用于监控光纤固化系统的紫外线光的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001 ] 光纤可以被用于将光从发射源传递到接收器。光源可以在已发射的光内传输数据，以支持光纤的两端之间的通信。可以通过在光纤的长度上覆盖的涂层来保护光纤不被刮伤和磨损。保护涂层可以经由将保护涂层暴露于某一波长的光能而被固化。在一个实施例中，当涂层暴露于紫外线(UV)光时涂层固化。固化涂层的时间长短可以取决于光强度和涂层暴露于所述光的时间的长短。如果提供给光纤和它的涂层的光强度比期望的光强度大，剩余的能量可能会被光系统消耗并且光系统冷却可能会不足以冷却光源。如果提供给光纤和它的涂层的光强度比期望的光强度小，光纤涂层可能不会如期望的一样固化。
[0002]美国专利申请5，418，369中描述了一个用于固化光纤涂层的系统。描述了椭圆形反射室、紫外线光灯泡和放置在椭圆形反射室外的两个紫外线检测设备。其中描述了:第一紫外线传感器监控从紫外线灯泡发射的光量，第二紫外线传感器监控穿过固化管的光和避开固化管的光的平均值。然而，美国专利申请5，418，369中描述的椭圆形反射室和灯泡不会如期望的一样有效，并且一些离开椭圆形反射室的光可能会没有到达紫外线传感器，因为紫外线传感器被定位成远离椭圆形反射室。
【发明内容】
[0003]在这里，发明人已经认识到上述问题，并且已经开发了一种用于监控光纤固化的系统，该系统包括:包括至少两个光感应端口的椭圆形反射室；两个光源，两个光源中的每一个光源都指向固化管，固化管定位在两个光源之间并且定位在椭圆形反射室的至少一部分内；以及与至少两个光感应端口光通信的光接收器。
[0004]通过感应来自两个光源的、直射在椭圆形反射室内的固化管上的光，可能会结合来自椭圆形反射室周围的两个或两个以上位置的光能来确定指向固化管的光能的平均量。此外，两个光感应端口可以接收与椭圆形室壁齐平而开始的光纤，使得感应到与光纤相遇的光而不是在未到达光检测器(photo detector)的情况下就能够离开椭圆形室。这样，光接收器可以不必一定在到光源没有障碍的路径上。此外，椭圆形反射室可以形成为光纤的被固化的所有边均接收相同量的光能，使得光纤固化更均匀并且固化系统使用更少的能量来固化涂覆于光纤的涂层。
[0005]本说明书可以提供数个优点。具体地，本方法可以提供对供给给光纤固化室的平均光能的改进估计。此外，本方法可以对控制光纤固化系统操作和指示光源是否减退是有用的。具体地，本方法也可以为更节能的光纤固化系统提供光能监控。
[0006]从以下【具体实施方式】或以下结合附图的【具体实施方式】中，本说明书的以上优点、其他优点和特征将显而易见。
[0007]应当理解的是，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式引入概念的选择，这些概念会在【具体实施方式】中进一步描述。并不意味着要求保护的主题的辨别关键或必要特征以及要求保护的主题的范围由【具体实施方式】所附的权利要求来唯一地限定。此外，要求保护的主题并不限于解决上面所提到的或者本公开文本的任何部分中提到的任何缺点的执行。
【附图说明】
[0008]图1示出了光纤固化系统的示意性说明图；
[0009]图2不出了光纤固化系统的子系统的不例图；
[0010]图3A示出了光纤固化系统的图示了光能感应端口的示例截面图；
[0011]图3B示出了光纤固化系统的图示了光能感应端口的示例纵向截面图；
[0012]图4示出了光纤固化系统的图示了固化管透明度确定装置的示例截面图；
[0013]图5示出了用于确定光纤固化系统输出的光能的示例方法；以及
[0014]图6示出了用于确定光纤固化系统中的固化管透明度或透射率的示例方法。
[0015]图3A、图3B和图4以大致的比例示出。
【具体实施方式】
[0016]本说明书涉及用于固化涂覆于光纤的涂层的光纤固化系统。图1示出了光纤固化系统的一个实施例，该光纤固化系统包括朝向被涂层的光纤集中光的椭圆形反射室。来自供给至椭圆形反射室内的光的能量用作固化涂覆于光纤的涂层。光纤固化系统可以包括如图2所示的子系统。可以经由图3所示的光感应端口感应椭圆形反射室内的光能。光纤固化系统中的固化管的透明度和/或透射率可以经由图4中所示的设备确定。图5描述了一种用于确定光纤固化系统输出的光能的量的方法。最后，图6描述了一种用于确定固化管的透明度或透射率的方法。
[0017]现在参考图1，示出光纤固化系统的示意说明图。在本实施例中，光纤固化系统是用于固化涂覆于单个光纤的光纤保护涂层。然而，在其他实施例中，该光纤固化系统可以是固化涂层的形式，所述涂层涂覆于配置在带中的多个光纤。此外，这里描述的系统和方法可以适用于具有其他配置的光纤固化系统。
[0018]当光纤固化系统100运行时，涂有液体的光纤175被拉动而通过主体133和固化管126。固化管126可以由石英玻璃或者允许光通过固化管126的其他材料形成。光能指向主体133的椭圆形反射室(未示出)内的光纤175。光能固化保护涂层并在光纤175上形成固体保护层。在固化的过程中，当保护涂层固化时，可能会从保护涂层发出蒸汽。蒸汽可能会在固化管126内沉积，从而减小固化管126的透射率和降低光纤固化系统100的效率。惰性气体，例如氮气(N2)，可以流过固化管126，以净化来自固化管126的蒸汽。然而，即使惰性气体正流过固化管126，可能会在固化管126上形成沉积物。
[0019]光纤固化系统100包括主体133，主体133包括椭圆形反射室(未示出)。主体133可以包括结合在一起的几个截面。第一光源112和第二光源113与主体133结合并且沿长轴170纵向配置。第一光源112沿朝向第二光源113的方向将光引导到主体133内。同样地，第二光源113沿朝向第一光源112的方向将光引导到主体133内。因此，第一光源112和第二光源113两者都将光能朝向固化管126引导。第一光源112和第二光源113可以被经由冷却管道130从冷却装置(未示出)供给的液体冷却剂冷却。第三光源122和第四光源123供给用于确定固化管126的透明度和/或透射率的光。光检测器或光接收器被定位在主体133的一侧105的相对侧上，以接收来自第三光源122和第四光源123的光。应该注意的是，尽管本实施例包括用于确定固化管126的透明度和/或透射率的两个光源和两个接收器，但其他实施例可以包括用于确定固化管126的透明度和/或透射率的1到N个光源和1到N个接收器。光纤114和115也被结合到主体133。
[0020]第一光源112和第二光源113可以包括多个发光阵列。在一个实施例中，每个发光阵列包括多个发光二极管(LED)。发光阵列可以被配置在沿着长轴170的列中。例如，第一光源112和第二光源113可以包括配置在单列中的三个发光阵列，该单列包括三行并且沿长轴170的方向形成。在另一个实施例中，第一光源112和第二光源113可以构造为不同数量的行和列的发光阵列。发光阵列将光能朝向主体133内的光纤175引导。
[0021]左侧光纤114和右侧光纤115将第一光源112和第二光源113输出的光能传输到多个光检测器155。可选地，左侧光纤114和右侧光纤115可以一起成组并输入到单个光检测器156。成列配置的左侧光纤114进入第一光源112和固化管126之间的主体133内。成列配置的右侧光纤115进入第二光源113和固化管126之间的主体133内。在一个实施例中，为第一光源112和第二光源113中的每个光阵列提供光纤。每个右侧光纤115与相邻的右侧光纤115等距定位。同样地，每个左侧光纤114与相邻的左侧光纤114等距定位。
[0022]在一个实施例中，第三光源122和第四光源123包括平行光源，例如激光。平行光源可以减小未指向对应的光接收器的光量，使得可以改善用于检测遮挡的、部分遮挡的或者透射率减小的固化管的信噪比。
[0023]图1还示出横截面AA、横截面BB和横截面CC的位置。在图4中示出横截面AA，在图3A中示出横截面BB，在图3B中示出横截面CC。横截面AA示出了固化管的透明度和/或透射率系统的细节。横截面BB示出了紫外线能量监控系统的一部分的细节。横截面CC示出了紫外线能量监控系统的一部分的纵向视图。
[0024]参照图2，不出光纤固化系统的子系统的不意图。光纤固化系统100包括光子系统200、冷却剂子系统202和惰性气体子系统204。
[0025]光系统200包括与散热器231热交换的一个或多个发光装置210。在本实施例中，发光装置210是多个发光二极管(LED)。每个LED210包括阳极220和阴极222。开关电源(未示出)经由线路或者导体264为稳压器240供给48V的直流电。稳压器240经由导体或者线路242为多个LED210的阳极220供给直流电。稳压器240还经由导体或线路244电连接于多个LED210的阴极222。在一个实施例中，示出稳压器240接入地线260并且可以是降压调节器。
[0026]示出控制器208与稳压器240电气通信。在其他实施例中，如果必要，离散输入生成装置(discrete input generating device)(例如，开关)可以代替控制器208。控制器208包括用于执行指令的中央处理器(CPU) 290。控制器208还包括用于操作稳压器240的、用于与外部控制器228通信的以及用于操作其他设备的输入和输出(1/0)288。非暂时的可执行指令可以被存储在只读存储器292中，同时变量可以被存储在随机存储存储器294中。稳压器240为多个LED210供给可调整的电压和电流。控制器208可以为稳压器240供给控制信号，以调整稳压器输出电压。控制器208还可以经由光检测器155接收光纤114和115的输入。
[0027]