DE2720951B2

DE2720951B2 - Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser

Info

Publication number: DE2720951B2
Application number: DE2720951A
Authority: DE
Inventors: Herman Melvin Highland Park N.J. Presby (V.St.A.)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-05-12
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1980-06-26
Also published as: CA1059595A; IT1084676B; FR2351384A1; JPS52138962A; FR2351384B1; JPS5540808B2; DE2720951C3; DE2720951A1; BE854402A; US4042723A; NL7705213A; GB1532343A

Description

der verglichen wird. _{In der} _us__ps 3g _{79 128} ist ein Verfahren zum Messen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- des Brechungsindexes und des Durchmessers von zeichnet, daß das zweite Sfahlenbündel (708) in optischen Fasern beschrieben. Hiernach wird ein senkrecht zur Richtung des ersten Strahlenbündels einziger auf die Faser gerichteter Lichtstrahl zur (707) verlaufender Richtung "if die Faser (205) 35 Erzeugung eines einzigen zurückgestreuten Lichtmugerichtet wird. sters benutzt, das dann anschließend überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Mit dem bekannten Verfahren können jedoch nicht die überwachte zurückgestreute Lichtmuster des ersten Konzentrizität einer Beschichtung bezüglich der Faser Lichtstrahlenbündels in eine erste Gruppe elektri- sowie das Aufrechterhalten einet bestimmten Beschichscher Signale umgesetzt wird, dadurch gekennzeich- 40 tungsdicke auf der optischen Faser bbv-rwacht werden, net, daß das zweite überwachte, zurückgestreute In der DD-PS 88 34 ist ein Verfahren zum Überprüfen Lichtmuster in eüie zweite Gruppe elektrischer von Querschnittsänderungen (z. B. Durchmesserände-Signale umgewandelt wird, und aus den vergliche- rungen) von Fäden, Fasern, Garnen, Drähten usw. Mit nen, elektrischen Signalen beider Gruppen ein Hilfe mehrerer winkelmäßig versetzter Lichtquellen Steuersignal (715) zur Steuerung der Gleichförmig- 45 beschrieben, die den zu prüfenden Faden aus unterkeit der transparenten Beschichtung erzeugt wird. schiedlichen Richtungen beleuchten. Eine Anordnung

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- optischer Linsen und Prismen dient zur Abbildung des zeichnet, daß zur Überwachung einer vorbestimm- Fadens auf die Lichtempfangsfläche einer einzigen ten Beschichtungsmindestdicke die Überwachung Photozelle. Der Querschnitt, d. h. der Durchmesser, des durchgeführt wird, bis das äußere Paar von 50 Fadens wird somit von unterschiedlichen Seiten und aus Intensitätsspitzenwerten aus den zurückgestreuten unterschiedlichen Richtungen gemessen, um den Mittel-Lichtmustern verschwindet. wert des Durchmessers zu erfassen.

In der DD-PS 13 188, die ein Zusatzpatent zu der

vorstehend erwähnten DD-PS 88 34 ist, ist das dort

55 beschriebene Verfahren dahingehend modifiziert, daß die Umlenkprismen weggelassen sind und jedes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Lichtstrahlenbündel mit einer gesonderten Photozelle Oberbegriff des Anspruchs 1. abgeschlossen ist, um auch Abweichungen von der für Kunststoffbeschichtjungen, die auf optische Fasern das Prüfgut charakteristischen Querschnittsform erfasaufgebracht werden, dienen vielen Zwecken. Wenn sie 60 sen zu können. Erst danach erfolgt die Mittelwertsbilals Überzug auf glasummantelte, optische Fasern dung der einzelnen Messungen zur Erfassung von aufgebracht werden, dienen sie zur Verringerung von Querschnittsschwankungen. Diese beiden Verfahren Mikrokrümmungsverlusten, zur Aufrechterhaltung der beziehen sich auf das Erfassen von Größe und Form ursprünglichen Stärke der Fasern und zur Erzeugung eines fadenförmigen Prüfgutes durch Vergleichen von eines Schutzes gegen Abrieb und eines mechanischen b> Faserschatten-Abbildungen, die von mehreren Licht-Schutzes der Faser während einer Kabelherstellung. strahlenbündeln erzeugt werden. Eine Überwachung Zusätzlich verringert die Kunststoffbeschichtung ein der Konzentrizität einer Beschichtung auf einer Faser Übersprechen zwischen optischen fasern und verbes- ist bei diesen Verfahren nicht vorgesehen; sie befassen

sich vielmehr nur mit der Überwachung des Außendurchmessers und der Außenkontur eines Fadens und dergl

Die DE-AS15 73 961 ist schließlich auf ein Verfahren zur photoelektrischen Erfassung vo₍. Fadenquer-Schnittsschwankungen, insbesondere Fadendopplungen, auf dem Textilsektor gerichtet Bei diesem Verfahren wird der zu überwachende Faden im Prinzip zeitlich nacheinander aus verschiedenen Richtungen auf einen Wandler abgebildet Bei unrunden Querschnitten ist daher das Wandlerausgangssignal eine Wechselspannung, sonst eine Gleichspannung. Ein nachgeschalteter Amplitudendiskriminator vermag daher unerwünscht hohe Schwankungen festzustellen. Auch mit diesem Verfahren kann die Konzentrizität einer Beschichtung bezüglich der Faser sowie das Aufrechterhalten einer bestimmten Beschichtungsdicke auf einer optischen Faser nicht überwacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Überwachung von geometrischen Eigenschaften einer im wesentlichen transparenten Beschichtung auf einer optischen Faser zu schaffen, mit welchem insbesondere die Konzentrizität der Beschichtung bezüglich der Faser sowie das Aufrechterhalten einer bestimmten Beschichtungsdicke beim Aufbringen der Beschichtung auf die optische Faser überwacht werden können.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Konzentrizilät einer Faser innerhalb einer Beschichtung durch Überwachen von zurückgestreuten Lichtmustern bestimmt die durch zwei unter verschiedenen Winkeln auf denselben Teil der beschichteten Faser einfallenden Lichtstrahlen erzeugt werden. Durch Beobachten und Vergleichen der Lagen der Intensitätsspitzenwerte in einem zurückgestreuten Lichtmuster mit den Lagen der entsprechenden Spitzenwerte im zweiten zurückgestreuten Lichtmuster kann die Konzentrizität oder Exzentrizität der Faser innerhalb der Beschichtung bestimmt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform trifft das zweite Strahlenbündel senkrecht zur Richtung des ersten Strahlenbündets auf die Faser auf. Die Konzentrizität einer Faser innerhalb einer Kunststoffbeschichtung kann insbesondere dadurch bestimmt werden, daß die überwachten zurückgestreuten Lichtrnuster der beiden Lichtsirahlenbündel jeweils in Gruppen elektrischer Signale umgewandelt werden, die dann miteinander verglichen werden. Aus den verglichenen elektrischen Signalen wird ein Steuersignal erzeugt, durch das der Beschichtungsvorgang und damit die Gleichförmigkeit einer transparenten Beschichtung entsprechend gesteuert wird.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zur Einhaltung einer vorbestimmten Beschichtungsmindestdicke eine Überwachung durchgeführt, bis das äußere Paar der ermittelten Intensitätsspitzenwerte aus den zurückgestreuten Lichtmustern verschwindet

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Qurrschnittsansicht einer kunststoffbe

schichteten Faser mit auf diese auftreffenden Lichtstrahlen,

Fig.2 eine Vorrichtung zur Überwachung der Eigenschaften einer kunststoffumschichteten Faser im vorliegenden Verfahren,

F i g. 3 eine Querschnittsansicht einer mit Kunststoff konzentrisch beschichteten Faser,

Fig.4 und 5 zurückgestreute Lichtmuster, die aufgrund von auf die Faser nach F i g. 3 auftreffenden Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,

Fig.6 und 7 elektrische Signale, die durch die zurückgestreuten Lichtmuster nach Fig.4 bzw. 5 erzeugt werden,

Fig.8 eine Querschnittsansicht einer nicht konzentrisch beschichteten Faser,

Fig.9 und 10 zurückgestreute Lichtmuster, die aufgrund der auf die Faser nach F i g. 8 auftreffenden Lichtstrahlenbündel erzeugt werden,

Fig. 11 und 12 elektrische Signale, die von den zurückgestreuten Lichtmustern nach Fig.9 bzw. 10 erzeugt werden,

Fig. 13 eine Querschnittsansichi einer deformiert kunststoffbeschichteten Faser,

Fig. 14 und 15 zurückgestreute Lichtmuster, die aufgrund von auf die deformierte Faser nach Fig. 13 auftreffsnden Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,

Fig. 16 und 17 elektrische Signale, die von den zurückgestreuten Lichtmustern der Fig. 14 bzw. 15 erzeugt werden,

jo Fig. 18 eine Querschnittsansicht einer kunststoffbeschichteten Faser, bei der die Beschichtung eine vorbestimmte Dicke aufweist,

Fig. 19 und 20 zurückgestreute Lichtmuster, die aufgrund von auf die Faser nach Fig. 18 auf treffenden j5 Lichtstrahlenbündeln erzeugt werden,

Fig. 21 und 22 elektrische Signale, die aufgrund der zurückgestreuten Lichtmuster nach den Fig. 19 bzw.20 erzeugt werden, und

F i g. 23 eine Vorrichtung zum automatischen Steuern des Extnjsionsvorgangs durch Verwendung der vorliegenden Überwachungsmethode.

Ir» F i g. 1 ist ein LichtstrahlenbUndel gezeigt, das im betrachteten Querschnittsgebiet einer kunststoffbeschichteten optischen Faser 101 des Radius α einfällt. Wie zuvor beschrieben, kann die innere Faser 102 des Radius b entweder ein Quarzglasfaserkern sein oder sie kann sowohl den Kern als auch den Mantel einer optischen Faser umfassen. Im ersten Fall dient die Kunststoffbeschichtung 103 als Mantel und als Schutzabschirmung und muß demgemäß einen Brechungsin dex haben, der kleiner als der des Kerns ist. Im letzteren Fall dient die Kunststoffbeschichtung 103 lediglich als Schutzabschirmung für die Faser. F i g. 1 zeigt deshalb den Querschnitt einer Faser mit entweder zwei oder drei Schichten. Das einfallende parallele Lichtstrahlenbündel umfaßt z'.vei Strahlentypen, die durch die Strahlen I und Il repräsentiert sind. Die Strahlen des Strahltyps 1 werden bei ihrem Eintritt in die Beschichtung gebrochen, durchqueren diese und werbo den an der Besch.chtung/Luft-Grenzfläche reflektiert, um dann wieder aus der Beschichtung auszutreten. Der maximale Ablenkwinkel Φ\, der diesem Strahlentyp zugeordnet ist und zu einem helkn Band im reflektierten Licht führt, ist gegeben durch

'/', - 4 aresin I ² (l - "M Ί Lm 13 V 4/ J 2 aresin

Dabei is; n_c der Brechungsindex der Kunststoffeschichtung 103. Die Strahlen des Strahltyps II, sind jene. die beim Eintritt durch die Beschichtung gebrochen werden, in die Faser eintreten und diese durchqueren, wieder in die Beschichtung austreten und dann an der Beschichtung/Luft-Grenzfläche reflektiert werden. Nach dieser Reflexion durchqueren sie wiederum die Faser, treten wieder in die Beschichtung aus und verlassen dann die Faser. Eine geometrisch-optische Analyse zeigt, daß der maximale Ablenkwinkel Φ\\ dieser austretenden Strahlen eine Funktion mehrerer Winkel und der Brechungsindices der Beschichtung und der Faser ist. Eine solche Analyse findet sich in der Arbeit »Refractive Index and Diameter Determination of Step Index Optical Fibers and Preforms« von H. M. Presby und D. Marcuse, Appied Optics, Band 13, Nr. 12, Dezember 1974, Seiten 2882 bis 2885.

Die auf die beschichtete Faser auftreffenden parallelen Strahlen, welche lediglich die Kunststoffbeschichtung durchlaufen(Strahltyp I) oder, welche sowohl die Beschichtung als auch die Faser durchlaufen (Strahltyp Π), erzeug .mi ein zurückgestreutes Lichtmuster, das man an einer 3eobachtungsmattscheibc beobachten kann, die senkrecht zum einfallenden Lichtstrahlenbündel ausgerichtet ist. Für die vorliegenden Zwecke ist das zurückgestreute Lichtmuster durch zwei Paare Intensitätsspitzen gekennzeichnet. Die räumlichen Stellen des ersten Intensitätsspitzenpaares bestimmen sich aus dem Winkel der maximalen Ablenkung Φι für die lediglich die Beschichtung durchlaufenden auftreffenden Strahlen. Die räumlichen Stellen des zweiten Intensitätsspitzenpaares bestimmen sich aus dem Winkel der maximalen Ablenkung Φ\\ für die sowohl die Beschichtung als auch die Faser durchlaufenden auftreffenden Strahlen.

Es hat sich gezeigt, daß sich die räumliche Stelle der Intensitätsspitzen im zurückgestreuten Lichtmuster ändert, wenn eine nichtkonzentrisch mit Kunststoff beschichtete Faser im einfallenden Lichtstrahlenbündel gedreht wird. Die Konzentrizität eines Abschnitts einer beschichteten Faser kann infolgedessen dadurch überwacht werden, daß die Stellen der Intensitätsspitzen im zurückgestreuten Lichtmuster beobachtet werden, wenn die Faser gedreht wird. Alternativ dazu kann, wie gefunden wurde, die Konzentrizität der beschichteten Faser bestimmt werden, indem das zurückgestreute Lichtmuster, das durch Beleuchten der Faser mit zwei aus zwei verschiedenen Richtungen auftreffenden Lichtstrahlenbündeln erzeugt worden ist, verglichen wird. Vorzugsweise besteht zwischen diesen Lichtstrahlenbündeln ein Winkel von 90°.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung in ihren Einzelheiten beschrieben, mit der die Konzentrizität einer beschichteten Faser während des Aufbringens der Beschichtung überwacht werden kann, und zwar durch Vergleichen der räumlichen Positionen der Intensitätsspitzen in den zurückgestreuten LJchtmustern, die aufgrund zweier auf die Faser auftreffender und zueinander senkrecht verlaufender Strahlenbündel erzeugt werden. Hierbei wird die Faser auch auf Nichtgleichförmigkeiten und Unregelmäßigkeiten in der Kunststoffbeschichtung Oberwacht

Wie erwähnt, durchläuft der Strahltyp I nur die Kunststoffbeschichtung 103, und der Strahltyp Il sowohl die Beschichtung 103 als auch die Faser 102. Man kann zeigen, daß, wenn die Dicke der Kunststoffbeschichtung kleiner als eine kritische Dicke ist, nur noch der Strahltyp Π vorhanden ist und der Strahltyp I verschwindet Im einzelnen gilt, daß, wenn das Verhältnis von Radius ;iund Radius £>(F i g. I) kleiner ist als der Brechungsindex der Kunststoffbeschichtung n<, alle auftreffenden Strahlen Beschichtung und Faser durchlaufen. Dann gibt es nur einen Strahl maximaler '. Ablenkung, utul in den zurückgestreuten Lichtmustern tritt nur ein Paar Intensitätsspitzen auf. Da die Faser einen bekannten festen Radius aufweist und das Beschichtungsmaterial einen bekannten festen Brechungsindex hat. kann der Radius der beschichteten

κι Faser gleichförmig auf bn_c gehalten werden, indem die zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden des zweiten Paares Intensitätsspitzen überwacht wird. Die Beschichtungsdicke kann somit auf b(n_c-\) gehalten werden. Nachstehend wird eine Vorrichtung beschrieben, die automatisch die zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden dieser Intensitätsspitzen hin überwacht und somit den Auftragungsvorgang steuert, um gleichmäßig die Beschichtungsdicke auf diesem vorbestimmten Wert zu halten.

.'o F i g. 2 zeigt eine Anordnung zum Beobachten der zurückgestreuten Lichtmuster, die aufgrund zweier Lichtstrahlenbündel entstehen, die auf eine optische Faser mit im wesentlichen transparenter Kunststoffbeschichtung auftreffen. Eine Signalquelle 201, wie ein Dauerstrich-He-Ne-Laser, erzeugt ein schmalbandiges Lichtstrahlenbündel, das auf einen Spiegel 202 auftrifft. Das Lichtstrahlenbündel wird zu einem schwingenden Spiegel .203 reflektiert, der rückwärts und vorwärts schwingt, um das Lichtstrahlenbündel in eine Lichtenergielinie umzusetzen. Ein Strahlteiler 204 teilt die vom schwingenden Spiegel 203 reflektitrte Lichtenergielinie in zwei Teile. Der durchgelassene Teil wird durch einen Spalt einer Beobachtungsmattscheibe 206 direkt auf einen Abschnitt der Faser 20S geschickt Die Beobach-

v-, tungsmattscheibe 206 steht senkrecht zum Strahlengang im Abstand h von der zu überwachenden Faser. Der reflektierte Teil des am Strahlenbündelteiler 204 aufgeteilten Strahlenbündels wird an Planspiegeln 207 und 208 reflektiert durch einen Spalt einer Beobachtungsmattscheibe 209 geschickt und trifft auf dem selben Abschnitt der Faser 205, jedoch unter 90° zum anderen Teilstrahlenbündel orientiert, auf. Die Beobachtungsmattscheibe 209 steht ebenfalls senkrecht im Strahlengang im Abstand Λ von der Faser. Jedes an der Faser einfallende Lichtstrahlenbündel wird durch die transparente Kunststoffbeschichtung und die innere Faser gebrochen und an der Beschichtung/Luft-Grenzfläche reflektiert, um die zurückgestreuten Lichtmuster zu erzeugen, die auf den Beobachtungsmattscheiben 206

so und 209 betrachtbar sind.

Durch Vergleichen der Lagen der Intensitätsspwzen der zurückgestreuten Lichtmuster auf den Beobachtungsschirmen 206 und 209 können die Konzentrizität der Faser innerhalb der Kunststoffbeschichtung und die Gleichförmigkeit des Beschichtungsauftrags auf den Faserabschnitt, an welchem die beiden ankommenden Lichtstrahlenbündel einfallen, bestimmt werden. Deshalb können durch Überwachung dieser beiden Beobachtungsschinne, während eine Faser durch die einfallenden Lichtstrahlenbündel gezogen wird, die angesprochenen Eigenschaften der Kunststoffbeschichtung bestimmt werden. Wie nachfolgend ausführlich beschrieben werden wird, kann der Vergleich der Intensitätsspitzen automatisch durchgeführt werden, um ein Rückkopplungssigna] zu erzeugen, das die Kunststoffbeschichtungsvorrichtung steuert Damit wird während des Beschichtungsvorgangs eine genaue Konzentrizität und eine Gleichförmigkeit des Auftra-

gens aufrechterhalten.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer konzentrisch beschichteten Faser. Fig.4 ist ein zurückgestrahltes Lichtmuster, wie ei durch ein einfallendes Lichtstrahlenbündel erzeugt wird, das einen Winkel von 0" mit der X-Achse der Faser in Fig. 3 bildet. Fig. 5 zeigt ein zurückgestrahltes Lichtmuster, das durch ein Lichtstrahllenbün^.il erzeugt worden ist, das mit der /Y-Achse der Faser in Γ i g. 3 einen Winkel von 90" bildet. Wie man — auch aus F i g. 6 und 7 — erkennen kann, befinden sich die Intensitätsspitzenwerte in den F i g. 4 und 5 auf den gleichen Koordinaten, was eine Konzentrizität der Faser innerhalb der Beschichtung anzeigt.

Fig.8 zeigt einen Querschnitt einer nichtkonzentrisch kunststoffbeschichteten Faser. Wie in den zurückgestrahlten Lichtmustern in den F i g. 9 und 10 zu sehen ist, sind die Koordinaten der Intensitätsspitzenwerte nicht zueinander ausgerichtet. Dieses zeigt eine Nichtkonzentrizität des betreffenden Faserabschnittes an. Wie zuvor bemerkt, können während des Beschichtungsvorganges auch Deformationen in der Kunststoffbeschichtung auftreten. Fig. 13 zeigt den Querschnittsbereich einer solchen deformierten Faser. Die Fig. 14 und 15 zeigen die zurückgestreuten Lichtmuster, die aufgrund zweier zueinander senkrecht ausgerichteter, auf diesen Faserabschnitt auftreffender Lichtstrahlenbündel erzeugt worden sind. In den Fig. 14 und 15 können keine ausgeprägten Intensitätsspitzen beobachtet werden. Wenn entweder auf einem oder auf beiden der Beobachtungsschirme 206 und 209 ein solches Muste" wahrgenommen wird, ist deshalb die Stelle einer Nichtgleichförmigkeit in der Beschichtung festgestellt.

Wenn, wie erwähnt, der Radius der beschichteten Käser ii kleiner oder gleich n^b ist, tritt in den rückgesireuten Lichtmustern nur ein Intensitätsspitzenpaar auf. Fig. 18 zeigt einen Querschnittsbereich einer konzentrisch beschichteten Faser, bei welcher a gleich neb ist Die Fig. 19 und 20 zeigen die zueinander senkrecht stehenden rückgestreuten Lichtmuster. Wie man sehen kann, tritt in jedem Muster nur ein Intensitiitsspitzenpaar auf. Das äußere Intensitätsspitzenpaar ist verschwunden.

F i g. 23 zeigt eine Vorrichtung, die automatisch die zueinander senkrechten zurückgestreuten Lichtmuster vergleicht und ein Signal erzeugt, das den Beschichtungsvorgang steuert Jenen Elementen in Fig.23, welche auch in F i g. 2 dargestellt sind, sind die gleichen Bezugsziffern zugeordnet Während die optische Faser 205 von einem Vorformling 701 abgezogen und auf eine sich drehende Trommel 702 aufgewickelt wird, wobei letztere durch einen Motor 703 gesteuert wird, trägt eine die Faser umgebende Beschichtungsvorrichtung 704 eine Kunststoffbeschichtung auf den Umfang der durchlaufenden Faser auf. Die genaue Position der Beschichtungsvorrichtung 704 gegenüber der Faser 105 wird durch einen Mikropositionierer 706 gesteuert Der Mikropositionierer 706 spricht auf ein durch einen Vergleich der zurückgestreuten Lichtmuster erzeugtes elektrisches Signal an, die durch die beiden zueinander senkrecht verlaufenden und auf die beschichtete Faser auftreffenden Lichtstrahlenbündel erzeugt worden sind. Das eine Lichtstrahlenbündel 707 gelangt durch den Spalt des Beobachtungsschirms 206 und das andere Lichtstrahlenbündel 708 durch den Spalt des Beobachtungsschirms 209, so daß jedes Strahlenbündel auf einen Abschnitt der Faser 205 aaftrifft, während diese gezogen und auf die Trommel 702 gewickelt wird. Jedes einfallende Strahlenbündel wird in der kunststoffbeschichteten Faser gebrochen und reflektiert, so daß auf den Beobachliingsschirmen 206 und 209 zurückgestrahlte Lichtmuster entstehen. Eine Abtastdiodenmatrix 710 ist auf dem Beobachtungsschirm 206 angeordnet, und ·, eine Abtastdiodenmatrix 711 auf dem Beobachtungsschirm 209. Jede handelsübliche Diodenmatrix kann hierbei verwendet werden. Eine Steuereinheit 712 ist mit der Abtastdiodenmatrix 710 und eine Steuereinheit

713 ist mit der Diodenmatrix 711 verbunden. Die in Steuereinheiten 712 und 713 wandeln die auf die jeweilige Matrix auftreffenden zurückgestreuten Lichtmuster in elektrische Signale um, die Maxima und Minima aufweisen, die mit den Lichtintensitätsmaxima und -minima in den zurückgestreuten Lichtmustern in

is Beziehung stehen.

Die Ausgänge der Steuereinheiten 712 und 713 sind mit einem handelsüblichen Komparator 714 verbunden, Der Komparator 714 lokalisiert die Maxima und die Minima der von den Steuereinheiten 712 und 713 erzeugten elektrischen Signale. Die F i g. 6 und 7 zeigen die elektrischen Signale, die von den Steuereinheiten 712 und 713 aufgrund der zurückgestreuten Lichtmuster der F i g. 4 bzw. 5 für die konzentrisch beschichtete Faser gemäß Fig.3 erzeugt worden sind. Nach der

Lokalisierung der Signalmaxima mißt der Komparator

714 die Zeitabschnitte zwischen entsprechenden Spitzenwerten in jedem Signal, nämlich U, h, η und T₂. Differenzen fi - h und τι ~τ₂ werden dann automatisch berechnet. Diese Differenzen sind für eine konzentrisch

jo beschichtete Faser etwa Null. Wenn Faser und Beschichtung nicht konzentrisch sind, wie bei der in Fig.8 gezeigten Faser, sind t\-h und τι —Tj, die aus den in den F i g. 11 und 12 dargestellten elektrischen Signalen bestimmt worden sind, nicht Null. Der Komparator 714 erzeugt auf einer Leitung 715 ein Signal, um den Mikropositionierer 706 zu steuern, der seinerseits die Beschichtungsvorrichtung 704 zur Korrektur der Fehlausrichtung wieder in seine richtige Position bringt

Der Komparator 714 ist außerdem mit einer Anzeigeeinheit 716 verbunden. Die Anzeigeeinheit 716 umfaßt zwei digitale Ablesevorrichtungen 717 und 718 sowie vier Wortablesevorrichtungen 719-1 bis 719-4. Wenn die Faser gezogen wird, erzeugt die Ablesevor richtung 717 eine kontinuierliche Anzeige von U-ti, und die Ablesevorrichtung 718 erzeugt eine kontinuierliche Anzeige von η-r* Wenn die Kunststoffschicht deformiert ist (Fig. 13), haben die aus den zurückgestrahlten Mustern der Fig. 14 und 15 abgeleiteten

so elektrischen Signale keine definierten Intensitätsspitzenwerte, wie man aus den Fig. 16 bzw. 17 erkennen kasn. Aufgrund solcher Signale an den Ausgängen der Steuereinheiten 712 und 713 zeigt die Anzeigeeinheit 716 an den Ablesevorrichtungen 717 und 718 eindeutige Kodes (beispielsweise 999), so daß eine den Beschichtungsvorgang überwachende Bedienungsperson leicht eine Beschichtungsdeformation erkennen kann. Der Beschichtungsvorgang kann als Folge davon angehalten werden, um die die Deformiertheit verursachende

ω Bedingung zu korrigieren.

Wie erwähnt, kann durch Oberwachen der zurückgestreuten Lichtmuster auf das Verschwinden der Intensitätsspitzen, die durch die Strahlen des Strahltyps I verursacht werden, die minimale Dicke der Beschich tung gleichförmig auf bfn_c— 1) gehalten werden, wobei b und n_c zuvor definiert sind. Der Komparator 714 erzeugt zusätzlich zu der Angabe der Stelle der Intensitätsspitzenwerte in den von den Steuereinheiten 712 und 713

erzeugten elektrischen Signale auch eine Anzeige für das Verschwinden der beiden äußeren Intensitätsspitzen. Die F i g. 21 und 22 zeigen die elektrischen Signale an den Ausgängen der Steuereinheiten 712 und 713, wenn die Beschichtung auf die zuvor erwähnte Dicke eingestellt ist. Demgemäß zeigen die Wortablesevorrichtungen 7*9-1 und 719-2 das Vorhandensein und Nichtvorhandcnsein der beiden äußeren Intensitätsspitzenwerte in dem zurückgestreuten Muster, das auf die Diodenmatrix 710 fällt, und d'e Wortablesevorrichtungen 719-3 und 719-4 zeigen das Vorhandensein und NichtVorhandensein der beiden äußeren Intensitätsspitzen in dem auf die Diodenmatrix 711 fallenden zurückgestreuten Muster. Während die Faser beschichtet wird, wird die Dicke der beschichteten Faser auf bfric— 1) gehalten, indem der Fluß des Beschichtungsmaterials durch die Auftragvorrichtung 704 auf die Faser gesteuert wird, bis die Wortanzeigevorrichtungen 719-1 bis 719-4 je gerade das Verschwinden einer äußeren Intensitätsspityr anzeigen. Eine Bedienungsperson kann somit durch Überwachen der Wortanzeigevorrichtungen 719-1 bis 719-4 diese Dicke gleichmäßig aufrechterhalten.

Zahlreiche Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise kann eine quasi-monochromatische Lichtquelle, wie eine lichtemittierende Diode, anstelle des monochromatischen Laserstrahlenbündels in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet werden. Auch können Vidikon-Abtastmethoden zur Überwachung der zurückgestrahlten Lichtmuster verwendet werden. Obwohl das Verfahren in Verbindung mit der Überwachung der Eigenschaften einer Kunststoffbeschichtung auf einer optischen Faser beschrieben worden ist, kann es auch dazu verwendet werden, die Eigenschaften jeder im wesentlichen transparenten Beschichtung auf jedem relativ transparenten dielektrischen Stab oder einer Kombination von Stäben zu überwachen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 sert die Langzeitstabilität der Fasern in einer unkontrol- Patentansprüche: lierten Umgebung, Die Kunststoffbeschichtung kann auch direkt als Ummantelung für Quarzglaskerne

1. Verfahren zur Überwachung von geometri- verwendet werden, da der Brechungsindex vieler sehen Eigenschaften einer im wesentlichen transpa- 5 polymerer Materialien kleiner ist als der von Quarzglas, renten Beschichtung auf einer optischen Faser, bei Für ein optimales Verhalten sollte die Faser dem gleichförmig und konzentrisch beschichtet werden. Dies

, ,. _ . . ... .,.-j· ist sowohl für eine normale Handhabung und Versplei-

^a) f 1 SST™^{1 enLlchtstrahlenbundel} ßung der Fasern als auch für optimale Stärke- und Deieucntet una -,,.._.... , io Übertragungseigenschaften zu bevorzugen.

b) das vom ersten Mrahlenbündel stammende, _Die ^{^ _die „,,ω«^ MateriaHen zurückgestreute Lichönuster überwacht wird, Epoxyacrylate, Tetrafluoräthylen, Perfluormdem die Lage zumindest emeslntensjiatsspu- ^,^,X₁/ pariertes Ätbylen-Propylenzenwertes ermittelt wird. Mischpolymerisat und Ätbylen-Vinylacetat-Copolymer

dadurch gekennzeichnet, daß ts umfassen, werden mit Hilfe verschiedener Verfahren