[发明专利]用于在光纤缠绕期间检测抽打尾部的装置和方法

说明书

本文公开的装置和方法涉及在使用光纤缠绕系统(10)将光纤(70)缠绕到旋转线轴(20)上时检测抽打尾部的存在。光纤(70)穿过线轴(20)与抽打屏蔽件(100)之间的容纳区域(80)被引导到旋转线轴(20)上以产生缠绕光纤。抽打尾部(72W)从缠绕光纤(70)向外延伸并且周期性地或准周期性地穿过光束(152)以在光束中产生一系列强度凹陷，从而形成调制光束。将调制光束(152M)转换成由电脉冲(PV)组成的数字电信号(SD)，该电脉冲(PV)具有由强度凹陷(DI)限定的定时。将电脉冲(PV)的测量的定时与基于旋转线轴(20)的估计定时进行比较，以确定抽打尾部(72W)的存在。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月7日提交的美国临时专利申请序列号62/814,918在35USC§119(e)下的优先权，并且该申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于将光纤缠绕到旋转线轴上的光纤缠绕装置和方法，并且更具体地涉及用于在光纤缠绕过程期间检测抽打尾部的装置和方法。

背景技术

在光纤制造工业中，在机器旋转的卷绕线轴上以高速缠绕很长长度的光导纤维(“光纤”)以用于装运和处理。当光纤被缠绕在线轴上时，光纤以连续的层铺设到线轴上。在光纤工业中，光纤缠绕通常发生在最初拉制光纤的拉制塔处，以及在光纤进行强度测试的离线筛查站处。在这些位置中的每一者处，光纤可以以高速(例如，超过20米每秒或更高)被缠绕并且被维持在相对高的张力下。光纤缠绕机可包括馈送组件，该馈送组件包括布置成引导光纤的若干滑轮。滑轮还有助于在光纤缠绕到线轴上时保持光纤上的适当张力，同时馈送装置有助于将光纤均匀地缠绕到线轴上。

在缠绕期间，由于缠绕机所施加的力，光纤容易断裂。当光纤断裂发生在缠绕期间时，光纤产生松脱端或“光纤尾部”。卷绕线轴的快速旋转使光纤尾部以高速四处抽打，从而形成本文中所称的“抽打尾部”。不受控的抽打尾部可影响已经缠绕到线轴上的光纤并且对许多层的光纤以及尾部自身造成显著损坏。断裂事件可能是有意的或不可预测的。不管如何，在光纤断裂之后，线轴的旋转必须被立即停止，以防止抽打尾部损坏光纤。

发明内容

本公开的实施例是一种在将光纤缠绕到具有缠绕表面和旋转速度的旋转线轴上时检测抽打尾部的方法，该方法包括：a)将光纤缠绕到旋转线轴的缠绕表面上以在缠绕表面上形成缠绕光纤，其中抽打尾部从缠绕光纤向外延伸；b)引导光束，使得抽打尾部由于旋转线轴而周期性地或准周期性地与光束至少部分地相交以在光束中产生强度凹陷，以形成调制光束；c)将调制光束转换成由电脉冲组成的数字电信号，该电脉冲具有由强度凹陷限定的定时；以及d)将电脉冲的定时与基于旋转线轴的旋转速度的估计定时进行比较，以检测抽打尾部。

本公开的另一个实施例是一种在光纤缠绕系统中检测抽打尾部的方法，该方法包括：a)通过使光纤穿过容纳区域来将光纤缠绕到旋转线轴的缠绕表面上，旋转线轴具有旋转轴和相对的外凸缘，容纳区域形成在旋转线轴与容纳屏蔽件之间，容纳屏蔽件相对于缠绕表面可操作地设置并且与缠绕表面间隔开，从而在缠绕表面上形成具有缠绕光纤表面的缠绕光纤，并且其中抽打尾部从缠绕光纤表面向外延伸；b)引导光束靠近旋转线轴并且穿过容纳区域，使得抽打尾部基本上周期性地穿过光束的至少一部分以在光束中形成强度凹陷，以从光束形成调制光束；c)将调制光束转换成包括电脉冲的数字信号，该电脉冲具有由强度凹陷限定的电脉冲定时；以及d)将电脉冲定时与基于光纤缠绕系统的至少一个操作参数的抽打尾部的估计定时进行比较。