JPS587505A

JPS587505A - 光フアイバの直径を測定する方法および装置

Info

Publication number: JPS587505A
Application number: JP57106981A
Authority: JP
Inventors: ジヨルジヨ・グレゴ
Original assignee: CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
Current assignee: TIM SpA
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1983-01-17
Also published as: AU550133B2; NO157355B; ES8305121A1; AU8508882A; DK150862C; CA1221138A; BR8203823A; EP0069352B1; DE69352T1; ATE13947T1; NO157355C; ES513588A0; EP0069352A1; IT1144279B; DK281582A; DK150862B; NO822345L; IT8167936A0; DE3264262D1; JPH0134321B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光ファイバ、よシ特定的には引抜きされつつあ
る光ファイバの直径を測定するための方法および装置に
関する。

ファイバの引抜き中、製造されたファイバの直径は一定
に保〜たれなければならないことは知られている。何と
なれば、直径の変動は、個々のファイバ幹（トランク）
に沿っても、また、将来の接続に対しても損失の原因と
なるからである。該き作業に対して有益な制御パラメー
タを提供する。

各種の測定方法が既に知られている。

これらの方法の７つは、レーデビームを利用し、該レー
ザビームは該ファイバに直角な平面上を前後に移動し、
光ダイオードによって集められる。

直径寸法は、ビーム運動の速度に関する知識と暗色化す
る時間（ｄａｒｋｅｎｉｎｇ　ｔｉｍｅ　）の測定にょ
シ推定することができる。しかしながら、この方法は、
高価な装置を必要とし、ミクロ／オーダの測定分解能を
提供するには不充分である。

第２の既知の方法は、固定源から発せられた光を、在来
の光学装置（たとえば、顕微鏡対物レンズ）を通して、
ダイオードマトリックス上に焦点合わせすることよシな
る。すなわち、該ファイバ直径は、その影の大きさから
得られる。この方法は、既に生産されたファイバトラン
クの測定に対して、たとえば、実験室用としてよく適し
ている。

しかしながら、ファイバ引抜き中は、ファイバの振動は
重大な誤差を引起すであろう。そのため、信頼のおける
値を得るためには、繰返し測定および複雑な信号処理が
必要となる。

干渉方法を利用する場合、同様な欠点に直面する。何と
なれば、該ファイバの振動は、干渉縁の連続的移動を引
起し、かくして読取シを困難にするからである。さらに
これらの方法を遂行する装置は、使い方が困難である。

これらおよびその他の欠点は、本発明の方法および装置
によシ克服される。本発明は高い測定精度をもたらし、
引抜き中、該ファイバの振動に影響されず、そして複雑
で高価な装置を必要としない。

本発明による方法は、以下の如き特徴を有している。該
ファイバは引抜き中、平行プレートコンデンサのプレー
ト間を通過するようにさせられる。

該プレート間の空間における誘電常数の変化に基〈キャ
パシタンス変動を検知する。該誘電常数の変化は、該空
間への該ファイバの導入、および、該ファイバに沿って
の該直径の変動によって引起される。該ファイバは、該
２つのグレート間の空気−るいは他のガスと典−にコン
デンサの誘電体を形成する。

該コンデンサは一定チャージコンデンサ、よシ特定的に
は、エレクトレッ）　（ｅｌｅｃｔｒｅｔ　）コンデン
サとすることができる。すなわち、このようにして、該
キャパシタンス変動は、電圧の変動から測定することが
でき、そして該電圧は検知するのにより容易である。

本方法を遂行できる装置は以下の特徴を有している。平
行グレートコンデンサが設けられて、該ファイバの引抜
き通路に沿って、巻取シトラムの上流に置かれている。

かくして、該ファイバは該λつのプレート間を通過し、
該コンデンサは、該ファイバの通過および／あるいは該
ファイバ直径の変動によシ、該コンデンサ内に発生する
キャパシタンス変動を検知する装置に接続されている。

該キャパシタンス変動を検知する装置は、ついで、その
ようなキヤ・やシタンス変動に基いて、該ファイバ直径
、あるいは、その変動を計算する装置へ接続されている
。

本発明は添付図面を参照し７て、以下の説明にょシ明ら
かとなるであろう。

第１図において、既知の如何なる方法によってでも得ら
れたプレフォーム（ｐｒｅｆｏｒｍ　）　／　ａが溶融
される炉コから出てくるファイバ／は、もし存在するな
らばクラッｆ／グ（ｃｌａｄｄｉｎｇ　）ステーション
３中へ通過し、モータｊによって駆動されているドラム
グ上に巻数られる。引抜きされているファイバの直径を
測定し、それを一定に制御するために１該クラツデング
ヌテーシヨン３より上流のファイバ／は、平行プレー　
トコンデンサの２つのプレート間を通過するようにさせ
られる。

コンデンサグレート６．７間の空間中へのファイバの導
入は、次の関係式にしたが゛って、ファイバの半径ａに
依存して、誘電常数の変動にしたがってキャパシタンフ
変動ΔＣを引起こす。

ここでＳは、＃２つのコンデンサグレート間におよび該
ファイバ軸線に直交する断面の表面積で、ε１は、該フ
ァイバがつくられている材料の誘電常数で、ε。は、該
２つのコンデンサグレート間の空間中で、該ファイバを
取囲む媒体（空気あるいはその他のガス）の誘電常数で
、Ｃは、誘電体が誘電常数６０である媒体だけの場合に
おけるコンデンサのキャパシタンスである。

式（１）は、適切な境界条件下で、そして、該ファイバ
の挿入を撹乱として考慮して、該グレート間の該誘電体
のラグラス方程式を解くことによｐ得られる。

コンデンサ６．７はキャパシタンス測定装置トに接続さ
れておシ、該装置はΔＣの値、すなわち、該ファイバの
直径の変動によシ引起こされるそのような値の変化を測
定することができる。該キャパシタンス測定装置♂は、
ついでコンピュータタに接続することができ、該コンピ
ュータは半径（あるいは直径）値を与え、そして多分表
示装置（図示せず）と関連され、該直径の状態に対する
視覚映像を与える。

該ファイバの直径を一定に保つことを考慮して、該キャ
パシタンス変動を測定している回路は、ドラムｌを駆動
しているモータＳの速度を制御するため、フィードバラ
クルージ中に挿入することができ、かくして、該ファイ
バ直径の変動による如何なるキャパシタンス変動も、引
抜き速度を変化させ、該直径の変動そのものをなくすこ
とができる。

そのよりなフィードパラクルージの具体例は、当該技術
においてよく知られている。

該キャパシタンスを測定するためには、該コンデンサ６
．７はブリッジに挿入することができ、該ブリッジは−
ファイバの公称直径（既知）にしタカってバランスされ
ているか、あるいは、その特定な直径のサンプルファイ
バを使用して／（ランスされている。

別にまた、該コンデンサは発振回路に挿入でき、該発振
回路の共振周波数は、該コンデンサキャ・クシタンスの
値に依存し、そして、該キャノぐシタ／スあるいは該キ
ャパシタンス変動は、その発振回路の周波数と該第７の
ものとほぼ同様の共振周波数を有する第２発振回路の周
波数とのうな）（ビート）によって検知することができ
る。

有益にはコンデンサ６．７は一定チャージ形式、たとえ
ば、グレートの１つ、プレート６が、第２図に示す如く
、エレクトレット（ｅｌｅｃｔｒｅｔ　）　ヨ’）なシ
、そこではるｂは、支持エレメント６ａに接ス変動の測
定は、この場合、電圧変動の測定に置き換えることがで
き、それらはよシ簡易である。

該変動測定回路は、実際、簡易な差動増幅器によって置
き換えることができる。

上記の関係は、もし該ファイバが挿入されている領域中
の電場が一定であるならば、有効である。

これは、（シ、表面積Ｓが該ファイバ半径よりはるかに
大きければ容易に得ることができる。たとえば、そのよ
りな半径は一般に約１００ミクロ／で、該プレートの側
部（簡易化のため矩形状のゾレートを考慮する）は数ミ
リメートルのオーダとすることができる。

これらの寸法は、また、引抜き中、該ファイバを該プレ
ートエツジ近くにもたらすファイバ振動が、コンデンサ
キャノぐシタンスに影響を与えるのを防止する。すなわ
ち、一般に振動振幅は／乃至！直径のオーダであるから
、該コンデンサプレートに対する上記で限定した寸法は
、該ファイバが該プレートに対して心出しされた際、該
ファイバが該エツジに到達できないようものである。

反対に矩形状でないプレート（たとえば、三角形、円形
、楕円形のグレート）の使用によシ、そのような振動に
よってもたらされた該キャ・母シタンス変動は、瞬間的
ファイバ位置を検知し、あるいは、該ファイバ自身の変
位による読取シの誤差を補正するために利用することが
できる。

再び矩形状プレートの例を考慮すると、該ファイバをｐ
プレートエツジに近づける振動を回避するために、該エ
ツジは、たとえば、テフロンのスペーサ１０．／／Ｃ第
２図）によって接合される。

該スペーサはまた、式（１）を適用するために必要なグ
レート間の平行度を維持し、そして、該測定に有害であ
るかもしれない見かけ上のキャパシタンス変動を与える
、該プレートの相対的振動を防止する。

自明の如く、スペーサ１０．／／は該プレートの電圧、
および該プレート間の媒体の絶縁耐力を考慮して、コン
デンサの放電を防止する如き厚さを有するであろう。ま
た自明の如く、該厚さは、該ファイバの最大予測直径よ
シ大きくなければならない。たとえば、もし該誘電体が
、２　ｋＶ／ｍｍのオーダの絶縁耐力を有する空気であ
るならば、コンデンサチャージの値およびプレート距離
は、電圧対距離比が／１ｌｌＩＩ！当り１００ポルトと
なるものが適切である。

上記の説明は限定されない例として記載したものであシ
、本発明の範囲を逸脱することなく、変形および変更が
なされ得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直径測定装置を設備した光フアイ
バ引抜き工場の図式的説明図で、そして、第２図は、第
１図の線■−■を通過し、該ファイバに直角な平面によ
って得られた拡大断面図である。／°・・ファイバ、／ａ・・・プレフォーム、３・・・
クラノデングステーション、グ・・・ド５ム、ｊ・・・
モース６．７・・・コンデンサ、６ａ・・・支持エレメ
ント、乙ｂ・・・帯電膜、ｇ・・・測定装置、り・・・
コンピュータ。代理人の氏名　　川原１）−穂Ｆｉｇ、　１らＦｉｇ、２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバの直径を測定する方法において、該フ
ァイバは引抜き中、平行プレートコンデンサの２つのプ
レート間を通過するようにされ、該ファイバは、該２つ
のプレート間における空気あるいは他のガスと共に該コ
ンデンサの誘電体を形成し、該ファイバの該２つのプレ
ート間の空間への導入、および、該ファイバに沿う直径
の変動によって引起こされる誘電常数の変動に基く、キ
ャパシタンス変動を検知することを特徴とする前記方法
。
（２）　　該ファイバは、一定チャージコンデンサ、特
にエレクトレットコンデンサのグレート間を通過するよ
うにされ、そして、該キャパシタンスの変動は、電圧変
動を測定することによシ検知されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）特許請求の範囲第１項に記載の方法を遂行するた
めの装置において、該装置は、巻取シトラムＣ１１）の
上流において、ファイバ引抜通路に沿って設けられてい
る、王立プレートコンデンサ（６，７）を備え、かくし
て、ファイバ（１）は２つのグレート間を通過し、そし
て、該コンデンサは、該ファイバ（１）の通過、および
該ファイバの直径の変動によって該コンデンサ内に発生
するキャノやシタンヌ変動を検知する装置（♂）に接続
されておシ、該キャパシタンス変動を測定する装置（♂
）はついで、そのようなキャパシタンス変動から、該フ
ァイバの直径あるいはその変動を計算する装置（９）へ
接続されていることを特徴とする前記装置。
（４）　　該コンデンサは一定チャージコンデンサ、％
にエレクトレットコンデンサであることを特徴とする特
許請求の範囲第３項に記載の装置。
（５）該キャパシタンス変動を検知し、該直径を計算す
る該装置は電圧変動に基いて作動することを特徴とする
特許請求の範囲第グ項に記載の装置。
（６）該コンデンサの該２つのプレートは、暉プレート
自身の両側の対応するエツジに設けられている絶縁スペ
ーサによって接合されておシ、かつ、平行に保たれてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第５項の
いずれかに記載の装置。
（７）該キャパシタンス変動を検知する装置は、ドラム
上への該ファイバの巻取り速度を制御するため、フィー
ドバックループ中に挿入されておシ、かくして、該直径
の変動をなくすことのできる速度変動を引起こすことを
特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第６項のいずれか
に記載の装置。