專利名稱：光纖熔融拉錐機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種光纖熔融拉錐機的控制裝置。
背景技術：
熔融拉錐的基本方法就是將兩根(或以上)去除涂覆層的光纖以一定的方式靠攏，在高溫加熱下熔融并向兩側拉伸，最終在加熱區形成雙錐體結構的特殊波導器件。在光纖種類和波長一定的情況下，設備根據光功率的分配變化精確控制拉錐長度、熔融區大小、熔融溫度。光纖熔融拉錐機是用于制造光纖耦合器等光纖器件的設備，光纖熔融拉錐機的控制電路中需要使用單片機，而單片機的管腳越多價格就越高，也相應增加了成本，如果使用傳統的控制電路，會使輸出較多，需要的單片機的管腳也較多，所以成本較高，體積較大。光纖熔融拉錐機，需要控制氫氣和氧氣的流量，在流量控制模塊有流量控制打開和流量控制關閉兩個開關，當兩開關同時打開時，有發生短路的危險。同時，在光纖熔融拉錐機的控制電路中需要±5V的直流電源，因為要測量微弱的光信號，所以對電源要求較高，目前通常采用7805等穩壓芯片來提高電源質量，但在負載較大的情況下，穩壓芯片發熱量大，需要體積較大的散熱片輔助散熱。這些問題使得傳統的光纖熔融拉錐機成本高，效率低，控制電路部分體積較大。
實用新型內容本實用新型的目的在于提出一種可用于光纖熔融拉錐機的控制裝置，從而解決了IO輸出需求過多的問題；避免了操作流量控制開關時容易誤操作的情況；改善了供電電源發熱量大等問題。為達此目的，本實用新型采用于下技術方案:該光纖熔融拉錐機的控制裝置，用于控制光纖熔融拉錐機制造光纖器件，該裝置包括控制模塊、流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊、計算機、直流供電電源；所述控制模塊通過IO接口，分別與流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊進行信息交互，采集數據；所述控制模塊與計算機相連接；所述光纖熔融拉錐機通過氫氧燃燒的火焰熔融光纖，用于融合多根光纖，包括兩根；所述流量檢測與控制模塊用于監測和控制氫氣和氧氣的流量；所述光功率探測模塊用于探測多根融合的光纖光功率分配情況；所述電機控制模塊用于控制所述拉錐機電機的運動；所述計算機用于處理控制模塊采集到的數據；所述直流供電電源為所述光纖熔融拉錐機的控制裝置的電路提供直流電。 進一步的，所述控制模塊包括IO擴展模塊和單片機，所述IO擴展模塊用于擴展IO接口，與所述單片機相連接。進一步的，所述控制模塊有N個通道，每個通道包括一個M路電子開關，用I路選通信號和L路切換檔位控制信號控制所述的M路電子開關；其中N、M、L為自然數。進一步的，所述IO擴展模塊包括光電耦合器、與門、鎖存器和譯碼器；對于所述控制模塊的每一個通道:所述的I路選通信號接入光電耦合器，輸出信號作為時鐘信號接入鎖存器；所述的L路切換檔位控制信號分別與光電耦合器相連接后，輸出信號接入鎖存器的信號輸入端，鎖存器的輸出信號再接入譯碼器的輸入端；所述譯碼器的每個輸出分別接入不同與門的一個輸入端，所有與門的另一輸入端與所述選通信號相連，用與門的輸出控制M路電子開關；其中，M、L為自然數。進一步的，根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機的控制裝置，其特征在于，所述流量檢測與控制模塊包括流量控制開關、流量控制器；所述流量控制開關與所述IO擴展模塊相連，所述流量控制器與所述流量控制開關相連；所述流量控制器用于監測和控制氫氣和氧氣的流量；所述流量控制開關用于控制流量控制器的開關；所述流量控制開關包括流量控制打開和流量控制關閉兩個開關，所述兩個開關同時與IO擴展模塊和所述流量控制器相連；在所述流量控制開關與流量控制器之間采用了電子線路互鎖保護電路，使所述兩個開關全打開時處于無效狀態，以避免發生短路。進一步的，所述述電子線路互鎖保護電路包括異或門和與門；所述兩個開關接入同一個異或門的兩個輸入，同時分別接入不同的兩個與門的輸入端，而所述兩個與門的另外兩個輸入端與所述異或門的輸出相連接，所述兩個與門的輸出再接入流量控制器。進一步的，所述控制電路的直流供電電源采用了數字直流電源供電。進一步的，所述電源供電電壓為±5V。進一步的，所述電機控制模塊包括控制卡、步進電機細分控制器；所述控制卡與所述步進電機細分控制器相連接，所述步進電機細分控制器用于控制電機的運動。進一步的，所述控制卡采用專用PIC控制卡。采用本實用新型的技術方案，使IO接口得到擴展；實現硬件級的安全互鎖控制保護，減少人為操作故障、增加可靠性、安全性；提高了供電電源的質量；改善了控制模塊與計算機通訊。降低了設備的成本，提高了效率，同時也減小了設備的體積。
圖1是本實用新型具體實施方式
提供的光纖熔融拉錐機控制裝置功能模塊框圖；圖2是本實用新型優選的實施方式提供的IO接口擴展模塊電路圖；圖3是本實用新型優選的實施方式提供的安全互鎖保護電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。圖1是本實用新型具體實施方式
提供的光纖熔融拉錐機控制裝置功能模塊框圖。如圖1所示，光纖熔融拉錐機的控制裝置，包括控制模塊105、流量檢測與控制模塊104、光功率探測模塊101、電機控制模塊103、計算機106、直流供電電源102，其中控制模塊105的核心部件是單片機。光功率探測模塊101包括光探測器，濾波器、放大器和A/D轉換器，其中A/D轉換器是核心，再通過IO接口與控制模塊105相連接，光功率探測模塊101主要用于探測熔融的多根光纖光功率分配情況，把數據通過控制模塊105傳遞給計算機106，并與計算機106進行數據交換。流量檢測與控制模塊104采用流量控制器，控制器具有電接口，流量控制器輸出的電信號經過A/D轉換和數字濾波可得到流量監測數據。而通過計算機106設定參數，經D/A轉換得到的電信號可作為控制流量的信號，流量控制模塊104與控制模塊105通過IO接口相連接，所述流量檢測與控制模塊104是用于監測和控制氫氣和氧氣流量的，氫氣的流量決定了火焰的溫度，把流量監測數據與計算機設定參數進行比較可實現對氫氣和氧氣流量的控制。電機控制模塊103包括PIC控制卡、步進電機細分控制器等。電機控制模塊103是用于控制電機運動的，一方面控制火焰的上下左右圓周運動，一方面控制拉錐的運動，本實用新型的實施例采用了專用PIC控制卡對電機的運動進行控制，保證了運動平穩、響應快速，并實現了更精細化的控制，電機控制模塊103與控制模塊105通過IO接口相連接。控制模塊105的數據需要使用計算機106處理，計算機106與控制模塊105通過USB通訊，替代了傳統的串口通訊，各路信號、參數由計算機集中調度分配，使得控制更加便捷。直流供電電源102是數字電源，采用了線性微功耗直流轉換模塊，獨立向功耗大的部分供電。圖2是本實用新型優選的實施方式提供的IO接口擴展模塊電路圖。控制模塊105采用了 IO擴展，控制模塊105有N個通道，每個通道包括一路8路電子開關，用I路選通信號和3個切換檔位控制信號控制8路電子開關。對于每一個通道,如圖2所不，I路選通信號Y03進入光電稱合器的原邊輸出端后，在副邊的輸出信號A4作為時鐘信號接入鎖存器的LE端，而3個切換檔位控制信號Y00、YOl、Y02分別與光電耦合器不同的原邊輸出端相連接，在副邊的輸出信號Al、A2、A3接入鎖存器Dl、D2、D3的信號輸入端，鎖存器的輸出信號Ql、Q2、Q3再接入譯碼器的輸入端A、B、C，譯碼器的每個輸出分別接入一個與門的一個輸入端(本實施例只用了 5個輸出信號B1-B5)，而與門的另一個輸入端與所述選通信號相連Y03，用與門的輸出D1-D5控制8路電子開關。每個不同的通道有一路選通信號，每路選通信號占一個輸出，而每個通道的3個切換檔位控制信號可以共用三個輸出，每個通道需要I個鎖存器，I個譯碼器，8個與門，當某個通道的選通信號由低電平轉變為高電平時，屬于所述通道的鎖存器輸出當前3個切換檔位控制信號的狀態，只要選通信號為高電平，則輸出就持續為選通信號上升沿時3個切換檔位控制信號的狀態，之后通過譯碼器譯成8位，每一位接入一個與門的輸入，因為與門的另一個輸入是屬于所述通道的選通信號，即此時為高電平，所以與門輸出為譯碼器譯出的8位，當選通信號轉變成為低電平時，與門輸出即為O。由于每個通道的3個切換檔位控制信號可以共用三個輸出，所以本電路實現了 IO接口擴展。圖3是本實用新型優選的實施方式提供的安全互鎖保護電路圖。流量檢測與控制模塊104中的流量控制開關包括流量控制打開和流量控制關閉兩個按鈕，本實用新型的實施例采用外部按鈕切換流量控制模塊的開關，按一個按鈕打開，按另一個關閉。如兩按鈕同時被按下，則會發生短路的危險。所以在開關與流量控制模塊之間采用了電子線路互鎖保護電路，使兩個開關全打開時處于無效狀態，以避免發生短路。如圖3所示，所述保護電路包括一個異或門U03A和兩個與門U04A、U04B，所述兩個開關輸入信號OUTl和0UT2接入異或門U03A的兩個輸入，同時分別接入兩個與門U04A、U04B的輸入端，這兩個與門的另外兩個輸入端與所述異或門的輸出IC相連接，兩個與門的輸出Al、A2再接入流量控制模塊。當兩按鈕同時被按下時，異或門U03A的輸出IC為低電平，則兩個與門U04A、U04B的輸出A1、A2均為低電平，所以當兩個開關全打開時處于無效狀態，避免了短路的發生。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種光纖熔融拉錐機控制裝置，用于控制光纖熔融拉錐機制造光纖器件，該裝置包括控制模塊、流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊、計算機、直流供電電源，其特征在于: 所述控制模塊通過IO接口，分別與流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊進行信息交互，采集數據；所述控制模塊與計算機相連接； 所述光纖熔融拉錐機通過氫氧燃燒的火焰熔融光纖，用于融合多根光纖，包括兩根；所述流量檢測與控制模塊用于監測和控制氫氣和氧氣的流量；所述光功率探測模塊用于探測多根融合的光纖光功率分配情況；所述電機控制模塊用于控制所述拉錐機電機的運動；所述計算機用于處理控制模塊采集到的數據；所述直流供電電源為所述光纖熔融拉錐機的控制裝置電路提供直流電。
2.根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括IO擴展模塊和單片機，所述IO擴展模塊用于擴展IO接口，與所述單片機相連接。
3.根據權利要求2所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述控制模塊有N個通道，每個通道包括一個M路電子開關，用I路選通信號和L路切換檔位控制信號控制所述的M路電子開關；其中N、M、L為自然數。
4.根據權利要求2所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述IO擴展模塊包括光電耦合器、與門、鎖存器和譯碼器； 對于所述控制模塊的每一個通道: 所述的I路選通信號接入光電耦合器，輸出信號作為時鐘信號接入鎖存器； 所述的L路切換檔位控制信號分別與光電耦合器相連接后，輸出信號接入鎖存器的信號輸入端，鎖存器的輸出信號再接入譯碼器的輸入端； 所述譯碼器的每個輸出分別接入不同與門的一個輸入端，所有與門的另一輸入端與所述選通信號相連，用與門的輸出控制M路電子開關;M、L為自然數。
5.根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述流量檢測與控制模塊包括流量控制開關和流量控制器；所述流量控制開關與所述IO擴展模塊和所述流量控制器相連；所述流量控制器用于監測和控制氫氣和氧氣的流量；所述流量控制開關用于控制流量控制器的開關； 所述流量控制開關包括流量控制打開和流量控制關閉兩個開關，所述兩個開關同時與IO擴展模塊和所述流量控制器相連； 在所述流量控制開關與流量控制器之間采用了電子線路互鎖保護電路，使所述兩個開關全打開時處于無效狀態，以避免發生短路。
6.根據權利要求5所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述述電子線路互鎖保護電路包括異或門和與門； 所述兩個開關接入同一個異或門的兩個輸入，同時分別接入不同的兩個與門的輸入端，而所述兩個與門的另外兩個輸入端與所述異或門的輸出相連接，所述兩個與門的輸出再接入流量控制器。
7.根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述控制電路的直流供電電源采用了數字直流電源供電。
8.根據權利要求7所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述數字直流供電電源的所述電源供電電壓為±5V。
9.根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機控制裝置，其特征在于，所述電機控制模塊包括控制卡、步進電機細分控制器；所述控制卡與所述步進電機細分控制器相連接，所述步進電機細分控制器用于控制電機的運動。
10.根據權利要求1所述的光纖熔融拉錐機控制裝置， 其特征在于，所述控制卡采用專用PIC控制卡。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖熔融拉錐機控制裝置。用于控制光纖熔融拉錐機制造光纖器件，該裝置包括控制模塊、流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊、計算機、直流供電電源；控制模塊通過IO接口分別與流量檢測與控制模塊、光功率探測模塊、電機控制模塊進行信息交互；光纖熔融拉錐機通過氫氧燃燒的火焰熔融光纖，可用于融合多根光纖，包括兩根；流量檢測與控制模塊用于監測和控制氫氣和氧氣的流量；光功率探測模塊用于探測多根融合的光纖光功率分配情況；電機控制模塊用于控制拉錐機電機的運動。本實用新型的技術方案，解決了IO輸出需求過多的問題；避免了操作流量控制開關時容易誤操作的情況；改善了供電電源發熱量大等問題。
文檔編號G02B6/255GK202956501SQ20122047624
公開日2013年5月29日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者洪勝友 申請人:洪勝友