[发明专利]检测光纤缺陷的方法

说明书

              本发明背景技术

发明领域

本发明涉及一种缺陷检测方法，用于检查光纤的缺陷，该方法适合于在拉丝操作期间在线检查光纤。

有关技术的描述

如果光纤有内部缺陷例如空洞，将产生不希望出现的问题例如增加光传输损耗和/或减少机械强度和/或光纤接头之间熔接不良。为对付这些问题，在光纤拉丝设备中，在拉丝操作期间检测这种空洞缺陷。

例如，如同在日本已公开专利4-106448(1992)中所公开的或如同图9A所示，已经提出了一种系统，其中在拉丝操作期间利用激光束从横向照射所要测量的的原料光纤A(此后仅称为“要测量光纤”)，通过光纤A前向散射的光线C由图象传感器D例如CCD行传感器接收，来自传感器的信号在信号处理部分E和判断处理部分F中处理，由此获得前向散射光线C的强度分布模式并且根据该模式G检测要测量光纤A的缺陷。

在信号处理部分E中，由图象传感器D所接收的散射光线C的光强度沿扫描行检测读取(由图9A中箭头表示)，由此输出光强度分布模式G。在此情况下，直接从光源(未图示)辐射的激光束B(散射光线C具有零位移角)由图象传感器D在扫描行方向中心部分接收，由要测量光纤散射的散射光线C在传感器中心部分两侧接收，所以图9B所示的图中纵坐标表示传感器位置坐标(散射光线位移角)而横坐标表示光强度，光强度分布模式在传感器位置零坐标附近变成具有峰值的山峰模式。

在判断处理部分F中，图象传感器D捕获的光强度分布模式G与以前测量的正常(正确)光纤的光强度分布模式(基准模式)进行比较，根据某个阈值判断两个模式之间的一致或不一致，由此确定要测量光纤A是正常或不正常。在此情况下，根据将光线照射到已经通过适当方法确定没有缺陷的光纤上所获得的前向散射光线模式获得基准模式。尽管通过检查被判断为正常的多个光纤的前向散射光线的光强度分布模式并且将结果进行平均可以获得基准模式，无论任何，都使用固定基准模式。

在拉丝操作的在线测量期间，要测量光纤A可能晃动或光纤位置可能偏移或光纤外部直径改变或激光束强度改变，结果在判断处理部分F中实际处理的光强度分布模式G中加入了各种改变因素。例如，如图10A所示，模式G总的向上或乡下移动，或如图10B所示，模式总的向左或向右移动，或如图10C所示，模式G的斜率改变(在这些图中，只图示了传感器零坐标位置的模式G的正和负的部分)。结果，当使用固定模式时，即使要测量光纤A自身没有不正常之处，在基准模式与测量获得的模式G之间也会有大的差别，结果可能会被判断为不正常。为避免该问题，通常考虑这种外部改变因素，对基准模式给出一定宽度(松动)，所以只要测量出模式G在基准模式的一定范围内(在阈值内)，要测量光纤A判断为正常。

可是，现在已经发现在某些情况下这种松动忽略了应当被检测的缺陷。例如，在光纤横截位置上，如果核心附近有缺陷，测量出模式与基准模式之间的差别与缺陷远离核心情况下的差别相比更小，结果该差别可能包含在阈值的松动范围内，因此测量出模式可能别判断为正常，而该模式应当被判断为不正常。因此，需要提供算法来消除如图10A、10B和10C所示的与光纤缺陷无关的改变因素，由此允许读要测量光纤A不正常之处的正确检测。

由于新近有关数字信号处理能力包括图象处理的软件和/或硬件开发，基准电平可以改变以消除与光纤缺陷无关的改变因素。可是，因为要求为减少光纤制造成本而增加拉丝速度并且要求减少检测缺陷的测量周期，即使使用能够以高精度有效判断的高精确处理，如果这种处理具有长的处理时间，这种处理也变得没有意义。因此，需要提供一种算法，其中图象处理所需要的计算负担减少并且可以实现高速处理。

另外，如果由于光纤晃动在在线测量期间有沿光纤截面方向的折射率分布或测量照射激光束强度分布的本地误差，这种误差以放大的比例被检测。因此，需要提供不受这种本地误差影响的算法。

                本发明概述

按照本发明的第一方面，在检测光纤缺陷的缺陷检测方法中，激光束从光纤轴横向照射在要测量光纤上以检查透过光纤内部并且散射的前向散射光线的光强度分布，并且根据光强度分布模式检测要测量光纤的缺陷，该方法特征在于该光强度分布模式服从具有弱平滑度的平滑过程和具有强平滑度的平滑过程以分别形成第一和第二模式，和根据第一和第二模式之间的差别形成判断模式，通过评价判断模式的幅度检测要测量光纤的缺陷。