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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Überwachung
einer Spannung in einem gespannten, sich longitudinal bewegenden
Längselement.
Die Erfindung ist insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, anwendbar, wenn
das Längselement
eine optische Faser ist und ist besonders nützlich, wenn das Längselement
eine nackte optische Faser ist, die aus einer Vorform gezogen wird.
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Die Zugspannung ist ein kritischer
Parameter bei der Produktion von optischen Fasern. Eine Faserspannung
wird im Allgemeinen, durch Messen der Deformation der Faser in Antwort
auf eine transversal zu der Bewegungsrichtung angelegte Kraft, mechanisch überwacht.
Im Speziellen wird ein Dreirad-Dehnungsmessgerät verwendet, wobei, während des
Startens des Faser-Ziehprozesses, zwei Räder an die eine Seite der Faser
angelegt werden und ein drittes Rad an die andere Seite der Faser
angelegt wird. Die Stelle des dritten Rades relativ zu den ersten
beiden Rädern
wird als ein Maß der
Spannung in der Faser verwendet. Dieses Verfahren hat zahlreiche
Nachteile. Es ist schwer, die Vorrichtung mit der Faser präzise abzugleichen,
so dass der ursprüngliche
Weg der Faser nicht verändert
wird. Ein Kontakt der Dreirad-Vorrichtung
mit der Faser beeinflusst die Online-Faserdurchmesser-Rückkopplungsschleife, so dass
eine Durchmesser-Steuerung vermindert wird. Ebenso kann die bewegte
Faser brechen, wenn sie durch die Dreirad-Vorrichtung kontaktiert
wird und bei dieser Verbindung kann dieses Verfahren wegen Faserbruchproblemen
nicht bei jetzt üblichen
Zuggeschwindigkeiten verwendet werden.
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Daher ist es wünschenswert, ein kontaktloses
Verfahren zum Überwachen
einer Spannung in einer Faser bereitzustellen, die aus einer Vorform
gezogen wird.
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Ein Artikel mit dem Titel „An On-Line
Fiber Drawing Tension and Diameter Measurement Device" in dem Journal of
Lightwave Technology, Vol. 7, No. 2, Februar 1989, offenbart ein
Verfahren zum Messen einer Spannung, dass die Faser transversal
während
des Ziehens mit unpolarisiertem Licht abfragt und dann die Verzögerung des
gestreuten Lichtstrahls verwendet, um eine Zugspannung und einen
Durchmesser zu bestimmen. Obwohl dieses Verfahren die Faser nicht
kontaktiert, ist die Genauigkeit durch Bewegung der Faser innerhalb
des optischen Feldes, thermische Restbeanspruchung und Eliptizität des äußeren Durchmessers vermindert.
Wegen der Empfindlichkeit der Technik für jede Eliptiziät, kann
sie nicht bei beanspruchtendoppelbrechenden polarisationsaufrechterhaltenden
Fasern verwendet werden, die große unsymmetrische Beanspruchungsbereiche
aufweisen. Weiterhin wird bei Fasern während eines Ziehens oft ein
Drall induziert, und diese Technik ist besonders empfindlich für eine durch
Veränderungen
des Faserdralls hervorgerufene Rotation der Elipse.
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Ein anderes kontaktloses Verfahren,
das vorgeschlagen wird, basiert auf der Schwingungsmode der gezogenen
Faser, die sich auf die Spannung bezieht, die an die gezogene Faser
angelegt wird.
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In dieser Verbindung ist für eine flexible
Faser eines Längengewichtes μ, die unter
einer Spannung F gedehnt ist, die Änderung der Spannung mit Ablenkung
vernachlässigbar
und kann ignoriert werden, wobei die x-Achse als die unabgelenkte
Position der Faser genommen ist und angenommen wird, dass eine kleine laterale
Ablenkung y der Faser rechtwinklig zu der x-Achse ist und die Gleichung
einer Bewegung für
das Element in der y-Richtung ist:
wobei f (x, t) die Stärke pro
Längeneinheit
jeder äußeren angelegten
Kraft ist.
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Wenn die Faser zwischen zwei fixen
Punkten mit einem Abstand voneinander von 1 gedehnt wird, sind die
Randbedingungen y (0, t) = y (1, t) = 0 und f (x, t) = 0. Die Lösung wird
viele der Normalmoden enthalten und die Gleichung für die Verschiebung
kann geschrieben werden als:
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Jedes n repräsentiert eine Normalmodenschwingung
mit natürlicher
Frequenz, bestimmt aus der Gleichung:
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Cn und Dn hängen
von den Randbedingungen und den Anfangsbedingungen ab.
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Für
eine flexible Faser, die sich mit einer konstanten Longitudinalgeschwindigkeit
bewegt, ist die natürliche
Resonanzfrequenz gegeben durch:
wobei v die Geschwindigkeit
der Longitudinalbewegung einer Faser ist.
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Der Geschwindigkeitseffekt ist in
der Praxis zu vernachlässigen
und Gleichung (4) liefert eine zufriedenstellende Beziehung zwischen
natürlicher
Frequenz und Spannung.
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Ableitbar von einer Gleichung für n = 1
ist die Beziehung zwischen Spannung, Fundamentalfrequenz und Faserdurchmesser: –F = α + β d2 f2 – (4A),
wobei d der Durchmesser der gezogenen Faser und α und β experimentell bestimmte Nebenbedingungen
sind.
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U.S. Patent 4,692,615 offenbart ein
Verfahren basierend auf dem Schwingungsmodus der gezogenen Faser,
in dem die Spannung in einer sich bewegenden Faser durch Abtasten
einer Schwingungsbewegung der Faser in eine Richtung transversal
zu der Richtung in der die Faser sich bewegt überwacht wird. Eine Analyse der
Schwingungsbewegung durch eine schnelle Fourier-Transformations
(FFT) Analyse wird verwendet, um wenigstens eine seiner Frequenzkomponenten
zu bestimmen, und die bestimmte Frequenzkomponente wird überwacht,
um die in der Faser ausgelesene Spannung bereitzustellen. Ein Messen
der Frequenzantwort der Faser jedoch auf Schwingungen innerhalb
der Faser in Folge des Ziehprozesses oder auf eine beabsichtigte Störung der
Faserposition durch Luftstöße hat gewisse
Nachteile. Schwingungen in der Faser können, durch Aufbau- und Geräteschwingungen,
Vorformspeisemotorinstabilitäten,
Faserziehmotorinstabilitäten
und/oder Polymerbeschichtungsanwendungsinstabilitäten verursacht
sein, um nur einige zu nennen. Obwohl einige dieser Schwingungen,
wie etwa Aufbauschwingungen, über
einer Frequenz konstant bleiben und daher relativ leicht zu identifizieren
sind, erhöhen
sich Quellen, wie etwa Motorrauschen, über eine Frequenz mit einer
Ziehgeschwindigkeit und sind sehr viel schwerer von der Fundamentalfaserschwingung
zu isolieren. Ebenso können
schnelle Luftstöße, die
verwendet werden, um zusätzliche
Schwingung der Faser zu verursachen, verursachen, dass Faserdurchmesserrückkopplungsschleifen
unstabil werden und Faserdurchmesserabweichungen ergeben.
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US
5,079,433 offenbart ebenso ein Verfahren, das auf dem Schwingungsmodus
der gezogenen Faser basiert, in der die Bewegung der Faser in eine
Richtung transversal zu der Richtung abgetastet wird, in die sich die
Faser bewegt. Die abgetastete Bewegung wird durch FFT Analyse analysiert,
um eine Mehrzahl ihrer Frequenzkomponenten zu bestimmen und die
natürliche
Fundamentalfrequenz der gezogenen Faser wird durch einen komplexen
Vorgang identifiziert, der ein Identifizieren der höchsten Spitzen
des von der FFT Analyse erhaltenen Leistungsspektrums einschließt und diese
Spitzen für
das Vorhandensein einer zweiten Harmonischen analysiert. Durch Verwenden
dieses Verfahrens kann es sehr schwierig sein, die Basisfrequenz
zu extrahieren, die sich auf eine Spannung in der Faser bezieht.
Das beruht auf dem Effekt von einem Rauschen, das in dem Faserschwingungssignal
vorliegt, das unter gewissen Umständen eine zweite Harmonische
in dem gleichen Frequenzband aufweist.
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Das Verwenden einer FFT Analyse,
um das Leistungsspektrum zu erhalten, leidet unter einer Leckage, die
durch eine Verkürzung
der Zeitserienaufzeichnung bewirkt wird. Das Leckageproblem wird
insbesondere für
kurze Datenaufzeichnungen akut, wobei das Unsicherheitsprinzip,
das auf dem Produkt von Auflösung, Bandbreite
und Signaldauer basiert, keine gute Frequenzauflösung erlaubt. In dem Faserziehprozess
ist jede äußere Abweichung
der gezogenen Faser nicht erlaubt. 1 zeigt
das typische Faserschwingungssignal, das während des Faserziehprozesses
erhalten wird. 2 zeigt
das Leistungsspektrum der Faserschwingung durch Verwenden einer
FFT Analyse. Die Faserresonanz ist in der Schwingung der gezogenen
Faser in Folge der Leckage und einigem Rauschen von externen Schwingungen,
wie etwa Motorinstabilitäten,
Aufbau und Vorformschwingungen, schwierig zu identifizieren. In
einigen Fällen
ist die Amplitude der Schwingung, die durch externe Quellen bewirkt
wird, größer als
die, die durch Faserresonanz bewirkt wird.
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Wie in 2 gewürdigt wird,
würde es,
auch wenn bekannt ist, dass die natürliche Frequenz der gezogenen
Faser in ein schmales Band von beispielsweise 10 Hz fällt, unmöglich sein
zu identifizieren, welche Spitze des Spektrums sich auf die natürliche Frequenz
bezieht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, dieses Problem bei einem Analysieren der abgetasteten Bewegung
durch Verwenden einer FFT zu überwinden.
Breiter wird dies erreicht durch Analysieren der abgetasteten Bewegung
der gezogenen Faser transversal zu seiner Zugrichtung durch Verwenden
eines Zeitserienmodells. Ansprüche
14, 1, 12.
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Es ist möglich, das mathematische Modell
für ein
dynamisches System abzuleiten, das auf physikalischen Gesetzen basiert,
und dieses ermöglicht
uns, den Wert einer zeitabhängigen
Größe zu jedem
besonderen Zeitzustand zu berechnen. Ein Modell, das eine exakte
Berechnung möglich
macht, ist völlig
deterministisch. Sehr wenige dynamische Systeme sind jedoch vollkommen
deterministisch, weil sie sich in Folge von unbekannten oder unquantifizierten
Effekten verändern,
die während
des Prozesses auftreten. Es ist somit günstig, stochastische Modelle
zu konstruieren, die die Dynamiken von Systemen beschreiben können. Eine Zeitserienmodellierungstechnik
verwendet diskrete abgetastete Daten an dem Eingang/Ausgang eines
physikalischen Systems, um das stochastische Modell zu entwickeln.
Auf diese Weise können
die Charakteristiken des Systems von der Eigenschaft gemessener
Daten studiert werden. Zeitserienmodelle können ebenso in den Frequenzbereich
transformiert werden, in dem eine Spektralanalyse implementiert
werden kann. Ein Verwenden einer Zeitserienmodellabschätzung für die Leistungsspektraldichte
gibt eine glattere Kurve als die mit einer FFT erhaltene ohne das
Leckageproblem und auch eine engere Bandbreite für die Resonanzspitzen. Für die allgemeine
Vielfach-Eingang Einfach-Ausgang Linearmodellstruktur:
wobei y [n] das Ausgangssignal
ist, u[n] das Eingangssignal ist, a[k] und b [k] Parameter eines
Zeitserienmodells sind und e[n] ein weißes Rauschen ist.
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Das Eingangssignal u[n] des gemessenen
Systems ist gewöhnlich
nicht für
Zwecke einer Spektralanalyse verfügbar. Für die Schwingung einer gezogenen
Faser ist ihr Eingangssignal ungemessen und ihr Ausgang ist die
Bewegung der Transversalrichtung, und ein autoregressives Modell
ist geeignet.
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In einem p- ter Ordnung-autoregressiven
(AR) Modell für
Zeitserien y(n), wobei n der diskrete Zeitindex ist, ist der aktuelle
Wert der Messung als eine lineare Kombination von p vorherigen Werten
ausgedrückt:
wobei e[n] ein weißes Rauschen
bezeichnet. In diesem Fall sind y[n] das gemessene Positionssignal
einer nackten Faser in der Transversalrichtung und a[k] der Modellparameter.
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Die Frequenzcharakteristikanalyse
kann durch die Auto-Leistungsspektraldichte
erhalten werden. Die AR Leistungsspektraldichte ist gegeben durch:
und T das Abtastintervall
ist.
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pω ist
die Weißes-Rauschen-Varianz.
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3 zeigt
das Leistungsspektrum der Faserschwingung, das durch Verwenden des
Zeitserienanalyseverfahrens erhalten wird. Das Schwingungssignal
ist das gleiche Signal, wie das in 1.
Es kann gesehen werden, dass die Kurve des Spektrums glatter als
die in 2 und ohne das
Leckageproblem ist.
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Gemäß der Erfindung wird ein kontaktloses
Verfahren zur Überwachung
der Spannung in einem gespannten longitudinal bewegten Längselement
bereitgestellt, bei dem eine Bewegung des Elements transversal zu
seiner Longitudinalbewegungsrichtung abgetastet wird und die abgetastete
Bewegung analysiert wird, um eine natürliche Frequenz des gespannten
Elements zu bestimmen, dessen bestimmte natürliche Frequenz für eine Überwachung
der Spannung verwendet wird, wobei die abgetastete Bewegung unter
Verwendung eines autoregressiven Zeitserienmodells analysiert wird,
um ein Leistungsspektrum bereitzustellen, das eine Vielzahl von
Spitzen aufweist und die Frequenz von einer seiner Spitzen, dessen
Spitze als zugehörig
zu der natürlichen
Frequenz identifiziert wird, als die natürliche Frequenz ausgewählt wird.
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Es gibt zahlreiche Arten, die Spitze,
die zu der natürlichen
Frequenz des gespannten Elements gehört, zu identifizieren, um zu
bestimmen, dass eine Frequenz von dem Leistungsspektrum durch das
autoregressive Zeitserienmodell der abgetasteten Bewegung des gespannten
Elementes bereitgestellt wird, aber die vorliegend bevorzugte Weise
umfasst ein Überwachen
des Leistungsspektrums über
einen Bereich von Geschwindigkeiten der Longitudinalbewegung, die
die Frequenz der Spitze bemerkt, die sich mit Veränderungen
der Geschwindigkeit über
den Bereich verändert,
eine Beziehung zwischen der Frequenz der Spitze und der Geschwindigkeit
der Bewegung einrichtet, die Beziehung verwendet, um die erwartete
Frequenz der Spitze für die
Geschwindigkeit einer Longitudinalbewegung des Elements festzustellen,
dessen Spannung überwacht wird
und die Spitze auswählt,
die eine Frequenz am nächsten
zu der erwarteten Frequenz wie die identifizierte Spitze aufweist.
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Vorzugsweise wird eine Spitze, die
eine Frequenz innerhalb eines Bandes über der erwarteten Frequenz
aufweist, als die identifizierte Spitze ausgewählt. Zum Beispiel kann das
Band im Wesentlichen um die erwartete Frequenz zentriert sein und
eine Ausdehnung von ungefähr
10 Hz aufweisen.
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Eine alternative Weise, die interessante
Spitze zu identifizieren, die ebenso auf die Verschiebung der Spitze
(n) zurückgreift,
die zu der natürlichen
Frequenz des gespannten Elements gehört, umfasst ein Überwachen
des Leistungsspektrums, während
die Geschwindigkeit der Longitudinalbewegung des Elements verändert wird
und ein Auswählen
einer Spitze, die sich mit Veränderungen
mit der Geschwindigkeit wie die identifizierte Spitze bewegt.
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Da sie eine größte Stärke aufweist, ist es ratsam,
die Fundamentalfrequenz des gespannten Elements mit dem Verfahren
der Erfindung zu bestimmen, es ist jedoch zu würdigen, dass an Stelle dessen
eine Harmonische der Fundamentalfrequenz bestimmt werden kann.
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Obwohl das oben detaillierte autoregressive
Zeitserienmodell derzeit bevorzugt wird, wird ins Auge gefasst,
dass ein autoregressives Bewegungsmittelungszeitserienmodell beim
Ausführen
eines Verfahrens innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung verwendet
werden kann.
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Es wird gewürdigt, dass ein Überwachen
der natürlichen
Frequenz des gespannten Elementes ebenso die Spannung darin überwacht,
in diesem Fall wird eine Messung der Spannung in dem Längselement,
durch Verwenden der Frequenz, die ausgewählt ist, bestimmt. In Situationen
jedoch, wo der Querschnitt sich wahrscheinlich signifikant mit einer
Spannung ändert,
wird vorzugsweise eine Messung des Querschnitts des Längselements
erhalten und die Messung der Spannung in dem Längselement wird auch durch
Verwenden der Messung des Querschnittes bestimmt. Es wird gewürdigt, dass
der letztere Fall auf gezogene Fasern anwendbar ist und die Messung
deren Querschnitts kann durch Verwenden der Messung des Durchmessers
der Faser bereitgestellt werden, die gewöhnlich für eine Prozesssteuerung erforderlich
ist.
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Die Erfindung beinhaltet ebenso ein
Gerät zum
kontaktlosen Überwachen
der Spannung in einem sogenannten longitudinal bewegten Längselement,
dabei umfasst das Gerät
eine Abtasteinrichtung zum Abtasten der Bewegung des Elements transversal
zu seiner Longitudinalbewegungsrichtung, eine Einrichtung, die zur
Analyse eines Ausgangs von der Abtasteinrichtung angeordnet ist,
die ein autoregressives Zeitserienmodell verwendet, um ein Leistungsspektrum
bereitzustellen, eine Einrichtung zum Identifizieren einer Spitze
des Leistungsspektrums, das zu einer natürlichen Frequenz des gespannten
Elements gehört,
und eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, das
mit der Frequenz der identifizierten Spitze korrespondiert.
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Vorzugsweise beinhaltet das Gerät ebenso
eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Beziehung zwischen der
erwarteten Frequenz der Spitze und der Geschwindigkeit der Longitudinalbewegung
des Elements und eine Einrichtung zum Auswählen der Spitze des Leistungsspektrums,
die am nächsten
zu der erwarteten Frequenz ist, als die identifizierte Spitze.
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Damit die Erfindung gut verstanden
werden kann, wird nun eine ihrer Ausführungsformen beschrieben, die
nur beispielsweise gegeben ist, mit Bezugnahme auf die anhängigen Zeichnungen:
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1,
auf die schon Bezug genommen wurde, zeigt eine abgetastete Faserschwingung
während
eines Faserziehens, unter Verwenden einer Vorrichtung, wie in 4 gezeigt;
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2 und 3, auf die ebenfalls Bezug
genommen wurde, zeigen entsprechend das Leistungsspektrum der in 1 gezeigten Faserschwingung,
unter Verwenden einer schnellen Fourier-Transformationsanalyse wie
im Stand der Technik offenbart und unter Verwenden eines autoregressiven
Zeitserienmodells gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
eine schematische Zeichnung der Faserziehvorrichtung, die mit einem
kontaktlosen Faserspannungsmesssystem bereitgestellt ist;
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5 ist
ein Flussdiagramm, das Schritte zeigt, die einer Spannungsberechnung
folgen, unter Verwenden des in 4 gezeigten
Messsystems; und
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6 zeigt
die Korrelation zwischen Werten einer Spannung, die, durch Verwenden
der Ausführungsform
der Erfindung erhalten werden und das Kontaktverfahren gemäß dem Stand
der Technik über
einen Bereich von Ziehgeschwindigkeiten.
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Bezugnehmend nun auf 4 ist eine Vorrichtung 10 zum Ziehen
von Fasern 12 aus einer Vorform 14 gezeigt, das
mit einem kontaktlosen Spannungsmesssystem 16 bereitgestellt
wird. Die Vorrichtung 10 ist konventionell und umfasst
einen Ziehofen 18, der eine Muffel 20 aufweist,
in der die Vorform vertikal angebracht ist. Ein Heizelement 22 heizt
wenigstens den oberen Teil der Vorform und eine Faser wird daraus
durch einen Rollenantrieb 24 gezogen. Nach Verlassen der
Muffel 20 läuft
die Faser durch eine Durchmesserüberwachung 26,
die ein Signal bereitstellt, das in einer Rückkopplungsschleife verwendet
wird, um die Geschwindigkeit des Rollenantriebs 24 und
möglicherweise
ebenso die Geschwindigkeit einer Einrichtung, die die Vorform in
den Ofen absenkt, zu steuern, um einen konstanten Faserdurchmesser
beizubehalten. Nach der Durchmesserüberwachung läuft die
Faser durch wenigstens eine Kühlvorrichtung 28 und
wenigstens ein Beschichtungswerkzeug 30, bei dem eine Schutzbeschichtung
auf die nackte Faser aufgebracht wird.
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Die Faserdurchmesserüberwachung
ist eine Anritsu-Modell M551A Faserdurchmesserüberwachung für nackte
Fasern und stellt Durchmesser und Positionsausgänge zur Verfügung. Der
letztere kann verwendet werden, um die Schwingungen der gezogenen
Faser zu messen. Die Überwachung
stellt zwei Positionsausgänge
bereit, die sich auf eine Bewegung in gegenseitig senkrechter Richtung
transversal zu der Zugrichtung beziehen. Nur einer dieser Ausgänge ist
erforderlich und mit nur einem Laserstrahl, der in einer dieser
zwei Richtungen verwendet wird, wird der Ausgang für die andere
Richtung genauer und wird verwendet. Die Abtastrate der Überwachung
ist 1000 mal pro Sekunde und ein Positionsausgang hat 16 Mittelung.
Somit ist die Frequenzantwort für
eine Spannungsanalyse geeignet. Basierend auf Gleichung (4) ist
die fundamentalnatürliche
Frequenz zwischen 1,8 Hz und 32,2 Hz, jeweils korrespondierend zu
einer Spannung von 1 bis 300 gram. Das verwendete Positionsausgangssignal
läuft durch
einen Tiefpassfilter und wird dann unter Verwendung einer PCL-818H
Datenakquisitionskarte mit einer 200 Hz Abtastrate und 1024 Punkten
digitalisiert. Die Daten werden in einem Tandon PCAII 486dx/33 Computer
gespeichert, der bereit für
die Spannungsberechnung ist. Der berechnete Spannungswert wird zu
einem D/A Wandler und schließlich
zu einer Anzeige gesendet.
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5 zeigt
das Flussdiagramm des Spannungsberechnungsprogramms, dass das parametrische Verfahren
verwendet. Zuerst wird ein geeignetes parametrisches Zeitserienmodell
verwendet, um die gemessene Datenaufzeichnung zu repräsentieren.
Als zweites wird eine Abschätzung
der Parameter des Modells gemacht. Dann kann die Auto-Leistungsspektraldichte
für jenes
Modell, unter Verwendung der abgeschätzten Parameter, berechnet
werden.
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Basierend auf dem Auto-Leistungsspektrum
der Faserschwingung kann die erste Ordnung oder fundamentale, natürliche Frequenz
der gezogenen Faser erhalten werden. Das kann für eine Spannungsberechnung
in Kombination mit dem Faserdurchmesser verwendet werden.
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Wie aus einem Vergleich der 2 und 3 gewürdigt
wird, ist es eine viel leichtere Aufgabe, eine Spitze in dem Spektrum
von 3 zu identifizieren,
als eine Spitze aus dem Spektrum von 2,
die zu der natürlichen
Fundamentalfrequenz (oder einer Harmonischen davon) der gezogen
Faser gehört.
Beispielsweise ist, wenn bekannt ist, dass die Fundamentalfrequenz
innerhalb eines Bandes von etwa 10 Hz ist, nur eine Spitze in diesem
Band in 3 wahrscheinlich,
wohingegen einige Spitzen innerhalb des Bandes in 2 sind.
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Ein bevorzugtes Verfahren zum Identifizieren
der Spitze, zugehörig
zu der Fundamentalfrequenz in 3,
ist eine Beziehung zwischen der Frequenz der Spitze und der Ziehgeschwindigkeit
einzurichten, da die erstere sich mit der letzteren ändert (wie
aus 6 klar wird, die
eine Spannung zeigt, die eine Funktion des Quadrats der natürlichen
Frequenz über
eine Geschwindigkeit ist). Um diese Beziehung einzurichten, wird eine
Faser bei Geschwindigkeiten gezogen, die über einen Bereich hinausgehen,
das Leistungsspektrum von 3 wird überwacht,
um zu identifizieren, welche Spitze sich mit Änderungen in einer Geschwindigkeit über diesen
Bereich verschiebt, und die Frequenz dieser Spitze über eine
Ziehgeschwindigkeit über
einen Bereich wird gespeichert. Dann wird in einem nachfolgenden
Ziehprozess, unter vergleichbaren Bedingungen, die erwartete Frequenz
der Spitze für
die verwendete Ziehgeschwindigkeit aus der gespeicherten Beziehung
bestimmt und die Spitze des Leistungsspektrums, die eine Frequenz
aufweist, die am nächsten
zu der erwarteten Frequenz ist, wird als die Spitze, die zu der
Fundamentalfrequenz der gezogenen Faser gehört, identifiziert und diese
Frequenz wird bei der Berechnung der Spannung verwendet, wie in
dem Flussdiagramm in 5 gezeigt
ist. Ebenso wird, wie in 5 gezeigt
ist, der gemessene Durchmesser der Faser in der Berechnung der Spannung
verwendet. Das ist gemäß der Gleichung
4A, die hiervor diskutiert wurde.
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Beim Identifizieren der Spitze, die
zu der Fundamentalfrequenz gehört,
wird bevorzugt, auf ein Band von Frequenzen zu schauen, das die
erwartete Frequenz beinhaltet (zum Beispiel ein Band von ungefähr 10 Hz,
das im Wesentlichen um die erwartete Frequenz zentriert ist) und
die Spitze, die innerhalb dieses Bands fällt, auszuwählen.
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Bezugnehmend nun auf 6, werden Werte von einer Spannung, die
durch das kontaktlose Verfahren erhalten werden, das in Verbindung
mit 3 bis 5 beschrieben ist, erhalten,
werden verglichen mit Werten von einer Spannung, die durch Verwenden
des zuvor beschriebenen Kontaktverfahrens für Ziehgeschwindigkeiten erhalten
werden, bei der das Kontaktverfahren verwendet werden kann, ohne
ständig
die Faser zu brechen. Wie gesehen wird, ist die Korrelation exzellent
und wie gewürdigt
wird, ist das kontaktlose Verfahren zum Verwenden bei Ziehgeschwindigkeiten
oberhalb der gezeigten geeignet. 6 zeigt
ebenso, dass die Fundamentalfrequenz der gezogenen Faser (die eine
Funktion ihrer Spannung ist) sich kontinuierlich mit einer Ziehgeschwindigkeit ändert.
