一种光纤搓扭效果检测装置及检测方法与流程

本发明属于光纤制造技术领域，特别涉及一种光纤搓扭效果检测装置及检测方法。

背景技术：

偏振模色散(pmd)是单模光纤的一个重要参数。在光纤网络中，偏振模色散会损害系统传输性能，限制系统传输的比特带宽和无电中继传输距离，被认为是限制高速光纤通信系统传输容量和距离的最终杀手。pmd是由光纤的双折射所引起，其产生的原因有很多方面。光纤的自身缺陷可能增大pmd；比如几何和压力不对称，将导致两种偏振模式以不同的群速率在单模光纤中传输。在数字传输系统，pmd将导致脉冲分离和脉冲展宽，从而限制了比特速率和传输距离。在过去十年，科学家就如何降低系统pmd做了大量努力。现在常用的降低系统pmd方法是通过在光纤拉丝过程中对光纤进行搓动来控制偏振模式耦合。对光纤进行搓动除了能够有效降低光纤的pmd值之外，还能够提高光纤的pmd稳定性。

光纤搓动装置是一种对涂覆后的光纤进行搓动，以此来逐渐抵消两个偏振模在光纤中传输时的相对相位时延，从而极大程度的降低光纤偏振模色散pmd值。光纤搓动装置的结构包括扭转搓动轮、过渡轮、工作面板、支架、电气控制台等。在光纤高速拉丝的过程中，光纤经过紫外线(uv)系统固化后马上通过搓动装置，此时光纤本身较软且温度较高，而且uv灯的出口与搓动装置距离很短，在这种状态下，如果搓扭位置偏离中心位置或者搓动轮的张力过大都会造成光纤涂层的损伤。拉丝生产前要充分检查搓动装置的位置和运行状态，以保证搓动装置对光纤涂层质量的影响降到最低。因此，检测光纤经过pmd扭搓装置后的效果，显得尤为重要。目前现有的检测装置和检测方法需要三人协作才能完成检测过程，且在测试时通常采用手握住光纤的两头来观察光纤的扭转情况，相对来说费时费力效率较低，检测准确度也较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光纤搓扭效果检测装置及检测方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的光纤搓扭效果检测装置及检测方法，能够对光纤拉丝下机后的搓扭效果进行测试，本发明的检测装置只需一人操作即可完成整个测试过程，操作方法简单，省时省力效率较高，且准确度较高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种光纤搓扭效果检测装置，包括：支架、导轨、左滑动块、右滑动块、光纤夹持装置、光纤穿入装置一和光纤穿入装置二；支架上安装有导轨；导轨上可滑动的设置有左滑动块和右滑动块；左滑动块和右滑动块上均安装有一个光纤夹持装置，光纤夹持装置用于夹持被测光纤；光纤穿入装置一和光纤穿入装置二固定安装在导轨上，光纤穿入装置二处于光纤穿入装置一和右滑动块或左滑动块之间；其中，每个光纤夹持装置均包括两个光纤夹板；两个光纤夹板能够分开和夹紧；光纤穿入装置一和光纤穿入装置二上均设置有光纤穿过孔，两个光纤穿过孔的轴线重合，且所述轴线穿过每个光纤夹持装置的两个光纤夹板之间的间隙；光纤穿入装置一的光纤穿过孔上安装有套筒，套筒处于光纤穿入装置一和光纤穿入装置二之间，套筒上设置有一个或多个光纤配重环。

进一步的，还包括：限位块总成；限位块总成包括限位块固定螺丝和限位块，限位块通过限位块固定螺丝固定安装在导轨上，左滑动块和右滑动块处于限位块总成和光纤穿入装置二之间。

进一步的，支架包括支架与导轨的配合部以及测试纸放置台；支架与导轨的配合部设置在测试纸放置台上，支架与导轨的配合部用于安装导轨，测试纸放置台用于放置测试纸。

进一步的，导轨上加工有多个导轨槽；导轨通过其中一个导轨槽安装在支架上；左滑动块和右滑动块设置于另一个导轨槽内。

进一步的，左滑动块和右滑动块上均设置有与导轨的配合部，通过配合部安装在导轨上；左滑动块和右滑动块上均设置有安装凹槽，安装凹槽内设置有安装通孔，安装凹槽和安装通孔用于安装光纤夹持装置；安装凹槽包括竖直凹槽和水平凹槽；竖直凹槽和水平凹槽相交，安装通孔设置在竖直凹槽和水平凹槽的相交处。

进一步的，光纤夹持装置包括：夹板开关、第一光纤夹板、第二光纤夹板、夹板配合弹簧、夹持装置与滑动块配合部以及夹持装置配合弹簧；

夹持装置与滑动块配合部设置于左滑动块或右滑动块的安装凹槽中；夹持装置与滑动块配合部的一端设置有第一连接杆，第一连接杆伸入左滑动块或右滑动块的安装通孔中，第一连接杆的末端设置有弹簧限位装置，第一连接杆上套装有夹持装置配合弹簧，夹持装置配合弹簧处于弹簧限位装置与左滑动块或右滑动块之间；夹持装置与滑动块配合部的另一端设置有第二连接杆，第二连接杆的末端固定设置有第一光纤夹板，第一光纤夹板上设置有夹板开关通过孔，第二连接杆上可滑动的套装有第二光纤夹板和夹板配合弹簧，第二光纤夹板处于第一光纤夹板和夹持装置与滑动块配合部之间，夹板配合弹簧处于第二光纤夹板和夹持装置与滑动块配合部之间；夹板开关的一端固定设置在第二光纤夹板上，另一端穿出第一光纤夹板上设置的夹板开关通过孔，夹板开关穿出的一端设置有夹板开关限位装置。

进一步的，光纤穿入装置一包括：光纤穿入装置一与导轨的配合部、光纤穿入装置一的固定螺丝、光纤穿入装置一挡板和光纤配重环；光纤穿入装置一与导轨的配合部与光纤穿入装置一挡板固定连接，光纤穿入装置一与导轨的配合部通过光纤穿入装置一的固定螺丝固定设置在导轨上，光纤穿入装置一挡板上设置有光纤穿入孔一，光纤穿入孔一上安装有两端开口的套筒，套筒上设置有可取下的一个或多个光纤配重环。

进一步的，还包括：测试纸；测试纸设置在支架上；测试纸的精度为22.5°；测试纸位于左滑动块和右滑动块的下方，左滑动块和右滑动块上的光纤夹持装置的两个光纤夹板的接触面的投影位于测试纸的0°和180°形成的直线上。

一种光纤搓扭效果检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将被测光纤的一端依次穿过光纤穿入装置一和光纤穿入装置二上的光纤穿过孔，将被测光纤夹持固定在右滑动块上的光纤夹持装置上，将光纤配重环挂在被测光纤上；

步骤2，继续将被测光纤送入检测装置，使挂在被测光纤上的光纤配重环降低至预设位置；

步骤3，沿导轨向左移动右滑动块，将被测光纤固定夹持在左滑动块上的光纤夹持装置上；

步骤4，打开右滑动块的光纤夹持装置中的两块光纤夹板，沿导轨向右移动右滑动块至到初始位置，然后将所述两块光纤夹板闭合；继续送入被测光纤，使光纤配重环下降至预设位置；

步骤5，将右滑动块向左移动至测量点，逆时针转动右滑动块的光纤夹持装置，使之处于垂直位置；顺时针转动左滑动块的光纤夹持装置，使之处于垂直位置；随后将左滑动滑块向右移动至测量点，使两个滑动块靠拢，读取光纤的旋转角度并记录，完成光纤搓扭效果检测方。

进一步的，还包括：

步骤6，将右滑动块的光纤夹持装置的下方的被测光纤剪断，将右滑动块的光纤夹持装置顺时针旋转，将左滑动块的光纤夹持装置逆时针转动至水平位置；向左移动左滑动块，取下左滑动块上的光纤夹持装置夹持的被测光纤；重复步骤1至步骤5，进行多次测量并求平均值，作为最终的检测结果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的光纤搓扭效果检测装置设置有光纤夹持装置，用于代替传统的手握光纤测试方式，可使检测更加便捷，检测结果更加准确，且只需要一人操作即可完成测试过程；设置的配重环可给被检测的光纤施加一定的重力将光纤拉直，能够避免光纤在测试过程中发生扭转，可提升检测结果的准确性。通过设置左、右滑动块，便于确认和调整被测光纤的长度，确保每次检测中光纤长度的一致；通过多次同一长度的光纤检测并求均值，可进一步提高检测的准确度。

进一步的，限位块总成，用于限制滑动块在导轨上的运动范围，防止滑动块滑出导轨。

进一步的，支架作为整个检测装置的支撑机构，将导轨支撑起一定高度，并提供放置测试纸的平台，便于检测操作。

进一步的，通过导轨上的一个导轨槽将导轨安装在支架上，便于安装和调节导轨在支架上的位置。

进一步的，竖直凹槽和水平凹槽用于准确限定光纤夹持装置的水平和竖直位置，相较于肉眼观察确定位置的方式，可提高精确性。

进一步的，测试纸便于测试人员在检测过程中更加直观地读取光纤的扭转角度，便于后期对多次测量结果进行平均处理，以得到最终的检测分析结果，有助于提高检测效率和检测结果的准确性。

本发明的检测方法只需一人即可完成整个测试过程，操作方法简单，可快速完成测试过程，且同时具有测试精度高的特点。

附图说明

图1是本发明的一种光纤搓扭效果检测装置的整体结构示意图；

图2是图1中的支架的结构示意图；

图3是图1中的导轨的结构示意图；

图4是图1中的左滑动块的结构示意图；

图5是图1中的右滑动块的结构示意图；

图6是图1中的限位块总成的结构示意图；

图7是图1中的光纤夹持装置的结构示意图；

图8是图1中的光纤穿入装置一的结构示意图；

图9是图1中的光纤穿入装置二的结构示意图；

图10是图1中的测试纸的结构示意图；

图11是本发明的一种光纤搓扭效果检测方法中的步骤1的结构示意图；

图12是本发明的一种光纤搓扭效果检测方法中的步骤2的结构示意图；

图13是本发明的一种光纤搓扭效果检测方法中的步骤3的结构示意图；

图14是本发明的一种光纤搓扭效果检测方法中的步骤4的结构示意图；

图15是本发明的一种光纤搓扭效果检测方法中的步骤5的结构示意图；

图1至图15中，1支架，11导轨安装部，12测试纸放置台；2导轨，21方形孔，22中心孔，23导轨槽；3左滑动块，31左滑动块与导轨的配合部，32左滑动块水平方向凹槽，33左滑动块圆孔，34左滑动块垂直方向凹槽；4右滑动块，41右滑动块与导轨的配合部，42右滑动块圆孔，43右滑动块垂直方向凹槽，44右滑动块水平方向凹槽；5限位块总成，51限位块固定螺丝，52限位块；6光纤夹持装置，61夹板开关，62第一光纤夹板，63夹板配合弹簧，64夹持装置与滑动块配合部，65夹持装置配合弹簧；7光纤穿入装置一，71光纤穿入装置一与导轨的配合部，72光纤穿入装置一的固定螺丝，73光纤穿入装置一挡板，74光纤穿入孔一，75光纤配重环；8光纤穿入装置二，81光纤穿入装置二与导轨的配合部，82光纤穿入孔二；9被测光纤。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1，本发明的一种光纤搓扭效果检测装置，包括：支架1、导轨2、左滑动块3、右滑动块4、限位块总成5、光纤夹持装置6、光纤穿入装置一7和光纤穿入装置二8。

请参阅图2，图2为支架1的结构示意图。支架1为框架结构，主要由支架与导轨的配合部11和测试纸放置台12组成，支架与导轨的配合部11用于与导轨2上的导轨槽23配合，将导轨2固定安装于支架1上。

请参阅图3，图3为导轨2的结构图。导轨2为矩形型材，导轨2的四个侧面上均加工有导轨槽23，即导轨槽23分布在导轨的上、下、左、右四个方向。导轨2的两个端面的中心处设置有一个中心孔22，中心孔22的四周均布有四个方形孔21，设置这些孔的作用能够降低导轨2的重量；中心孔22为圆形通孔，方形孔21为方形通孔。导轨2通过一个导轨槽23安装在支架1的支架与导轨的配合部11上。导轨2上设置有刻度标记，便于多次检测求均值，能够提高检测结果的准确性。

请参阅图4，图4为左滑动块3的结构图。左滑动块3主要由左滑动块滑与导轨的配合部31、左滑动块水平方向凹槽32、左滑动块圆孔33以及左滑动块垂直方向凹槽34组成。左滑动块3通过左滑动块与导轨的配合部31安装在导轨2的一个导轨槽23的左端部。左滑动块滑与导轨的配合部31设置在左滑动块3的第一侧面上，左滑动块水平方向凹槽32、左滑动块圆孔33以及左滑动块垂直方向凹槽34设置在左滑动块3的第二侧面上，第一侧面与第二侧面为相对侧面。左滑动块水平方向凹槽32与左滑动块垂直方向凹槽34相交，相交处设置有左滑动块圆孔33，左滑动块圆孔33为通孔。左滑动块圆孔33用于安装光纤夹持装置6。

请参阅图5，图5为右滑动块4的结构图。右滑动块4与左滑动块3为对称结构。右滑动块4主要由右滑动块与导轨的配合部41、右滑动块圆孔42、右滑动块垂直方向凹槽43以及右滑动块水平方向凹槽44组成。右滑动块4通过右滑动块与导轨的配合部41，安装在导轨2的一个导轨槽23的右端部。右滑动块4和左滑动块3安装在导轨2的同一个导轨槽23内。右滑动块滑与导轨的配合部41设置在右滑动块4的第一侧面上，右滑动块水平方向凹槽44、右滑动块圆孔42以及右滑动块垂直方向凹槽43设置在右滑动块4的第二侧面上，第一侧面与第二侧面为相对侧面。右滑动块水平方向凹槽44与右滑动块垂直方向凹槽43相交，相交处设置有右滑动块圆孔42，右滑动块圆孔42为通孔。右滑动块圆孔42用于安装另一个光纤夹持装置6。左滑动块垂直方向凹槽34和右滑动块垂直方向凹槽43能够保证光纤夹持装置6在检测时为垂直状态，可提高检测结果的准确性。

请参阅图6，图6为固定的限位块总成5的结构图。限位块总成5由限位块固定螺丝51和限位块52组成。限位块52通过限位块固定螺丝51固定安装在导轨2的一个导轨槽23的最左端。限位块总成5设置在安装有滑动块的导轨槽23附近，用于限制两个滑动块在导轨槽23左侧方向上的运动范围。

请参阅图7，图7为光纤夹持装置6的结构图，光纤夹持装置6主要由夹板开关61、光纤夹板62、夹板配合弹簧63、夹持装置与滑动块配合部64以及夹持装置配合弹簧65共同组成。光纤夹持装置6的数量共有两个，分别位于左滑动块3和右滑动块4上。两个光纤夹持装置6的夹持装置与滑动块配合部64分别安装在左滑动块3和右滑动块4的凹槽中。每个夹持装置与滑动块配合部64的一端均设置有第一连接杆，第一连接杆分别伸入左滑动块圆孔33和右滑动块圆孔42中，第一连接杆的伸入端与左滑动块3和右滑动块4的第一侧面之间分别设置有夹持装置配合弹簧65，夹持装置配合弹簧65在松弛状态下刚好位于左滑动块圆孔33和右滑动块圆孔42的外侧。第一连接杆的末端设置有弹簧档环。光纤夹持装置6在初始状态时，夹持装置与滑动块配合部64位于滑动块的水平凹槽内；在测试时，需要将夹持装置与滑动块配合部64旋转至滑动块的垂直凹槽内。旋转方式为：用手捏住夹持装置与滑动块配合部分64并向外侧拉一定距离，使夹持装置配合弹簧65压紧，同时转动90°，使夹持装置与滑动块配合部分64处于滑动块的垂直凹槽位置，最后压缩的夹持装置配合弹簧65将恢复松弛状态，则夹持装置与滑动块配合部分64会由于夹持装置配合弹簧65的弹性作用力稳定在垂直凹槽中。

夹持装置与滑动块配合部分64的另一端设置有两个第二连接杆，两个第二连接杆上均套装有夹板配合弹簧63，两个第二连接杆的顶端固定设置有第一光纤夹板62，第一光纤夹板62上设置有一个通孔，通孔用于穿出夹板开关61，两个第二连接杆上可滑动的设置有第二光纤夹板，第二光纤夹板处于第一光纤夹板62和夹板配合弹簧63之间，通过夹板配合弹簧63能够将第二光纤夹板顶在第一光纤夹板62上，第二光纤夹板上固定安装有夹板开关61，夹板开关61的一端穿出第一光纤夹板62上的通孔。光纤夹持装置6需要夹持光纤时，下压夹板开关61，使第一光纤夹板62和第二光纤夹板打开，夹板配合的弹簧63被第二光纤夹板压缩，当被测光纤9放入两个夹板中间后，松开夹板开关61，这时夹板配合的弹簧63将产生一个弹回力，使第二光纤夹板压紧第一光纤夹板62，两个夹板用以夹持住被测光纤9。

请参阅图8，图8为光纤穿入装置一7的结构图。光纤穿入装置一7主要由光纤穿入装置一与导轨的配合部71，光纤穿入装置一的固定螺丝72，光纤穿入装置一挡板73，光纤穿入孔一74以及光纤配重环75组成。光纤穿入装置一7通过光纤穿入装置一与导轨的配合部71安装在导轨2上，同时使用固定螺丝进行固定。光纤穿入孔一74设置在光纤穿入装置一挡板73上，光纤穿入孔一74上设置安装有套筒，光纤配重环75放置在光纤穿入孔一74的套筒上上，所述套筒两端开口。

请参阅图9，图9为光纤穿入装置二8结构图，光纤穿入装置二8主要由光纤穿入装置二与导轨的配合部81和光纤穿入孔二82组成。光纤穿入装置二8通过光纤穿入装置二与导轨的配合部81与导轨2连接。光纤穿入孔二82设置在光纤穿入装置二8上，光纤穿入孔二82为通孔。光纤穿入孔一74、光纤穿入孔二82的中心位于同一直线上，且这一直线同时通过左滑动块3和右滑动块4上的光纤夹持装置6中的两个光纤夹板的中间。光纤穿入装置二8包括竖板和横板，竖板的上端与横板的左端固定连接，竖板的下端固定设置有光纤穿入装置二与导轨的配合部81，横板上设置有光纤穿入孔二82。

请参阅图10，图10为测试纸示意图，测试精度为22.5°，顺时针默认为负角度，逆时针默认为正角度。测试纸放置在支架1上的测试纸放置台12上。测试纸位于左滑动块3和右滑动块4的下方，且左滑动块3和右滑动块4上两个光纤夹板中心线的投影位于0°(-360°)和180°(-180°)形成的直线上。两滑动块在测试时，两个光纤夹持装置6的光纤夹板的相交处的投影位于测试纸的中心点处。

本发明的检测装置上设计有光纤穿入孔一和光纤穿入孔二，当光纤从光纤盘具上放出，分别通过后光纤穿入孔一和光纤穿入孔二。在光纤穿入孔一和光纤穿入孔二中间，设计有光纤配重环，配重环放置在两孔中间，可给光纤施加一定的重力，并将光纤拉直，保证光纤在测试之前不扭转，保证测试的精度，避免光纤在测试过程中发生扭转影响测量结果的准确性。在检测装置上设计有左滑动块和右滑动块，且滑动块可在一定的范围内滑动；左右滑动块的设计，可以方便的确认和调整被测光纤的长度，保证每次实验中光纤长度的一致。在左滑动块和右滑动块上设计有光纤的夹持装置，保证测试时将光缆拉直，且不扭动。光纤夹持装置的设计，代替了传统的手握光纤测试方法，使测试方法更加便捷，测试结果更加准确。在测试装置下方，放置有一张测试纸，测试纸便于测试人员更加直观的读取光纤的扭转值，方便后期对多次的测量结果进行平均处理，以得到最终的分析结果。本发明的检测装置与传统测试方式相比，一人使用此装置操作即可完成测试过程，同时记录数据，检测结果较为准确。

请参阅图11至图15，本发明的一种光纤搓扭效果检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1，把被测光纤9放在扭结测量装置的右边，被测光纤9从光纤盘具的上方送出(图中未显示光纤盘，只显示了从光纤盘上放出的光纤)。将光纤9穿过光纤穿入孔一74和光纤穿入孔二82，并拉出2-3m(必须拉直，不可扭动，也不可转动盘具)。用右滑动块4上的光纤夹持装置6夹住光纤9(手不可扭动，避免光纤加扭或退扭)，在光纤夹持装置6左边10cm左右的位置掐断光纤。光纤夹持装置6夹光纤9时，必须将光纤9完全夹入夹具槽内，同时将光纤配重环75挂在光纤9上，保证光纤在测试过程中不扭转，如图11所示为第一步。

步骤2，慢慢转动光纤盘具，使配重环75下降至最低位置,，如图12所示为第二步。

步骤3，向左移动右滑动块4至左滑动块3右侧，用左滑动块3上的光纤夹持装置6夹住光纤9，如图13所示为第三步。

步骤4，打开右滑动块4的光纤夹持装置6中的光纤夹板62，并向右移动右滑动块4至到初始位置，再关闭光纤夹板62。慢慢转动光纤盘具，使配重环75下降至最低位置，如图14所示为第四步。

步骤5，将右滑动块4滑至测量点(位于导轨中心点)，同时逆时针转动右滑动块4的光纤夹持装置6，使之处于垂直位置。然后顺时针转动左滑动块3的光纤夹持装置6，使之处于垂直位置，随后将左滑动滑块3向右移动至测量点，使两个滑动块靠拢。读取光纤的旋转角度并记录(注意正负方向)，如图15所示为第五步。

步骤6，在右滑动块4的光纤夹持装置6的下边10cm左右的位置剪断光纤，将右滑动块4的光纤夹持装置6顺时针，左滑动块3的光纤夹持装置6逆时针转动至水平位置。向左移动左滑动块3，同时扔掉左滑动块3上夹着的测试光纤9。随后返回第一步到第五步，测试次数与数据记录，连续测试4次记录并计算平均值，可进一步提高检测结果的准确性。