基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法
【專利摘要】本發明屬于光學檢測【技術領域】，涉及了一種基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法。本發明中激光器和相機被固定在一個二維位移平臺上，光纖預制棒被浸入匹配液中，激光器輸出的線型光束垂直照射在光纖預制棒上；通過計算機調節二維位移平臺可以讓線型光束掃描整個光纖預制棒；計算機通過相機獲得圖片并根據激光散射斑點判斷光纖預制棒瑕疵及其位置。本發明排除了人工觀測帶來的效率低、可信度低、一致性差的缺點，具有效率高、精度高、全自動化等優點。
【專利說明】基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學檢測【技術領域】，特別涉及了一種基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法。
【背景技術】
[0002]光學檢測技術在科研、工業、醫療、大型基礎設施建設、航天航空、國防軍事等領域都有著重要的應用。近年來，激光、光學成像及計算機技術的進步推動光學檢測技術的進一步發展并拓展了應用范圍。
[0003]光纖的發明，帶來了通信領域的革命性變化，極大地改變了人們的生活和生產方式。光纖預制棒是光纖生產環節中最具核心技術的基礎產品，其品質直接影響光纖的質量，因此光纖預制棒的檢測技術極為重要。由于生產技術及環境的影響，光纖預制棒內部常常伴有空氣、雜志等瑕疵，其數量和分布是判斷光纖預制棒質量的關鍵參數之一。
[0004]目前光纖預制棒瑕疵的檢測主要采用燈光照射情況下人工目測和人工記錄，這種方法需要依賴有經驗的工人操作，檢測效率很低，檢測結果可信度、一致性都比較低。因此，發明一種不依賴人的自動檢測方法具有重要的意義。
【發明內容】
[0005]本發明就是針對現有技術的不足，提出了一種基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法。
[0006]本發明的方法包括以下步驟:
[0007]步驟(I)將待測的光纖預制棒垂直固定在計算機控制的一維升降裝置上；控制一維升降裝置，將光纖預制棒完全浸入到裝在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纖預制棒折射率一致；
[0008]步驟(2)選用相機、線型光束輸出的激光器、二維平移臺和配有相應控制軟件的計算機；計算機通過數據線連接一維升降裝置、相機、線型光束輸出的激光器、二維平移臺；相機、線型光束輸出的激光器通過支架固定在二維平移臺上，激光器的線型光束垂直照射光纖預制棒并垂直于矩形容器的一個表面，相機的成像光路垂直于光纖預制棒并垂直于線型光束；激光器的線型光束和光纖預制棒重合部分位于相機成像系統中的物面上。
[0009]步驟(3)依次開啟激光器、相機和計算機中的自動檢測軟件；在二維平移臺上的相機和激光器以兩維掃描的狀態運行，使得激光器的線型光束逐步掃描整個光纖預制棒所在的區域；在激光器的線型光束自動掃描的過程中，相機實時采集圖片，并自動判斷光纖預制棒是否存在瑕疵并確定瑕疵的位置。
[0010]當激光器的線型光束照射光纖預制棒的時候，如果對應照射區域沒有氣泡或者雜質的瑕疵，則激光經歷均勻介質，在相機成像后的圖片中沒有觀測到激光散射斑點；如果對應照射區域有氣泡或者雜質的瑕疵，由于激光散射，在相機成像后的圖片中將會觀測到激光散射斑點，根據圖片中激光散射斑點的位置以及二維平移臺掃描的位置可以判斷光纖預制棒瑕疵的具體三維位置。當激光器的線型光束逐步掃描整個光纖預制棒所在的區域后，計算機可以獲得整個光纖預制棒瑕疵分布信息。
[0011]本發明適用于光纖預制棒瑕疵檢測，利用激光器的線型光束照射光纖預制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像來確定瑕疵存在，并結合二維平移臺及成像圖片激光散射光斑位置來確定瑕疵在光纖預制棒中的分布信息。本發明排除了人工觀測帶來的效率低、可信度低、一致性差的缺點，具有效率高、精度高、全自動化等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0013]圖2為實施例中基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法檢測獲得的預制棒瑕疵分布圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測裝置包括待測的光纖預制棒1、一維升降裝置2、匹配液3、矩形容器4、二維平移臺5、相機6、連接相機和二維平移臺的支架
7、線型光束輸出的激光器8、連接激光器和二維平移臺的支架9、計算機10。待測的光纖預制棒I固定在一維升降裝置2上；待測的光纖預制棒I完全浸入匹配液3 ;匹配液3裝在矩形容器4中；相機6通過支架7固定在二維平移臺5上；線型光束輸出的激光器8通過支架9固定在二維平移臺5上；激光器8輸出的線型光束垂直照射在光纖預制棒I上并和矩形容器4的一個表面垂直,相機6的成像光路和激光器8輸出的線型光束及光纖預制棒I垂直；計算機10通過數據線和一維升降裝置2、二維平移臺5、相機6、線型光束輸出的激光器8連接。
[0015]具體實現光纖預制棒瑕疵檢測的方法包括以下步驟:
[0016](I)將待測的光纖預制棒I垂直固定在計算機控制的一維升降裝置2上；控制一維升降裝置2，將光纖預制棒I完全浸入到裝在矩形容器4的匹配液3中，匹配液3的折射率和光纖預制棒折射率I一致；
[0017](2)選用相機6、線型光束輸出的激光器8、二維平移臺5和配有相應控制軟件的計算機10 ;計算機通過數據線連接一維升降裝置2、相機6、線型光束輸出的激光器8、二維平移臺5 ;相機6、線型光束輸出的激光器8分別通過支架7、支架9固定在二維平移臺5上，激光器8的線型光束垂直照射光纖預制棒I并垂直于矩形容器4的一個表面，相機6的成像光路垂直于光纖預制棒I并垂直于線型光束；激光器8的線型光束和光纖預制棒I重合部分位于相機6成像系統中的物面上。
[0018](3)依次開啟激光器8、相機6和計算機10中的自動檢測軟件；在二維平移臺5上的相機6和激光器8以兩維掃描的狀態運行，使得激光器8的線型光束逐步掃描整個光纖預制棒I所在的區域；在激光器8的線型光束自動掃描的過程中，相機6實時采集圖片，并自動判斷光纖預制棒I是否存在瑕疵及瑕疵的位置?；诩す馍⑸涞墓饫w預制棒瑕疵檢測方法檢測獲得的預制棒瑕疵分布如圖2所示。
[0019]本發明利用激光器的線型光束照射光纖預制棒，以激光照射瑕疵形成的激光散射斑成像來確定瑕疵存在，并結合二維平移臺及成像圖片激光散射光斑位置來確定瑕疵在光纖預制棒中的分布信息。本發明排除了人工觀測帶來的效率低、可信度低、一致性差的缺點，具有效率高、精度高、全自動化等優點。
【權利要求】
1.基于激光散射的光纖預制棒瑕疵檢測方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟(I)將待測的光纖預制棒垂直固定在計算機控制的一維升降裝置上；控制一維升降裝置，將光纖預制棒完全浸入到裝在矩形容器的匹配液中，匹配液的折射率和光纖預制棒折射率一致； 步驟(2)選用相機、線型光束輸出的激光器、二維平移臺和配有相應控制軟件的計算機；計算機通過數據線連接一維升降裝置、相機、線型光束輸出的激光器、二維平移臺；相機、線型光束輸出的激光器通過支架固定在二維平移臺上，激光器的線型光束垂直照射光纖預制棒并垂直于矩形容器的一個表面，相機的成像光路垂直于光纖預制棒并垂直于線型光束；激光器的線型光束和光纖預制棒重合部分位于相機成像系統中的物面上； 步驟(3)依次開啟激光器和相機；其中計算機中的自動檢測軟件，在二維平移臺上的相機和激光器以兩維掃描的狀態運行，使得激光器的線型光束逐步掃描整個光纖預制棒所在的區域；在激光器的線型光束自動掃描的過程中，相機實時采集圖片，并自動判斷光纖預制棒是否存在瑕疵并確定瑕疵的位置； 當激光器的線型光束照射光纖預制棒的時候，如果對應照射區域沒有氣泡或者雜質的瑕疵，則激光經歷均勻介質，在相機成像后的圖片中沒有觀測到激光散射斑點；如果對應照射區域有氣泡或者雜質的瑕疵，由于激光散射，在相機成像后的圖片中將會觀測到激光散射斑點，根據圖片中激光散射斑點的位置以及二維平移臺掃描的位置可以判斷光纖預制棒瑕疵的具體三維位置；當激光器的線型光束逐步掃描整個光纖預制棒所在的區域后，計算機可以獲得整個光纖預制棒瑕疵分布信息。
【文檔編號】G01N21/88GK103698342SQ201410014164
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】陳達如, 駱淑君, 馬曉偉 申請人:浙江師范大學
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