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基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及了一種基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法。本發(fā)明中激光器和相機(jī)被固定在一個(gè)二維位移平臺(tái)上，光纖預(yù)制棒被浸入匹配液中，激光器輸出的線型光束垂直照射在光纖預(yù)制棒上；通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)二維位移平臺(tái)可以讓線型光束掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒；計(jì)算機(jī)通過(guò)相機(jī)獲得圖片并根據(jù)激光散射斑點(diǎn)判斷光纖預(yù)制棒瑕疵及其位置。本發(fā)明排除了人工觀測(cè)帶來(lái)的效率低、可信度低、一致性差的缺點(diǎn)，具有效率高、精度高、全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在科研、工業(yè)、醫(yī)療、大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、航天航空、國(guó)防軍事等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。近年來(lái)，激光、光學(xué)成像及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展并拓展了應(yīng)用范圍。
[0003]光纖的發(fā)明，帶來(lái)了通信領(lǐng)域的革命性變化，極大地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式。光纖預(yù)制棒是光纖生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最具核心技術(shù)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，其品質(zhì)直接影響光纖的質(zhì)量，因此光纖預(yù)制棒的檢測(cè)技術(shù)極為重要。由于生產(chǎn)技術(shù)及環(huán)境的影響，光纖預(yù)制棒內(nèi)部常常伴有空氣、雜志等瑕疵，其數(shù)量和分布是判斷光纖預(yù)制棒質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一。
[0004]目前光纖預(yù)制棒瑕疵的檢測(cè)主要采用燈光照射情況下人工目測(cè)和人工記錄，這種方法需要依賴有經(jīng)驗(yàn)的工人操作，檢測(cè)效率很低，檢測(cè)結(jié)果可信度、一致性都比較低。因此，發(fā)明一種不依賴人的自動(dòng)檢測(cè)方法具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法。
[0006]本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0007]步驟(I)將待測(cè)的光纖預(yù)制棒垂直固定在計(jì)算機(jī)控制的一維升降裝置上；控制一維升降裝置，將光纖預(yù)制棒完全浸入到裝在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纖預(yù)制棒折射率一致；
[0008]步驟(2)選用相機(jī)、線型光束輸出的激光器、二維平移臺(tái)和配有相應(yīng)控制軟件的計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接一維升降裝置、相機(jī)、線型光束輸出的激光器、二維平移臺(tái)；相機(jī)、線型光束輸出的激光器通過(guò)支架固定在二維平移臺(tái)上，激光器的線型光束垂直照射光纖預(yù)制棒并垂直于矩形容器的一個(gè)表面，相機(jī)的成像光路垂直于光纖預(yù)制棒并垂直于線型光束；激光器的線型光束和光纖預(yù)制棒重合部分位于相機(jī)成像系統(tǒng)中的物面上。
[0009]步驟(3)依次開(kāi)啟激光器、相機(jī)和計(jì)算機(jī)中的自動(dòng)檢測(cè)軟件；在二維平移臺(tái)上的相機(jī)和激光器以兩維掃描的狀態(tài)運(yùn)行，使得激光器的線型光束逐步掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒所在的區(qū)域；在激光器的線型光束自動(dòng)掃描的過(guò)程中，相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖片，并自動(dòng)判斷光纖預(yù)制棒是否存在瑕疵并確定瑕疵的位置。
[0010]當(dāng)激光器的線型光束照射光纖預(yù)制棒的時(shí)候，如果對(duì)應(yīng)照射區(qū)域沒(méi)有氣泡或者雜質(zhì)的瑕疵，則激光經(jīng)歷均勻介質(zhì)，在相機(jī)成像后的圖片中沒(méi)有觀測(cè)到激光散射斑點(diǎn)；如果對(duì)應(yīng)照射區(qū)域有氣泡或者雜質(zhì)的瑕疵，由于激光散射，在相機(jī)成像后的圖片中將會(huì)觀測(cè)到激光散射斑點(diǎn)，根據(jù)圖片中激光散射斑點(diǎn)的位置以及二維平移臺(tái)掃描的位置可以判斷光纖預(yù)制棒瑕疵的具體三維位置。當(dāng)激光器的線型光束逐步掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒所在的區(qū)域后，計(jì)算機(jī)可以獲得整個(gè)光纖預(yù)制棒瑕疵分布信息。
[0011]本發(fā)明適用于光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)，利用激光器的線型光束照射光纖預(yù)制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像來(lái)確定瑕疵存在，并結(jié)合二維平移臺(tái)及成像圖片激光散射光斑位置來(lái)確定瑕疵在光纖預(yù)制棒中的分布信息。本發(fā)明排除了人工觀測(cè)帶來(lái)的效率低、可信度低、一致性差的缺點(diǎn)，具有效率高、精度高、全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為實(shí)施例中基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法檢測(cè)獲得的預(yù)制棒瑕疵分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)裝置包括待測(cè)的光纖預(yù)制棒1、一維升降裝置2、匹配液3、矩形容器4、二維平移臺(tái)5、相機(jī)6、連接相機(jī)和二維平移臺(tái)的支架
7、線型光束輸出的激光器8、連接激光器和二維平移臺(tái)的支架9、計(jì)算機(jī)10。待測(cè)的光纖預(yù)制棒I固定在一維升降裝置2上；待測(cè)的光纖預(yù)制棒I完全浸入匹配液3 ;匹配液3裝在矩形容器4中；相機(jī)6通過(guò)支架7固定在二維平移臺(tái)5上；線型光束輸出的激光器8通過(guò)支架9固定在二維平移臺(tái)5上；激光器8輸出的線型光束垂直照射在光纖預(yù)制棒I上并和矩形容器4的一個(gè)表面垂直,相機(jī)6的成像光路和激光器8輸出的線型光束及光纖預(yù)制棒I垂直；計(jì)算機(jī)10通過(guò)數(shù)據(jù)線和一維升降裝置2、二維平移臺(tái)5、相機(jī)6、線型光束輸出的激光器8連接。
[0015]具體實(shí)現(xiàn)光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)的方法包括以下步驟:
[0016](I)將待測(cè)的光纖預(yù)制棒I垂直固定在計(jì)算機(jī)控制的一維升降裝置2上；控制一維升降裝置2，將光纖預(yù)制棒I完全浸入到裝在矩形容器4的匹配液3中，匹配液3的折射率和光纖預(yù)制棒折射率I一致；
[0017](2)選用相機(jī)6、線型光束輸出的激光器8、二維平移臺(tái)5和配有相應(yīng)控制軟件的計(jì)算機(jī)10 ;計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接一維升降裝置2、相機(jī)6、線型光束輸出的激光器8、二維平移臺(tái)5 ;相機(jī)6、線型光束輸出的激光器8分別通過(guò)支架7、支架9固定在二維平移臺(tái)5上，激光器8的線型光束垂直照射光纖預(yù)制棒I并垂直于矩形容器4的一個(gè)表面，相機(jī)6的成像光路垂直于光纖預(yù)制棒I并垂直于線型光束；激光器8的線型光束和光纖預(yù)制棒I重合部分位于相機(jī)6成像系統(tǒng)中的物面上。
[0018](3)依次開(kāi)啟激光器8、相機(jī)6和計(jì)算機(jī)10中的自動(dòng)檢測(cè)軟件；在二維平移臺(tái)5上的相機(jī)6和激光器8以兩維掃描的狀態(tài)運(yùn)行，使得激光器8的線型光束逐步掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒I所在的區(qū)域；在激光器8的線型光束自動(dòng)掃描的過(guò)程中，相機(jī)6實(shí)時(shí)采集圖片，并自動(dòng)判斷光纖預(yù)制棒I是否存在瑕疵及瑕疵的位置?；诩す馍⑸涞墓饫w預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法檢測(cè)獲得的預(yù)制棒瑕疵分布如圖2所示。
[0019]本發(fā)明利用激光器的線型光束照射光纖預(yù)制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像來(lái)確定瑕疵存在，并結(jié)合二維平移臺(tái)及成像圖片激光散射光斑位置來(lái)確定瑕疵在光纖預(yù)制棒中的分布信息。本發(fā)明排除了人工觀測(cè)帶來(lái)的效率低、可信度低、一致性差的缺點(diǎn)，具有效率高、精度高、全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.基于激光散射的光纖預(yù)制棒瑕疵檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟(I)將待測(cè)的光纖預(yù)制棒垂直固定在計(jì)算機(jī)控制的一維升降裝置上；控制一維升降裝置，將光纖預(yù)制棒完全浸入到裝在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纖預(yù)制棒折射率一致； 步驟(2)選用相機(jī)、線型光束輸出的激光器、二維平移臺(tái)和配有相應(yīng)控制軟件的計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接一維升降裝置、相機(jī)、線型光束輸出的激光器、二維平移臺(tái)；相機(jī)、線型光束輸出的激光器通過(guò)支架固定在二維平移臺(tái)上，激光器的線型光束垂直照射光纖預(yù)制棒并垂直于矩形容器的一個(gè)表面，相機(jī)的成像光路垂直于光纖預(yù)制棒并垂直于線型光束；激光器的線型光束和光纖預(yù)制棒重合部分位于相機(jī)成像系統(tǒng)中的物面上； 步驟(3)依次開(kāi)啟激光器和相機(jī)；其中計(jì)算機(jī)中的自動(dòng)檢測(cè)軟件，在二維平移臺(tái)上的相機(jī)和激光器以兩維掃描的狀態(tài)運(yùn)行，使得激光器的線型光束逐步掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒所在的區(qū)域；在激光器的線型光束自動(dòng)掃描的過(guò)程中，相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖片，并自動(dòng)判斷光纖預(yù)制棒是否存在瑕疵并確定瑕疵的位置； 當(dāng)激光器的線型光束照射光纖預(yù)制棒的時(shí)候，如果對(duì)應(yīng)照射區(qū)域沒(méi)有氣泡或者雜質(zhì)的瑕疵，則激光經(jīng)歷均勻介質(zhì)，在相機(jī)成像后的圖片中沒(méi)有觀測(cè)到激光散射斑點(diǎn)；如果對(duì)應(yīng)照射區(qū)域有氣泡或者雜質(zhì)的瑕疵，由于激光散射，在相機(jī)成像后的圖片中將會(huì)觀測(cè)到激光散射斑點(diǎn)，根據(jù)圖片中激光散射斑點(diǎn)的位置以及二維平移臺(tái)掃描的位置可以判斷光纖預(yù)制棒瑕疵的具體三維位置；當(dāng)激光器的線型光束逐步掃描整個(gè)光纖預(yù)制棒所在的區(qū)域后，計(jì)算機(jī)可以獲得整個(gè)光纖預(yù)制棒瑕疵分布信息。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103698342SQ201410014164
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】陳達(dá)如, 駱淑君, 馬曉偉 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)