xì)描述)。在拉絲過程的終端，光纖被纏繞到一存儲卷筒上面，隨后在使用時從它上面松開，不然為進(jìn)行檢驗或其它將其再繞在別的卷筒上面。
一般說來，拉絲過程是在同樣的工藝條件下對其整個持續(xù)時間進(jìn)行的，即沒有任何工藝參數(shù)的變化。在這種情況下纖維從單根予制棒中拉出，以致于它基本上是均質(zhì)的且沿其整個長度不變。在生產(chǎn)過程結(jié)束時此纖維以圓柱形螺旋線的形式纏繞在存儲卷筒上面，沒有中斷并有固定的節(jié)距。對于本發(fā)明來說，“纏繞節(jié)距”被理解為，是指上述螺旋線所處的圓柱體上具有同一母線的螺旋線的兩個接連的橫斷之間的距離。具有不變節(jié)距的螺旋形纏繞，通常是靠軸向移動卷筒使其以固定的速度反復(fù)運動得到的，或者通過移動將纖維供給卷筒的部件使其完成類似的運動來獲得。
由于當(dāng)代的技術(shù)進(jìn)步，拉絲塔臺容許從單根予制棒中獲得高達(dá)數(shù)百公里長的光纖。今后，工藝改進(jìn)將可能造成從單根予制棒中獲得甚至更長的光纖。考慮到目前拉絲過程中早已可以獲得的高產(chǎn)出率，可能需要或者比較有利地從單根予制棒拉出包括具有不同化學(xué)/物理特性的縱向部分的纖維，例如具有不同的芯和/或包層直徑、不同的內(nèi)應(yīng)力等等的縱向部分。這些實際變化可通過在纖維拉制過程中改變一或多個特征性工藝參數(shù)來取得。
例如，形成包括具有基本相同的主要特性，但具有一或多種不同的光學(xué)、幾何或機械性能的兩或多個縱向部分的纖維，可能是有益的。第一個例子是由M.Ohashi等人在“由VAD法制造的變色散單模光纖”提供的，NTT，日本，《The Transaction of the IEICE》，vol.E73，No.4，1990.4。在此論文中，為了研究具有約為1.5-1.6μm的低色散單模光纖對于微彎曲的靈敏度，所使用的光纖部分為數(shù)公里長，所述光纖是由單根予制棒制成的，而且僅在零色散波長方面彼此有差異。
另一個例子涉及對于偏振引起的模式色散(“偏振模色散”或PMD)現(xiàn)象的研究。如所熟悉的那樣，這個現(xiàn)象是受光纖中發(fā)生的光彈性效應(yīng)影響的，其取決于與拉制過程中上述光纖承受的拉力有關(guān)的結(jié)構(gòu)特性。因此，對于這類研究，獲得具有相同物理/化學(xué)特性和不同內(nèi)應(yīng)力的纖維部分比較有益。
美國專利No.5,400,422提出一種在實際光纖拉制過程中用于在光纖中形成一系列變節(jié)距布喇格光柵的技術(shù)。此光柵通過使用干涉測量型光學(xué)技術(shù)對光纖進(jìn)行紫外輻射脈沖曝光形成。這些光柵是沿著光纖彼此以予定距離形成的。因此在這種情況下，具有不同特性的纖維部分也是在拉絲過程中通過改變該工藝過程的操作條件形成的。
在另一種場合下，可能需要在拉制光纖的特性方面作出一些局部變化，即只對上述光纖很小一段起作用的變化。這類情況在美國專利No.4,163,370中被描述，其中形成具有較大直徑的短光纖段，以改進(jìn)該光纖在模式色散方面的性能。
本申請人注意到，在需要形成包括許多互不相同的縱向部分的光纖的情況下，以不變的節(jié)距不中斷地將光纖纏繞在卷筒上并不是非常有利的，因為被纏繞光纖的不同部分隨后無法相互區(qū)分。解決這個問題的一種途徑是，給定的光纖部分一被完全纏繞，就中斷該纏繞過程因而中斷拉絲過程，以便能在這部分的末尾切斷光纖，并用一空白的卷筒取代這部分光纖已被纏繞到上面的卷筒。在這一點上可以重新開始此纏繞過程(以及拉絲過程)，而且下一部分光纖被纏繞在一新的卷筒上。然而，隨時中斷拉絲過程的需要可導(dǎo)致某些缺陷，其中包括時間喪失、來自予制棒的熔融材料損耗以及拉絲條件的可能性變化，例如由于該過程中特性參數(shù)的瞬時變化造成。
另一方面，例如纖維必須完全纏繞在同一卷筒上，則替代每一纏繞部分在終端處切斷纖維的，可能是將一標(biāo)記加在每一部分上的予定點，隨后加以識別。這種操作甚至可以不中斷拉絲過程進(jìn)行，如在美國專利No.5,400,422中早已提出和描述的。然而利用標(biāo)記識別纖維的不同部分是不可靠的，因為在額定的纖維松開速度下一或多個這樣的標(biāo)記可能偶然地被漏看。此外，這種技術(shù)在松開纖維的過程中通常要有對識別標(biāo)記負(fù)責(zé)任的操作者。
申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在纖維包括彼此不同的縱向部分的情況下，假如該纖維通過使其各自的與其相鄰部分的繞組節(jié)距不同的繞組節(jié)距同每一部分相關(guān)，則隨后在松開該纖維的過程中識別出這些部分，可以迅速而自動地以非常小的誤差可能性進(jìn)行。申請人特別提出一種能夠不中斷地進(jìn)行的纏繞方法，因而可避免以上缺點。
申請人也還發(fā)現(xiàn)，為在松開上述纖維的過程中將識別各種纖維部分誤差的可能性減至最小，優(yōu)選用周期性函數(shù)對該繞組節(jié)距進(jìn)行調(diào)制。這種繞組節(jié)距方面的變化，優(yōu)選通過用同樣的定則對在纏繞中卷筒的軸向移動速度進(jìn)行調(diào)制來進(jìn)行。如果該纖維已經(jīng)按這種方式纏繞，則隨后從該卷筒上松開纖維的過程中識別出不相同的纖維部分，根據(jù)本發(fā)明通過檢測纏繞節(jié)距的變化來進(jìn)行。
根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種將纖維元件纏繞到一支架上用的方法，所述纖維元件至少包括具有不同特性的兩個縱向部分，所述方法包括將上述纖維元件供給上述支架的步驟，其特征在于它包括使其各自的繞組參數(shù)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，且其各自的繞組參數(shù)值不同于與其相鄰部分相關(guān)的繞組參數(shù)值。
特別是，上述使各自的繞組參數(shù)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)的步驟。
特別是，上述使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制函數(shù)與上述每一部分相關(guān)的步驟。
更可取地是，上述使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制函數(shù)與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制頻率與上述每一部分相關(guān)的步驟，上述調(diào)制頻率則限定了(defing)各自周期性調(diào)制函數(shù)的基頻(main frequency)。
特別是，上述使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括在執(zhí)行上述將纖維元件供給支架步驟的同時，沿予定的方向以與上述繞組節(jié)距相關(guān)的速度移動上述支架的步驟。
上述將纖維元件供給支架的步驟，包括通過一饋送部件將上述纖維元件導(dǎo)向上述支架的步驟；作為對以上描述的比較方案，上述使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括在執(zhí)行上述導(dǎo)向步驟的同時，沿予定的方向以與上述繞組節(jié)距相關(guān)的速度移動上述饋送部件的步驟。
更可取地是，上述將纖維元件供給支架的步驟與一開始時刻和一結(jié)束時刻相關(guān)，并且包括測量上述開始時刻和上述結(jié)束時刻之間的時間，并使各自所述開始時刻和結(jié)束時刻之間的時間間隔與上述每一部分相關(guān)的步驟。
更可取地是，上述纖維元件為光纖；而且上述將纖維元件供給上述支架的步驟，是與生產(chǎn)上述光纖步驟同時進(jìn)行的；上述生產(chǎn)步驟則包括由一予制棒拉出上述光纖的步驟。
上述生產(chǎn)步驟包括設(shè)定工藝過程參數(shù)以便獲得上述纖維元件的予定特性的予備步驟，上述每一部分均與各自的一組上述參數(shù)值相關(guān)。
此外，優(yōu)選上述生產(chǎn)步驟包括在上述拉光纖步驟中執(zhí)行的測量過程變量和發(fā)信號的步驟，如果上述變量之一超過一予定閾值，則相應(yīng)的報警狀態(tài)表示具有缺陷的一纖維部分的存在；而且上述使各自的繞組參數(shù)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自的上述繞組參數(shù)值與上述具有缺陷的纖維部分相關(guān)的步驟。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于識別根據(jù)上述方法纏繞在一支架上的纖維元件不同縱向部分的方法，所述每一縱向部分具有與其相關(guān)的各自的繞組節(jié)距，其特征在于它包括以下步驟-從上述支架上松開上述纖維元件；-在上述松開步驟持續(xù)的過程中，檢測上述繞組節(jié)距的變化。
特別是，上述檢測繞組節(jié)距變化的步驟包括以下步驟-在上述松開步驟持續(xù)的過程中，重復(fù)測量與上述繞組節(jié)距相關(guān)的參數(shù)，以便獲得上述參數(shù)的連續(xù)值；以及-檢測上述參數(shù)值的變化。
更可取地是，上述用于識別不同縱向部分的方法還包括以下步驟-將所獲得的上述每一參數(shù)值與一組被儲存的值相比較，而且每一被儲存的值與上述縱向部分之一相關(guān)；以及-在上述比較的基礎(chǔ)上，識別出與所獲得的值相關(guān)的縱向部分。
更可取地是，上述檢測所述參數(shù)值變化的步驟包括以下步驟-儲存所獲得的值；-將上述參數(shù)的連續(xù)值與上述被儲存的值進(jìn)行比較；以及-在上述比較步驟的持續(xù)過程中，如果上述連續(xù)值不同于上述被儲存值，則中斷上述松開步驟。
更可取地是，上述測量所述參數(shù)的步驟，包括檢測一予定區(qū)域中該纖維元件跨越的實際點和上述區(qū)域一予定跨越點之間距離的步驟。
作為另一種選擇，上述測量所述參數(shù)的步驟，包括檢測從該支架松開纖維元件的方向和一予定方向之間角度的步驟。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種將纖維元件纏繞到一支架上用的裝置，所述纖維元件至少包括具有不同特性的兩個縱向部分，上述裝置包括-一將上述纖維元件供給上述支架用的饋送部件；以及-一移動裝置，用于沿一予定軸線以一予定的移動速度移動上述支架和上述饋送部件中任一或另一個，以便獲得一予定的繞組節(jié)距；
其特征在于它包括用于控制上述移動裝置的單元，被設(shè)計來控制上述移動速度，以使各自的(不同于與其相鄰部分相關(guān)的繞組節(jié)距的)繞組節(jié)距與其每一縱向部分相關(guān)。
更可取地是，至少上述繞組節(jié)距之一用一周期函數(shù)進(jìn)行調(diào)制。
更可取地是，上述纖維元件為光纖。
根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種用于識別纏繞到一支架上的纖維元件的不同縱向部分的裝置，所述每一縱向部分具有與其相關(guān)的各自的繞組節(jié)距，其特征在于它包括-一從上述支架上松開上述纖維元件用的裝置；-一被設(shè)計來重復(fù)測量與上述繞組節(jié)距相關(guān)的參數(shù)，并產(chǎn)生一表示上述參數(shù)的信號的傳感器裝置；以及-一被設(shè)計來接收上述信號，并在上述信號的基礎(chǔ)上檢測上述參數(shù)變化的處理單元。
特別是，上述處理單元包括-一用于比較上述參數(shù)的連續(xù)值的比較子單元；以及-一信號裝置子單元，如果上述連續(xù)的參數(shù)值彼此不相同，用于發(fā)信號表示一新的縱向部分存在。
更可取地是，上述傳感器裝置為一光學(xué)裝置，其具有一靈敏區(qū)域和在上述靈敏區(qū)域上的參考點，且被設(shè)計來檢測上述靈敏區(qū)中為上述纖維元件跨越的點和上述參考點之間的距離。
換一種方式，上述傳感器裝置為一被設(shè)計來檢測從支架上松開纖維元件的方向和一予定方向之間角度的裝置。
根據(jù)第五方面，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)纖維元件用的方法，所述方法包括從一予制棒拉制出上述纖維元件并形成該纖維元件具有不同特性的兩個縱向部分的步驟，其特征在于它包括將上述兩縱向部分纏繞到一支架上面，并使各自的繞組節(jié)距與上述兩縱向部分每一相關(guān)的步驟。
根據(jù)第六方面，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)纖維元件用的總成，包括一被設(shè)計來生產(chǎn)具有互不相同特性的至少兩個縱向部分的纖維元件的生產(chǎn)裝置，所述總成的特征在于它還包括一纏繞裝置，被設(shè)計來接收來自上述生產(chǎn)裝置的纖維元件，并將上述纖維元件纏繞到一支架上且使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)。
特別是，上述纏繞裝置包括-一沿予定的饋送方向?qū)⑸鲜隼w維元件供給上述支架用的饋送部件；以及-一軸向移動裝置，用于沿一予定方向以對上述每一部分為與涉及所述部分的繞組節(jié)距相關(guān)的軸向速度，移動上述支架和饋送部件中的任一個或另一個。
更可取地是，上述纏繞裝置包括一與上述軸向移動裝置相連的用于控制上述軸向速度的控制單元。
更可取地是，上述生產(chǎn)裝置包括與上述控制單元相連的一些傳感器裝置，上述每一傳感器裝置被設(shè)計來檢測各自工藝過程的變量。
更可取地是，上述總成還包括一用于識別纏繞在上述支架上的上述纖維元件的不同縱向部分的裝置，所述識別裝置包括-一被設(shè)計來將上述纖維元件從上述支架上松開的松開裝置；以及-一在松開上述纖維元件的過程中用于檢測上述繞組節(jié)距變化的檢測裝置。
特別是，上述檢測裝置包括-一被設(shè)計來產(chǎn)生一與上述繞組節(jié)距相關(guān)的信號的傳感器裝置；-一被設(shè)計來接收上述信號并從上述信號中獲得表示上述繞組節(jié)距值的處理單元。
特別是，上述傳感器裝置為一被設(shè)計來待上述纖維元件跨越的光學(xué)傳感器。
更可取地是，上述纖維元件為光纖，而且上述生產(chǎn)裝置為拉絲用的塔臺。
進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，可從以下參照下列附圖所作的描述中獲得-

圖1涉及一種用于拉制根據(jù)本發(fā)明形成的光纖的塔臺；-圖2表示根據(jù)本發(fā)明方法從卷筒上松開纖維用的裝置；-圖3為清楚起見，以取出的部件表示圖2所示裝置的變化；
-圖4以示意性簡化的形式表示其上有根據(jù)本發(fā)明方法纏繞的光纖的卷筒；-圖5表示根據(jù)本發(fā)明方法被用于調(diào)制該纖維繞組節(jié)距的兩個周期性函數(shù)的曲線圖；-圖6表示涉及本發(fā)明方法的某些步驟的流程圖；-圖7為涉及本發(fā)明方法的另一些步驟的流程圖。
圖1表示被設(shè)計來從予先制備的予制棒3進(jìn)行拉制光纖2的拉絲塔臺1。該拉絲塔臺1包括基本上沿一垂直方向(“塔臺”一詞即出自此)對準(zhǔn)的許多部件。選擇垂直方向是為了執(zhí)行由于需要利用重力而產(chǎn)生的拉絲過程的主要步驟，以便從予制棒3獲得一從中可拉制出光纖2的熔融材料的鑄件。
詳細(xì)地說，該塔臺包括一用于支承并供應(yīng)予制棒3的裝置4、一用于控制予制棒3熔融的加熱爐5、一從予制棒3拉出光纖2用的拉絲裝置6，以及用于纏繞光纖2的裝置7。
加熱爐5可以是任意類型的被設(shè)計來對予制棒的熔融進(jìn)行控制的?？梢杂迷谒_1中的加熱爐的例子被描述在美國專利Nos.4,969,941和5,114,338中。加熱爐5可配備一被設(shè)計來產(chǎn)生一指示爐內(nèi)溫度的信號的溫度傳感器(未表示)。爐溫是一在拉絲過程中可以變化的工藝參數(shù)，為的是改變光纖2的特性，例如為了改變光纖2的應(yīng)力。
最好在加熱爐5的出口處有一第一直徑傳感器8，例如干涉計量型的光學(xué)傳感器，其被設(shè)計來產(chǎn)生一表示沒有任何涂敷的光纖2直徑的信號。此第一直徑傳感器8最好還執(zhí)行表面缺陷檢測器的功能，以檢測光纖2玻璃中的缺陷，例如氣泡或雜質(zhì)。此第一個直徑傳感器8例如可以是法國CERSA，Park Expobat 53，Plan de Campagne，F(xiàn)13825，Cabriès，Cedex公司生產(chǎn)的LIS-G型傳感器。這種類型的傳感器被特別設(shè)計來產(chǎn)生一第一信號和第二信號，前者與被檢測的直徑值和予定的直徑值間之差成正比，后者則表示任意表面缺陷的存在。
一冷卻裝置9設(shè)置在加熱爐5和直徑傳感器8的下面，例如可以是帶有被設(shè)計來讓冷卻氣流通過的冷卻腔的類型。該冷卻裝置被相對于拉絲方向同軸設(shè)置，以使其可被離開加熱爐5的光纖2通過。冷卻裝置9例如可以是美國專利No.5,314,515描述的類型，或者美國專利No.4,514,205中描述的類型。該冷卻裝置9可配備一被設(shè)計來提供冷卻腔內(nèi)溫度指示的溫度傳感器(未表示)。由于光纖的拉制速度通常比較高，故此冷卻裝置9必須能讓光纖2迅速地冷卻到適于后續(xù)處理步驟的溫度，特別是適于下述的表面涂敷。冷卻腔內(nèi)的溫度乃是可以適當(dāng)變化的工藝參數(shù)，例如通過改變冷卻氣體的流動，為的是改變光纖2的特性。
第一和第二個涂敷裝置10和11沿垂直的拉絲方向被設(shè)置在冷卻裝置9的下面，且被設(shè)計來當(dāng)光纖2通過時分別在其上面沉積一第一保護(hù)涂層和一覆蓋其上的第二保護(hù)涂層。特別是，每一涂敷裝置10和11包括一被設(shè)計來將一予定量的樹脂施加到光纖上的相應(yīng)的涂敷單元10a和11a，和一相應(yīng)的固化樹脂用的固化單元10b和11b(例如紫外燈烘箱)，因而提供一穩(wěn)定的涂層。每一涂敷單元10a和11a所施加的樹脂量以及每一固化單元10b和11b中的溫度，在拉絲過程中為可變化的參數(shù)，以便產(chǎn)生具有不同涂層的光纖。涂敷裝置10和11例如可為美國專利No.5,366,527中描述的類型，而且可以包括與其許多差異，取決于擬在光纖2上形成的保護(hù)性涂層的個數(shù)。
在第一與第二涂敷裝置10和11的出口處可配備相應(yīng)的第二和第三個直徑傳感器12和13，例如美國專利No.4,280,827中描述的類型，其被設(shè)置來在相應(yīng)的第一和第二保護(hù)涂層施加之后，產(chǎn)生出表示光纖2直徑的相應(yīng)信號。這些信號例如可與測得的直徑值和予定的直徑值間的差成比例。
更可取地是，塔臺1還包括一涂敷缺陷檢測器18，被設(shè)置在第三直徑傳感器13的下面，且被設(shè)計來檢測該表面涂層上如氣泡、收縮或者鼓皰之類缺陷的存在，并產(chǎn)生一表示任意表面缺陷存在的信號。該檢測器18例如可以是BETA LASERMIKE，8001 Technology Blvd.Dayton，Ohio，45424，USA公司制造的3600 Flaw Detector型。
拉絲裝置6被設(shè)置在涂敷裝置10和11的下面，而且優(yōu)選為具有單滑輪或雙滑輪型。在此特定情況下，拉絲裝置6包括一馬達(dá)驅(qū)動單滑輪14，被設(shè)計來沿該垂直拉絲方向拉制光纖2。此拉絲裝置6可配備以角速度傳感器，被設(shè)計來在其操作過程中產(chǎn)生一表示滑輪14角速度的信號。拉絲過程中滑輪14的轉(zhuǎn)速因而光纖2的拉絲速度，乃是在拉絲過程中可以改變的工藝參數(shù)，以為了形成具有不同特性的纖維部分。例如，光纖2的拉絲速度可以獨立地或者與加熱爐5中溫度結(jié)合在一起變化，為的是在光纖2內(nèi)應(yīng)力方面產(chǎn)生變化和/或在光纖2直徑方向產(chǎn)生變化。此拉絲速度優(yōu)選大于5米/秒，而且大于10米/秒更為可取。
假如在拉絲過程中需要檢測光纖2的拉力，則塔臺1可配備一拉力監(jiān)視器(未表示)，優(yōu)選設(shè)置在加熱爐5和拉絲裝置6之間，且被設(shè)計來產(chǎn)生一表示光纖2拉力的信號。該監(jiān)視器例如可為美國專利5,316,562中描述的類型。
拉絲過程中在光纖2的直徑發(fā)生不希望有的變化的情況下，直徑傳感器8和12的信號可被利用來自動改變光纖2的拉絲速度，以便再一次獲得予定的直徑值。實際上，如果該直徑減小到預(yù)定的閾值以下，則拉絲速度被減小一與直徑減小成比例的量；同時，如果該直徑增加到高于另一予定的閾值，則拉絲速度提高一與直徑增加成比例的量。使用直徑傳感器信號和表面缺陷傳感器的實例，可由美國專利5,551,967，5,449,393和5,073,179提供。直徑傳感器和表面缺陷傳感器的個數(shù)和配置可與這里指出的不同。
塔臺1優(yōu)選包括一用于調(diào)節(jié)光纖2拉力的裝置15，其被設(shè)置在拉絲裝置6和纏繞裝置7之間，且被設(shè)計來使光纖2的任何拉力變化平衡。該裝置15優(yōu)選包括第一滑輪15a、第二滑輪15b和第三滑輪15c，并且前兩個滑輪15a和15b被空載安裝在一固定位置，第三輪滑15c則在其重力和光纖2拉力作用下沿圖1指示的垂直方向自由運動。實際上，如果存在光纖2拉力不希望有的增大，則滑輪15c上升；如果存在光纖2拉力不希望有的減小則其下降，以便保持上述固定拉力。此滑輪15a可配備一軸向位置傳感器，被設(shè)計來產(chǎn)生一表示滑輪15c垂直位置因而表示光纖2拉力的信號。用于調(diào)節(jié)光纖拉力的類似裝置可設(shè)置在拉絲裝置6的下游，如美國專利No.4,163,370中所述。
纏繞裝置7包括一繞線筒16和一用于支承和移動繞線筒16的部件17。繞線筒16具有軸16a并限定一用于支撐光纖2的圓柱表面。部件17被設(shè)計來支承繞線筒16，并使其以受控制方式既繞軸16a又沿軸16a運動。
纏繞裝置7還包括一用于供應(yīng)光纖的裝置19，其被設(shè)計來沿基本上垂直于軸16a的方向?qū)⒐饫w2供應(yīng)給繞線筒16。在圖1所示的特定實施例中，該裝置19包括一與繞線筒16相對設(shè)置的滑輪19a，且被設(shè)計來從拉力調(diào)節(jié)裝置15接收光纖2并將其提供給繞線筒16。另一滑輪20可以存在，為的是將光纖2從拉力調(diào)節(jié)裝置15導(dǎo)向滑輪19a。需要時可以使用其它任何滑輪(或其它類型的導(dǎo)向元件)。該纏繞裝置7此外還包括一線速度傳感器和一角速度傳感器(未表示)，例如編碼器，被設(shè)計來產(chǎn)生分別代表繞線筒16沿軸16a直線運動的速度及其繞軸16a旋轉(zhuǎn)運動速度的相應(yīng)信號。
拉絲塔臺1還包括一處理和控制單元21，其與沿塔臺1提供的傳感器和檢測器以及塔臺1的所有部件電連接，其操作可從外部控制。單元21被設(shè)計來在予置的工藝參數(shù)值的基礎(chǔ)上以及在沿塔臺1設(shè)置的傳感器和檢測器產(chǎn)生的信號的基礎(chǔ)上，控制拉絲過程的各個步驟。單元21和與之相連接的各部件間的信息交換，通過電子接口進(jìn)行(為清楚起見，只表示出其中的三個，即22，23和24)，上述的接口能將上述單元21產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適于操作各個部件的模擬信號(例如電壓)，并且還能將從傳感器和檢測器接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成被設(shè)計來由上述單元譯碼(interpret)的數(shù)字信號。此單元21還被設(shè)計來將沿塔臺設(shè)置的傳感器和檢測器測出的參數(shù)值與予定的閾值進(jìn)行比較，并且在閾值之一被超出的場合下產(chǎn)生一表示第j個報警狀態(tài)的報警碼Aj。
圖1中所示的三個電子接口22-24，被設(shè)計來讓單元21和拉絲裝置6之間以及單元21和纏繞裝置7之間交換信息。詳細(xì)說來，第一個接口22讓處理和控制單元21，既將控制信號發(fā)送給拉絲裝置6的馬達(dá)驅(qū)動部件以控制滑輪14的角速度，又接收來自與上述拉絲裝置6相關(guān)聯(lián)的角速度傳感器的信息。由23表示的第二個控制接口，既讓單元21將控制信號發(fā)送給部件17以控制繞線筒16的旋轉(zhuǎn)速度，又接收來自與纏繞裝置7相關(guān)聯(lián)的角速度傳感器的信息。第三個控制接口22，既讓單元21將控制信號發(fā)送給部件17以控制繞線筒16沿軸16a移動的速度，又接收來自與纏繞裝置7相關(guān)聯(lián)的線速度傳感器的信息。
在光纖2纏繞的過程中，繞線筒16的平移使光纖2進(jìn)行螺旋形纏繞。換一種方式，將光纖2螺旋形纏繞到繞線筒16上，可以通過保持繞線筒16軸向固定，并且沿與繞線筒16軸線平行的方向19b移動滑輪19a來完成。此平移運動是由〔單元21和軸向位置傳感器(未表示)所檢測的滑輪19a的軸向位置控制的〕運動部件19c(僅以虛線示意表示)完成的。在滑輪19a被固定且繞線筒16可移動和滑輪19a可移動且繞線筒16被固定這兩種情況下，光纖2饋送給繞線筒16的方向，在具有幅度等于繞線筒16長度的空間間隔內(nèi)平行于其自身移動。按照受控制的方式將光纖2纏繞到繞線筒16上用的方法，將參照圖6所示流程圖描述如下。
在光纖已被完全拉制并纏繞之后，為了使用它必須從繞線筒16上松開。在圖2中，30表示一種能讓光纖2從繞線筒16上松開、識別出光纖2的不同部分并且分別再將這些部分纏繞到各自繞線筒31上的裝置。
該裝置30包括一用于支承繞線筒16并使其運動的部件25、一用于支承繞線筒31并使其轉(zhuǎn)角運動的部件(未表示)、一處理和控制單元26、一光學(xué)傳感器33，最好還包括一用于調(diào)節(jié)光纖拉力的裝置34，例如與圖1中裝置15相同類型的裝置。如果需要，該裝置30還包括一用于自動更換繞線筒31的裝置，例如美國專利No.4,138,069中描述的類型。
第一個部件25被設(shè)計來以受控制的方式使繞線筒16既繞其軸旋轉(zhuǎn)又沿其軸移動，例如可由早先為纏繞使用的部件17構(gòu)成。單元26被設(shè)計來通過電子接口27和28(等效于圖1中的接口22和23)操作運動部件25，例如可由為纏繞使用的單元21構(gòu)成。如果該單元26與單元21有所不同，那么它被設(shè)想為可以使用拉絲和纏繞過程之前和過程之中存儲在單元21中的所有信息。
光學(xué)傳感器33可以由平行光線型、矩陣型(包括CCD攝象機)或其它任何類型的位置傳感器構(gòu)成，適于沿至少一個方向檢測具有與光纖2橫向尺寸相同的物體在靈敏區(qū)域中的位置。
光學(xué)傳感器33被安置在繞線筒16的對面某一位置，以使其靈敏區(qū)域在松開光纖2的過程中能被元件2跨越。光學(xué)傳感器33與處理單元21電連接，且被設(shè)計來在松開光纖2的過程中，向單元26發(fā)送一代表該靈敏區(qū)中光纖2跨越的實際點和一預(yù)定跨越點(例如該靈敏區(qū)域的中心點)之間距離的信號S。
處理單元26被設(shè)計來利用該信號S中包含的信息，以便對繞線筒16的移動速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。事實上在每一瞬間該移動速度的變化量與信號S的絕對值和符號成比例，以使光纖2在預(yù)定的跨越點上通過光學(xué)傳感器33的靈敏區(qū)域從而將信號S減至最小。
在每一瞬間，實際跨越點和預(yù)定跨越點之間的距離取決于與所考慮部分的繞組節(jié)距相關(guān)的隨空間改變的定律(spatial law)。因此，該信號S從而還有繞線筒16的移動速度，將按照與支配繞組節(jié)距的隨空間改變的定律相關(guān)的隨時間改變的定律進(jìn)行調(diào)制。
圖3以示意性局部方式表示該松開裝置30的可能性變化。圖3中以30’表示的松開裝置區(qū)別于裝置30在于，光學(xué)傳感器33由一回轉(zhuǎn)滑輪37(例如可以是拉力調(diào)節(jié)裝置34的第一滑輪)和一角位置傳感器38(例如一編碼器)取代。滑輪37被設(shè)置在繞線筒16的前面，以便在松開過程中接收光纖2且被設(shè)計來圍繞垂直于圖面的軸39回轉(zhuǎn)。角位置傳感器38被設(shè)置在滑輪37和繞線筒16之間，且被設(shè)計來檢測光纖2延伸到滑輪37相對于垂直軸16a的方向(以虛線表示)的夾角α。在松開光纖的過程中，繞線筒16保持軸向固定，以使α角在每一瞬間均與所述部分的繞組節(jié)距相關(guān)。因此，按照與前述情況類似的方式，傳感器38被設(shè)計來產(chǎn)生一時間進(jìn)展(time progression)與繞組節(jié)距的空間進(jìn)展(spatial progression)相關(guān)的信號S’e。
圖1所示的拉絲平臺1和圖2所示的松開裝置30(或圖3所示的裝置30’)允許執(zhí)行一種自動化了的方法，用于生產(chǎn)和纏繞具有不同縱向部分的光纖，并且隨后在松開上述光纖的過程中用于識別出這些部分。
在拉光纖的過程中，具有不同特性的纖維部分，可以根據(jù)工藝過程本身不希望有的變化或者拉絲過程中光纖2中缺陷的存在，通過自動或者非自動地改變一或多個工藝參數(shù)(例如象加熱爐5中的溫度)來形成。例如光纖2可以在其整個長度上為均質(zhì)的和均勻的，除了存在缺陷或需要變化的一或多個短線段之外。典型的例子是在早先提出的美國專利No.4,163,370中描述的，其中形成一具有較大直徑的短的光纖段，為的是以模式色散來改進(jìn)光纖的性能。在實際感興趣的其它一些實例中，諸如本專利前序部分中描述的，該光纖可以包括互不相同的許多相鄰部分。為了描述本發(fā)明的方法，光纖2的普遍性例子被認(rèn)為包括具有不同特性的N個縱向部分P1，P2，…，PN(其中N≥2)。
根據(jù)本發(fā)明，在纏繞過程中對于每一不同的光纖部分其繞組節(jié)距是變化的，為的是與其相鄰的部分加以識別。按照這種方式，在隨后松開光纖2的過程中，每一不同的部分可根據(jù)其繞組節(jié)距加以識別。實際上根據(jù)本發(fā)明，相應(yīng)的繞組節(jié)距p1，p2，…，pN與P1，P2，…，PN這N個部分相關(guān)，對上述這些節(jié)距加以選擇，以使不同的繞組節(jié)距與其相鄰的部分相關(guān)。纏繞節(jié)距p1，p2，…，pN根據(jù)預(yù)定的隨空間改變的定律進(jìn)行選擇。更準(zhǔn)確地說，通用部分P1的繞組節(jié)距pi乃是沿繞線筒16軸16a測得的橫坐標(biāo)x的函數(shù)，因而可通過函數(shù)pi(x)表示。對于繞組節(jié)距的最小值是由被纏繞光纖2的直徑確立的。繞組節(jié)距的太高值擬予避免，因其會造成繞線筒16上大量的空間丟失。因此有可能將繞組節(jié)距值限定在一優(yōu)選的范圍。例如對于直徑約為0.25mm的光纖來說，優(yōu)選的繞組節(jié)距范圍可在0.3mm(參照工作限差選擇的)和3mm之間。
在最簡單的情況下，繞組節(jié)距p1，p2，…，pN可以具有互不相同的固定值。例如，假定光纖2包括四個不同的部分P1，P2，P3和P4，則其繞組節(jié)距可具有以下值p1＝0.3mm；p2＝1.2mm；p3＝2.1mm；p4＝3mm。然而固定繞組節(jié)距的測定可能受到不能預(yù)料因素的影響，例如由于光纖2在纏繞或松開過程中發(fā)生擺動。因此，如果光纖2包括若干個不同的部分，而且在優(yōu)選間隔內(nèi)選出的節(jié)距值彼此接近，則在松開光纖2的過程中識別不同的部分會成為困難。
為了能夠以最高的精度獨立地識別許多不同光纖部分的存在，優(yōu)選其繞組節(jié)距按照一周期型函數(shù)被加以調(diào)制。該繞組節(jié)距的調(diào)制，可通過按照一與上述空間函數(shù)對應(yīng)的時間函數(shù)對纏繞過程中繞線筒16沿其軸16a移動的速度進(jìn)行調(diào)制來獲得。按一種方式，如果繞線筒16沿軸向固定而且滑輪19a可沿方向19b運動，則此調(diào)制被施加在滑輪19a沿軸19b移動的速度上面。
通用的周期為T的周期性時間函數(shù)s(t)具有的基頻為fo＝1/T，并可通過付立葉級數(shù)展開式表示s(t)=Σk=-∞+∞S(kfo)foei2πfot]]>其中k假定為整數(shù)值，并且S(kfo)=∫-∞+∞s(t)e-i2πKfotdt]]>優(yōu)選此用于調(diào)制繞組節(jié)距的函數(shù)包括一低次諧波(即具有多種基波頻率的正弦成分)，以使基頻fo容易得出。更為可取地是，此周期函數(shù)為一正弦函數(shù)，因而其特征在于單一頻率。
因此，與選定的特殊周期函數(shù)的基頻相重合的調(diào)制頻率fmod，與繞組的節(jié)距相關(guān)。
為了識別不同的光纖部分，也可能利用從固定函數(shù)、正弦函數(shù)或具有若干諧波的周期函數(shù)中選出的不同類型的函數(shù)對繞組節(jié)距進(jìn)行調(diào)制。例如，第一部分可以用固定的節(jié)距進(jìn)行纏繞，第二部分可以用以三角形函數(shù)調(diào)制的節(jié)距纏繞，第三部分可以用以正弦函數(shù)調(diào)制的節(jié)距纏繞，如此等等。另一方面，假如光纖在其整個長度上基本上為均質(zhì)的和均勻的，除了例如作為布喇格光柵沿該光纖形成情況的預(yù)定個數(shù)的部分之外，則優(yōu)先賦予該光纖以固定的繞組節(jié)距，并連同具有不同特性的部分一起改變其繞組節(jié)距，例如用一周期函數(shù)對其調(diào)制。圖4單純通過舉例表示根據(jù)本發(fā)明技術(shù)形成的繞組，其中該繞組的第一層涉及一固定繞組節(jié)距與之相關(guān)的第一個光纖部分P1，而第二層涉及一用一周期性函數(shù)調(diào)制的節(jié)距與之相關(guān)的第二光纖部分P2。
為了獲得繞組節(jié)距用一預(yù)定的周期函數(shù)進(jìn)行調(diào)制，單元21必須將一根據(jù)所想望的定則進(jìn)行調(diào)制的控制信號提供給部件17(如果它是可動的則提供給該部件的動滑輪19a)。此信號每次當(dāng)被纏繞的光纖2在繞線筒16上結(jié)束一層時必須有一不同的符號。
在最一般的情況下，傳遞給繞線筒16(或者滑輪19a)的用于纏繞Pi部分的移動速度vi(t)，將是一固定項和一被調(diào)制項之和vi(t)＝vo[1+Fl(t)]其中Fl(t)為被選擇來調(diào)制Pi部分的繞組節(jié)距的特定函數(shù)。如上所述，該函數(shù)Fl(t)可以是一固定函數(shù)或者更復(fù)雜的函數(shù)，且優(yōu)選為如上限定的周期性函數(shù)s(t)。
在正弦型的調(diào)制函數(shù)Fl(t)的最簡單的情況下，被傳遞給繞線筒16的移動速度vi(t)乃是一固定項和一正弦項相加的結(jié)果vi(t)＝vo(1+Asen2πflt)其中fl為被選擇用于纏繞Pi部分的調(diào)制頻率fmod的值。
因此，繞組節(jié)距p按照類似的隨時間改變的定律被進(jìn)行調(diào)制pl(t)＝po(1+Bsen2πfit)其中po＝voTo如果繞線筒16的轉(zhuǎn)速固定，則此隨時間改變的定律被轉(zhuǎn)換成等效的隨空間改變的定律，其中時間t被沿繞線筒16軸線測得的橫坐標(biāo)x取代。在更為復(fù)雜的周期函數(shù)的情況下，這些隨時間和隨空間改變的定律將包括一系列諧波。
圖5單純地通過實例分別表示涉及第一部分P1和第二部分P2的繞組節(jié)距p1(t)和p2(t)的時間進(jìn)展。此節(jié)距p1(t)和p2(t)被利用具有相應(yīng)的周期T1和T2以及相應(yīng)的基頻f1＝1/T1和f2＝1/T2的相應(yīng)的三角型函數(shù)s1(t)和s2(t)進(jìn)行調(diào)制。可能的頻率值例如f1＝20Hz和f2＝8Hz。在所表示的實例中，繞組節(jié)距在同樣的最小值Pmin＝0.3mm和同樣的最大值pmax＝3mm之間波動。
如果需要的話，與一部分關(guān)聯(lián)的繞組節(jié)距值的波動幅度可以不同于其它部分的繞組節(jié)距值的波動幅度。
利用周期性函數(shù)對繞組節(jié)距進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，與繞組節(jié)距選定為常數(shù)值的情況相比有很大的優(yōu)點。事實上，假如繞組節(jié)距值的波動足夠?qū)?，以將纏繞和松開過程中通常發(fā)生的機械振動的作用減少到可忽略的水平，則根據(jù)上述技術(shù)測量繞組節(jié)距只有非常小的誤差。
根據(jù)本發(fā)明的方法，將參照圖6和7中的流程圖詳細(xì)描述如下。該方法將參照控制光纖2的過程進(jìn)行描述，且此光纖2包括N個依次相連的縱向部分P1，P2，…PN，其中每一部分至少具有一個可檢測出來的與其相鄰部分不同的特征。
在該方法的初始步驟(方框100)，工藝參數(shù)被輸入單元21。具體說來，對于每一個待形成的縱向部分Pi，輸入一組工藝參數(shù)值G1，上述值是被挑選出來的，以獲得光纖2所希望的特性。對于待形成的每一部分P1來說，擬與此部分的繞組節(jié)距相關(guān)的各自的隨空間改變的定律，也被輸入。下面，只有此隨空間改變的定律與以基本調(diào)制頻率fmod為特征的周期函數(shù)相對應(yīng)的優(yōu)選情況將被考慮。因此，繞組節(jié)距不同于與其相鄰部分相關(guān)的各自的調(diào)制頻率fmod值fi，與每一不同部分Pi相關(guān)。
在對于不同部分的設(shè)想長度和設(shè)想的纏繞速度的基礎(chǔ)上，對于處理和纏繞P1，P2，…PN各個部分的時間間隔T1，T2，…TN也被確定。通用的時間間隔Ti被定義為該部分P1的處理結(jié)束的時刻tj。單元21配備一內(nèi)部時鐘，用于測量自拉絲過程開始時刻的時間。換一種方式，代替預(yù)先確定時間間隔T1，T2，…TN，有可能限定用來形成P1，P2，…，PN部分的預(yù)制棒3的縱向部分。在這種情況下，Pl部分處理結(jié)束的通用時刻ti在拉絲過程中被進(jìn)行檢測，并且同光纖的Pi部分從中拉出的預(yù)制棒部分的結(jié)束時刻相同。
該參數(shù)設(shè)定步驟并且設(shè)想對于每一種可能的過程將一可(在來自于沿塔臺1設(shè)置的傳感器和檢測器的信號的基礎(chǔ)上)檢測的報警狀態(tài)和一(不同于用來識別P1，P2，…，PN部分的)用來調(diào)制繞線筒16移動速度的調(diào)制頻率fmod的相應(yīng)值fAj輸入單元21。實際上，調(diào)制頻率fmod的相應(yīng)值fAj被賦予每個報警碼Aj。在頻率fAj上調(diào)制的持續(xù)時間與報警狀態(tài)的持續(xù)時間相同，或者，假如報警狀態(tài)持續(xù)時間特別短(如在檢測表面缺陷情況下那樣)，它可以等于一預(yù)定的持續(xù)時間TAj。
一旦完成對該參數(shù)的輸入，單元21便將相應(yīng)的控制信號傳送給與之相連的塔臺1的各個部件以便啟動拉絲過程。具體說來，單元21驅(qū)動各個部件，并在G1組工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上建立為拉制第一部分P1所設(shè)想的操作條件(方框110)。與此同時，單元21起動它的時鐘，并且賦予代表正在被處理的光纖部分的變量i以值1。
一預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角速度ωa，1和一移動速度v1被賦予繞線筒16，且此移動速度v1等于v1(t)＝vo(1+Asen2πf1t)假設(shè)滑輪16的旋轉(zhuǎn)周期To不變，則第一部分P1被纏繞的繞組節(jié)距等于p1(t)＝po(1+Bsen2πf1t)在拉制光纖2的過程中，單元21不斷地接收來自傳感器和檢測器的信號并且檢查是否存在過程報警(方框120)。
如果沒有過程報警存在(方框120選擇N)，則單元21檢查是否t＜ti(其中在第一部分P1的情況下i等于1)，即檢查是否Pi部分的處理和纏繞必須繼續(xù)(方框130)。如果t＜ti(方框130選擇Y)，即如果所述部分的處理尚沒有完成，則這部分的處理和纏繞繼續(xù)進(jìn)行而不改變。另一方面，如果所述部分的處理和纏繞已經(jīng)完成(方框130的N選擇)，則單元21檢查是否t＜tN，即如果光纖2的拉絲過程必須繼續(xù)，或者如果已到達(dá)終點(方框140)。如果處理結(jié)束的時刻tN尚沒有達(dá)到(方框140選擇Y)，則單元21使變量i的值增加1個單位，賦予調(diào)制頻率fmod以fi+1的值，并且選擇與后續(xù)部分Pl+1相關(guān)的工藝參數(shù)Gi+1(方框150)。此工藝條件隨后加以改變，以便獲得為處理Pl+1部分所設(shè)想的條件。與此同時，單元21經(jīng)過接口23將一用頻率fi+1調(diào)制繞線筒16移動速度的調(diào)制信號發(fā)送到部件17。如果繞線筒16軸向固定而且滑輪19a沿軸向移動，則此調(diào)制頻率被用來調(diào)制滑輪19a的移動速度。在兩種情況的每一種情況下，頻率fi+1均與新的光纖部分Pi+1的繞組節(jié)距相關(guān)。
在拉絲過程中，如果單元21從傳感器和檢測器接收一確定為第j種報警狀態(tài)的信號(方框120選擇Y)，則其產(chǎn)生相應(yīng)的報警碼Aj并賦予該調(diào)制頻率fmod一與此報警碼相關(guān)的值fAj(方框170)。一用頻率fAj調(diào)制的控制信號然后發(fā)送給運動部件17，而且繞組節(jié)距按此頻率被進(jìn)行調(diào)制。此狀態(tài)被保持直到報警信號停止，或者換一種方式，被保持到報警信號被接收之后預(yù)先存在的與Pl部分相關(guān)的條件被重建時的一個周期Taj之后(方框120選擇N)。
當(dāng)被檢測到用以表示過程結(jié)束的時刻tN已經(jīng)達(dá)到時(方框140選擇N)，換句話說當(dāng)光纖的最后部分PN已被處理并纏繞時(方框160)，此纏繞過程終止。
在纏繞過程結(jié)束時，光纖2被完全纏繞到繞線筒16上面。光纖的各個部分P1，P2，…，PN形成給定數(shù)目的纏繞層，其中的每一層以其自身用相應(yīng)頻率調(diào)制的繞組節(jié)距被纏繞。
從繞線筒16上松開光纖2的過程，借助于圖2或圖3中的裝置進(jìn)行，并且參照圖7的流程圖描述如下。
松開光纖的過程通過賦予繞線筒16和31以相應(yīng)的預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度啟動(方框200)，該速度被進(jìn)行選擇以使光纖2從繞線筒16上松開的速度等于光纖2纏繞到繞線筒31上的速度。松開過程中繞組筒16的旋轉(zhuǎn)速度ωs可以與纏繞過程中的轉(zhuǎn)速ωa不同，通常ωs＝Kωa，其中K為常數(shù)。速度ωs是在一短的初始瞬變過程后達(dá)到的。
在從繞線筒16上松開的過程中，光纖2將通過光學(xué)傳感器33的靈敏區(qū)域，隨后由其產(chǎn)生出信號S(方框210)。同樣的過程發(fā)生在另一種傳感器38的情況下，隨后涉及信號S的每個考慮被理解為也可應(yīng)用于信號S’。如以上解釋的那樣，信號S按照(類似于所述光纖部分的繞組節(jié)距以隨空間改變的定律被調(diào)制的)隨時間改變的定律被進(jìn)行調(diào)制。具體說來，信號S被利用來進(jìn)行調(diào)制的頻率fs，借助于等式fs＝Kfmod與用于調(diào)制所述光纖部分繞組節(jié)距的頻率fmod成線性關(guān)系。
第一個被松開的部分與最后一個被纏繞的部分相吻合(coincide)，即與PN部分或與報警狀態(tài)下被纏繞的部分相吻合。
單元21接收信號S、提取頻率值fmod，并且通過被提取頻率值和拉絲過程前予置的一組頻率值之間(fi和fAj)進(jìn)行比較對松開的部分進(jìn)行識別。被檢測的調(diào)制頻率fmod值賦予變量f且被儲存(方框230)。
在圖2中裝置30的情況下，一接收到信號S，單元26便在上述信號S的絕對值和符號的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)繞線筒16的移動速度。具體說來，其移動速度被進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便將靈敏區(qū)中的實際跨越點移動到盡可能接近予定的跨越點，因而將S的值減至最小。按照這種方式，繞線筒16的移動速度用頻率fs進(jìn)行調(diào)制。在松開過程開始和執(zhí)行包括產(chǎn)生信號S并調(diào)節(jié)繞線筒16移動速度的上述步驟之間經(jīng)過一短的時間周期，以致用頻率fs調(diào)制繞線筒16的速度實際上發(fā)生在從松開過程開始一筒短的初始瞬態(tài)之后。在圖3中松開裝置30’的情況下，包括調(diào)節(jié)繞線筒16移動速度的步驟并不存在。
這些步驟(方框200-220)中的第一個程序，目的在于識別第一個松開的部分，并且賦予下述用于確定各連續(xù)部分的一步驟循環(huán)之后的變量f一第一個值。
在松開光纖2的過程中，單元26例如利用用于檢測繞線筒16上是否存在光纖的裝置(未表示)的信號，不斷地檢查光纖2的松開過程是否已經(jīng)完成(方框230)。如果松開過程尚未完成，即如果繞線筒16仍然包含待松開的光纖(方框230選擇N)，則此過程將繼續(xù)，而且處理單元再對誤差信號S進(jìn)行處理，以便提取頻率fmod(方框240)。然后將此頻率fmod的值通過單元26的比較子單元(未表示)同與變量f相關(guān)的值比較(方框250)。如果頻率fmod的值與f的值一致(方框250選擇Y)，這意味著新的光纖部分尚不存在，因此恰如上述的步驟循環(huán)(方框230-250)可以重復(fù)而不改變。
另一方面，如果fmod的值與f的值不同(方框250選擇N)，這意味著具有不同特性的光纖部分的松開已經(jīng)開始。在這種情況下，松開光纖的過程中斷(方框260)，并且單元26轉(zhuǎn)到(通過比較fmod的值與所儲存的頻率值)識別新光纖部分的特性或此頻率與之關(guān)聯(lián)的報警狀態(tài)(方框270)。然后由該單元26通過其(未表示的)信號傳輸子單元(例如顯示子單元)將關(guān)于上述部分已被完全松開的指示和涉及新光纖部分的信息(具體如涉及此光纖部分特性的信息；或者如果此光纖部分已在報警狀態(tài)下被纏繞，則關(guān)于其在纏繞過程中出現(xiàn)報警狀態(tài)的信息；或涉及纏繞過程中所述光纖部分上任何類型缺陷被檢測的信息)提供給操作者(方框280)。這時操作者能夠介入，以便切斷光纖2并用空白的繞線筒取代含有剛好被松開部分的繞線筒31(方框290)。然后松開過程重新開始(方框300)，而且上述步驟(方框230-250，如果需要的話還有260-300)重復(fù)，直到檢測到光纖已被完全松開(方框230選擇Y)為止，在這種情況下此松開過程結(jié)束(方框310)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)纖維元件(2)用的方法，所述方法包括從一予制棒(3)拉制出上述纖維元件并形成該纖維元件具有不同特性的兩個縱向部分(Pi)的步驟，其特征在于它包括將上述兩縱向部分纏繞到一支架(16)上面，并使各自的繞組節(jié)距(pi)與上述兩縱向部分每一相關(guān)的步驟。
2.一種生產(chǎn)纖維元件用的總成，包括一被設(shè)計來生產(chǎn)具有互不相同特性的至少兩個縱向部分(Pi)的纖維元件(2)的生產(chǎn)裝置(2-5，8-15)，所述總成的特征在于它還包括一纏繞裝置(7，21，22，23)，被設(shè)計來接收來自上述生產(chǎn)裝置的纖維元件，并將上述纖維元件纏繞到一支架(16)上且使各自的繞組節(jié)距(pi)與上述每一部分相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的總成，其特征在于所述纏繞裝置(7)包括-一沿預(yù)定的饋送方向?qū)⑸鲜隼w維元件(2)供給上述支架(16)用的饋送部件(19a)；以及-一軸向移動裝置(17，19c)，用于沿一預(yù)定方向(16a，19b)以對上述每一部分為與涉及所述部分的繞組節(jié)距相關(guān)的軸向速度，移動上述支架(16)和饋送部件(19a)中的任一個或另一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的總成，其特征在于它包括一用于識別纏繞在上述支架上的上述纖維元件(2)的不同縱向部分的裝置，所述識別裝置包括-一被設(shè)計來將上述纖維元件(2)從上述支架(16)上松開的松開裝置(25，31，34)；以及-一在松開上述纖維元件(2)的過程中用于檢測上述繞組節(jié)距變化的檢測裝置(26；33；26，38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于上述檢測裝置包括；-一被設(shè)計來在上述纖維元件跨越的敏感區(qū)域該點的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一與上述繞組節(jié)距相關(guān)聯(lián)信號(S，S’)的傳感器裝置(33，38)；-一被設(shè)計來接收上述信號并從上述信號中獲得表示上述繞組節(jié)距值的處理單元(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一權(quán)利要求的裝置，其特征在于上述纖維元件(2)為光纖，而且上述生產(chǎn)裝置(1)為拉絲用的塔臺
7.一種將纖維元件(2)纏繞到一支架(16)上用的方法，所述纖維元件至少包括具有不同特性的兩個縱向部分(Pi)，上述方法包括將上述纖維元件供給上述支架的步驟，其特征在于它包括使其各自的繞組參數(shù)(pi)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，且其各自的繞組參數(shù)值不同于與其相鄰部分相關(guān)的參數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于上述使各自的繞組參數(shù)(pi)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自的繞組節(jié)距(pi)與上述每一部分相關(guān)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于上述使各自的繞組節(jié)距與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制函數(shù)[sl(t)]與上述每一部分相關(guān)的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于上述使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制函數(shù)與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自對上述繞組節(jié)距的調(diào)制頻率(fi，fAj)與上述每一部分相關(guān)的步驟，上述調(diào)制頻率限定了各自周期性調(diào)制函數(shù)的基頻。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于上述使各自的繞組節(jié)距(pi)與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括在執(zhí)行上述將纖維元件供給支架步驟的同時，沿預(yù)定的方向(16a)以與上述繞組節(jié)距相關(guān)的速度移動上述支架的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于上述將纖維元件供給支架的步驟，包括通過一饋送部件(19a)將上述纖維元件導(dǎo)向上述支架的步驟；而且上述使各自的繞組節(jié)距(pi)與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括在執(zhí)行上述導(dǎo)向步驟的同時，沿預(yù)定的方向(19b)以與上述繞組節(jié)距相關(guān)的速度移動上述饋送部件的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于上述纖維元件(2)為光纖；而且上述將纖維元件供給上述支架的步驟，是與生產(chǎn)上述光纖步驟同時進(jìn)行的；上述生產(chǎn)步驟則包括由一予制棒拉出上述光纖的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于上述生產(chǎn)步驟包括在上述拉光纖步驟中執(zhí)行的測量過程變量和發(fā)信號的步驟，如果上述變量之一超過一預(yù)定閾值，則相應(yīng)的報警狀態(tài)表示具有缺陷的一纖維部分的存在；而且上述使各自的繞組參數(shù)(pi)值與上述每一部分相關(guān)的步驟，包括使各自的上述繞組參數(shù)(pi)值與上述具有缺陷的纖維部分相關(guān)的步驟。
15.一種用于識別按照權(quán)利要求7至14中任一權(quán)利要求所述方法纏繞到一支架上的纖維元件的不同縱向部分的方法，所述每一縱向部分具有與其相關(guān)的各自的繞組節(jié)距，其特征在于它包括以下步驟-從上述支架上松開上述纖維元件；-在上述松開步驟持續(xù)的過程中，檢測上述繞組節(jié)距的變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于，上述檢測繞組節(jié)距變化的步驟包括以下步驟-在上述松開步驟持續(xù)的過程中，重復(fù)測量與上述繞組節(jié)距相關(guān)的參數(shù)，以便獲得上述參數(shù)的連續(xù)值；以及-檢測上述參數(shù)值的變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于它包括以下步驟-將所獲得的上述每一參數(shù)值與一組被儲存的值相比較，而且每一被儲存的值與上述縱向部分之一相關(guān)；以及-在上述比較的基礎(chǔ)上，識別出與所獲得的值相關(guān)的縱向部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其特征在于上述測量所述參數(shù)的步驟，包括檢測一預(yù)定區(qū)域中該纖維元件跨越的實際點和上述區(qū)域一預(yù)定跨越點之間距離的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其特征在于上述測量所述參數(shù)的步驟，包括檢測從該支架松開纖維元件的方向和一預(yù)定方向之間角度的步驟。
20.一種將纖維元件(2)纏繞到一支架(16)上用的裝置，所述纖維元件至少包括具有不同特性的兩個縱向部分(Pi)，上述裝置包括-一將上述纖維元件供給上述支架用的饋送部件(19a)；以及-一移動裝置(17，19c)，用于沿一預(yù)定軸線以一預(yù)定的移動速度移動上述支架和上述饋送部件中任一或另一個，以便獲得一預(yù)定的繞組節(jié)距；其特征在于它包括用于控制上述移動裝置(17，19c)的單元(21)，被設(shè)計來控制上述移動速度，以使各自的(不同于與其相鄰部分相關(guān)的繞組節(jié)距的)繞組節(jié)距(pi)與其每一縱向部分相關(guān)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，至少上述繞組節(jié)距之一用一周期函數(shù)進(jìn)行調(diào)制。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的裝置，其特征在于上述纖維元件(2)為光纖。
23.一種用于識別纏繞到一支架(16)上的纖維元件(2)的不同縱向部分的裝置，所述每一縱向部分具有與其相關(guān)的各自的繞組節(jié)距(pi)，其特征在于它包括-一從上述支架(16)上松開上述纖維元件(2)用的裝置(25，31，34)；-一被設(shè)計來重復(fù)測量與上述繞組節(jié)距相關(guān)的參數(shù)，并產(chǎn)生一表示上述參數(shù)的信號(S；S’)的傳感器裝置(33；38)；以及-一被設(shè)計來接收上述信號，并在上述信號的基礎(chǔ)上檢測上述參數(shù)變化的處理單元(26)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于所述傳感器裝置(33)為一光學(xué)裝置，其具有一敏感區(qū)域和在所述敏感區(qū)域上的參考點，且被設(shè)計來檢測所述敏感區(qū)域中上述纖維元件跨越的點和上述參考點之間的距離。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于，所述傳感器裝置(38)是一種被設(shè)計來檢測從該支架中松開纖維元件的方向和一預(yù)定方向之間角度的裝置。
全文摘要
一種將纖維元件(2)纏繞到一支架(16)上用的方法,所述纖維元件至少包括具有不同特性的兩個縱向部分(P
文檔編號C03B37/02GK1258010SQ9912648
公開日2000年6月28日 申請日期1999年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者加克莫·斯特法諾·羅巴 申請人:皮雷利·卡維系統(tǒng)有限公司