基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法
【专利摘要】本发明属于光学检测【技术领域】，涉及了一种基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法。本发明中激光器和相机被固定在一个二维位移平台上，光纤预制棒被浸入匹配液中，激光器输出的线型光束垂直照射在光纤预制棒上；通过计算机调节二维位移平台可以让线型光束扫描整个光纤预制棒；计算机通过相机获得图片并根据激光散射斑点判断光纤预制棒瑕疵及其位置。本发明排除了人工观测带来的效率低、可信度低、一致性差的缺点，具有效率高、精度高、全自动化等优点。
【专利说明】基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学检测【技术领域】，特别涉及了一种基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法。
【背景技术】
[0002]光学检测技术在科研、工业、医疗、大型基础设施建设、航天航空、国防军事等领域都有着重要的应用。近年来，激光、光学成像及计算机技术的进步推动光学检测技术的进一步发展并拓展了应用范围。
[0003]光纤的发明，带来了通信领域的革命性变化，极大地改变了人们的生活和生产方式。光纤预制棒是光纤生产环节中最具核心技术的基础产品，其品质直接影响光纤的质量，因此光纤预制棒的检测技术极为重要。由于生产技术及环境的影响，光纤预制棒内部常常伴有空气、杂志等瑕疵，其数量和分布是判断光纤预制棒质量的关键参数之一。
[0004]目前光纤预制棒瑕疵的检测主要采用灯光照射情况下人工目测和人工记录，这种方法需要依赖有经验的工人操作，检测效率很低，检测结果可信度、一致性都比较低。因此，发明一种不依赖人的自动检测方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明就是针对现有技术的不足，提出了一种基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法。
[0006]本发明的方法包括以下步骤:
[0007]步骤(I)将待测的光纤预制棒垂直固定在计算机控制的一维升降装置上；控制一维升降装置，将光纤预制棒完全浸入到装在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纤预制棒折射率一致；
[0008]步骤(2)选用相机、线型光束输出的激光器、二维平移台和配有相应控制软件的计算机；计算机通过数据线连接一维升降装置、相机、线型光束输出的激光器、二维平移台；相机、线型光束输出的激光器通过支架固定在二维平移台上，激光器的线型光束垂直照射光纤预制棒并垂直于矩形容器的一个表面，相机的成像光路垂直于光纤预制棒并垂直于线型光束；激光器的线型光束和光纤预制棒重合部分位于相机成像系统中的物面上。
[0009]步骤(3)依次开启激光器、相机和计算机中的自动检测软件；在二维平移台上的相机和激光器以两维扫描的状态运行，使得激光器的线型光束逐步扫描整个光纤预制棒所在的区域；在激光器的线型光束自动扫描的过程中，相机实时采集图片，并自动判断光纤预制棒是否存在瑕疵并确定瑕疵的位置。
[0010]当激光器的线型光束照射光纤预制棒的时候，如果对应照射区域没有气泡或者杂质的瑕疵，则激光经历均匀介质，在相机成像后的图片中没有观测到激光散射斑点；如果对应照射区域有气泡或者杂质的瑕疵，由于激光散射，在相机成像后的图片中将会观测到激光散射斑点，根据图片中激光散射斑点的位置以及二维平移台扫描的位置可以判断光纤预制棒瑕疵的具体三维位置。当激光器的线型光束逐步扫描整个光纤预制棒所在的区域后，计算机可以获得整个光纤预制棒瑕疵分布信息。
[0011]本发明适用于光纤预制棒瑕疵检测，利用激光器的线型光束照射光纤预制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像来确定瑕疵存在，并结合二维平移台及成像图片激光散射光斑位置来确定瑕疵在光纤预制棒中的分布信息。本发明排除了人工观测带来的效率低、可信度低、一致性差的缺点，具有效率高、精度高、全自动化等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的整体结构示意图；
[0013]图2为实施例中基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法检测获得的预制棒瑕疵分布图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测装置包括待测的光纤预制棒1、一维升降装置2、匹配液3、矩形容器4、二维平移台5、相机6、连接相机和二维平移台的支架
7、线型光束输出的激光器8、连接激光器和二维平移台的支架9、计算机10。待测的光纤预制棒I固定在一维升降装置2上；待测的光纤预制棒I完全浸入匹配液3 ;匹配液3装在矩形容器4中；相机6通过支架7固定在二维平移台5上；线型光束输出的激光器8通过支架9固定在二维平移台5上；激光器8输出的线型光束垂直照射在光纤预制棒I上并和矩形容器4的一个表面垂直,相机6的成像光路和激光器8输出的线型光束及光纤预制棒I垂直；计算机10通过数据线和一维升降装置2、二维平移台5、相机6、线型光束输出的激光器8连接。
[0015]具体实现光纤预制棒瑕疵检测的方法包括以下步骤:
[0016](I)将待测的光纤预制棒I垂直固定在计算机控制的一维升降装置2上；控制一维升降装置2，将光纤预制棒I完全浸入到装在矩形容器4的匹配液3中，匹配液3的折射率和光纤预制棒折射率I一致；
[0017](2)选用相机6、线型光束输出的激光器8、二维平移台5和配有相应控制软件的计算机10 ;计算机通过数据线连接一维升降装置2、相机6、线型光束输出的激光器8、二维平移台5 ;相机6、线型光束输出的激光器8分别通过支架7、支架9固定在二维平移台5上，激光器8的线型光束垂直照射光纤预制棒I并垂直于矩形容器4的一个表面，相机6的成像光路垂直于光纤预制棒I并垂直于线型光束；激光器8的线型光束和光纤预制棒I重合部分位于相机6成像系统中的物面上。
[0018](3)依次开启激光器8、相机6和计算机10中的自动检测软件；在二维平移台5上的相机6和激光器8以两维扫描的状态运行，使得激光器8的线型光束逐步扫描整个光纤预制棒I所在的区域；在激光器8的线型光束自动扫描的过程中，相机6实时采集图片，并自动判断光纤预制棒I是否存在瑕疵及瑕疵的位置。基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法检测获得的预制棒瑕疵分布如图2所示。
[0019]本发明利用激光器的线型光束照射光纤预制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像来确定瑕疵存在，并结合二维平移台及成像图片激光散射光斑位置来确定瑕疵在光纤预制棒中的分布信息。本发明排除了人工观测带来的效率低、可信度低、一致性差的缺点，具有效率高、精度高、全自动化等优点。
【权利要求】
1.基于激光散射的光纤预制棒瑕疵检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 步骤(I)将待测的光纤预制棒垂直固定在计算机控制的一维升降装置上；控制一维升降装置，将光纤预制棒完全浸入到装在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纤预制棒折射率一致； 步骤(2)选用相机、线型光束输出的激光器、二维平移台和配有相应控制软件的计算机；计算机通过数据线连接一维升降装置、相机、线型光束输出的激光器、二维平移台；相机、线型光束输出的激光器通过支架固定在二维平移台上，激光器的线型光束垂直照射光纤预制棒并垂直于矩形容器的一个表面，相机的成像光路垂直于光纤预制棒并垂直于线型光束；激光器的线型光束和光纤预制棒重合部分位于相机成像系统中的物面上； 步骤(3)依次开启激光器和相机；其中计算机中的自动检测软件，在二维平移台上的相机和激光器以两维扫描的状态运行，使得激光器的线型光束逐步扫描整个光纤预制棒所在的区域；在激光器的线型光束自动扫描的过程中，相机实时采集图片，并自动判断光纤预制棒是否存在瑕疵并确定瑕疵的位置； 当激光器的线型光束照射光纤预制棒的时候，如果对应照射区域没有气泡或者杂质的瑕疵，则激光经历均匀介质，在相机成像后的图片中没有观测到激光散射斑点；如果对应照射区域有气泡或者杂质的瑕疵，由于激光散射，在相机成像后的图片中将会观测到激光散射斑点，根据图片中激光散射斑点的位置以及二维平移台扫描的位置可以判断光纤预制棒瑕疵的具体三维位置；当激光器的线型光束逐步扫描整个光纤预制棒所在的区域后，计算机可以获得整个光纤预制棒瑕疵分布信息。
【文档编号】G01N21/88GK103698342SQ201410014164
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】陈达如, 骆淑君, 马晓伟 申请人:浙江师范大学