SE511805C2 - Förfarande och anordning för bestämning av hopsmältningsström för hopsvetsning av optiska fibrer, samt användning av förfarandet respektive anordningen - Google Patents

Description

15 20 25 35 511 805 2 hettas med hjälp av strömmar mellan elektroderna, som är betydligt lägre än det område, inom vilket den optimala smältsuömstyrkan kan förväntas ligga. Ur relationen mellan de uppmätta ljusintensitetsvärdena och de olika strömstyrkorna vid uppvärmningen erhålls ett funktionssamband, som används för extrapolering för att bestämma ett värde på den strömstyrka, som åstadkommer ett högre ljusintensitetsvärde lika med börvärdet under den faktiska svetsningen. En relafion av exponentiell typ kan användas, vilken erfordrar att endast två parametrar mäts fór varje skarv, och sålunda är två olika strömstyrkor fór uppvärmning av fibern i ljusbågen tillräckliga för bestämning av den optimala smält- strömmen. En sådan bestämning åstadkoms lätt i automatiska skarvningsanordningar, som har avancerade organ för bildbehandling och avancerade logiska och arittnetiska organ.

Med det ovan beskrivna förfarandet kommer ñberändarna inte att förstöras såsom vid "melt-back“-fórfarandet, resultatet är pålitligare än med lufttrycksgivare och tillämp- ningen ñr alla skarvningssituationer är mycket lättare än vid förfarandet med ßrskjutning i skarven.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas såsom en ej begränsande utfóringsform i samband med de bifogade ritningarnà, i vilka: Fig. la är en schematisk bild av arrangemanget i en optisk fiberskarvningsanordning fór uppvärmning av en optisk fiber med användning av en elektrisk urladdning och för att uppta en ljusintensitetsprofil hos den upphettade fibern med användning av ett optiskt system, Fig. lb är ett diagram, som visar ljusintensitetsprofiler fór en singelrnodfiber upp- hettad med olika smältströmstyrkor från 9 till 18 mA, Fig. 2 är ett diagram, som visar svetsströmmen som funktion av luminescensintensi- teten hos ñberändarna, Fig. 3 är ett diagram, som visar både uppmätt och beräknad ljusintensitet som funk- tion av smältströmstyrkan för olika fiber-typer, Fig. 4 är ett diagram, som visar beräknade smältströmstyrkevärden som funktion av luminescensintensiteten hos fiberändarna, Fig. 5 är ett flödesschema för en rutin för automatiskt val av smältströmstyrka, Fig. 6 är en schematisk bild, som visar den elektriska styrningen av en optisk fiber- skarvningsanordning.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM 1. Grundbegrepp I fig. la visas det huvudsaldiga arrangemanget i en automatisk optisk ñbersvets- ningsanordning. Fibem 1 har sitt ändområde beläget mellan spetsarna hos elektroder 3, mellan vilka en elektrisk urladdning åstadkoms för upphettning av fiberns ände, varvid den elektriska urladdningens intensitet bestäms av styrkan hos den elektriska strömmen mellan elektroderna 3. Ett optiskt system, som symboliskt anges med en lins 5, avbildar 10 15 20 25 35 511 805 3 fibems ändområde på den ljuskänsliga ytan 7 i en kamera, tex en platta med CCD-ele- ment. I de flesta automatiska fibersmältsvetsningsanordningar av denna typ finns digitala bildbehandlingssystem, jämför fig. 6, för bearbetning av de elektriska signalerna från den ljuskänsliga ytan 7 och för att därigenom övervaka de använda fibrerna och svetsningsfór- farandet genom styrning av lägesinställande anordningar fór fibrema, se fig. 6. Avbild- ningssystemet är i själva verket ett av de bästa medlen ör att också övervaka fibertempe- ratnren och för styrning av smältströmmen, såsom framgår av följande beskrivning.

När en optisk fiber uppvärms, kan den från fibern utsända värmeslrålningen iakttas med en videokamera (symboliskt angiven vid 7 i fig. la) och analyseras med användning av ett digitalt bildbehandlingssystem i en skarvningsanordning, såsom tex beskrivs i artikeln "Erbium-doped fiber splicing and splice loss esfimation", W. Zheng, O. Hultén och R. Rylander, IEEE I. of Lightwave Technology, vol. 12, nr 3, sid. 430 - 435, mars 1994, vilken införlivas som referens häri. Vid svetsning är den utstrálade ernissiviteten, följaktligen luminescensintensiteten från den upphettade fibern, en funktion av temperatu- ren hos fiberändarna, se artikeln "Direct core observation method using therrnal radiation of silica fibers with dopants", T. Katagiri et al, Elec. and Comm. in Japan, vol. 71, nr 11, sid. - 85, 1988, och också fig. lb, i vilken ett diagram visar ljusintensiteten längs en linje vinkelrätt mot fiberns axel för olika smältströmmar. Sålunda är fiberns temperatur en funktion av smältslrömmen. Relationen mellan smältströmmen och ljusintensiteten kan mätas på flera olika sätt, såsom detektering av toppvärde, bildning av medelvärde över en del av eller över hela fibern, etc.

I fig. 2 visas den uppmätta medelljusintensiteten vid fiberns centrala område med en bredd av ca halva fiberns diameter som en funktion av smältströmmen, dvs också här tagen längs en linje vinkelrätt mot fibems axel, för sju olika fiber-typer. Enheten på ab- skissaaxeln är i gråskaleenheter erhållna från kamerasystemet. Ljusintensitetsvärdena är beräknade genom att bilda medelvärdet av avläsningar på en vinkelrät linje med en ßngd av 60 pm vid fiberns centrala del (från -30 pm till +30 um, jämför fig. lb). Förkort- ningarna/beteckningarna i figuren betyder: SM: singelrnodñber; DS: dispersionssldftad fiber; Titanium: titanbelagd fiber; MM: multimodfiber. I figuren kan vi tydligt observera kamerans automatiska iörstärkningsstyrningsfirnlction (AGC), som aktiveras, när medelin- tensiteten (inte den maximala intensiteten) hos den upptagna bilden är större än 150 gra- skaleenheter (GS). Om den maximala intensiteten i en bild är större än ca 200 gråskaleen- heter för en gràskaleupplösning med 16 bitar och 255 olika gråskalevärden eller -enheter, aktiveras AGC-funktionen hos en sådan digital kamera och medelintensiteten i den upp- tagna bilden minskas. Härigenom kan en sådan 16-bitars kamera öka sitt dynamiska område.

I området före aktivering av AGCzn kan relationen mellan medelljusintensiteten I hos den varma ñbem och šmältströmmen i approximeras av: I = A exp[a(i-i0)2] (1) 10 15 20 25 511 805 4 där amplituden A hänför sig till egenskaperna hos det avbildande systemet och avkling- ningshasfigheten o: och begynnelseströmstyrkan io kan vara relaterade till typ av fiber.

Koefficienterna kan bestämmas genom att använda kurvanpassning av ekv. (1) till upp- mätta data. Man finner då, att parametrarna o: och A är oberoende av fibeityp fór alla de sju fibertyperna. I det använda provningssystemet är hela tiden avklingningshastigheten a = 0,03 och amplituden A .= 18 giltiga. Parametern io för begynnelseströmstyrkan är den enda parameter, som är beroende av fibertyp. De genom kurvanpassning av ekv. (1) med uppmätta värden erhållna parametrarna ges i tabell 1 fór de sju fibertyperna.

Tabell 1. Uppmätta parametrar i ekv. (1) frán 7 fibertyper. rv Fibertyp o: A io (mA) Singelmodfiber (MCVD) 0,03 18 6,2 Singelmodfiber (OVD) 0,03 18 6,3 Dispersionsskiftad (MCVD) 0,03 18 5,7 Dispersionsslciftad (OVD) 0,03 18 6,4 Titanbelagd fiber 0,03 18 4,3 Multimodfiber 0,03 18 4,5 Fiber med lciseldioxidkärna a 0,03 18 7,1 En jämförelse mellan kurvorna (1) beräknade ur de kurvanpassade parametrarna och de faktiska uppmätta värdena för fyra fibertyper visas i diagrammet i fig. 3, i vilket ljusintensiteterna är avsatta som funktion av de använda smältströmmarna, varvid de olika tecknen betecknar uppmätta värden och kurvorna visar berälmade kurvor. En god över- ensstämmelse kan iakttas, innan AGC:n blir aktiv (dvs för det fall att ljusintensiteten är lägre än 160 gråskaleenheter i det använda systemet). De beräknade relationerna mellan smältströmmen och medelljusintensiteten hos de sju fibertyperna i tabell 1 visas i dia- grammet i fig. 4. Optimala smältströmstyrkor uppnås, när ljusintensiteten uppnår ett tröskelvärde, som visas av' den vertikala streckade linjen, för alla de använda fibertyper- na.

För de beräknade relationerna enligt vad som visas i fig. 4 kan vi iaktta, att de optimala smältströmstyrkorna (ca 16 mA, 15,5 mA, 13,5 mA och 16,5 mA för typerna OVD, MCVD, multimodfiber och resp fiber med ldseldioxidlárria) erhålls vid nästan samma ljusintensitet Im av ca 300 gråskaleenheter. Detta fenomen visar, att en förinställd ljusintensitetströskel kan användas för att bestämma den optimala strömstyrkan för alla fiber-typerna vid varje höjd över havet. Emellertid kan det inträffa att tröskelvärdet inte är 10 15 20 25 35 511 805 5 fysikaliskt möjligt på grund av kamerans begränsade dynamiska område.

Sålunda kan fór varje skarvning strömmen börja med ett ganska lågt värde (säg 10 mA) och sedan stegvis öka. Under tiden kan ljusintensiteten fór fiberns ände mätas i realtid. Närhelst intensiteten uppnår den förinställda tröskeln, låses strömmen fast fram till skarvningens slut.

I praktiken är emellertid hopsmältningstiden ofta inte tillåten att vara så lång som erfordras för att vänta, att en sådan ökande smältströmstyrka används med ett flertal mätningar. Mycket ofta kommer också, när strömstyrkan har stigit till hög nivå och en del av ñbern är tämligen ljus, den automatiska förstärkningsstyrningen (AGC) att sättas på och relationen i ekv. (1) går förlorad. Sålunda erfordras ett förfarande, som utnyttjar endast få steg hos smältströmmen vid en lägre ljushet hos fibern, för att bestämma den korrekta slutliga hopsmältningsströmstyrkan och detta skall beskrivas nedan. 2. Beräkning av smältströmmen I tabell l iakttar vi, att avklingningshastigheten a och arnplituden A är konstanter fór alla fibertyper. Om värdet på dessa två parametrar är änt i förväg, finns det endast en okänd parameter, begynnelseströmstyrkan io. Det blir då möjligt att göra endast en mätning av ljusintensiteten för en lämpligt vald strömstyrka och sedan skulle ljusintensi- tetsfunktionen enligt ekv. (1) att vara fullständigt känd och den optimala hopsmältnings- strömstyrkan skulle kunna bestämmas genom att bestämma den strömstyrka i, som enligt den beräknade relationen (1) ger ljusintensitetsvärdet Im. Om åtminstone tre mätningar för olika värden på smältströmstyrkan skulle göras, skulle detta möjliggöra en bestämning av alla parametrarna a, A och io.

Emellertid är amplituden A uppenbarligen direkt relaterad till arrangemanget i det optiska systemet, tex av dettas justering av ljusheten, och skulle lätt kunna ändras, om någon justering ufirdes mellan olika mätningar eller skarvar. Därför kan det faktum att amplituden är konstant inte alltid säkerställas. Emellertid kan amplituden A antas inte ändras vid förfarandet med; att först mäta ljusintensiteten för några su-ömstyrkevärden och sedan ställa in smältströmmen i enlighet därmed fór att utföra en skarv. Det blir sålunda alltid nödvändigt att bestämma två parametrar, amplituden och begynnelseströmstyrkan, varvid värdet på avklingningshastigheten kan anses vara känt i förväg, och sålunda måste minst två mätningar göras.

Sålunda görs två mätningar fór två olika strömstyrkor il och iz, där i! < iz. De båda motsvarande intensiteterna Il och Iz är då, såsom givna av ekv. (1): 11 = A explvlfil - iof] (2) och Iz = A exp[a(i2 - i0)2] (3) 511 805 6 Ur (2) dividerad med (3) erhåller vi ' = - = 11 * 12 1 11 lo lo 2 + 2(1(i1 _ izln-IÉ Och från (2) har vi A = I, exppaaal - iof] (5) s För en given teoretisk intensitetsuöskel Illl, som kan vara fysikaliskt omöjlig på grund av AGC:n eller det dynamiska omrâdet hos den använda CCD-kameran, bör vi således kunna erhålla en motsvarande strömstyrka i ur kunskapen om il, il, Il och Il. . . 1 I 1 = 10 + ízln__šh (5) Om vi insätter (4) och (5) i har vi 10 i = il +12 + .l . lnfi + llnïth +( il, _ i? lnšfi (7) 2 2a(l2 _ ll) Iz a Il 2a(l2 _ ll) Iz Om vi har il + 1 = iz, dvs att den högre strömstyrkan iz är 1 mA större den lägre strömstyrkan il, degenererar ekv. (7) till . . I . . 1 = 1.0 +|V_åln-Il1h +(1l - 10)2 (3) då! . . I 15 lo = å + 1.1 + 2 Med användning av ekv. (8) kan vi beräkna en önskad sammansmälmírigsström i från en förinställd intensitetströskel Ill, genom mätning av ljusintensiteten Il vid strömstyr- kan il och ljusintensiteten 12 för strömstyrkan iz = il + 1, där il och iz väljs att båda befinna sig inom ett lämpligt arbetsområde. Naturligtvis kan andra värden än steget 1 mA m mellan strömmarna användas och i det fallet används den allmänna ekv. (7). 3. Intelligent val av hopsmältningsström Med användning av ekv. (8) eller möjligen ekv. (7) kan ett intelligent val av hop- smältningsströmstyrka lätt utföras i en konventionell automatisk smältsvetsapparat för fibrer. Förfarandet har provats i en sådan hopsmälmingsapparat och mycket stabila och :s uppmuntrande resultat erhölls till och med för olika provnings-(begynnelse-yströmstyr- kor, såsom upptas i tabell 2. Sju olika fibertyper, samma som i tabell l, användes för ett antal skarvar. För varje fibertyp bestämdes en optimerad hopsmälmingsströmstyrka med en standarddeviation mindre än 0,5 mA för olika begynnelseströmstyrkor. 511 805 7 Tabell 2. Hopsmältningsströmstyrkor automatiskt valda av en konventionell fiber- skarvningsapparat för sju olika fibertyper vid olika begynnelseströmstyrkor it. Bokstäver- na "NA" betyder, att det som skall mätas inte är tillämpbart för det ifrågavarande fallet, det vill säga de används, när antingen I, < Imm eller 12 > Im”. Parametrarna använda s för att erhålla resultaten är: 1,1, = 300 gràskaleenheter, = 15 gråskaleenheter och Im” = 170 gråskaleenheter. it (mA) 9 10 11 12 13 14 medel- STD värde SM (MCVD) 16,69 16,24 15,81 15,74 15,78 NA 16.05 0,37 SM (OVD) 16,70 16,29 15,74 16,25 15,84 16,23 16,17 0,32 10 DS (MCVD) 16,16 15,19 15,39 15,20 15,41 NA 15,47 0,36 DS (OVD) 16,43 15,32 16,10 16,19 15,88 16,75 16,11 0,45ii Titan 13,92 13,96 13,45 NA NA NA 13,78 0,23 MM 14,43 14,16 13,72 14,08 NA NA 14,09 0,25 Kiseldi- 17,13 16,86 17,34 16,99 16,30 16,78 16,90 0,32 16 oxidkärna Med användning av ekv. (8) och (9) kan ett intelligent val av hopsmältningsström- styrka lätt utföras i en fibersmältsvetsningsapparat av automatisk typ. Ett flödesschema för förfarandet visas i fig. 5.

Förfarandet startar i ett block 501, i vilket det vanliga hopsmältningsförfarandet zu initieras. I detta steg utförs den nödvändiga grovinrilmiingen av fiberändama med var- andra och i nästa block 503 inväntas, tills fibrernas ändytor har förflyttats nära varandra.

Sedan väljs i blocket 505 provströmstyrka i, motsvarande il ovan på något lämpligt sätt, till exempel lika med ett ganska högt värde med något rimligt intervall. Om något värde redan finns lagrat, kan detta användas. Sedan tas i ett block 507 en bild och den analyse- :s ras t för bestämning av intensiteten Il, till exempel såsom föreslagits ovan att vara lika med medelljusintensiteten längs en linje vinkelrät mot en fibers ände, varvid linjesegmen- tet är beläget centralt i förhållande till fiberns längsgående axel och symmetriskt i för- hållande till denna, t ex omfattande fiberns halva bredd. I nästa block 509 bestäms, om den uppmätta intensiteten I, är lägre än ett minimalt ljusintensitetsvärde Imm. Minirnivär- so det Imin väljs att vara lika med det minsta värde, vid vilket en godtagbar mätning kan göras, och väljs sålunda att ligga väl ovanför mätsystemets brusnivå. Om avgörandet i blocket 509 är, att den uppmätta och analyserade ljusintensiteten är bra för mätnings- 10 15 20 25 511805 s ändamål, dvs inte mindre än minimiljusintensiteten Imln, utförs ett block 511. I detta jäm- förs den uppmätta och analyserade ljusintensiteten 12 med ett maximalt ljusintensitetsvärde Im”. Det maximala ljusintensitetsvärdet Im” är valt, så att för ljusintensitetsvärden större eller lika med detta förmodligen kamerans AGC-futtktion skulle aktiveras och förvränga mätningarna. Om det i blocket 511 befirms, att den uppmätta ljusintensiteten Il inte är större än det maximala ljusintensitetsvärdet Im, utförs ett block 513 och i detta används provströmstyrkevärdet motsvarande iz ñr nästa mätning och sätts lika med det tidigare använda provströmstyrkevärdet il ökat med ett fast fórutbestämt strömstyrkesteg av t ex 1 mA, såsom föreslagits ovan, dvs = + l (mA). Sedan upptas en ny bild i ett block 515 ßr provströmmen il (= il) och en andra uppmätt och analyserad intensitet 12 bestäms ur den upptagna bilden. I ett block 517 bestäms sedan ur den upptagna bilden. I ett block 517 bestäms sedan först, huruvida det andra uppmätta intensitetsvärdet 12 är större än det maximala ljusintensitetsvärdet Im”. I blocket 517 beräknas också begynnelseströmstyrkan ill enligt ekv. (9) med användning av det tidigare bestämda, lagrade värdet på avkling- ningshastigheten a och det bestäms, huruvida det beräknade värdet på begyrmelseström- styrkan io är större än det första eller tidigare använda provströmstyrkevärdet il. Om de båda bestämningarna i detta block 517 ger svaret nej, är de använda provningsströmstyr- korna (il och il) lämpliga för bestämning av en optimal hopsmältningsström. Sålunda beräknas hopsmältningsströmstyrkan i enligt ekv. (8) i ett block 519 med användning av ett lagrat värde på avklingningshastigheten oz. Det först använda provströmstyrkevärdet il lagras sedan i processoms minne i blocket 521 för möjlig framtida användning för ytterli- gare en skarv. Slutligen används i ett block 523 den bestämda hopsmälmingsströmstyrkan i i skarvningsapparaten för utförande av den faktiska skarven mellan de båda fiberändar- na.

Om det bestämdes i blocket 509, att den första uppmätta intensiteten il var mindre än det minimala ljusintensitetsvärdet Imlll, utförs ett block 525. Ett nytt första provström- styrkevärde framställs här genom att öka det först använda provströmstyrkevärdet med något lämpligt ökningsteg, tex l mA, för att erhålla en större ljusintensitet i den upp- tagna bilden. Sedan kontrolleras i ett block 527, att det nya första provströmstyrkevärdet il (= il) har ett värde inom ett giltigt intervall, t ex såsom föreslagits mellan värdena 5 mA och 30 mA. Om det nya första provningsströmstyrkevärdet ligger inom detta område, utförs blocket 505 på nytt fór det nya första strömstyrkevärdet. Om det nya strömstyrke- värdet ligger utanför detta område, kan uppenbarligen en giltig provströmstyrka inte väljas, vilket meddelas eller visas på lämpligt sätt i ett block 529 och sedan avslutas ßrfarandet i ett block 531.

Om det avgjordes i blocket 511, att det först uppmätta och analyserade ljusintensi- tetsvärdet Il var större än det maximala ljusintensitetsvärdet Imu, ovanför vilket AGC:n kan förvränga mätningarna, utförs ett block 533. Uppenbarligen är ljusintensiteten alltför hög och provhopsmältningsströmstyrkan måste minskas och detta utförs genom att stegvis 'IO 15 20 25 35 511 805 9 minska den först använda provningsströmstyrkan med ett lämpligt steg, t ex såsom ßre- slagits uppgående till 3 mA, dvs en ny provströmstyrka i, erhålls ur i, = i, = 3 (mA).

Efter blocket 533 provas det nya första provströmstyrkevärdet, huruvida det ligger inom det giltiga området, och förfarandet fortsätter sålunda till blocket 527, såsom beskrivits ovan, i vilket en bestämning görs och efter vilket ßrfarandet fortsätter på det redan beskrivna sättet.

Om det bestämdes i blocket 517, att endera av villkoren i detta villkorsblock inte uppfylldes, dvs att det andra uppmätta Ijusintensitetsvärdet 12 var större än maximiljusin- tensiteten Im” eller begynnelseströmstyrkan är större än det andra provströmstyrke- värdet i2, varvid det senare villkoret innebär, att mätningarna gjordes på en felaktig del av exponentialkurvan enligt ekv. (1), har uppenbarligen de använda provströmstyrkorna varit alltför höga och måste därför minskas. Därför utförs blocket 533, som innefattar en minskning av den andra provströmstyrkan med ett förutbestämt lämpligt belopp på samma sätt, som har beskrivits ovan. Efter blocket 533 fortsätter förfarandet till blocket 527 såsom beskrivits ovan.

Det ovan beskrivna förfarandet utförs med fördel av en automatisk bildbehandlande och positionerande anordning, som används för hopskarvning av optiska fibrer, vilkens beståndsdelar schematiskt visas i fig. 6.

I den schematiska bilden i fig. 6 visas en fiberslcarvningsanordning av den auto- matiska typen med hållare 9, i vilka fiberändarna placeras och fasthålls under lägesinställ- ningen och skarvningen. Hållama 9 är rörliga i tre vinkelräta koordinatriktningar både parallellt med fibrernas längdriktning och i två riktningar vinkelräta mot denna riktning, vilka då också är vinkelräta mot belysningsriktningen från ljuskällorna ll. Hållarna 9 manövreras av styrrnotorer 13 längs ej visade lämpliga mekaniska stymingar. Elektriska ledningar till elektroderna 7, motorerna 13 och lamporna ll går från en elektronisk krets- modul 15 och särskilt från drivkretsar 17, 19 respektive 21 anordnade i denna. Från TV- kameran 7 finns en elektrisk ledning till ett videogränssnitt 23 i den elektroniska kretsmo- dulen 15, från vilket en lämplig bildsignal rnatas till en bildbehandlande och bildanalyse- rande enhet 25, som bland annat framställer bilder, vilka kan visas på en bildskärm 26.

De olika fórfarandestegen ßr hopsvetsning av fibrerna 1 med varandra styrs av logiska kretsar 27, t ex i form av 'en lämplig mikroprocessor. De logiska kretsarna 27 innefattar delmoduler för att utföra de ovan beslcrivna förfarandestegen för bestämning av en opti- mal hopsmältningsströmstyrka och för skarvning av fibrerna 1 med användning av denna strömstyrka. Den innefattar en allmän styrdelmodul 29 fór styming av fibrernas 1 ändar i förhållande till varandra genom aktivering av motorerna 13 i lämpliga förflyttningsrikt- ningar, sänder en signal till den bildbehandlande bildanalyserande enheten 25 för att påbörja en analys av en framställd bild och bestämning av ljusintensiteten. Vidare styr styrkretsen 29 aktivering av ljuskällorna ll genom sändning av lämpliga signaler till dessas styrkrets 21 och anbringandet av en elektrisk högspänning på elektroderna 43 och 5 1 1 8 0 5 _ 10 den tidsperiod, under vilken den elektriska spänningen skall tillhandahållas, och inställer sedan den elektriska strömmen mellan elektroderna vid de olika erforderliga värdena, genom att avge lämpliga signaler till drivlcretsen 17. Vidare används ett minne 31 för att lagra tidigare bestämda parametrar, såsom avklingningshastigheten oz, och värden ßr s tidigare använda provströmstyrkor. Beräkningslcretsar 33 utför beräkningen av de erfor- derliga parametrarna, såsom beräkning av funktionsvärdena från ekv. (8) och (9), och kan då använda tidigare i minnet 31 lagrade parametrar. Slutligen firms bestämningskret- sar 31) fór bestämning av den strömstyrka, som ger tröskelljusintensitetsvärdet Im.

Claims (14)

10 15 20 25 511 805 11 PATENTKRAV

1. Förfarande ñr bestämning av en hopsmältningsström, som skall bringas att pas- sera mellan elektroder för hopsvetsning av ändarna hos två optiska fibrer med varandra, kännetecknat avstegen: att uppvärma fibrerna med hjälp av olika strömstyrkor mellan elektroderna, vilka är betydligt lägre än det område, i vilket hopsmältningsströmmen kan förväntas ligga, att uppmäta intensiteten hos ljus utsänt från fibrerna, när dessa uppvärms för de olika strömstyrkorna, att framställa ett fimktionssamband ur relationen hos de uppmätta ljusintensitetsvär- dena och de olika uppvärmningsströmmarna, att extrapolera det funktionella sambandet för att bestämina ett värde på strömstyr- kan, som kommer att ge ett ljusintensitetsvärde, vilket är lika med ett fórutbestämt ljusin- tensitetsbörvärde, och ett ta det extrapolerade värdet som hopsmältningsströmmen.

2. Förfarande för bestämning av en hopsmältningsström, som skall användas för skarvning av ändarna hos två. optiska fibrer med varandra, med hjälp av en elektrisk ljusbäge, som bildas mellan elektroder för uppvärmning av fiberändarna, varvid ström- men som passerar mellan elektrodema under skarvningen är hopsmältningsströmmen, kännetecknat avstegen att placera fiberändarna med sina ändytor intill varandra mellan elektrodema, att uppmäta intensiteten hos ljus, som utsänds från fiberändarna, när ett första antal olika provströmstyrkor bringas passera mellan elektroderna för uppvärmning av fiberän- darna till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken fibrerna skarvas ihop med varandra, att beräkna hur det uppmätta ljusintensitetsvärdena ett andra antal parametrar hos en förutbestämd allmän funktion, vilken beskriver ljusintensitetens beroende på provström- styrkan och på andra karakteristiska värden och att vid beräkningen använda tidigare bestämda parametervärden, och att ur den förutbestämda funktionen bestämma, med användning av de beräknade parametrarna och de tidigare bestämda parametervärdena, som används vid beräkningen, värdet på den provströmstyrka, som ger en ljusintensitet lika med ett fórutbestämt värde och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen.

3. Förfarande för att bestämma en hopsmältningsström, som skall användas vid skarvning av ändarna hos två optiska fibrer med varandra med hjälp av en elektrisk ljus- båge, som bildas mellan elektroder för upphettning av fiberändarna, varvid den ström, som passerar under skarvningen mellan elektroder-na, är hopsmältningsströmmen, kännetecknat avstegen: att placera fiberändarna med sina ändytor intill varandra mellan elektroderna, att mäta intensiteten hos ljus, som utsänds frän fiberändarna, när ett första antal 15 25 511 805 12 olika provströmstyrkor bringas att passera mellan elektroderna för upphettning av ñberän- dama till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken fibrerna smälts ihop med var- andra, att beräkna ur de uppmätta ljusintensitetsvärdena ett andra antal parametrar i en förutbestämd funktion, som beskriver ljusintensitetens beroende på provströmstyrkan och på andra karakteristiska storheter, och att ur den förutbestämda funktionen bestämma, med användning av de beräknade parametrarna, det värde på provströmstyrkan, som ger en ljusintensitet lika med ett förut- bestämt värde, och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen.

4. Förfarande enligtkrav 3,kännetecknat av att stegen i krav 3 utförs för två första fibrer, att utföra följande steg för två andra fibrer, särskilt fór två andra fibrer av samma slag som de forsta fibrerna: - att placera ändarna hos de andra fibrerna med sina ändytor intill varandra mellan elektroderna, i - att uppmäta intensiteten hos ljus, som utsänds från fibrernas ändar, när ett tredje antal provströmstyrkor, som är skilda från varandra, bringas att passera mellan elektro- derna för uppvärmning av fiberändarna till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken fibrerna smälts ihop med varandra, varvid det tredje antalet är lägre än det första antalet, - att ur de uppmätta ljusintensitetsvärdena beräkna ett fjärde antal parametrar i den förutbestämda funktionen, varvid det ijärde antalet är lägre än det andra antalet, varvid de parametrar, som inte beräknas, sätts lika med parametrar bland det andra antalet para- metrar, och - att ur den förutbestämda funktionen bestämma, med användning av det fjärde antalet beräknade parametrar och lämpliga parametrar bland det andra antalet parametrar, värdet på den provströmstyrka, som ger ett ljusintensitetsvärde lika med ett förutbestämt värde och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen för de andra ñbrer- na.

5.Förfarande enligtettavkrav l -4,kännetecknat avatt somenmallför funktionssambandet respektive den förutbestämda funktionen används en exponentialfunk- tion av en skillnad i kvadrat av provströmstyrkan i och ett begyrmelseströmstyrkevärde io, särskilt funktionen I = A exp[a(i-io)2] där I är ljusintensitetsvärdet och A, a och io är parametrar.

6. Förfarande enligt krav5 närdettaär beroende av krav 4, kännetecknat av att det första antalet är större än två och det tredje antalet är lika med två. 10 15 20 25 511 805 13

7. Användning av förfarandet enligtettavkrav 1 -6, kännetecknad avatt sätta strömstyrkan mellan elektroderna lika med det bestämda värdet på hopsmältznings- strömmen och sedan utföra en hopskarvning av fiberändarna med varandra.

8. Anordning för bestämning av en hopsmältningsström, som skall användas vid hopskarvning av ändarna av två optiska fibrer med varandra med hjälp av en elektrisk ljusbåge, innefattande elektroder ßr att bilda en elektrisk ljusbåge mellan dessa, drivlcretsar förbundna med elektrodema för att anbringa högspänning mellan dessa och bringa en ström att passera mellan elektroderna, hällar- och lägesinställande organ för fasthällning av ändarna av de optiska fibrerna och för att placera fiberändarna tillsammans i kontaktfórhållande med varandra mellan elektrodernas spetsar och i den elektriska ljusbågen, kännetecknad av mätorgan ñr uppmätning av intensiteten hos ljus, som utsänds från fiberändama, styrorgan anslutna till mätorganen och drivlcretsarna, varvid styrorganen är anordna- de att, när en skarvning skall göras mellan två fibrer, styra drivkretsama att bringa olika provströmstyrkor att passera mellan elektrodema för uppvärmning av fiberändarna till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken fibrerna smâlts ihop med varandra, och att styra mätorganen att uppmäta intensiteten hos ljus, som utsänds ßr dessa provström- styrkor, berälcnings- och bestämningsorgan kopplade till mätorganen och styrorganen för att extrapolera ur ljusintensitetsvärden, som är uppmätta av mätorganen, och värdena på provströmstyrkorna ett strömstyrkevärde, för vilket när detta bringas passera mellan elektroderna för uppvärmning av fibrerna, enligt extrapoleringen kommer att ge en ljusin- tensitet lika med ett förutbestämt ljusintensitetsbörvärde, och att överföra detta extrapolerade strömstyrkevärde till styrorganen för att användas som ett värde på hopsmältningsströmmen.

9. Anordning för bestämning av en hopsmältningsström, som skall användas vid hopskarvning av ändar hos två. optiska fibrer med varandra med hjälp av en elektrisk ljusbåge, innefattande elektroder för att bilda en elektrisk ljusbàge mellan dessa, drivlcretsar anslutna till elektroderna för att anbringa en högspänning mellan dessa och bringa en ström att passera mellan elektroderna, hállar- och lägesinställande organ för att hålla fast ändar hos två optiska fibrer och fór att placera fiberändarna tillsammans i kontaktförhållande mellan elektrodernas spetsar och i den elektriska ljusbågen, kännetecknad av mätorgan fór uppmätning av intensiteten hos ljus, som utsänds från fiberändarna, styrorgan kopplade till mätorganen och drivkretsarna, varvid styrorganen är anord- 10 15 20 25 511 805 14 nade att, när en skarv skall göras mellan två fibrer, styra drivkretsama att bringa olika provströmstyrkor att passera mellan elektroderna för uppvärmning av fibrernas ändar till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken ñbrerna smälts ihop med varandra och att styra mâtorganen att uppmäta intensiteten hos ljus, som utsänds för dessa provströmstyr- kor, minnesorgan kopplade till styrorgan, beräkningsorgan förbundna med mätorganen, varvid styrorganen och minnet fór beräkning ur ljusintensitetsvärden, som är uppmätta av mätorganen och värdena på prov- strömstyrkoma parametrar hos en förutbestämd allmän funktion, som beskriver ljusinten- sitetens beroende på provströmstyrkan och på andra karakteristiska storheter och att sedan använda andra, tidigare i minnesorganen lagrade parametrar, och bestämningsorgan ñrbundna med beräkningsorganen för att ur den förutbestämda funktionen bestämma, med användning av parametrarna, som är beräknade av beräk- ningsorganen, det värde på provströmstyrkan, som ger en ljusintensitet lika med ett förut- bestämt värde och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen.

10. Anordning för bestämning av en hopsmältningsström för skarvning av ändarna hos två optiska fibrer med varandra med hjälp av en elektrisk Ijusbàge, innefattande elektroder fór att bilda en elektrisk ljusbåge mellan dessa, drivkretsar förbundna med elektroderna ñr att anbringa en högspänning mellan dessa och bringa ström att passera mellan elektrodema, hållar- och lägesinställande organ fór fasthållning av två ändar av optiska fibrer och för att placera fiberändarna tillsammans i kontaktförhállande mellan elektrodernas spetsar och i den elektriska ljusbågen, kännetecknad av mätorgan fór uppmäming av intensiteten hos ljus, som utsänds från fiberändarna, styrorgan förbundna med mätorganen och drivkretsama, varvid styrorgan är anord- nade att, när en skarv göras mellan två ñbrer, styra drivkretsama att bringa ett första antal olika provströmstyrkor att passera mellan elektroderna fór uppvärmning av fiber- ändarna till lägre temperaturer än en temperatur, vid vilken ñbrerna smälts ihop med varandra, och att styra niâtorganen att uppmäta intensiteten hos ljus utsänt för dessa provströmstyrkor, beräkningsorgan ßrbundna med styrorganen och mätorganen för att ur de ljusinten- sitetsvärden, som har uppmätts av mätorganen, och värdena på provströmstyrkorna be- räkna ett andra antal parametrar i en förutbestämd funktion, som beskriver ljusintensite- tens beroende av provströmstyrkan och av andra karakteristiska storheter, och bestämningsorgan förbundna med berälcningsorganen fór att ur den förutbestämda funktionen bestämma, med användning av parametrarna beräknade av beräkningsorganen, värdet på. den provströmstyrka, som ger en ljusintensitet lika med ett förutbestämt värde, och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen. 10 15 20 25 511 805 15

11. Anordning enligtkrav lO,kânnetecknad av minnesorgan för att lagra minst en av det andra antalet parametrar, som är förbund- na med styrorganen och beräkningsorganen, varvid styrorganen är anordnade att, när en skarv mellan två fibrer skall göras, för det fall att minnesorganen innehåller parametrar beräknade under en tidigare mätning, styra drivkretsarna att bringa ett tredje antal provströmstyrkor, som är skilda från var- andra, att passera mellan elektroderna för uppvärmning av fibremas ändar till lägre tem- peraturer än en temperatur, vid vilken fibrerna smälts ihop med varandra, varvid det tredje antalet är lägre än det första antalet, och att styra mätorganen att uppmäta intensite- ten hos ljus, som utsänds från fiberändama för de olika provströrnstyrkorna, varvid beräkningsorganen är anordnade att ur de uppmätta ljusintensitetsvärdena beräkna ett fjärde antal parametrar i den förutbestämda funktionen, varvid det fjärde antalet är lägre än det andra antalet, och att från minnet hämta parametrar, som inte beräknas, och att använda dessa vid beräkningen, varvid bestämningsorganen är anordnade att ur den förutbestämda funktionen be- stämma, med användning av det fjärde antalet beräknade parametrar och de hämtade parametrarna, värdet på den provströmstyrka, som ger en ljusintensitet lika med ett förut- bestämt värde och att ta detta värde som ett värde på hopsmältningsströmmen ßr de fibrer, som skall hopskarvas med varandra.

12. Anordning enligt ett av krav 8 -11, kännetecknad av att beräknings- organen är anordnade att som den förutbestämda funktionen använda en skillnad i kvadrat av provströmstyrkan i och ett begynnelseströmstyrkevärde io, särskilt funktionen I = A exp[a(i-io)2] (1) där I är ljusintensitetsvärdet och A, a och io är parametrar.

13. Anordning enligt krav 12, när detta är beroende av krav 11, k ä n n e t e c k - n a d av att det första antalet är större än 2 och det tredje antalet är lika med tvâ.

14. Användning av anordningen enligt ett av krav 8 - 13 för hopskarvning av två optiska fibrer med varandra, k ä n n e t e c k n a d av att styrorganen är anordnade att styra drivkretsarna för att bringa strömstyrkan mellan elektroderna att vara lilm med det bestämda värdet pä hopsmältningsströmmen, varigenom hopskarvningen av fiberändarna med varandra ufirs.