專利名稱：一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備屬于光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，涉及利用鏡面反射測量預(yù)制棒偏心率的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前一般預(yù)制棒企業(yè)生產(chǎn)的光纖預(yù)制棒為兩層不同折射率的玻璃體，芯層玻璃體相對外包層偏心率直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量，在預(yù)制棒生產(chǎn)過程中需要精確測量偏心率，來判斷產(chǎn)品是否合格，這是預(yù)制棒的關(guān)鍵指標(biāo)。前期測量儀器檢測預(yù)制棒偏心率主要是通過折射率測試法，借助折射率一定的標(biāo)準(zhǔn)棒，進行標(biāo)定，測算出中間介質(zhì)油的折射率。再對預(yù)制棒某一截面上折射率的分布信號收集，進行計算，算出預(yù)制棒偏心率，進而便于分析預(yù)制棒的品質(zhì)。不過此方法有自身的缺陷，隨著預(yù)制棒直徑尺寸不斷做粗，重量也隨之加大，對現(xiàn)有測量設(shè)備卡盤夾持承載，儲油槽的尺寸容量，以及激光器的方面均不能滿足要求，現(xiàn)市面上測量設(shè)備還未能實現(xiàn)大直徑(直徑> IOmm)預(yù)制棒偏心率測量。前期測量儀器具備的缺陷包括1)對于不同規(guī)格的棒需要配套不同的工裝，對產(chǎn)品的變更適應(yīng)性很差，無法滿足同時具備多規(guī)格尺寸的測量；2)前期測量儀器采取折射率原理，需要光通過整個棒，對激光器的要求很高，無法滿足棒徑變粗后的測量精度要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足之處，提供一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備，是一種利用鏡面反射原理，準(zhǔn)確測量出多層玻璃體偏心率的設(shè)備及其方法，測量精度達到O. 01mm，完全滿足大尺寸(直徑> 100m)預(yù)制棒偏心率的精度測量要求。一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備包括測量臺、移動滑臺、測量臺背板、檢測數(shù)據(jù)顯示屏、數(shù)據(jù)輸出顯示屏、激光發(fā)射接收儀支架、調(diào)節(jié)旋鈕、激光發(fā)射接收儀、后線性導(dǎo)軌、左固定滾輪托架、左支撐滾輪、前線性導(dǎo)軌、刻度尺、旋轉(zhuǎn)電機、移動托架、托棒旋轉(zhuǎn)滾輪、右固定滾輪托架、右支撐滾輪、左右移動電機和左右移動絲杠；在測量臺后端上部安裝有測量臺背板，在測量臺背板上設(shè)有檢測數(shù)據(jù)顯示屏和數(shù)據(jù)輸出顯示屏；移動滑臺安裝在測量臺的前線性導(dǎo)軌上，在移動滑臺左端的測量臺上安裝有左固定滾輪托架，在左固定滾輪托架上安裝有左支撐滾輪，在移動滑臺右端的測量臺上安裝有右固定滾輪托架，在右固定滾輪托架上安裝有右支撐滾輪；在移動滑臺上安裝有移動托架，在移動托架上安裝有旋轉(zhuǎn)電機和托棒旋轉(zhuǎn)滾輪，旋轉(zhuǎn)電機通過輸出軸上安裝的聯(lián)軸器與托棒旋轉(zhuǎn)滾輪相聯(lián)，由旋轉(zhuǎn)電機帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪轉(zhuǎn)動；在移動滑臺后部安裝有后線性導(dǎo)軌，在后線性導(dǎo)軌上安裝有激光發(fā)射接收儀支架，激光發(fā)射接收儀安裝在激光發(fā)射接收儀支架前端，調(diào)節(jié)旋鈕安裝在激光發(fā)射接收儀上，用來調(diào)節(jié)激光發(fā)射光與預(yù)制棒中心角度；在測量臺上安裝有左右移動電機，左右移動電機輸出軸通過聯(lián)軸器與左右移動絲桿相連，左右移動絲桿安裝在前線性導(dǎo)軌和后線性導(dǎo)軌中，使得激光發(fā)射接收儀和移動托架可以共同移動。在測量臺面前部裝有刻度尺，用來輔助判定測量點的位置。所述激光接收儀支架為升降型支架，能根據(jù)需要調(diào)節(jié)高度。工作原理本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備通過左固定滾輪托架、支撐滾輪、右固定滾輪托架和右支撐滾輪將預(yù)制棒固定在測量臺面上，通過移動托架和托棒旋轉(zhuǎn)滾輪帶動預(yù)制棒旋轉(zhuǎn)，激光發(fā)射接收儀和移動托架跟隨移動滑臺一起移動。通過調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕和激光發(fā)射接收儀支架的高低，控制激光發(fā)射接收儀照在棒體表面角度和距離。通過激光發(fā)射接收儀將發(fā)射的光進行收集，經(jīng)過放大器放大傳送，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡，對數(shù)據(jù)進行分析處理，計算出芯層與外包層的距離LI以及LI對稱方向芯層與外包層的距離L2，將LI或L2進行折算至標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過折算率計算公式計算出偏心率。一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的測量方法包括如下步驟I)將預(yù)制棒放置在左固定滾輪托架和右固定滾輪托架的左支撐滾輪和右支撐滾輪上，保證預(yù)制棒能自由旋轉(zhuǎn)，將移動托架移至第一測量點位置并固定，將移動托架上的托棒旋轉(zhuǎn)滾輪提升至與預(yù)制棒表面完全接觸，通過旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)帶動預(yù)制棒旋轉(zhuǎn)；調(diào)整激光發(fā)射接收儀支架高度，使激光發(fā)射接收儀和預(yù)制棒表面距離為50 IOOmm ;調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕，從而調(diào)整激光發(fā)射接收儀發(fā)射的激光與棒體表面夾角，得到最大光強，并通過檢測數(shù)據(jù)顯示屏，觀測最強雙駝波形；接通旋轉(zhuǎn)電機，帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪轉(zhuǎn)動和預(yù)制棒轉(zhuǎn)動，通過激光發(fā)射接受儀實時對棒體表面進行測試，并記錄數(shù)據(jù)，收集該圓周各點偏心率數(shù)據(jù)，并將所測到的圓周方向各點雙駝峰數(shù)據(jù)表通過放大器進行輸出；通過Intouch腳本程序利用離散法對上述數(shù)據(jù)進行篩選，將合理有效數(shù)據(jù)通過編譯程序(即Intouch腳本程序)通過偏心率計算公式計算出該點位置的偏心率。所述的合理有效數(shù)據(jù)指的是，通過離散法分析數(shù)據(jù)，將散點數(shù)據(jù)進行刪除，在其它數(shù)據(jù)中取最大值為該點偏心率。2)進行第二點測量通過PLC或單片機控制程序控制降低托棒旋轉(zhuǎn)滾輪，確保托棒旋轉(zhuǎn)滾輪與預(yù)制棒表面不接觸，控制旋轉(zhuǎn)電機啟動，帶動聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，通過左右移動絲杠將移動托架移至設(shè)定的第二點測量位置，利用臺面刻度尺進行距離確認(rèn)。將移動托架上的托棒旋轉(zhuǎn)滾輪提升至與預(yù)制棒表面完全接觸；接通旋轉(zhuǎn)電機，帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪和預(yù)制棒轉(zhuǎn)動，通過激光發(fā)射接收儀實時對棒體表面進行測試，并記錄數(shù)據(jù)，利用棒體旋轉(zhuǎn)，收集該測量位置圓周上各點偏心率數(shù)據(jù)，并將所測到的圓周方向各點雙駝峰數(shù)據(jù)表通過放大器進行輸出；由intouch程序利用離散法對該數(shù)據(jù)整理篩選，將合理有效數(shù)據(jù)通過所述intouch程序計算，通過偏心率計算公式計算出該點位置的偏心率。偏心率為單點的數(shù)值，所謂第二點測量為針對第一點以外其它點的測量，一根棒上可以測多個點，多個點有不同的偏心率。對于不同半徑的預(yù)制棒，在測量安裝時，其測量方法與所述步驟相同，僅需調(diào)整激光發(fā)射接收儀支架高度，使激光發(fā)射接收儀距離預(yù)制棒表面50 100mm。調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕，通過檢測數(shù)據(jù)顯示屏，可以清楚看到最強雙駝波形。對于不同長度的預(yù)制棒，在測量安裝時，調(diào)整左固定滾輪托架和右固定滾輪托架的位置，然后固定，從而實現(xiàn)不同長度預(yù)制棒的測量，其測量方法與所述步驟相同。[0017]本實用新型利用激光鏡面反射原理，可以對兩層或者多層預(yù)制棒進行測量。測量原理利用激光發(fā)射出激光光源，傾斜一定角度照到透明預(yù)制棒表面上，通過支架上調(diào)節(jié)裝置來保證傾斜角度和測量距離。利用激光在預(yù)制棒中不同折射率表面進行反射，采用激光接收器對鏡面反射光的信號進行收集，根據(jù)鏡面反射信號強弱變化情況來判斷玻璃芯層外邊緣和外包層外邊緣等多個位置。通過光信號計算出兩位置的測量距離，考慮光在不同介質(zhì)中存在折射出現(xiàn)位置偏差問題，需要將測量數(shù)據(jù)進行折算，利用折算公式計算出玻璃芯層外邊緣和外包層外邊緣的實際準(zhǔn)確位置。勻速旋轉(zhuǎn)預(yù)制棒，在預(yù)制棒表面的各點數(shù)據(jù)進行測量，并進行篩選，再通過公式將芯層相對于外層的中心偏離值計算出。它有四個好處一是能對不同直徑的棒進行測量，對產(chǎn)品的規(guī)格變更適應(yīng)性很強；二是測量不同規(guī)格的預(yù)制棒不需要單獨的測量工裝，直接調(diào)節(jié)儀表與棒之間距離就可以實現(xiàn)；三是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投入成本很低。四是利用鏡面反射原理，不要光通過整個預(yù)制棒，對激光發(fā)射及接收器要求比較低。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明圖1是本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的測量原理圖。圖3是本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的測量數(shù)據(jù)波形示意圖。圖中1、檢測數(shù)據(jù)顯示屏，2、激光發(fā)射接收儀支架，3、調(diào)節(jié)旋鈕，4、激光發(fā)射接收儀，5、后線性導(dǎo)軌，6、預(yù)制棒，7、左固定滾輪托架，8、左支撐滾輪，9、前線性導(dǎo)軌，10、刻度尺，11、旋轉(zhuǎn)電機，12、移動托架，13、托棒旋轉(zhuǎn)滾輪，14、右支撐滾輪，15、右固定滾輪托架，16、聯(lián)軸器，17、左右移動電機，18、左右移動絲杠，19、數(shù)據(jù)輸出顯示屏，20、測量臺，21、移動滑臺，22、測量臺背板，23、芯層，24、外包層。φ I是預(yù)制棒芯層23直徑，Φ 2是預(yù)制棒外包層24直徑，LI是芯層23與外包層24的距離，L2是LI對稱方向芯層23與外包層24的距離。
具體實施方式
參照附圖1 3，一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備包括測量臺20、移動滑臺21、測量臺背板22、檢測數(shù)據(jù)顯示屏1、數(shù)據(jù)輸出顯示屏19、激光發(fā)射接收儀支架2、調(diào)節(jié)旋鈕3、激光發(fā)射接收儀4、后線性導(dǎo)軌5、左固定滾輪托架7、左支撐滾輪8、前線性導(dǎo)軌9、刻度尺10、旋轉(zhuǎn)電機11、移動托架12、托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13、右固定滾輪托架15、右支撐滾輪14、左右移動電機17和左右移動絲杠；在測量臺20后端上部安裝有測量臺背板22，在測量臺背板22上設(shè)有檢測數(shù)據(jù)顯示屏I和數(shù)據(jù)輸出顯示屏19 ;移動滑臺21安裝在測量臺20的前線性導(dǎo)軌9上，在移動滑臺21左端的測量臺上安裝有左固定滾輪托架7，在左固定滾輪托架7上安裝有左支撐滾輪8，在移動滑臺21右端的測量臺上安裝有右固定滾輪托架15，在右固定滾輪托架15上安裝有右支撐滾輪14 ;在移動滑臺21上安裝有移動托架12，在移動托架12上安裝有旋轉(zhuǎn)電機11和托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13，旋轉(zhuǎn)電機11通過輸出軸上安裝的聯(lián)軸器與托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13相聯(lián)，由旋轉(zhuǎn)電機11帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13轉(zhuǎn)動；在移動滑臺21后部安裝有后線性導(dǎo)軌5，在后線性導(dǎo)軌5上安裝有激光發(fā)射接收儀支架2，激光發(fā)射接收儀4安裝在激光發(fā)射接收儀支架2前端，調(diào)節(jié)旋鈕3安裝在激光發(fā)射接收儀4上，用來調(diào)節(jié)激光發(fā)射光與預(yù)制棒中心角度；在測量臺20上安裝有左右移動電機17，左右移動電機17輸出軸通過聯(lián)軸器16與左右移動絲桿18相連，左右移動絲桿18安裝在前線性導(dǎo)軌9和后線性導(dǎo)軌5中，使得激光發(fā)射接收儀4和移動托架12可以共同移動。在測量臺面前部裝有刻度尺10，用來輔助判定測量點的位置。所述激光接收儀支架2為升降型支架，能根據(jù)需要調(diào)節(jié)高度。工作原理本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備通過左固定滾輪托架7、支撐滾輪8、右固定滾輪托架15和右支撐滾輪14將預(yù)制棒6固定在測量臺面上，通過移動托架12和托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13帶動預(yù)制棒6旋轉(zhuǎn)，激光發(fā)射接收儀4和移動托架12跟隨移動滑臺21 —起移動。通過調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕3和激光發(fā)射接收儀支架2的高低，控制激光發(fā)射接收儀4照在棒體表面角度和距離。通過激光發(fā)射接收儀4將發(fā)射的光進行收集，經(jīng)過放大器放大傳送，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡，對數(shù)據(jù)進行分析處理，計算出芯層23與外包層24的距離LI以及LI對稱方向芯層23與外包層24的距離L2，將LI或L2進行折算至標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過折算率計算公式計算出偏心率。一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備的測量方法包括如下步驟I)將預(yù)制棒6放置在左固定滾輪托架7和右固定滾輪托架15的左支撐滾輪8和右支撐滾輪14上，保證預(yù)制棒6能自由旋轉(zhuǎn)，將移動托架12移至第一測量點位置并固定，將移動托架上12的托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13提升至與預(yù)制棒6表面完全接觸，通過旋轉(zhuǎn)電機11旋轉(zhuǎn)帶動預(yù)制棒6旋轉(zhuǎn)；調(diào)整激光發(fā)射接收儀支架2高度，使激光發(fā)射接收儀4和預(yù)制棒6表面距離為50 IOOmm ;調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕3，從而調(diào)整激光發(fā)射接收儀4發(fā)射的激光與棒體表面夾角，得到最大光強，并通過檢測數(shù)據(jù)顯示屏1，觀測最強雙駝波形；接通旋轉(zhuǎn)電機11，帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13轉(zhuǎn)動和預(yù)制棒6轉(zhuǎn)動，通過激光發(fā)射接受儀4實時對棒體表面進行測試，并記錄數(shù)據(jù)，收集該圓周各點偏心率數(shù)據(jù)，并將所測到的圓周方向各點雙駝峰數(shù)據(jù)表通過放大器進行輸出；通過Intouch腳本程序利用離散法對上述數(shù)據(jù)進行篩選，將合理有效數(shù)據(jù)通過編譯程序(即Intouch腳本程序)通過偏心率計算公式計算出該點位置的偏心率。所述的合理有效數(shù)據(jù)指的是，通過離散法分析數(shù)據(jù)，將散點數(shù)據(jù)進行刪除，在其它數(shù)據(jù)中取最大值為該點偏心率。2)進行第二點測量通過PLC或單片機控制程序控制降低托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13，確保托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13與預(yù)制棒6表面不接觸，控制旋轉(zhuǎn)電機11啟動，帶動聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，通過左右移動絲杠18將移動托架12移至設(shè)定的第二點測量位置，利用臺面刻度尺10進行距離確認(rèn)。將移動托架12上的托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13提升至與預(yù)制棒6表面完全接觸；接通旋轉(zhuǎn)電機11，帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪13和預(yù)制棒6轉(zhuǎn)動，通過激光發(fā)射接收儀4實時對棒體表面進行測試，并記錄數(shù)據(jù)，利用棒體旋轉(zhuǎn)，收集該測量位置圓周上各點偏心率數(shù)據(jù)，并將所測到的圓周方向各點雙駝峰數(shù)據(jù)表通過放大器進行輸出；由intouch程序利用離散法對該數(shù)據(jù)整理篩選，將合理有效數(shù)據(jù)通過所述intouch程序計算，通過偏心率計算公式計算出該點位置的偏心率。對于不同半徑的預(yù)制棒，在測量安裝時，其測量方法與所述步驟相同，僅需調(diào)整激光發(fā)射接收儀支架2高度，使激光發(fā)射接收儀4距離預(yù)制棒6表面50 100mm。調(diào)整調(diào)節(jié)旋鈕3，通過檢測數(shù)據(jù)顯示屏1，可以清楚看到最強雙駝波形。[0034]對于不同長度的預(yù)制棒6，在測量安裝時，調(diào)整左固定滾輪托架7和右固定滾輪托架14的位置，然后固定，從而實現(xiàn)不同長度預(yù)制棒的測量，其測量方法與所述步驟相同。
權(quán)利要求1.一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備，其特征在于包括測量臺、移動滑臺、測量臺背板、檢測數(shù)據(jù)顯示屏、數(shù)據(jù)輸出顯示屏、激光發(fā)射接收儀支架、調(diào)節(jié)旋鈕、激光發(fā)射接收儀、后線性導(dǎo)軌、左固定滾輪托架、左支撐滾輪、前線性導(dǎo)軌、刻度尺、旋轉(zhuǎn)電機、移動托架、 托棒旋轉(zhuǎn)滾輪、右固定滾輪托架、右支撐滾輪、左右移動電機和左右移動絲杠；在測量臺后端上部安裝有測量臺背板，在測量臺背板上設(shè)有檢測數(shù)據(jù)顯示屏和數(shù)據(jù)輸出顯示屏；移動滑臺安裝在測量臺的前線性導(dǎo)軌上，在移動滑臺左端的測量臺上安裝有左固定滾輪托架， 在左固定滾輪托架上安裝有左支撐滾輪，在移動滑臺右端的測量臺上安裝有右固定滾輪托架，在右固定滾輪托架上安裝有右支撐滾輪；在移動滑臺上安裝有移動托架，在移動托架上安裝有旋轉(zhuǎn)電機和托棒旋轉(zhuǎn)滾輪，旋轉(zhuǎn)電機通過輸出軸上安裝的聯(lián)軸器與托棒旋轉(zhuǎn)滾輪相聯(lián)，由旋轉(zhuǎn)電機帶動托棒旋轉(zhuǎn)滾輪轉(zhuǎn)動；在移動滑臺后部安裝有后線性導(dǎo)軌，在后線性導(dǎo)軌上安裝有激光發(fā)射接收儀支架，激光發(fā)射接收儀安裝在激光發(fā)射接收儀支架前端，調(diào)節(jié)旋鈕安裝在激光發(fā)射接收儀上，用來調(diào)節(jié)激光發(fā)射光與預(yù)制棒中心角度；在測量臺上安裝有左右移動電機，左右移動電機輸出軸通過聯(lián)軸器與左右移動絲桿相連，左右移動絲桿安裝在前線性導(dǎo)軌和后線性導(dǎo)軌中，使得激光發(fā)射接收儀和移動托架可以共同移動；在測量臺面前部裝有刻度尺，用來輔助判定測量點的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備，其特征在于所述激光接收儀支架為升降型支架。
專利摘要本實用新型一種大直徑預(yù)制棒偏心率的測量設(shè)備及其測量方法屬于光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，涉及利用鏡面反射測量預(yù)制棒偏心率的設(shè)備及其方法。包括測量臺、移動滑臺、測量臺背板、檢測數(shù)據(jù)顯示屏、數(shù)據(jù)輸出顯示屏、激光發(fā)射接收儀支架、調(diào)節(jié)旋鈕、激光發(fā)射接收儀、后線性導(dǎo)軌、左固定滾輪托架、左支撐滾輪、前線性導(dǎo)軌、刻度尺、旋轉(zhuǎn)電機、移動托架、托棒旋轉(zhuǎn)滾輪、右固定滾輪托架、右支撐滾輪、左右移動電機和左右移動絲杠。能對不同直徑的棒進行測量，對產(chǎn)品的規(guī)格變更適應(yīng)性很強；測量不同規(guī)格的預(yù)制棒不需要單獨的測量工裝，直接調(diào)節(jié)儀表與棒之間距離就可以實現(xiàn)；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投入成本很低；利用鏡面反射原理，對激光發(fā)射及接收器要求比較低。
文檔編號G01B11/27GK202853583SQ20122051367
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者張賢根, 趙海倫, 莊衛(wèi)星, 盧德勇, 徐輝 申請人:中天科技精密材料有限公司