專利名稱：搓扭角度可調的光纖搓扭設備及光纖搓扭方法
技術領域：
本發明涉及光纖領域，特別是涉及一種搓扭角度可調的光纖搓扭設備及光纖搓扭方法。
背景技術：
當光纖的結構尺寸使光纖的歸一化頻率滿足條件V < 2.405時，光纖中將只傳輸基模HE11,而基模HE11包含兩個相互正交的本征模HEllx和HElly,兩個本征模HEllx和HElly在光纖中沿光纖軸的z方向傳播，這時，光纖的傳輸特性取決于光纖本身是否存在著雙折射現象。當單模光纖為理想情況，即其橫截面無畸變，為完整的真正圓，并且纖芯內也無內應力，光纖本身是直的，其折射率沿光纖軸也是均勻的。這時，兩個本征偏振模HElIx和HElly在光纖中傳輸就象在各向同性介質中傳輸時一樣，其振幅和傳播常數都一樣，并且在傳輸過程中不變，此時光纖中沒有偏振模色散產生。實際的單模光纖并非是理想的。例如，由于技術上或工藝上的原因，在拉制過程中使光纖纖芯發生幾何畸變，呈現橢圓；光纖由于擠壓、彎曲或扭轉，使纖芯受到非對稱的橫向應力作用以及外部電場、磁場和溫度的影響。所有這些因素，都會使光纖芯部的折射率在光纖橫截面上發生各向異性的分布，而且在光纖的軸向方向發生不均勻分布。由于上述諸多因素的影響，其中兩個相互正交的偏振模HEllx和HElly，在傳輸過程中不再簡并，而是出現了傳播常數差，即0y。這時，光纖中不僅出現雙折射現象，而且光纖中的偏振態也極不穩定，隨著傳輸距離的增長，其偏振面將要發生旋轉。由于兩個本征偏振模HEllx和HElly受單模光纖雙折射的影響,在傳輸過程中產生了傳播常數差Λβ和功率交換，前者叫做失諧或自耦合，后者叫做能量交換或互耦合。雙折射現象可以由失諧或模間耦合單獨或聯合產生。某些微擾，例如光纖大半徑均勻彎曲，僅引起HEllx和HElly自耦合而不產生互耦合，即僅存在失諧，這種情況下的雙折折射稱為線雙折射。某些不破壞光纖結構對 稱性的微擾，例如不影響光纖圓結構，僅產生應力光彈性效應的純扭轉光纖，將引起HEllx和HElly的互耦合，但不產生自耦合，即無失諧，Λ β =0，這稱為圓雙折射，它使入射線偏振模變成左、右旋圓偏振模。光纖幾何形狀微變的雙折射多半屬于線雙折射，而光纖應力彈光效應弓I起的雙折射多半是圓雙折射。如果圓雙折射的旋光方向與線雙折射的偏振面旋轉方向相反，則兩種雙折射有互相補償作用，因此光纖扭轉有對光纖橢圓變形雙折射互補的效果。雙折射使單模光纖實質上變成了“雙模”光纖，HEllx和HElly之間的Δ β引起模間色散,從而形成PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散)。ITU-T(International Telecommunication Union TelecommunicationStandardization Sector,國際電信聯盟電信標準化部門)將偏振模色散系數PMD區分為兩種情況:(I)短光纖(弱模稱合):PMD=ps/L, pm/L或pr/L,單位為ps/km, L為光纖長度；
(2)長光纖(強模稱合):？1^0=/ /在，卿/^或;《./^/^，單位為聲/^/&。強模稱合在安裝的光纜中典型的長度為2km以上能觀測到。大多數情況下，偏振模色散系數PMD應當用強模耦合式來計算。由于單模光纖偏振模色散PMD的隨機統計特性，單模光纖偏振模色散PMD的瞬時值有可能達到平均值的3倍。因此，為保證信號功率損失在IdB以下，偏振模色散PMD的平均值必須小于系統比特率的I比特周期的1/10。在強模耦合的情況下，PMD與光纖長度的平方根成正比，在一定的高傳輸速率下，PMD是限制系統傳輸距離的主要限制因
素之一。為了減小光纖的偏振，穩定光纖中光的偏振狀態，可以從兩方面著手:(I)提高做棒工藝，改善光纖對稱性，減小光纖本征雙折射；(2)利用搓扭技術，拉制旋轉光纖。光纖的搓扭技術又分為兩種情況:(1)在高溫爐內拉制時旋轉光棒，使光纖形成周期旋轉的結構；
(2)在高溫爐內拉制時，旋轉處于熔融狀態的光纖。旋轉光棒是比較復雜的一項工藝，在高速拉絲時高速旋轉一根笨重且通常不太平衡的光棒是一個風險較大的工程難題。例如，10m/s的拉絲速度，需要光棒以2400rpm的速度旋轉，來取得4圈/米的扭轉，所以控制光纖PMD的做法一般是利用搓扭設·備旋轉已完成涂覆和固化的光纖:在光纖收線前安裝一個PMD擾模裝置，通過正反方向搓動光纖，使在軟化溫度以上位置處的光纖發生正反方向的周期性扭轉，從而使光纖在冷卻后單位長度內保持一定的扭轉圈數，降低光纖的雙折射或增加模式耦合。目前高速發展的光纖通信系統對單模光纖的偏振模色散PMD的質量要求較高，尤其是高速發展的超長距離、超大容量、超高速率(例如100Gb/S)的光纖通信系統，往往要求控制光纖的PMD在0.lps/km1/2以下，有的甚至要求控制光纖的PMD在0.05ps/km1/2以下。目前常見的光纖搓動方式有恒定速度搓動光纖和正弦方式搓動光纖，可以獲得的光纖搓扭圈數在50圈/米以下，這兩種搓扭方式均無法實現光纖正反兩個方向的均勻對稱搓扭，拉制的光纖的PMD無法穩定控制在0.2ps/km1/2以下。

發明內容
本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種搓扭角度可調的光纖搓扭設備及光纖搓扭方法，能夠實現任意角度的搓扭及對光纖的不同搓扭圈數，快速切換搓扭方向，有效降低受搓光纖的偏振模色散，拉制的光纖的PMD穩定控制在0.2ps/km1/2以下。本發明提供的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，包括第一搓扭輪、第二搓扭輪、第一傳動機構、第二傳動機構、第一旋轉電機、第二旋轉電機、導線、智能控制器，其特征在于:所述第一搓扭輪通過第一傳動機構與第一旋轉電機相連，第二搓扭輪通過第二傳動機構與第二旋轉電機相連，第一旋轉電機、第二旋轉電機均通過導線與智能控制器相連，第一傳動機構、第二傳動機構對稱分布，第一旋轉電機、第二旋轉電機的旋轉方向相反，智能控制器設定第一旋轉電機、第二旋轉電機的旋轉頻率和旋轉幅度及第一旋轉電機與第二旋轉電機切換的速度，第一旋轉電機通過第一傳動機構帶動第一搓扭輪轉動，第二旋轉電機通過第二傳動機構帶動第二搓扭輪向相反的方向轉動；在智能控制器的控制下，第一旋轉電機與第二旋轉電機不斷切換運轉，第一搓扭輪與第二搓扭輪沿相反方向轉動，第一搓扭輪和第二搓扭輪的中心線成一定夾角，夾在第一搓扭輪和第二搓扭輪之間的光纖在第一搓扭輪、第二搓扭輪的反向轉動下被搓動。在上述技術方案的基礎上，所述第一傳動機構包括第一皮帶、第二皮帶、第一旋轉輪、第一活動桿、第一滑動平臺、第一扭臂輪、第一扭臂桿、第一托架和第一支撐桿，第一旋轉電機通過第一皮帶與第一旋轉輪相連，第二旋轉電機通過第二皮帶與第一旋轉輪相連，第一旋轉輪與第一活動桿的底部相連，第一活動桿的頂部設置有水平布置的第一滑動平臺；第一扭臂桿的一端裝有第一扭臂輪，第一扭臂輪通過彈簧與第一活動桿相連，使第一扭臂輪在第一滑動平臺上向前或向后運動；第一扭臂桿的另一端與第一支撐桿的一端相連，第一支撐桿的另一端固定有第一搓扭輪，第一支撐桿放置在第一托架上，第一支撐桿經第一托架托住向前或向后運動，帶動第一搓扭輪向前或向后運動，夾緊或松開光纖。在上述技術方案的基礎上，所述第二傳動機構包括第三皮帶、第四皮帶、第二旋轉輪、第二活動桿、第二滑動平臺、第二扭臂輪、第二扭臂桿、第二托架和第二支撐桿，第一旋轉電機通過第三皮帶與第二旋轉輪相連，第二旋轉電機通過第四皮帶與第二旋轉輪相連，第二旋轉輪與第二活動桿的底部相連，第二活動桿的頂部設置有水平布置的第二滑動平臺，第二扭臂桿的一端裝有第二扭臂輪，第二扭臂輪通過彈簧與第二活動桿相連，使第二扭臂輪在第二滑動平臺上向前或向后運動；第二扭臂桿的另一端與第二支撐桿的一端相連，第二支撐桿的另一端固定有第二搓扭輪，第二支撐桿放置在第二托架上，第二支撐桿與第一支撐桿相向布置，第二支撐桿經第二托架托住在第二托架上向前或向后運動，帶動第二搓扭輪向前或向后運動，夾緊或松開光纖。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為O 180度。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為40 120度。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為2(Γ60度。 本發明還提供一種基于上述光纖搓扭設備的光纖搓扭方法，包括以下步驟:S1、第一旋轉電機啟動后沿順時針方向旋轉時,第一旋轉電機通過第一皮帶帶動第一旋轉輪沿順時針方向旋轉，第一旋轉輪帶動第一活動桿向上運動，第一活動桿推動第一扭臂輪向上運動，第一扭臂輪通過第一扭臂桿帶動第一支撐桿在第一托架上運動，第一支撐桿帶動第一搓扭輪沿順時針方向轉動；第一旋轉電機通過第三皮帶帶動第二旋轉輪沿順時針方向旋轉，第二旋轉輪帶動第二活動桿向上運動，第二活動桿推動第二扭臂輪向上運動，第二扭臂輪通過第二扭臂桿帶動第二支撐桿在第二托架上運動，第二支撐桿帶動第二搓扭輪沿逆時針方向轉動；在第一搓扭輪沿順時針方向轉動、第二搓扭輪沿逆時針方向轉動、且第一搓扭輪和第二搓扭輪的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪和第二搓扭輪之間的光纖受到第一搓扭輪和第二搓扭輪轉動后形成的扭力作用，沿逆時針方向旋轉一段時間；S2、停止第一旋轉電機，啟動第二旋轉電機，第二旋轉電機啟動后沿逆時針方向旋轉時，第二旋轉電機通過第二皮帶帶動第一旋轉輪沿逆時針方向旋轉，第一旋轉輪帶動第一活動桿向下運動，第一活動桿推動第一扭臂輪向下運動，第一扭臂輪通過第一扭臂桿帶動第一支撐桿在第一托架上運動，第一支撐桿帶動第一搓扭輪沿逆時針方向轉動；第二旋轉電機通過第四皮帶帶動第二旋轉輪沿逆時針方向旋轉，第二旋轉輪帶動第二活動桿向下運動，第二活動桿推動第二扭臂輪向下運動，第二扭臂輪通過第二扭臂桿帶動第二支撐桿在第二托架上運動，第二支撐桿帶動第二搓扭輪沿順時針方向轉動；在第一搓扭輪沿逆時針方向轉動、第二搓扭輪沿順時針方向轉動、且第一搓扭輪和第二搓扭輪的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪和第二搓扭輪之間的光纖受到第一搓扭輪和第二搓扭輪轉動后形成的扭力作用，沿順時針方向旋轉一段時間；在智能控制器的控制下，第一旋轉電機與第二旋轉電機不斷切換運轉，第一搓扭輪與第二搓扭輪沿相反方向轉動，使光纖被搓動。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為O 180度。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為40 120度。在上述技術方案的基礎上，所述第一搓扭輪的中心線與第二搓扭輪的中心線形成的夾角為2(Γ60度。與現有技術相比，本發明的優點如下:(I)本發明通過兩個旋轉電機共同驅動水平平臺的上下運動，上下運動的活動桿帶動搓扭輪來回搓扭，能夠實現任意角度的搓扭及對光纖的不同搓扭圈數，并通過兩個可上下運動的水平平臺及可在水平平臺上前后滑動的扭臂輪來帶動搓扭輪的扭轉，建立施加給光纖的對稱良好的彈光效應，實現正反兩個方向的光纖搓扭時的均勻受力，降低光纖經搓扭后的扭轉程度，從而降低光纖扭轉對后續成纜等工序的影響。(2)本發明通過設計具有彈性的附加固定裝置和可上推與下拉的連動搓扭輪裝置，實現了大角度的光纖搓扭，并且這個連動搓扭裝置可以很方便的快速運動，使光纖不僅得到大角度的搓扭，而且搓扭的來回方向切換速度非常快，光纖的PMD可控制到0.0 2 P s /km1/2以下，能夠有效降低受搓光纖的偏振模色散。(3)本發明通過智能控制器協調控制旋轉電機的速度，來回搓扭的速度可以調至與拉絲速度匹配，當拉絲速度加快時，搓扭正反兩個方向的來回頻率也加快，實現光纖正反兩個方向的均勻對稱搓扭，光纖的搓扭圈速達到120圈/米以上，光纖的扭轉角度控制在360度以內，得到的光纖的PMD可控制在0.02ps/kml/2以下，滿足高速發展的超長距離、超大容量、超高速率的光纖通信系統的傳輸要求。(4)本發明采用兩個旋轉方向相反的電機分別帶動對應的活動桿，并通過智能控制器在兩個電機之間來回快速切換，能夠實現高速的搓扭頻率和光纖搓扭的來回快速切換，有效提高搓扭角度和搓扭頻率，提升光纖的搓扭圈數，提升光纖的偏振模色散品質。(5)本發明還能夠實現光纖的不對稱搓扭，使光纖只朝一個方向旋轉，從而得到某些特殊場合下所需的只朝一個方向旋轉的光纖。


圖1是本發明實施例中光纖搓扭設備的結構示意圖。圖2是本發明實施例中例Γ6的偏振模色散測試曲線圖。圖中:1-光纖，2- 第一搓扭輪，3-第二搓扭輪，4-第一支撐桿，5-第二支撐桿，6-第一托架，7-第二托架，8-第一扭臂桿，9-第二扭臂桿，10-第一扭臂輪，11-第二扭臂輪，12-第一滑動平臺，13-第二滑動平臺，14-第一活動桿，15-第二活動桿，16-第一旋轉輪，17-第二旋轉輪，18-第旋轉電機，19-第二旋轉電機，20-第一皮帶，21-第二皮帶，22-第三皮帶，23-第四皮帶，24-導線，25-智能控制器。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。參見圖1所示，本發明實施例提供一種搓扭角度可調的光纖搓扭設備，包括第一搓扭輪2、第二搓扭輪3、第一傳動機構、第二傳動機構、第一旋轉電機18、第二旋轉電機19、導線24、智能控制器25,第一搓扭輪2通過第一傳動機構與第一旋轉電機18相連,第二搓扭輪3通過第二傳動機構與第二旋轉電機19相連，第一旋轉電機18、第二旋轉電機19均通過導線24與智能控制器25相連,第一傳動機構、第二傳動機構對稱分布,第一旋轉電機18、第二旋轉電機19的旋轉方向相反。智能控制器25設定第一旋轉電機18、第二旋轉電機19的旋轉頻率和旋轉幅度及第一旋轉電機18與第二旋轉電機19切換的速度,第一旋轉電機18通過第一傳動機構帶動第一搓扭輪2轉動，第二旋轉電機19通過第二傳動機構帶動第二搓扭輪3向相反的方向轉動，第一搓扭輪2和第二搓扭輪3的中心線成一定夾角，夾在第一搓扭輪2和第二搓扭輪3之間的光纖I在第一搓扭輪2、第二搓扭輪3的反向轉動下旋轉，在智能控制器25的控制下，第一旋轉電機18與第二旋轉電機19不斷切換運轉，第一搓扭輪2與第二搓扭輪3沿相反方向轉動，從而使光纖1被搓動。第一搓扭輪2的中心線與第二搓扭輪3的中心線形成的夾角為0 180度，優選為40 120度，進一步優選為20 60度。第一傳動機構包括第一皮帶20、第二皮帶21、第一旋轉輪16、第一活動桿14、第一滑動平臺12、第一扭臂輪10、第一扭臂桿8、第一托架6和第一支撐桿4，第一旋轉電機18通過第一皮帶20與第一旋轉輪16相連，第二旋轉電機19通過第二皮帶21與第一旋轉輪16相連，第一旋轉輪16與第一活動桿14的底部相連，第一活動桿14的頂部設置有水平布置的第一滑動平臺12，第一活動桿14可以上下活動。第一扭臂桿8的一端裝有第一扭臂輪10，第一扭臂輪10通過彈簧與第一活動桿14相連，使得第一扭臂輪10可在第一滑動平臺12上向前或向后運動；第一扭臂桿8的另一端與第一支撐桿4的一端相連，第一支撐桿4的另一端固定有第一搓扭輪2，第一支撐桿4放置在第一托架6上，第一支撐桿4經第一托架6托住，可以向前或向后運動，帶動第一搓扭輪2向前或向后運動，從而夾緊或松開光纖I。第二傳動機構包括第三皮帶22、第四皮帶23、第二旋轉輪17、第二活動桿15、第二滑動平臺13、第二扭臂輪11、第二扭臂桿9、第二托架7和第二支撐桿5，第一旋轉電機18通過第三皮帶22與第二旋轉輪17相連，第二旋轉電機19通過第四皮帶23與第二旋轉輪17相連，第二旋轉輪17與第二活動桿15的底部相連，第二活動桿15的頂部設置有水平布置的第二滑動平臺13，第二活動桿15可以上下活動，第二扭臂桿9的一端裝有第二扭臂輪11，第二扭臂輪11通過彈簧與第二活動桿15相連，使得第二扭臂輪11可在第二滑動平臺13上向前或向后運動；第二扭臂桿9的另一端與第二支撐桿5的一端相連，第二支撐桿5的另一端固定有第二搓扭輪3，第二支撐桿5放置在第二托架7上，第二支撐桿5與第一支撐桿4相向布置，第二支撐桿5經第二托架7托住，在第二托架7上可以向前或向后運動，帶動第二搓扭輪3向前或向后運動，從而夾緊或松開光纖1。基于上述光纖搓扭設備的光纖搓扭方法，包括以下步驟:S1、第一旋轉電機18啟動后沿順時針方向旋轉時,第一旋轉電機18通過第一皮帶20帶動第一旋轉輪16沿順時針方向旋轉，第一旋轉輪16帶動第一活動桿14向上運動，第一活動桿14推動第一扭臂輪10向上運動，第一扭臂輪10通過第一扭臂桿8帶動第一支撐桿4在第一托架6上運動，第一支撐桿4帶動第一搓扭輪2沿順時針方向轉動；第一旋轉電機18通過第三皮帶22帶動第二旋轉輪17沿順時針方向旋轉，第二旋轉輪17帶動第二活動桿15向上運動，第二活動桿15推動第二扭臂輪11向上運動，第二扭臂輪11通過第二扭臂桿9帶動第二支撐桿5在第二托架7上運動，第二支撐桿5帶動第二搓扭輪3沿逆時針方向轉動；在第一搓扭輪2沿順時針方向轉動、第二搓扭輪3沿逆時針方向轉動、且第一搓扭輪2和第二搓扭輪3的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪2和第二搓扭輪3之間的光纖I受到第一搓扭輪2和第二搓扭輪3轉動后形成的扭力作用，沿逆時針方向旋轉一段時間；第一搓扭輪2的中心線與第二搓扭輪3的中心線形成的夾角為(T180度，優選為40 120度，進一步優選為20 60度。S2、停止第一旋轉電機18，啟動第二旋轉電機19，第二旋轉電機19啟動后沿逆時針方向旋轉時，第二旋轉電機19通過第二皮帶21帶動第一旋轉輪16沿逆時針方向旋轉，第一旋轉輪16帶動第一活動桿14向下運動，第一活動桿14推動第一扭臂輪10向下運動，第一扭臂輪10通過第一扭臂桿8帶動第一支撐桿4在第一托架6上運動，第一支撐桿4帶動第一搓扭輪2沿逆時針方向轉動；第二旋轉電機19通過第四皮帶23帶動第二旋轉輪17沿逆時針方向旋轉，第二旋轉輪17帶動第二活動桿15向下運動，第二活動桿15推動第二扭臂輪11向下運動，第二扭臂輪11通過第二扭臂桿9帶動第二支撐桿5在第二托架7上運動，第二支撐桿5帶動第二搓扭 輪3沿順時針方向轉動；在第一搓扭輪2沿逆時針方向轉動、第二搓扭輪3沿順時針方向轉動、且第一搓扭輪2和第二搓扭輪3的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪2和第二搓扭輪3之間的光纖I受到第一搓扭輪2和第二搓扭輪3轉動后形成的扭力作用，沿順時針方向旋轉一段時間；在智能控制器25的控制下，第一旋轉電機18與第二旋轉電機19不斷切換運轉，第一搓扭輪2與第二搓扭輪3沿相反方向轉動，從而使光纖I被搓動。在實際使用過程中，可以通過PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)智能控制兩個旋轉電機，在PLC內輸入兩個旋轉電機的控制參數，可以分別控制兩個旋轉電機的輪流運行時間及中間的間隔時間。當啟動某一個旋轉電機的時候，該旋轉電機按順時針方向旋轉，從而帶動兩個活動桿向上運動，活動桿向上撐起扭臂輪，使其向上運動一段距離，從而通過扭臂桿和支撐桿的傳遞，帶動兩個搓扭輪分別向左和向右扭動一定角度，以搓扭光纖。搓扭一段時間后，該旋轉電機停止旋轉，啟動另一旋轉電機，該旋轉電機按逆時針方向旋轉，從而帶動兩個活動桿向下運動，進而帶動與滑動平臺固定的扭臂輪向下運動一段距離，從而通過扭臂桿和支撐桿的傳遞，帶動兩個搓扭輪分別向右和向做扭動一定角度，從而以與上一個時間段相反方向的力搓扭光纖。兩個扭臂輪在上下運動過程中，都是在一個水平的平臺上運動，因此在兩個方向來回搓扭光纖的過程中，搓扭輪所受的來自扭臂輪的作用力相同，均只有支撐桿施加的加持力。這樣，光纖所受的搓扭力，在來回正反兩個方向的搓扭過程中，均保持一致，從而使光纖兩個方向的搓扭圈數保持一致，進而實現了光纖搓扭的平衡對稱，這樣得到的光纖的扭轉特性和PMD特性都將保持在良好的狀態。本發明實施例通過活動桿的上下活動帶動搓扭輪來回扭動，能夠實現任意角度的搓扭，兩個搓扭輪的中心線形成的夾角為0 180度，兩個搓扭輪可經扭臂輪帶動實現完全水平的對稱性扭動。搓扭輪正向和反向的搓扭角度范圍在O 45度，即最大搓扭夾角在90度，最佳搓扭夾角在20 60度之間，來回搓扭的速度可以與拉絲速度匹配，當拉絲速度快時，則搓扭正反兩個方向的來回頻率也加快。在實際使用過程中，兩個搓扭輪中心線的夾角達到90度后發生翻轉，因此，從使用角度而言，兩個搓扭輪的中心線形成的夾角控制在90度以內，即可實現較大的搓扭圈數，通過智能控制器調節兩個旋轉電機的頻率，可實現最高達120圈/米以上的搓扭速度，能夠滿足目前降低光纖的偏振模色散的需求。下面結合表I來說明本發明的效果。參見表I所示，例1飛分別給出了兩個搓扭輪的中心線形成的夾角從0度變化到90度時，對應的光纖搓扭圈數以及得到的光纖搓扭后的PMD測試數值和光纖拉制后的扭轉角度。在拉制光棒的過程中，當兩個搓扭輪的中心線形成的夾角設定為0度時，光纖搓扭設備沒有發生作用，這時得到的光纖PMD和光纖扭轉角度為未搓扭時的數值，然后逐漸加大兩個搓扭輪的中心線形成的夾角，從10度、20度逐漸增加到90度。表1、例廣6的不同搓扭輪夾角設定條件下光纖搓扭圈數與PMD特性
權利要求
1.一種搓扭角度可調的光纖搓扭設備，包括第一搓扭輪(2)、第二搓扭輪(3)、第一傳動機構、第二傳動機構、第一旋轉電機(18)、第二旋轉電機(19)、導線(24)、智能控制器(25)，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)通過第一傳動機構與第一旋轉電機(18)相連，第二搓扭輪(3)通過第二傳動機構與第二旋轉電機(19)相連，第一旋轉電機(18)、第二旋轉電機(19)均通過導線(24)與智能控制器(25)相連,第一傳動機構、第二傳動機構對稱分布，第一旋轉電機(18)、第二旋轉電機(19)的旋轉方向相反,智能控制器(25)設定第一旋轉電機(18)、第二旋轉電機(19)的旋轉頻率和旋轉幅度及第一旋轉電機(18)與第二旋轉電機(19)切換的速度，第一旋轉電機(18)通過第一傳動機構帶動第一搓扭輪(2)轉動，第二旋轉電機(19)通過第二傳動機構帶動第二搓扭輪(3)向相反的方向轉動；在智能控制器(25)的控制下，第一旋轉電機(18)與第二旋轉電機(19)不斷切換運轉，第一搓扭輪(2)與第二搓扭輪(3 )沿相反方向轉動，第一搓扭輪(2 )和第二搓扭輪(3 )的中心線成一定夾角，夾在第一搓扭輪(2 )和第二搓扭輪(3 )之間的光纖(I)在第一搓扭輪(2 )、第二搓扭輪(3 )的反向轉動下被搓動。
2.如權利要求1所述的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，其特征在于:所述第一傳動機構包括第一皮帶(20)、第二皮帶(21)、第一旋轉輪(16)、第一活動桿(14)、第一滑動平臺(12)、第一扭臂輪(10)、第一扭臂桿(8)、第一托架(6)和第一支撐桿(4)，第一旋轉電機(18)通過第一皮帶(20)與第一旋轉輪(16)相連，第二旋轉電機(19)通過第二皮帶(21)與第一旋轉輪(16)相連，第一旋轉輪(16)與第一活動桿(14)的底部相連，第一活動桿(14)的頂部設置有水平布置的第一滑動平臺(12);第一扭臂桿(8)的一端裝有第一扭臂輪(10)，第一扭臂輪(10)通過彈簧與第一活動桿(14)相連，使第一扭臂輪(10)在第一滑動平臺(12)上向前或向后運動；第一扭臂桿(8)的另一端與第一支撐桿(4)的一端相連，第一支撐桿(4)的另一端固定有第一搓扭輪(2)，第一支撐桿(4)放置在第一托架(6)上，第一支撐桿(4 )經第一托架(6 )托住 向前或向后運動，帶動第一搓扭輪(2 )向前或向后運動，夾緊或松開光纖(I)。
3.如權利要求2所述的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，其特征在于:所述第二傳動機構包括第三皮帶(22)、第四皮帶(23)、第二旋轉輪(17)、第二活動桿(15)、第二滑動平臺(13)、第二扭臂輪(11)、第二扭臂桿(9)、第二托架(7)和第二支撐桿(5)，第一旋轉電機(18)通過第三皮帶(22)與第二旋轉輪(17)相連，第二旋轉電機(19)通過第四皮帶(23)與第二旋轉輪(17)相連，第二旋轉輪(17)與第二活動桿(15)的底部相連，第二活動桿(15)的頂部設置有水平布置的第二滑動平臺(13)，第二扭臂桿(9)的一端裝有第二扭臂輪(11)，第二扭臂輪(11)通過彈簧與第二活動桿(15)相連，使第二扭臂輪(11)在第二滑動平臺(13 )上向前或向后運動；第二扭臂桿(9 )的另一端與第二支撐桿(5 )的一端相連，第二支撐桿(5)的另一端固定有第二搓扭輪(3)，第二支撐桿(5)放置在第二托架(7)上，第二支撐桿(5)與第一支撐桿(4)相向布置，第二支撐桿(5)經第二托架(7)托住在第二托架(7)上向前或向后運動，帶動第二搓扭輪(3 )向前或向后運動，夾緊或松開光纖(I)。
4.如權利要求1或2或3所述的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為O 180度。
5.如權利要求4所述的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為4(Tl20度。
6.如權利要求5所述的搓扭角度可調的光纖搓扭設備，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為2(Γ60度。
7.基于權利要求3所述搓扭角度可調的光纖搓扭設備的光纖搓扭方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、第一旋轉電機(18)啟動后沿順時針方向旋轉時,第一旋轉電機(18)通過第一皮帶(20)帶動第一旋轉輪(16)沿順時針方向旋轉，第一旋轉輪(16)帶動第一活動桿(14)向上運動，第一活動桿(14)推動第一扭臂輪(10)向上運動，第一扭臂輪(10)通過第一扭臂桿(8)帶動第一支撐桿(4)在第一托架(6)上運動，第一支撐桿(4)帶動第一搓扭輪(2)沿順時針方向轉動；第一旋轉電機(18)通過第三皮帶(22)帶動第二旋轉輪(17)沿順時針方向旋轉，第二旋轉輪(17)帶動第二活動桿(15)向上運動，第二活動桿(15)推動第二扭臂輪(I I)向上運動，第二扭臂輪(11)通過第二扭臂桿(9)帶動第二支撐桿(5)在第二托架(7)上運動，第二支撐桿(5)帶動第二搓扭輪(3)沿逆時針方向轉動；在第一搓扭輪(2)沿順時針方向轉動、第二搓扭輪(3)沿逆時針方向轉動、且第一搓扭輪(2)和第二搓扭輪(3)的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪(2 )和第二搓扭輪(3 )之間的光纖(I)受到第一搓扭輪(2)和第二搓扭輪(3)轉動后形成的扭力作用，沿逆時針方向旋轉一段時間； 52、停止第一旋轉電機(18)，啟動第二旋轉電機(19)，第二旋轉電機(19)啟動后沿逆時針方向旋轉時，第二旋轉電機(19)通過第二皮帶(21)帶動第一旋轉輪(16)沿逆時針方向旋轉，第一旋轉輪(16)帶動第一活動桿(14)向下運動，第一活動桿(14)推動第一扭臂輪(10)向下運動，第一扭臂輪(10)通過第一扭臂桿(8)帶動第一支撐桿(4)在第一托架(6)上運動，第一支撐桿(4)帶動第 一搓扭輪(2)沿逆時針方向轉動；第二旋轉電機(19)通過第四皮帶(23)帶動第二旋轉輪(17)沿逆時針方向旋轉，第二旋轉輪(17)帶動第二活動桿(15)向下運動，第二活動桿(15)推動第二扭臂輪(11)向下運動，第二扭臂輪(11)通過第二扭臂桿(9 )帶動第二支撐桿(5 )在第二托架(7 )上運動，第二支撐桿(5 )帶動第二搓扭輪(3)沿順時針方向轉動；在第一搓扭輪(2)沿逆時針方向轉動、第二搓扭輪(3)沿順時針方向轉動、且第一搓扭輪(2)和第二搓扭輪(3)的中心線成一定夾角的情況下，夾在第一搓扭輪(2)和第二搓扭輪(3)之間的光纖(I)受到第一搓扭輪(2)和第二搓扭輪(3)轉動后形成的扭力作用，沿順時針方向旋轉一段時間；在智能控制器(25)的控制下，第一旋轉電機(18)與第二旋轉電機(19)不斷切換運轉，第一搓扭輪(2)與第二搓扭輪(3)沿相反方向轉動，使光纖(I)被搓動。
8.如權利要求7所述的光纖搓扭方法，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為(Γ180度。
9.如權利要求8所述的光纖搓扭方法，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為40 120度。
10.如權利要求9所述的光纖搓扭方法，其特征在于:所述第一搓扭輪(2)的中心線與第二搓扭輪(3)的中心線形成的夾角為2(Γ60度。
全文摘要
本發明公開了一種搓扭角度可調的光纖搓扭設備及光纖搓扭方法，涉及光纖領域，該光纖搓扭設備包括第一搓扭輪、第二搓扭輪、第一傳動機構、第二傳動機構、第一旋轉電機、第二旋轉電機、導線、智能控制器，第一搓扭輪通過第一傳動機構與第一旋轉電機相連，第二搓扭輪通過第二傳動機構與第二旋轉電機相連，第一旋轉電機、第二旋轉電機均通過導線與智能控制器相連，第一傳動機構、第二傳動機構對稱分布，第一旋轉電機、第二旋轉電機的旋轉方向相反。本發明能實現任意角度的搓扭及對光纖的不同搓扭圈數，快速切換搓扭方向，拉制的光纖的PMD穩定控制在0.2ps/km1/2以下。
文檔編號C03B37/10GK103113021SQ20131001121
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者羅文勇, 李詩愈, 陳偉, 余志強, 殷江明, 嚴勇虎 申請人:烽火通信科技股份有限公司