一种光纤漏光检测装置[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710297035.X
(22)申请日 2017.04.28
(71)申请人 大族激光科技产业集团股份有限公
司
地址 518000 广东省深圳市南山区高新科
技园北区新西路9号
(72)发明人 张继雪　朱宝华　陆业钊　杨蓉　
罗又辉　王瑾　高云峰　
(74)专利代理机构 深圳市世联合知识产权代理
有限公司 44385
代理人 姚莉芬
(51)Int.Cl.
G01M 11/02(2006.01)
(54)发明名称
一种光纤漏光检测装置
(57)摘要
本申请涉及激光应用技术领域，尤其涉及一
种光纤漏光检测装置。

所述光纤漏光检测装置包
括裸光纤、铜线、塑料套管和铠装套管，所述铜线
的数量为至少一根，所述裸光纤和至少一根铜线
分别位于塑料套管内，且所述至少一根铜线位于
裸光纤的外侧，所述铠装套管套设于塑料套管的
外侧；所述裸光纤的两端分别设有电阻组件和温
度开关组件，所述至少一根铜线的两端分别与电
阻组件和温度开关组件连接，通过所述至少一根
铜线、电阻组件和温度开关组件组成检测电路。

本申请结构简单，适用范围广泛，可有效避免由
于光纤泄光发生火灾等重大事故情况的出现。

权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 108801600 A 2018.11.13
C N 108801600
A
1.一种光纤漏光检测装置，其特征在于，包括裸光纤、铜线、塑料套管和铠装套管，所述铜线的数量为至少一根，所述裸光纤和至少一根铜线分别位于塑料套管内，且所述至少一根铜线位于裸光纤的外侧，所述铠装套管套设于塑料套管的外侧；所述裸光纤的两端分别设有电阻组件和温度开关组件，所述至少一根铜线的两端分别与电阻组件和温度开关组件连接，通过所述至少一根铜线、电阻组件和温度开关组件组成检测电路；所述至少一根铜线用于检测裸光纤是否漏光，所述温度开关组件用于检测裸光纤的当前温度是否超过报警温度，当所述裸光纤漏光或/和当前温度超过报警温度时，所述检测电路断开，并向与所述光纤漏光检测装置连接的激光设备发送停止出光信号。

2.根据权利要求1所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述至少一根铜线的数量为两根，所述两根铜线均匀分布于裸光纤的外侧，所述电阻组件包括第一电阻，所述温度开关组件包括第一温度开关，所述第一电阻和第一温度开关对向设置于裸光纤的两端，所述两根铜线的一端分别与第一电阻串联连接，所述两根铜线的另一端分别与第一温度开关串联连接，通过所述两根铜线、第一电阻和第一温度开关组成第一检测电路。

3.根据权利要求1所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述铜线的数量为四根，所述四根铜线均匀分布于裸光纤的外侧，所述电阻组件包括第一电阻和第二电阻，所述温度开关组件包括第一温度开关和第二温度开关，所述第一电阻和第二温度开关分别设于裸光纤的一端，所述第二电阻和第一温度开关分别设于裸光纤的另一端，所述四根铜线以两根为一组分为A组铜线和B组铜线，所述A组铜线的一端与第一电阻串联连接，所述A组铜线的另一端与第一温度开关串联连接；所述B组铜线的一端与第二温度开关串联连接，所述B组铜线的另一端与第二电阻串联连接，通过所述A组铜线、第一电阻和第一温度开关以及所述B组铜线、第二温度开关和第二电阻分别组成第一检测电路和第二检测电路。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述裸光纤的直径为0.125-0.6mm。

5.根据权利要求4所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述裸光纤的长度比铠装套管长40-180mm。

6.根据权利要求4所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述铜线的直径为0.1-0.3mm。

7.根据权利要求6所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述铜线的长度比铠装套管长20-120mm。

8.根据权利要求4所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述塑料套管的长度大于或等于铠装套管的长度。

9.根据权利要求8所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述铠装套管的内径大于塑料套管的外径。

10.根据权利要求9所述的光纤漏光检测装置，其特征在于，所述铠装套管为不锈钢螺旋管或带涂覆层的不锈钢螺旋管；所述塑料套管的材质包括聚氨酯、尼龙或铁氟龙。

权　利　要　求　书1/1页CN 108801600 A
一种光纤漏光检测装置
技术领域
[0001]本申请涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种光纤漏光检测装置。

背景技术
[0002]在工业激光应用中，高功率激光传输的裸光纤主要为多模光纤。

现有裸光纤结构如图1所示，其通常由纤芯1、包层2和涂覆层3组成。

其中，纤芯1和包层2的材料一般为高纯石英玻璃，涂覆层3的材料一般为尼龙、铁氟龙等塑料材质。

纤芯1的折射率为n1，包层2折射率为n2,且n1＞n2。

激光在纤芯传输过程中，激光入射角在光纤的数值孔径以内时，激光在芯径-包层分界面上全反射，此时激光能完全限制在光纤芯径中传输。

[0003]在实际使用过程中，光纤经常处于弯曲状态，这时光路长度和数值孔径等参数都会发生变化。

其中弯曲半径变小时，有可能会出现全反射条件不满足的情况，这时传输激光会泄漏到光纤的涂覆层3中。

同时，裸光纤受力、包层表面损伤、工件表面的返回光等情况的出现，都有可能造成激光泄漏。

而由于涂覆层3本身耐热温度低，在激光泄漏时非常容易烧毁涂覆层3。

当光纤没有光纤漏光检测时，整支光纤会被快速烧毁，严重时还会引起激光设备和配套设备起火，对生命财产造成重大的损害。

现有激光设备的功率已经越来越高，其中光纤激光设备和半导体激光设备功率已经达到万瓦级，随着功率的增高，光纤传输中漏光的危害也越来越大。

因此，在激光传输过程中，尤其是高功率的激光传输，光纤漏光检测装置是非常必要的。

发明内容
[0004]本申请实施例提供了一种光纤漏光检测装置，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

[0005]为了解决以上提出的问题，本申请实施例采用的技术方案包括：
[0006]一种光纤漏光检测装置，包括裸光纤、铜线、塑料套管和铠装套管，所述铜线的数量为至少一根，所述裸光纤和至少一根铜线分别位于塑料套管内，且所述至少一根铜线位于裸光纤的外侧，所述铠装套管套设于塑料套管的外侧；所述裸光纤的两端分别设有电阻组件和温度开关组件，所述至少一根铜线的两端分别与电阻组件和温度开关组件连接，通过所述至少一根铜线、电阻组件和温度开关组件组成检测电路；所述至少一根铜线用于检测裸光纤是否漏光，所述温度开关组件用于检测裸光纤的当前温度是否超过报警温度，当所述裸光纤漏光或/和当前温度超过报警温度时，所述检测电路断开，并向与所述光纤漏光检测装置连接的激光设备发送停止出光信号。

[0007]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述至少一根铜线的数量为两根，所述两根铜线均匀分布于裸光纤的外侧，所述电阻组件包括第一电阻，所述温度开关组件包括第一温度开关，所述第一电阻和第一温度开关对向设置于裸光纤的两端，所述两根铜线的一端分别与第一电阻串联连接，所述两根铜线的另一端分别与第一温度开关串联连接，通过所述两根铜线、第一电阻和第一温度开关组成第一检测电路。

[0008]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铜线的数量为四根，所述四根铜线均匀分布于裸光纤的外侧，所述电阻组件包括第一电阻和第二电阻，所述温度开关组件包括第一温度开关和第二温度开关，所述第一电阻和第二温度开关分别设于裸光纤的一端，所述第二电阻和第一温度开关分别设于裸光纤的另一端，所述四根铜线以两根为一组分为A 组铜线和B组铜线，所述A组铜线的一端与第一电阻串联连接，所述A组铜线的另一端与第一温度开关串联连接；所述B组铜线的一端与第二温度开关串联连接，所述B组铜线的另一端与第二电阻串联连接，通过所述A组铜线、第一电阻和第一温度开关以及所述B组铜线、第二温度开关和第二电阻分别组成第一检测电路和第二检测电路。

[0009]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述裸光纤的直径为0.125-0.6mm。

[0010]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述裸光纤的长度比铠装套管长40-180mm。

[0011]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铜线的直径为0.1-0.3mm。

[0012]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铜线的长度比铠装套管长20-120mm。

[0013]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述塑料套管的长度大于或等于铠装套管的长度。

[0014]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铠装套管的内径大于塑料套管的外径。

[0015]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铠装套管为不锈钢螺旋管或带涂覆层的不锈钢螺旋管；所述塑料套管的材质包括聚氨酯、尼龙或铁氟龙。

[0016]与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：本申请实施例的光纤漏光检测装置通过在裸光纤的外侧均匀设置一定数量的铜线，并在裸光纤的高温点设置至少一个温度开关，通过铜线从不同方向检测裸光纤漏光情况，避免一侧漏光检测信号有延迟的情况发生；同时由铜线、电阻和温度开关组成至少一个检测电路，该至少一个检测电路和激光设备保持通讯，并在激光传输过程中根据漏光检测情况及时切断激光设备出光，从而有效避免由于光纤泄光发生火灾等重大事故情况的出现。

同时，本申请结构简单，适用范围广泛。

附图说明
[0017]图1是现有裸光纤结构示意图；
[0018]图2是本申请第一实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图；
[0019]图3是本申请第一实施例的检测电路示意图；
[0020]图4是本申请第二实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图；
[0021]图5是本申请第二实施例的检测电路示意图；
[0022]图6为本申请第三实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图；
[0023]图7为本申请第四实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图。

[0024]附图标记：10-裸光纤、20-铜线、21-A组铜线、22-B组铜线、30-塑料套管、40-铠装套管、50-第一电阻、60-第一温度开关、70-第一检测电路、80-第二电阻、90-第二温度开关、100-第二检测电路。

具体实施方式
[0025]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。

附图中给出了本申请的较佳实施例。

但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请
[0027]请参阅图2和图3，图2是本申请第一实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图，图3是本申请第一实施例的检测电路示意图。

本申请第一实施例的光纤漏光检测装置包括裸光纤10、铜线20、塑料套管30和铠装套管40；铜线20的数量为两根，两根铜线20焊接在一块电路板(图未示)上，并和裸光纤10一起置于塑料套管30内，且两根铜线20均匀分布于裸光纤10的外侧，并与裸光纤10紧密贴合，铠装套管40置于塑料套管30的外侧。

裸光纤10的两端分别设有第一电阻50和第一温度开关60，且第一温度开关60与裸光纤10的高温点紧密贴合，两根铜线20的一端分别与第一电阻50串联连接，两根铜线20的另一端分别与第一温度开关60串联连接，通过两根铜线20、第一电阻50和第一温度开关60组成第一检测电路70。

[0028]本申请第一实施例的光纤漏光检测装置的漏光检测原理为：第一检测电路70与激光设备保持通讯，当第一检测电路70处于闭环状态时，第一检测电路70向激光设备给出光纤就绪信号，激光设备可以正常出光。

在激光传输过程中，通过两根铜线20分别从两个方向检测裸光纤10是否发生漏光(避免一侧漏光检测信号有延迟的情况发生)，当检测到裸光纤10的任意一侧发生漏光，且漏光功率达到一定值时，与裸光纤10紧密贴合的铜线20会熔断，导致第一检测电路70处于断开状态，此时第一检测电路70向激光设备发送停止出光信号，激光设备停止出光。

同样，当第一温度开关60检测到裸光纤10的当前温度超过设定的报警温度时，第一温度开关60断开，此时第一检测电路70向激光设备发送停止出光信号，激光设备停止出光，从而有效避免由于光纤泄光发生火灾等重大事故情况的出现。

[0029]请参阅图4和图5，图4是本申请第二实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图，图5为本申请第二实施例的检测电路示意图。

本申请第二实施例的光纤漏光检测装置包括裸光纤10、铜线20、塑料套管30和铠装套管40；铜线20的数量为四根，四根铜线20以两根为一组(为了便于描述，本申请实施例中，两根为一组的四根铜线20分别分为A组铜线21和B组铜线22)分别焊接在两块电路板(图未示)上，并和裸光纤10一起置于塑料套管30内，且四根铜线20均匀分布于裸光纤10的外侧，并与裸光纤10紧密贴合，铠装套管40置于塑料套管30的外侧。

裸光纤10的一端设有第一电阻50和第二温度开关90，裸光纤10的另一端设有第二电阻80和第一温度开关60，且第一温度开关60和第二温度开关90分别与裸光纤10的高温点紧密贴合。

A组铜线21的一端与第一电阻50串联连接，另一端与第一温度开关60串联连接，B组铜线22的一端与第二温度开关90串联连接，另一端与第二电阻80串联连接，通过A组铜线21、第一电阻50和第一温度开关60以及B组铜线22、第二电阻80和第二温度开关90分别组成第一检测电路70和第二检测电路100。

[0030]本申请第二实施例的光纤漏光检测装置的漏光检测原理为：第一检测电路70和第二检测电路100分别与激光设备保持通讯，当第一检测电路70和第二检测电路100都处于闭环状态时，第一检测电路70和第二检测电路100同时向激光设备给出光纤就绪信号，当激光
设备同时收到两个光纤就绪信号时可以正常出光。

在激光传输过程中，通过四根铜线分别从四个方向检测裸光纤10是否发生漏光(避免一侧漏光检测信号有延迟的情况发生)，当检测到裸光纤10的任意一侧发生漏光，且漏光功率达到一定值时，与裸光纤10紧密贴合的铜线20会熔断，导致第一检测电路70或/和第二检测电路100处于断开状态，此时第一检测电路70或/和第二检测电路100向激光设备发送停止出光信号，当激光设备收到任一个停止出光信号则停止出光。

同样，当第一温度开关60或/和第二温度开关90检测到裸光纤10的当前温度超过设定的报警温度时，第一温度开关60或/和第二温度开关90断开，此时第一检测电路70或/和第二检测电路100向激光设备发送停止出光信号，当激光设备收到任一个停止出光信号则停止出光。

[0031]在本申请上述实施例中，裸光纤10的直径为0.125-0.6mm；铜线20的直径为0.1-0.3mm。

具体地，铜线直径不同，漏光检测的反应速度也不同。

例如，当铜线直径为0.2mm，漏光平均功率大于80W时，漏光检测反应速度为0.2秒以下。

[0032]在本申请上述实施例中，铜线20的长度比铠装套管40长20-120mm，裸光纤10的长度比铠装套管40长40-180mm，塑料套管30的长度大于或等于铠装套管40的长度，铠装套管40的内径略大于塑料套管30的外径。

[0033]在本申请上述实施例中，铠装套管40为不锈钢螺旋管或带涂覆层的不锈钢螺旋管；塑料套管30的材质包括但不限于聚氨酯、尼龙、铁氟龙等。

[0034]在本申请上述实施例中，第一电阻50和第二电阻80的电阻值分别为1-5千欧。

[0035]在本申请上述实施例中，第一温度开关60和第二温度开关90分别为常闭型温度开关，第一温度开关60和第二温度开关90可分别设置于裸光纤10的光纤熔接点和包层光剥离等温度高的位置，第一温度开关60和第二温度开关90的报警温度分别为50-80℃，具体可根据实际应用进行设定。

[0036]可以理解，在本申请其他实施例中，铜线的数量不限于2根或四根，还可以是6根或8根等，具体如图6所示，为本申请第三实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图。

在该实施例中，铜线20的数量为六根。

相应的，温度开关、电阻以及组成的检测电路的数量也可以为3或4个，且铜线、温度开关、电阻以及组成的检测电路的数量越多，漏光检测的准确率也越高。

[0037]在本申请其他实施例中，铜线还可以不与裸光纤进行贴合，而直接通过第一温度开关60或/和第二温度开关90检测到的裸光纤10的当前温度控制第一检测电路70或/和第二检测电路100断开，并向激光设备发送停止出光信号；具体如图7所示，为本申请第四实施例的光纤漏光检测装置的结构示意图。

[0038]本申请实施例的光纤漏光检测装置通过在裸光纤的外侧均匀设置至少两根或两根以上的铜线，并在裸光纤的高温点设置至少一个温度开关，通过铜线从不同方向检测裸光纤漏光情况，避免一侧漏光检测信号有延迟的情况发生；同时由铜线、电阻和温度开关组成至少一个检测电路，该至少一个检测电路和激光设备保持通讯，并在激光传输过程中根据漏光检测情况及时切断激光设备出光，从而有效避免由于光纤泄光发生火灾等重大事故情况的出现。

同时，本申请结构简单，适用范围广泛，可适用于光纤激光设备直接输出的传输光纤或外部耦合的操作光纤，光纤头接口类型可以是QBH，LLK，D80等。

[0039]上述实施例为本申请较佳的实施方式，但本申请的实施方式并不受上述实施例的
限制，其他的任何未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本申请的保护范围之内。

图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7。