JP3403286B2 - 光ファイバ融着接続機の放電制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ融着接続機
の放電制御方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】光ファイバ融着接続機において、光ファ
イバの端面を溶融させるための気中放電の発生熱量は、
その発熱抵抗体である空気の状態によって変化する。し
たがって最適な放電発熱量を得るためには、空気の状態
によって放電条件を補正する必要がある。 【０００３】このため従来は図７のような放電制御方法
が採用されていた。図７において、１１は融着接続すべ
き光ファイバ、１３は放電電極、１５は放電用電源であ
る。この方法は、最適な放電発熱量を得るため、放電用
電源１５を次のように制御するものである。 【０００４】まず空気の状態を表す気圧、温度、湿度な
どの各種パラメータをセンサー１７ａ、１７ｂ、１７ｃ
・・・で検出する。次に相関係数演算器１９で、各パラ
メータの変化と放電発熱量の変化との相関係数を求め
る。演算器１９には予め実験により求めた条件式が組み
込まれている。次に相関係数と目標値２１とから演算器
２３で補正値を求め、その補正値を前回の放電条件に加
算器２５で加算して、次回の放電発熱量が最適となるよ
うに放電用電源１５の放電条件を定める。従来はこのよ
うにして放電発熱量が最適になるように制御していた。 【０００５】なお放電用電源１５としては、放電現象を
安定させる目的で高周波（数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）出
力のインバーターが用いられている。したがって放電用
電源１５に例えば図８（ａ）のような放電ＯＮの指令が
入力されると、電極１３間には同図（ｂ）のような放電
電流が流れる。発熱量を左右する放電強度は、放電電流
１サイクル中の放電パルス幅（デューティ率）を調整す
ることにより制御可能である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の放電制御方法
は、空気の状態を検出し、それに基づいて放電条件を補
正するという手段をとっている。このため空気の状態を
検出するのに多数のセンサーが必要となる。また放電発
熱量は、電極の劣化や電極への異物の付着などによって
も変化するため、空気の状態を検出するだけでは、空気
以外の要因による放電発熱量の変化に対応できない。ま
た放電電極１３の表面状態がわるい場合や、補正量が不
足している場合などには、図９（ａ）のような放電ＯＮ
の指令が入力されても、同図（ｂ）のように放電が途切
れることがある。従来の制御方法ではこのような放電の
途切れを正確に把握することができない。 【０００７】本発明の第一の目的は、多数のセンサーを
必要とせず、しかも放電に影響を与える全てのパラメー
タの変化に対応して放電発熱量を適正に制御できる光フ
ァイバ融着接続機の放電制御方法を提供することにあ
る。また本発明の第二の目的は、放電を持続すべき時間
内に許容限度以上の放電の途切れがある場合に、それを
検出して警報を発するようにすることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るため本発明の放電制御方法は、放電電極間の放電波形
をセンサーで検出し、検出した放電波形から放電パルス
幅および放電持続時間を求め、これらを目標値と比較し
て放電パルス幅および放電時間の制御を行うことを特徴
とするものである。放電波形には、空気の状態、電極の
表面状態など全パラメータの影響が現れるから、この放
電波形を検出して、それに基づいて放電パルス幅および
放電持続時間の制御を行えば、放電に影響を及ぼす全て
のパラメータの変化に対応した適正な放電制御を行うこ
とが可能となる。 【０００９】なお放電波形を検出するセンサーとして
は、電極間のアークを直接観察して電気信号に変換する
フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ、
ＣＣＤラインセンサー、ＣＣＤエリアセンサー、ＴＶカ
メラ等の光センサー、あるいは電極間に流れる放電電流
波形を電源と電極の間の導体上で検出する電流波形検出
器などを使用することができる。 【００１０】また前記第二の目的を達成するためには、
上記のような本発明の放電制御方法において、検出した
放電波形から放電を持続すべき時間内での放電の途切れ
を検出し、放電途切れ時間が所定時間以上である場合ま
たは放電の途切れが繰り返し発生する場合に警報を発す
るようにすればよい。 【００１１】 【発明の実施の形態】 〔実施形態１〕図１は本発明の放電制御方法の一実施形
態を示す。図において、１１は光ファイバ、１３は放電
電極、１５は放電用電源である。放電用電源１５は従来
と同じで、直流電源２７の出力をインバーター２９で数
十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの交流に変換して放電電極１３、
１３間に印加し、放電を起こさせるものである。放電電
流の大きさ（平均値）は電流検出器３１で検出するよう
になっている。 【００１２】また３３は放電制御回路、３５は電極１
３、１３間のアーク光から放電波形を検出するフォトダ
イオード、３７はフォトダイオード３５の出力ｖ_S を増
幅するアンプ、３９は増幅されたｖ_S から交流成分だけ
を取り出すバンドパスフィルター、４１は放電パルス幅
を検出するパルス幅検出回路、４３は放電持続時間を検
出するフレーミング処理回路、４５は得られたパルス幅
および放電持続時間を目標値と比較する演算器、４７は
比較により得られた放電時間制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ）
をインバーター２９へ出力する放電時間出力回路、４９
は比較により得られたパルス幅制御信号（Ｐ_CONT）をイ
ンバーター２９へ出力するパルス幅出力回路、５１は演
算器４５からの目標値と電流検出器３１からの電流値Ｉ
_S を比較して得た電流制御信号（Ｉ_CONT）をインバータ
ー２９へ出力する電流制御入出力回路である。 【００１３】次に図１の回路による放電制御方法を図２
のタイミングチャートを参照して説明する。放電制御回
路３３から放電時間制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ）、パルス
幅制御信号（Ｐ_CONT）および電流制御信号（Ｉ_CONT）が
インバーター２９に出力されると、電極１３、１３間で
放電が発生する。このときの放電波形をフォトダイオー
ド３５で検出し、アンプ３７で増幅し、バンドパスフィ
ルター３９に通すと、例えば図２（ａ）の放電時間制御
信号に対して同図（ｂ）のような放電波形が得られる。 【００１４】パルス幅検出回路４１では、この放電波形
を、その周波数より十分高い周波数（１０〜１６倍が望
ましく、１６倍以上でも可）のクロックでサンプリング
し、その値を符号化する。この処理の様子を図２（ｃ）
〜（ｅ）に示す。（ｃ）は（ｂ）の放電波形をほぼ１サ
イクル分だけ拡大したものであり、（ｄ）はサンプリン
グクロックである。この例では図示を簡単化するため、
クロック周波数を放電周波数の８倍としてある。このサ
ンプリングにより放電波形を３電位で符号化する。すな
わち高電位を｛１｝、低電位を｛０｝、中間電位を
｛Ｎ｝とする。このようにして得られた符号列が（ｅ）
である。 【００１５】パルス幅検出回路４１は（ｅ）の符号列か
ら放電パルス幅とデューティ率を求め、演算器４５へ送
る。放電パルス幅は｛１｝が連続する数から求めること
ができ、デューティ率は１サイクル（符号８個）に対す
る放電パルス幅の割合として求めることができる。なお
図示の例では（ｃ）の放電波形を正弦波としてあるため
｛１｝が４個（半サイクル）連続するように示されてい
るが、実際にはパルス幅制御が行われているため、
｛１｝の連続数はこれより小さくなる。 【００１６】パルス幅検出回路４１はさらに、（ｅ）の
符号列を（ｆ）のように符号化してフレーミング処理回
路４３へ送る。このときの符号化は、（ｅ）の符号８個
（１サイクル）を１単位とし、図３のように｛Ｎ｝が８
個連続したときは｛Ｓ｝とし、また連続する８個の符号
の中で｛１｝の列のあとに｛０｝の列がきたときは｛Ｓ
バー｝とするものである。｛Ｓ｝は放電が起こっていな
いサイクル、｛Ｓバー｝は放電が起こっているサイクル
である。 【００１７】フレーミング処理回路４３では（ｆ）の符
号列を検査して、実際に起こった放電のうち一定時間以
上続いたものを１フレームとして出力する。例えば図２
（ｇ）のように、連続して３個の｛Ｓバー｝がきたとき
はフレームの始まり（放電開始）とし、その後連続して
４個の｛Ｓ｝がきたときはフレームの終り（放電終了）
とする。図４にこのフレーミング処理の有限状態図を示
す。このようにして得られるフレーミングフラッグによ
り実際の放電持続時間がわかる。また１回の放電時間内
に２個以上のフレームがあれば、放電が途中で中断して
いることもわかる。 【００１８】演算器４５は、パルス幅検出回路４１か
ら入力された値と目標値と比較し、補正した値をパルス
幅出力回路４９に送り出すと共に、フレーミング処理
回路４３から入力されたフレーミングフラッグから実際
の放電持続時間を求め、これを目標値を比較して、補正
した値を放電時間出力回路４７へ送り出す。これにより
次回の放電は補正後の値で制御されることになる。なお
パルス幅については１回の放電の継続中にリアルタイム
で補正を行うこともできる。また放電の中断などの異常
が繰り返し起こった場合には、演算器４５は外部の表示
装置などに警報を発する。このようにすれば作業者は異
常に対し迅速な処置をとることが可能となる。 【００１９】〔実施形態２〕図５は本発明の他の実施形
態を示す。この実施形態は、放電波形の検出を、放電電
極１３と放電用電源１５とを接続する導体上で、電流波
形検出器５３により行うようにしたものである。電流波
形検出器５３で検出される電流ｉ_S は交流である。それ
以外の構成および動作は実施形態１と同じであるので、
同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 【００２０】〔実施形態３〕図６は本発明のさらに他の
実施形態を示す。図６において図１と同一部分には同一
符号を付してある。この実施形態が実施形態１と異なる
点は、放電制御回路３３内の信号処理をＣＰＵ５５で行
うようにしたことである。すなわち、バンドパスフィル
ター３９で得られた放電波形を第一のＡ／Ｄ変換器５７
でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５５に入力し、そこで放電パル
ス幅、デューティ率、放電持続時間を求める処理を行
い、さらにこれらの値をそれぞれ目標値と比較し、得ら
れた補正値を放電時間出力回路４７および第一のＤ／Ａ
変換器５９に出力して、放電時間とパルス幅の制御を行
う。一方、電流検出器３１で検出した電流値Ｉ_S を第二
のＡ／Ｄ変換器５７でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５５に入力
し、そこで目標値と比較し、得られた補正値を第二のＤ
／Ａ変換器６３に出力して、電流値の制御を行う。それ
以外は実施形態１と同じであるので説明を省略する。 【００２１】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気の状態や電極の表面状態など全てのパラメータの変化
の影響を受ける実際の放電波形を検出し、それに基づい
て放電時間およびパルス幅の制御を行うので、全てのパ
ラメータの変化に対応した適正な放電発熱量の制御を行
うことができる。また放電が途切れる等の異常が生じた
場合には警報を出すことができるので、異常に対し迅速
に対処することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施形態を示すブロック回路図。 【図２】 （ａ）〜（ｇ）は図１の回路における信号処
理のタイミングチャート。 【図３】 図１の回路における符号化方法を示す説明
図。 【図４】 図１の回路における放電持続時間のフレーミ
ング処理の有限状態図。 【図５】 本発明の他の実施形態を示すブロック回路
図。 【図６】 本発明のさらに他の実施形態を示すブロック
回路図。 【図７】 従来の放電制御方法を示すブロック回路図。 【図８】 （ａ）、（ｂ）は放電が正常なときの放電時
間指令と放電波形を示す波形図。 【図９】 （ａ）、（ｂ）は放電が異常なときの放電時
間指令と放電波形を示す波形図。 【符号の説明】 １１：光ファイバ １３：放電電極 １５：放電用電源 ２７：直流電源 ２９：インバーター ３１：電流検出器 ３３：放電制御回路 ３５：フォトダイオード ３７：アンプ ３９：バンドパスフィルター ４１：パルス幅検出回路 ４３：フレーミング処理回路 ４５：演算器 ４７：放電時間出力回路 ４９：パルス幅出力回路 ５１：電流制御入出力回路

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】放電電極間の放電波形をセンサーで検出
   し、検出した放電波形から放電パルス幅および放電持続
   時間を求め、これらを目標値と比較して放電パルス幅お
   よび放電時間の制御を行なうと共に、検出した放電波形
   から放電を持続すべき時間内での放電の途切れを検出
   し、放電途切れ時間が所定時間以上である場合または放
   電の途切れが繰り返し発生する場合に警報を発すること
   を特徴とする光ファイバ融着接続機の放電制御方法。