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CN114174881B - 用于光纤的精确高速标记的装置和方法 - Google Patents

用于光纤的精确高速标记的装置和方法 Download PDF

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CN114174881B CN202080053484.XA CN202080053484A CN114174881B CN 114174881 B CN114174881 B CN 114174881B CN 202080053484 A CN202080053484 A CN 202080053484A CN 114174881 B CN114174881 B CN 114174881B
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Abstract

装置和方法包括在光纤路径上移动光纤，该光纤路径包括标记位置，标记位置驻留有分配喷墨流的标记单元。执行居中方法，其中光纤在穿过墨水流的路径的横向方向上递增地移动，并且形成在光纤上的标记的标记数量密度与光纤位置一起被测量。处理窗口由横向光纤位置的范围限定，在该范围内，目标标记数量密度在一致的基础上形成。控制器计算最佳光纤路径位置，并将其存储在存储器中以备将来参考，同时亦将光纤路径移动到最佳位置。干燥最初的湿墨标记，并在光纤上涂覆透明保护涂层，以形成涂覆并标记的光纤。

Description

用于光纤的精确高速标记的装置和方法
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2019年7月23号提交的美国临时申请序列第62/877430号的优先权的权益，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体结合于此。
技术领域
本公开涉及光纤，并且更具体地，涉及用于光纤的精确高速标记的装置和方法。
背景技术
光纤线缆广泛应用于光电信系统中。用于传送大量数据的某些类型的光纤线缆包括许多单独的光纤，其中光纤数量范围从几根到数百根不等，具体取决于特定的应用。这需要编码方案，以便能够标识各个光纤。此类编码方案可包括光纤颜色或光纤的外表面上的个性化标记。
基于颜色的编码方案的问题是，没有足够的颜色来有效地对超过约18根的光纤进行颜色编码。标记光纤的外表面的问题是，标记可能随着时间的推移因正常磨损和现场工作人员的手动操作而磨损。标记光纤的外表面的另一问题是，目前用于执行标记的方法和装置相对较慢，并且容易出现标记错误。标记错误的主要原因是因为光纤相对于标记单元，特别是从打印头发出的喷墨流，没有正确地居中。由于墨滴的直径可能在50微米左右，同时光纤可能具有例如125微米或250微米的直径，因此实现移动光纤与墨滴流的正确对准相对困难。不幸的是，为了实现光纤的精确高速标记，需要正确的对准以最少化标记错误。
发明内容
本公开的实施例涉及一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，该标记单元被配置为间歇地分配喷墨流，以在该光纤的该外表面上形成间隔开的标记；使该光纤相对于该喷墨流横向地移动横向增量δz，以限定该光纤的多个横向位置；针对该多个横向位置中的每个横向位置测量该标记的标记数量密度；建立该横向位置的范围，其中该标记数量密度在标记数量密度范围内；将该光纤设置到该横向位置的范围内的光纤标记位置；以及在该光纤的该外表面上形成该标记，其中该光纤被设置到该光纤标记位置。
本公开的另一实施例涉及一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，该标记单元间歇地分配喷墨流，以在所述光纤的该外表面上形成间隔开的标记；使该光纤相对于该喷墨流移动横向增量δz，以限定多个不同的横向测量位置，其中该多个不同的横向测量位置中的多个横向测量位置使该光纤与该喷墨流相交；对于每个不同的横向测量位置，测量形成在该光纤的该外表面上的该标记的标记数量密度NM，以建立测得标记数量密度NM的集合SM；将针对不同的横向测量位置的测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较；标识该不同的横向测量位置的范围，在该范围内测得标记数量密度在该目标标记数量密度范围内；将该光纤设置到最佳光纤标记位置，该最佳光纤标记位置基本上驻留在该不同的横向测量位置的该范围的中间；以及在该光纤的该外表面上形成该标记，其中该光纤标记位置被设置在该最佳光纤标记位置处。
本公开的另一实施例涉及一种在光纤上精确形成间隔开的标记的方法，包括：使该光纤在光线路径上移动，其中移动的光纤具有外表面；针对该移动的光纤相对于喷墨打印头的不同横向位置，使用来自该喷墨打印头的墨水在该移动的光纤的该外表面上打印该间隔开的标记；针对该不同横向位置中的每个横向位置测量标记的标记数量密度，并将测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较，以建立由该不同横向位置限定的光纤标记位置的范围，其中该测得标记数量密度在该目标标记数量密度范围内；将该光纤放置在光纤标记位置处，该光纤标记位置基本上在该光纤标记位置的范围的中间；以及在该光纤上形成间隔开的标记，其中该光纤在该光纤标记位置处。
附加特征以及优点在以下具体实施方式中予以阐明，并且部分地从所述描述中对本领域的技术人员而言将是明显的或者通过实践如在所写说明书及其权利要求书以及所附附图中描述的实施例将被认识到。应当理解的是，以上大致描述和以下具体实施方式两者仅为示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求书的本质和特性的概观或框架。
附图说明
各个附图被包括以提供进一步理解，各个附图被收入并构成本说明书的一部分。附图图示了一个或多个实施例，并与具体实施方式一起用来解释各实施例的原理和操作。由此，结合附图，将从以下具体实施方式中更充分地理解本公开，其中：
图1A是如本文所公开的用于标记光纤的示例高速光纤标记装置的示意图。
图1B是示例未标记光纤的特写横截面视图。
图1C是示出了标记单元包括多个喷墨打印头的示例的装置的标记单元的特写视图。
图2A是示例光纤定位设备的特写俯视图。
图2B类似于图2A，并且示出了用不旋转的半导向构件替换图2A的导向构件的示例。
图2C是示出了用于标记未标记光纤的相对于标记单元布置的光纤定位设备，以及用于测量靠近标记单元的新标记光纤的位置(振动)的位置传感器的装置的特写视图。
图3A是示例光纤定位设备的立视图(elevated view)。
图3B是图3A的示例光纤定位设备的侧视图。
图3C是图3A和图3B的示例光纤定位设备的俯视图。
图3D类似于图3C，并且示出了驱动轴轴向移动而不是旋转的示例。
图4A是测得标记数量密度NM(标记/米)相对光纤的z位置zP(微米，μm)的标绘图，并且示出了如使用本文公开的基于目标标记数量密度NT＝20的方法确定的用于标记光纤的示例处理窗口。
图4B类似于图4A，但示出了如使用本文公开的基于目标标记数量密度NT＝20和标记数量密度公差ΔN＝1标记/米的方法确定的用于标记光纤的示例处理窗口。
图5是高速光纤标记装置的一部分的特写视图，该装置包括涂层涂敷器和固化系统。
图6A是在标记的位置处沿图4中的线a-a拍摄的标记但未涂覆的光纤的横截面视图，并显示了标记的厚度(THM)。
图6B类似于图6A，并且示出了示例标记，该示例标记没有围绕光纤的外表面形成完整的环，而是覆盖超过光纤圆周的180度。
图7A是示出了标记长度(LM)和标记间距(LS)的轴向尺寸的标记且涂覆的光纤的示例的特写横截面视图。
图7B是在没有标记的位置处沿着图7A中的线b-b拍摄的标记且涂覆的光纤的横截面视图，并显示了形成在光纤的外表面上的保护涂层的厚度(THC)。
图7C类似于图7A和图7B，并在标记位置处沿着图7A中的线c-c拍摄。
图8A是显示了间隔开的标记的标记且涂覆的光纤的段的示意图。
图8B是示例标记且涂覆的光纤的一部分的特写视图，显示了包括在图案长度上形成的紧密间隔的标记的图案化标记的示例。
图9是缠绕在卷取轴上的示例标记且涂覆的光纤的侧视图，图示了在查看卷取轴时标记是如何可见的。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的各个实施例，在附图中示出实施例的示例。只要有可能，在所有附图中使用相同或相似的附图标记和符号来指代相同或相似的部件。附图不一定按比例，并且本领域技术人员将认识到附图在哪里被简化以示出本公开的关键方面。
下文所述的权利要求并入本具体实施方式，并构成本具体实施方式的部分。
出于参考目的在一些附图中示出笛卡尔坐标，笛卡尔坐标并不旨在对方向或取向进行限制。
同样，相关术语如顶、底、侧、水平、垂直等用于方便和易于解释，并且不意在限制方向或取向。
这里使用术语“下游”和“上游”来指示相对于光纤在通过如下所述的高速光纤标记装置的光纤路径上的移动方向的位置。因此，位于装置组件A的下游(上游)的装置组件B在由装置组件A处理光纤的给定段之后(之前)处理该给定段。
标记的数量密度表示为N并且是每单位长度的标记的数量，除非另有说明，否则给定为每米(m)的标记的数量。标记的数量密度也可以称为“每米环数”。
缩写“μm”用于表示“微米(micron)”或“微米(micrometer)”，缩写“nm”用于表示“纳米”。
“光纤速度”是光纤在通过高速光纤标记装置的光纤路径上移动的速度，在本领域中也称为“线速度”。
本文中使用的术语“标记”用于表示在轴向标记长度LM上形成在光纤的外表面上的简单标记类型。标记通过轴向标记间距LS隔开。术语“图案化标记”是一种标记类型，其在标记内(即在标记长度上)包括至少一个空间或间隙。给定标记内的此类空间或间隙与轴向标记间距LS不同，如上所述，轴向标记间距LS是相邻标记之间的间距。图案化标记具有图案长度LP，在示例中，该图案长度LP可与标记长度LM相同或相似，或者可实质上更长(例如，1.5·LM≤LP≤4·LM)。在示例中，标记长度LM或图案长度LP基本上小于轴向标记间距LS。在下面讨论的示例中，图案化标记可以由单个喷墨打印头或通过使用多个喷墨打印头形成。
本文使用的术语“光纤定位设备”是指相对于参考位置(诸如标记单元的标记位置)定位光纤的设备。在示例中，光纤定位设备还被配置为减少移动通过高速光纤标记装置的光纤的振动的量。
光纤的术语“精确高速标记”是指当光纤以相当高的光纤速度(例如，2m/s或更高)在光纤路径上移动时，光纤标记处理在光纤上以目标数量密度NT在选定标记公差ΔN范围内形成标记。在下面的讨论中，这是通过在确定的“处理窗口”内(即，在包括相对于墨滴流基本上使光纤路径居中的选定操作条件下)操作高速光纤标记装置来实现的。本公开的方面包括如何建立和监控此类居中，这在光纤标记领域中一直是问题。
高速光纤标记装置
图1A是用于标记光纤(“光纤”)50的高速光纤标记装置(“装置”)10的示意图。装置10具有第一或起始端12和第二或结束端14。光纤50经受各种处理(如下所述)，并且在其通过装置10时处于各种状态。光纤50处于不同状态或配置的部分在本文中称为“光纤段”。如下文更全面地讨论的，光纤50包括光纤段50P(未标记光纤)、光纤段50MU(标记光纤)和光纤段50MC(具有覆盖标记的涂层的标记光纤)。光纤段50P、50MU和50MC分别称为未标记的段50P、标记的段50MU和覆盖的段50MC。光纤50在光纤段50P、50MU和50MC中的各部分分别称为未标记光纤、标记光纤和覆盖的光纤。
光纤50的未标记的段50P是光纤50的在标记位置ML(图1C)上游的部分。未标记的光纤段50P如图1B中的横截面视图所示。段50P中的未标记光纤具有包括玻璃芯和玻璃包层(未单独显示)的玻璃纤维52，以及包括一个或多个层的涂层54，该一个或多个层被设计用于在光纤50被搬运或承受应力时防止对玻璃纤维52的损坏。涂层54对于大多数光纤来说是常见的，并且通常是聚合物(例如，丙烯酸酯或聚氨酯)。在典型配置中，涂层54包括邻近玻璃纤维52的低模量主级层和邻近主级层的高模量次级层。涂层54具有外表面56，外表面56限定光纤段50P中未标记光纤的外表面。光纤50具有中心线CL，该中心线CL限定沿光纤的轴向方向。涂层光纤50具有直径DF，在示例中直径DF可为约125微米或约250微米。
再次参考图1A，装置10在第一端12包括放线模块20。放线模块包括存储一定长度的未标记状态的光纤50的存储卷轴30。装置10还在第二端14包括卷取模块220。卷取模块220包括存储卷轴230，存储卷轴230在光纤50被装置10标记和覆盖之后存储光纤50，如下所述。放线模块20和卷取模块220各自包括用于在光纤路径FP上驱动光纤50的驱动滑轮36D，该光纤路径穿过装置10从放线模块20到卷取模块220。在示例中，光纤路径FP至少部分地由一个或多个导向滑轮36G限定，诸如如图1A中布置和示出的多个导向滑轮。导向滑轮36G的其他布置也可有效地用于装置10中。光纤50在光纤路径FP上具有光纤速度SF。在图1A的示例配置中，最上游的驱动滑轮36D和第一下游导向滑轮36G限定了处于张力下的光纤跨度FS。
装置10进一步包括驻留在放线模块20下游和卷取模块220上游的标记单元100。标记单元100沿光纤路径FP定位(参见图1C和图2C)。标记单元100具有接收未标记光纤(光纤段50P)的(上游)输入端102和将标记光纤(光纤段50MU)传递到装置10的下游单元的(下游)输出端104。标记单元100包括至少一个喷墨打印头110，该至少一个喷墨打印头110具有靠近光纤路径FP定位的输出端112，该光纤路径FP以墨滴115的形式将墨水114传递到标记位置ML处的未标记光纤。墨滴115限定在y方向上运行的喷墨流115S。
光纤50的标记段50MU是光纤50的一部分，该部分位于标记位置ML的下游和涂层涂敷器170的上游。为了易于图1A中的说明和解释，示出了一个喷墨打印头110。图1C是示例标记单元100的特写视图，该标记单元100包括三个喷墨打印头110，每个喷墨打印头110可操作地连接到下文介绍和讨论的控制器260。
位置传感器120驻留在标记单元100的正下游并且可操作地相对于光纤路径FP布置，以测量光纤50相对于参考位置REF(例如，标称或理想光纤路径)的位移，这将在下文更详细地讨论并且图2C中示出了其示例。在示例中，位置传感器120能够测量光纤50在z方向上至十分之一微米的位置。在示例中，位置传感器还被配置为测量光纤50在y方向上的位置。在下面的讨论中，z方向是相对于喷墨流115S的y方向的横向方向，并且光纤50在z方向上的移动可以称为横向移动，并且下文介绍和讨论的移动增量δz可以称为横向增量。
位置传感器120还可以驻留在标记单元100的正上游，或者可被布置为在与标记单元100相关联的标记位置ML处测量光纤50的位置，如下所讨论的。干燥器单元130驻留在位置传感器120的下游并且包括用于接收光纤50的标记段50MU的输入端132和用于在用于制作标记60的墨水114已干燥的状态下传递标记光纤的输出端134。干燥器单元130沿光纤路径FP限定干燥位置DL。在示例中，干燥器单元130包括具有内部138的干燥器管136，光纤路径FP通过该内部138。在图1A所示的示例中，第二干燥器单元130沿着光纤路径FP布置，以确保在高光纤速度的情况下进行标记干燥。
标记计数器150驻留在干燥器单元130的正下游，并且相对于光纤路径FP可操作地布置。涂层涂敷器170驻留在标记计数器150的下游，并且包括接收标记光纤(光纤段50MU)的输入端172和传递覆盖光纤(光纤段50MC)的输出端174。光纤路径FP穿过涂层涂敷器170。在示例中，涂层涂敷器170包括涂布管178，其中光纤路径FP穿过涂布管178的内部179。
固化系统190驻留于涂层涂敷器170的正下游，并且具有用于接收带有未固化涂层的覆盖光纤50MC的输入端192、用于传递带有固化涂层的覆盖光纤的输出端194、以及内部195，其中光纤路径FP穿过内部。上述卷取模块220驻留在装置100的第二(完成)端14处、固化系统190的正下游。覆盖光纤段50MC对应于在涂层涂敷器170下游到卷取模块220的光纤50的部分。涂层涂覆器170和固化系统190的组合限定了涂层系统199。
设备10还包括布置在光纤路径FP中的光纤定位设备250。光纤定位设备250被配置为与光纤50接合，并且当未标记光纤行进穿过标记单元100时，可调整地将光纤50基本定位在标记位置ML处。在示例中，第一光纤定位设备250U可操作地设置在标记单元100的上游，并且位于放线模块20和标记单元110的输入侧102之间的光纤跨度FS内。第一光纤定位设备250U优选地设置为尽可能靠近标记单元100，诸如紧邻其输入侧102。第二光纤定位设备(未示出)可以可操作地设置在邻近干燥器单元130的输出端134的光纤跨度FS中。
光纤定位设备250与光纤50进行物理接触，并被配置为相对于打印机模块100定位光纤和光纤路径FP，如下文更详细地描述。因此，光纤定位设备250由于其与光纤50进行物理(直接)接触而是基于接触的。在示例中，光纤50上来自光纤定位设备250的接触的力的量足以将光纤50中的振动抑制到适当的程度。
设备10包括控制器260，控制器260可操作地连接到放线模块20、卷取模块220、标记单元100(尤其是其中的一个或多个喷墨打印机模块110)、位置传感器120、干燥器单元130、标记计数器150、涂层涂覆器170和固化系统190。控制器260被配置为控制这些装置部件和装置10的整体操作，包括光纤路径FP上光纤50通过设备10的速度SF。
在示例中，控制器260包括可编程逻辑控制器(PLC)，该可编程逻辑控制器(PLC)被配置为执行包含在非瞬态计算机可读介质中的指令(软件、固件等)，并使装置10执行本文公开的方法。控制器260包括用户界面，该用户界面是装置10的整体人机界面(HMI)的一部分，使用户能够使用设备10执行本文公开的方法。HMI可包括旋钮、开关、按钮、杠杆等(未示出)，用于控制装置10的一个或多个选定部件的操作。
在一些示例中，控制器260无需连接到可使用非基于控制器的HMI特征(例如，旋钮、杠杆、按钮、开关等)独立操作的一些设备部件并对其进行控制。同样在实施例中，控制器260可操作地连接到光纤定位设备250，以控制光纤50和光纤路径FP相对于标记单元100的位置。在下文更详细讨论的示例中，光纤定位设备250由可移动支撑台270(参见图2A和图3A至图3C)可操作地支撑，该可移动支撑台270可由控制器260移动以调整光纤50和光纤路径FP相对于标记单元100的位置。
虽然光纤速度SF可相对较慢(例如，0.5m/s)，但本文公开的装置和方法对于大于约2m/s或5m/s或10m/s的光纤速度特别有用，这是光纤50开始实质上振动的速度，并且可导致超过合理标记误差公差的标记误差。在示例中，本文公开的装置和方法优选地在大于2m/s、或大于5m/s或10m/s或更大的光纤速度SF下操作，并且达到装置10的最大光纤速度，在示例中最大光纤速度为约25m/s。
光纤定位设备
图2A是示例光纤定位设备250的特写俯视图。光纤50沿光纤路径FP可操作地布置在其中，其中光纤具有第一相对侧51A和第二相对侧51B作为参考。光纤50作为光纤段50P的未标记光纤或光纤段50MU的标记光纤进入光纤定位设备250。
在示例中，光纤定位设备250包括一个或多个导向构件252。在下文讨论的示例中，使用了两个导向构件252，在一些图中表示为252A和252B。每个导向构件252具有外表面254，并且在示例中进一步包括在y方向上运行的中心(长)轴AX。在示例中，导向构件252A和252B是圆柱形的，并且具有平行的中心轴AX。导向构件252A和252B在z方向上彼此偏移z偏移ΔZ且在x方向上彼此偏移x偏移ΔX，其中，相对于中心轴AX测量两个偏移。在图2A中，光纤路径FP被示出为具有第一相对侧FPA和第二相对侧FPB。采用两个导向构件252的光纤定位设备250的配置以及如下所述的配置有助于光纤50在光纤路径FP上移动时阻尼光纤50的振动。
选择z偏移使得第一导向构件252A和第二导向构件252B可分别驻留在光纤路径FP的第一侧FPA和第二侧FPB上，从而分别与光纤50的第一相对侧51A和第二相对侧51B相邻和接触。间隔开的导向构件252A和252B限定了光纤50穿过的导向构件间隙256。当光纤50穿过导向构件间隙256时，光纤50的第一侧51A和第二侧51B分别接触第一导向构件252A和第二导向构件252B的外表面254。在该配置的示例中，两个导向构件252A和252B可反向旋转，即，围绕其各自的中心轴AX具有相反的旋转方向。在示例中，导向构件252A和252B可被制造成使得其外表面包括坚硬的低摩擦材料，诸如氧化铝。在一些实施例中，导向构件252A和252B是可旋转的，但是光纤50仅擦过两个导向构件，使得它们可能不会经历来自光纤的足够摩擦力来迫使其旋转。在诸如图2B所示的一些实施例中，导向构件252A和252B可以是固定的，即不可旋转的，或者它们只能部分地可旋转。在图2B的示例实施例中，导向构件252A和252B显示为半圆形圆柱体，但也可以是四分之一圆柱形，或者具有外表面254在光纤50接触导向构件252A和252B的一般区域中仅在一个方向上变化(例如，外表面具有圆柱形部分)的几何结构。
在图2A和图2B的示例中，光纤50被显示为直的，但是光纤50还可以通过调整(减小)两个导向构件的z偏移ΔZ，沿着穿过导向构件252A和252B的略微弯曲的光纤路径FP。在示例中，导向构件252具有相同的直径DC，并且在示例中z偏移ΔZ大约等于直径DC，以确保光纤50与两个导向构件252A和252B的外表面254发生切向或掠向接触。在一个示例中，光纤50与导向构件252的外表面254形成(且测量光纤方向的变化)的接触角θ小于0.1度(参见图2A和图2B的插图I1)。同样在示例中，x偏移ΔX最大可达直径DC的约两倍。第一导向构件252A和第二导向构件252B的示例直径DC为1英寸，尽管可以有效地采用其他直径。
图3A是示例性光纤定位设备250的立视图，而图3B是侧视图，且图3C是示例性光纤定位设备的俯视图。光纤定位设备250包括支撑在可移动支撑台270的上表面272上的圆柱形导向构件252。可移动支撑台270还具有侧274，侧274包括具有螺纹孔278的侧构件276。在一个示例中，侧构件276可以是附加部件，或者可以与可移动支撑台的主体集成。
可移动支撑台270由具有顶面282和相对(前和后)端283和285的支撑座280可移动地支撑。在示例中，可移动支撑台270由轴承(未示出)支撑在支撑座280上。移动箭头AM示出可移动支撑台270在z方向上的移动。
示例光纤定位设备250还包括安装板290，安装板290具有相对(前和后)侧292和294、顶端293和底端295。安装板290在安装板的底端295处或附近附接到支撑座280的后端295。驱动电机300安装到安装板290的后侧294。如图3A的特写插图IN1所示，示例驱动电机300包括驱动控制器301、步进电机302和编码器303。此类驱动电机300为本领域所知且可在市场上买到。
驱动电机300包括在z方向上并穿过安装板290中的孔296运行的驱动轴310。在图3A至图3C的示例中，驱动轴310可旋转并包括螺纹端部312，螺纹端部312可操作地接合侧构件276的螺纹孔278。在图3D所示的另一实施例中，驱动轴310可轴向平移，并机械附接到侧构件276或直接附接至可移动支撑台270，如图所示。在该实施例中，驱动电机300可包括压电致动器。
驱动电机300经由具有连接端264的电缆261电连接到控制器260的后平面260B。连接端中的一个可操作地接合背板260B上的连接器端口262B，而其他连接端接合驱动电机上的连接器端口302。电缆261的导线(未示出)也可以直接附接到驱动电机300中的导线(未示出)。以图解方式示出了单根电缆261，并且根据所使用的驱动电机300的类型，可以使用不止一根电缆。在示例中，驱动轴310的螺纹端部312和互补螺纹侧构件276被配置为在驱动轴310每旋转一圈时，提供可移动支撑台270的0.5mm至1mm之间的移动。旋转分数可用于限定z方向上的精确移动增量δz。在驱动轴310可线性平移的实施例中，驱动电机300用于以精度增量δz线性地平移驱动轴310(从而移动支撑台270)。在任一实施例中，精度移动增量δz的示例范围在0.1微米至10微米或0.2微米至5微米的范围内。取决于所使用的驱动电机300的类型，移动增量δz的其他增量范围是可用的并且可有效地使用，并且上面阐述的示例范围是可以用于大多数目的的一个示例。示例步进电机是来自明尼苏达州萨维奇市贝克霍夫自动化有限责任公司(Beckhoff Automation LLC,Savage,Minnesota)的AS1020型步进电机。
参考图3C，由导向部件252限定的光纤路径FP的z位置zP相对于参考位置zREF进行测量，其中参考位置zREF可限定为zREF＝0的。可移动支撑台270的移动在一定范围Δz＝zE–zB内发生，其中zE是zP范围的最大值或远端，并且zB是zP范围的最小值或起点(近端)。不同的z位置zP是测量位置并且由精度增量δz限定(从zP＝zB开始)，并驻留在包括端点zB和zE的范围Δz内。因此，该方法包括在测量位置的范围Δz内的不同测量位置zP处顺序地放置光纤50，其中测量位置zP中的多个测量位置使光纤与喷墨流115S相交以在光纤的外表面56上形成标记60。注意，在示例中，测量位置zP中的一些可导致在光纤上没有形成标记60。
如上所述，当墨滴直径DD在50μm量级且光纤直径DF在125μm或250μm量级时，用于在光纤50上以高精度(即，最小标记误差)产生标记60的目标数量密度NT的处理窗口相对较小，例如，光纤路径z位置zP的公差在距与墨滴流115完全(理想)对准的20μm至60μm的范围内。
使光纤路径对于喷墨流居中
本发明的方面涉及使光纤路径FP相对于喷墨流115S居中的方法。这在下文中称为居中方法。示例居中方法依赖于测量两个主要参数，即光纤50的z位置或测量位置zP和测得标记数量密度NM。在示例中，装置10的操作参数经由用户界面以及经由HMI的手动控制输入到控制器260中，以将光纤50移动到期望的位置。HMI可包括清除和重新设置驱动电机位置(例如，步进编码器位置)的归位功能、自动居中处理和装置设置更新处理。
一般居中方法包括在调整光纤50的测量位置zP的同时执行光纤标记操作，并针对每个测量位置zP(z1、z2、z3、…zn)测量标记数量密度NM并将其与目标数量密度NT进行比较。这形成了标记数密度的集合SM，即SM＝{NM1，NM2，NM3，…NMn)。图4A是测得标记数量密度NM(标记/米)相对测量位置zP(μm)的示例标绘图。该标绘图显示，随着测量位置zP从起始值zB开始增加，测得标记数量密度NM在第一(近)z位置(表示为zN(“z近”))处达到目标标记数量密度NT，并保持恒定，直到z位置达到第二(远)z位置(表示为zF(“z远”))，此时，测得标记数量密度NM随着测量位置的增加并接近结束位置zE而减小。
从zN到zF的测量位置范围限定了示例处理窗口PW，在该窗口上，装置10可以高精度地在目标数密度NT处形成标记60。在示例中，在装置10中将光纤的z位置设置为zOPT＝(zN+zF)/2，即用于标记光纤50的zN和zF之间的中间位置(或基本上中间位置，例如，在中间的±20％范围内)。可以通过继续测量光纤z位置zP和测得标记数量密度NM来监控装置10的操作，并通过调整z位置来补偿系统操作中的任何漂移。该方法的找到处理窗口PW且然后设置最佳z位置zOPT的部分可被视为校准模式，而该方法的当光纤处于zP＝zOPT时在光纤50上形成标记的部分可被视为制造或生产模式。
方法参数
有用的方法参数是最后已知良好位置zLNG，它是最近形成符合标记的目标标记数量密度NT的标记60的z位置。最后已知良好位置zLNG可用于限定用于收集测量数据的起始z位置zB，即标记60的测得数量密度。可基于先前的标记运行将最后已知良好位置zLNG存储在控制器260中。
另一个有用的方法参数是后退距离zBO，这是在数据采集(即，测量标记密度NM作为光纤z位置zP的函数)之前选择从最后已知良好位置zLNG远离或“后退”的距离，以限定起始或开始位置zB。后退距离zBO也可用作超过最后已知良好位置的距离，以限定结束位置zE。因此，在示例中，z位置zP从起始位置zB到停止位置zE的范围可以是后退距离zBO的两倍。
其他有用参数包括移动增量δz、测得数量密度NM和目标标记数量密度NT。标记数量密度偏差或公差ΔN是高于或低于目标标记数量密度NT的标记/长度(例如，标记/米)的允许量。因此，在示例中，处理窗口不需要仅由如图4A所示的目标标记数量密度NT来限定，而是可通过进一步包括目标标记数量密度NT上的标记数量密度公差ΔN来定义，即，NT±ΔN。这建立了用于标记数量密度的范围R＝NT±ΔN，而不是仅限于单个值。注意，当ΔN＝0时，范围R减小为仅目标数量密度NT的特殊情况。范围R在下文中也称为目标标记数量密度范围。
在其中ΔN＝1标记/米，并且目标标记数量密度NT＝20标记/米的示例中，可接受的目标标记数量密度范围R为19至21标记/米(含)。这导致较大的处理窗口，如图4B中绘制的示例处理窗口所示。
该方法可包括归位功能，其中驱动电机位置(例如，由存储在编码器303中的值表示)被重置为已知的固定位置，并与测得的光纤位置的位置值对准。编码器位置由驱动控制器301在内部使用。保持驱动电机300“复位”保持编码器303的位置寄存器中的有效值范围，并防止在无效值的情况下发生驱动故障或问题。
归位功能可以从HMI手动启动，也可以在局中方法开始时自动执行。当光纤50可操作地布置在装置10中时(例如，在典型操作张力和光纤速度下)，使用归位处理，使得位置传感器120读取有效的光纤位置。
归位处理涉及将可移动台270移向位于可移动台运动范围的最近z位置且电连接到控制器260的归位接近度开关306。当归位接近度开关被触发(高)时，控制器软件将编码器值归位，然后启动可移动台270远离接近度开关306的移动，直到信号不再被触发(低)。然后，控制器软件测量实际光纤位置，并将编码器值设置为等于测得的光纤位置。归位功能随后移动可移动台270，以将光纤50放置在最后已知良好位置zLNG。
在执行局中方法的示例中，用户可经由HMI将以下操作参数输入装置10：1)最后已知良好光纤位置zLNG，以用于实现期望的目标数量密度NT；2)后退距离zBO；3)移动增量δz；4)目标标记数量密度NT；以及5)标记数量密度公差ΔN。
然后将光纤50放置在最后已知良好光纤位置zLNG(例如，使用上述归位方法)。
该方法包括将光纤50从最后已知良好光纤位置zLNG移动后退距离zBO到起始(开始)位置zB。然后启动标记处理。测得标记数量密度NM由标记计数器150确定，而光纤z位置zP由位置传感器120测量。对起始z位置zB进行标记处理，以获得足够的标记样本，例如，10米到1000米之间的标记光纤。然后检查zP＝zB时的测得标记数量密度NM。在示例中，计算用于选定长度的标记光纤的测得标记数量密度NM的平均值，并将其与目标标记数量密度NT进行比较。在另一示例中，确定标记光纤每1米段的标记数量密度，并将其与目标标记数量密度NT和可选地标记数量密度公差ΔN(如适用)进行比较。可能是在起始位置zB处，由于喷墨流115S完全错过光纤，所以在光纤50上没有形成标记60。
然后，光纤10的z位置从起始(开始)位置zB改变移动增量δz，并重复上述过程，直到z位置到达结束位置zE。
随着光纤50接近最佳标记位置，喷墨流115S开始入射到光纤的边缘，并且测得标记数量密度NM增加。当光纤50位于喷墨流115S正下方的中心时，出现最佳(即，最准确)的光纤标记。随着光纤50远离其中心(最佳)z位置，喷墨流115S入射到光纤的相对边缘上，并且测得标记数量密度NM最终减小，并且在某一点，喷墨流115S错过光纤50并且没有在光纤上形成标记60。
然后处理所收集的测量数据以确定处理窗口PW(例如，按图4A或图4B)，且z位置zP设置为驻留在处理窗口内，例如，在zP＝zOPT位置处的处理窗口的中间。这成为新的最佳已知良好z位置zLNG。如果未找到处理窗口，则从新的起始位置或相同的起始位置重复该处理，但通过选择更大的后退距离(例如，两倍于Δz进程窗口)来使用更大的处理窗口。
在示例中，控制器软件被配置为处理测量数据并确定在处理窗口PW上建立z位置限制的近z位置zN和远z位置zF。
居中处理的细节
归位功能执行到完成，将光纤移动到归位接近开关并返回到最后已知良好打印位置。然后，该处理移动滑块(反向)，使光纤从当前位置后退以微米为单位的量(后退距离)。滑块停止，每米环的测量存储到阵列中。当阵列完全填充时，将对其进行处理，以获得在该特定光纤位置处获得的每米环的平均值。在逻辑上进行比较，以确定该位置的标记数量密度NM(“每米环数”)值是否构成向打印性能的良好“窗口”的上升过渡，或是从打印性能的良好“窗口”的下降边缘。当软件检测到低位zL和高位zH时，则这些位置和测得标记数量密度NM存储在存储器中以用于最终定位计算。
在示例中，后退距离zBO在50到150微米之间，其中100微米是示例性值。在2·zBO＝200微米的范围内，100微米的回退距离zBO和10微米的移动增量δz给出了21个z位置zP，从而得到21组标记数量密度测量值NM。
当驱动电机被配置为跟踪光纤的z位置zP(例如，经由步进电机和集成编码器的组合)时，在一个示例中，在居中方法中使用的光纤的z位置zP(包括限定标记处理窗口PW)基于由位置传感器120进行的光纤位置的测量。这是因为位置传感器120直接测量光纤的实际z位置，而不是依赖于间接信息，间接信息基于机械耦合和通过机械耦合、连杆、螺钉、齿隙、筒约束和其他物理部件和效应的驱动电机的可重复性。
装置设置
继续参考图1A，作为装置10的设置的一部分，具有未标记光纤(光纤段50P)的存储卷轴30被加载到放线模块20中。然后，未标记光纤通过附近的驱动滑轮36D和第一光纤定位设置250U馈送。如以上所讨论的，光纤定位单元250被配置为使得光纤50驻留在处理窗口PW内，并且优选地位于使用上述居中方法确定的最佳标记位置zP＝zOPT处。
还参考图2C以及图1A，未标记光纤通过标记单元100引导到光纤路径FP上，然后传递到位置传感器120并穿过干燥器单元130的内部138。标记光纤(光纤段50MU)随后被引导到驻留在位置传感器120下游的导向滑轮36G周围。然后，标记光纤被引导到标记计数器150下方，通过涂层涂敷器170并且随后通过固化系统190。图2C是示出示例性配置中的光纤定位设备250、标记单元100和位置传感器120的装置10的特写视图。
然后，覆盖的光纤(光纤段50MC)随后被引导到卷取模块220的驱动滑轮36D周围，并被引导到卷取轴230上。
操作的方法
一旦光纤50被设置为通过如上所述的装置10及其各种部件在光纤路径FP上移动，控制器260就激活放线模块20和卷取模块220的驱动滑轮36D，以开始以选定的速度SF沿着光纤路径移动光纤50。
一旦光纤50上升到选定光纤速度SF，控制器260就激活标记单元100。参考图2C，这包括使喷墨打印头110从其输出端112分配喷墨打印机墨水(“墨水”)114。当未标记光纤在以光纤速度SF行进的同时在喷墨打印头110下方经过时，所分配的墨水114形成被引导至该未标记光纤在标记位置ML处的外表面56的墨水流115。在示例中，墨水114包括颜料和诸如甲基乙基酮(MEK)的溶剂。
同样在示例中，墨水114被分配在具有40μm和80μm之间的液滴直径DD的墨滴115中。使用这种相对较小的墨滴115提供了某些优点。首先，小墨滴115离开喷墨打印头110的速度可比大墨滴大，这转化为更快的标记。小墨滴115还提供比大墨滴更高的标记分辨率和标记控制。使用小墨滴115还可以节省墨水，并且因此更经济。
墨水114在短时间间隔ΔtD内分配，使得墨水限定标记60，标记60具有轴向长度LM(即x方向上的或光纤中心线CL方向上的长度)，LM＝ΔtD·SF。在示例中，标记60的轴向长度LM在1mm与5mm之间的范围内。标记60可以呈环的形式，该环围绕光纤圆周的全部延伸(闭合环)，或者至少超过围绕光纤圆周的一半(例如，>180度或甚至>220度)(开口环)(参见例如下文介绍和讨论的图6A和6B)。标记60围绕光纤圆周延伸的程度通常取决于墨水114的表面张力和未标记光纤的外表面56的润湿性。光纤表面条件和墨水114的特性通常有助于将墨水仅沉积在光纤50的一侧，同时仍然能够形成环形标记60。标记60在最初形成在光纤50上时为湿墨标记，并如下所述在下游被干燥。
控制器260控制喷墨打印头110的激活之间的时间间隔ΔtI，使得标记60是以标记间距LS轴向间隔的部分(即，在x方向上)。在示例中，标记60之间的标记间距LS在25mm至500mm或50mm至250mm之间的范围内，其中250mm的间距适用于海底电缆中使用的光纤。在示例中，数量密度N在每米1个与40个标记之间，或在每米2个与20个标记之间，或在每米3个与10个标记之间，或在每米3个与7个标记之间。
如上所述，位置传感器120可被布置为使得其在标记位置ML处测量光纤50的位置。在一个示例中，这可以通过利用位置传感器120临时替换标记单元100并以用于光纤标记的光纤速度FS运行设备10来完成。在其他情况下，可能更方便的是，定位位置传感器120，使得其测量靠近标记位置ML但不直接位于标记位置ML处的光纤50的位置，以避免干扰标记处理。在示例中，位置传感器120可被布置为沿着光纤路径FP测量光纤50相对于标记位置ML偏移几英寸(例如，“2”到“4”)的位置。当光纤跨度为数十英寸长(例如，偏移量为总光纤跨度的10％或更小)时，该位置测量偏移足以精确测量或至少接近地估计标记位置ML处的位移。当然，位置传感器位置优选地避免测量最大振幅振动模式的振动节点处的光纤位置。
一旦墨水114沉积在未标记光纤上以形成标记60，则需要干燥墨水以使标记60基本上成为永久性的。这是通过使在输出端104处离开标记单元100的标记光纤穿过干燥器单元130的干燥器管136的内部138来实现的。在一个示例中，干燥器单元130被配置为使热空气流过干燥器管136的内部138，以干燥形成标记60的墨水114。在特定示例中，热空气从墨水114中闪蒸出基本上所有MEK(或其他溶剂)，以在外表面56上留下颜料。溶剂的蒸发提高了标记60和外表面56之间的附着力。标记60具有厚度THM(参见图5)，其在示例中在350nm至800nm的范围内，部分取决于用于覆盖标记的涂层的特性(例如，透明度和颜色)，如下文所介绍和讨论的。干燥器单元130不限于基于空气的干燥器，并且在其他示例中，可使用诸如微波、红外辐射、紫外线辐射、对流热空气等其他手段来完成干燥。
再次参考图1A到图2C，标记光纤(光纤段50MU)离开干燥器单元130的输出端134。标记光纤随后经过标记计数器150，该计数器对标记的数量进行计数，例如，作为测得数量密度NM。来自标记计数器150的测得标记数量密度NM被发送到控制器260，并与预期(选定)标记数量密度N进行比较。标记计数器150用于质量控制，即确保形成正确的(目标)标记数量密度NT，以发现任何缺失的标记60、找到额外的标记、以及标识错误形成的标记。此类标记错误可能由于光纤速度SF的问题、过度的光纤振动、喷墨打印头110的问题，以及当然光纤50相对于喷墨流115S的偏心而产生。
现在参考图1A到图5，标记光纤(光纤段50MU)继续到涂层系统199的涂层涂敷器170。图6A是标记60中的在图5中位置a-a处的一个标记60处拍摄的标记光纤(光纤段50MU)的横截面视图，并示出了构成光纤圆周的完整电路的示例环形标记60(闭合环形标记)。图6B类似于图6A，并且示出了示例环形标记60，该示例环形标记60不构成光纤50的外表面56的完整电路，而是覆盖超过光纤圆周的180°(开口环形标记)。
涂层涂敷器170将涂层材料176沉积在光纤段50MU的标记光纤的外表面56上，以形成覆盖的光纤段50MC的覆盖光纤。涂层材料176在整个外表面56上形成保护涂层180，包括其上的任何标记60。在示例中，涂层涂敷器170包括涂布管178，其中光纤路径FP穿过涂布管178的内部179。将涂层材料176提供到内部179，使得光纤50穿过涂层材料176，涂层材料176基本上均匀地涂覆在标记光纤(光纤段50MU)的外表面56的圆周(或其部分)周围。
在示例中，涂层材料176至少是半透明的，使得通过涂层180可以看到标记60。此外，在示例中，涂层材料176可以着色(例如，经由颜料)以限定有色涂层180，例如，用于海底光纤50的黄色。在示例中，涂层材料176可光固化，例如，通过紫外线(UV)辐射。在示例中，涂层材料176包括UV固化丙烯酸酯。涂层180的主要目的是保护标记60免受外部磨损，诸如来自现场人员搬运、相邻光纤或电缆表面的磨耗或摩擦等的外部磨损。
当从涂层涂敷器170退出时，光纤50通过固化系统190以固化涂层材料176。在示例中，固化系统190是基于光的并且被配置为生成光化光196(例如，UV辐射)，该光化光196照射涂层材料176并将其固化以形成涂层180。在示例中，固化系统190具有内部195，并且光化光196基本上从360°入射到涂层材料176上。
图7A是所得的覆盖的光纤(光纤段50MC)的示例的特写横截面视图。图7B和图7C是在未标记位置b-b处和在标记位置c-c处拍摄的覆盖的光纤的横截面视图。涂层180具有厚度THC，厚度THC在示例中在3μm到8μm的范围内。图8A是一段覆盖的光纤(光纤段50MC)的示意图，显示了如通过涂层180所看到的间隔开的标记60。
如上所述，标记单元100的实施例可以包括多于一个的喷墨打印头110。此类实施例可用于在标记位置ML处形成多个紧密间隔的标记60。图8B是覆盖的光纤的示例段(光纤段50MC)的特写视图，示出了使用诸如图1C所示的具有多个喷墨打印头110的标记单元100的实施例在图案长度LP上形成的图案化标记60P的示例。在示例中，不同的喷墨打印头110用于创建紧密间隔的标记段60’，以限定图案化标记60P。标记段60’可以是相同的长度，或者可以包括一个或多个不同的长度。作为示例，图7B的图案化标记60P由三个相区别(不同)的标记段60’形成，其中标记段60’由小间隙62隔开。在示例中，图案长度LP可以为20mm或15mm或10mm。在示例中，1.5·LM≥LP≥4·LM，而在其他示例中，LP≈LM。
相邻的图案化标记60P可被足够的间距LS隔开，以将图案化标记彼此区分开来，例如，LS≥20mm或250mm≥LS≥20mm。在示例中，多个喷墨打印头110形成限定图案化标记60P的标记段60’的操作由控制器300协调。因此，在形成图案化标记60P的示例中，在图8A中，覆盖的光纤(光纤段50MC)上的标记60可显示为图案化标记60P。在示例中，隔离的标记60和图案化标记60P的组合可用于形成覆盖的光纤。给定的图案化标记60P被认为是在有限图案长度LP上具有至少一个间隙62(或等效地，至少两个间隔开的标记段60’)的标记60的类型。在示例中，标记段60’可各自具有标记段长度LM’≤LM。
再次参考图1A，覆盖的光纤(光纤段50MC)继续到卷取模块220，并且被卷取轴230卷取并存储在卷取轴230中。图9是缠绕在卷取轴230上的覆盖的光纤(光纤段50MC)的示例的侧视图，示出了当覆盖的光纤被存储在卷取轴230上时，标记60是如何可见的。这允许快速标识所存储的覆盖的光纤。
测量和实验
对具有不同标记长度LM和标记间距LS的覆盖的光纤进行衰减测量，并且发现对于所有合理的标记长度LM、标记间距LS和数量密度N，由于标记的存在而产生的任何附加衰减都不显著。
还以14m/s的高光纤速度和N＝4/m的数量密度进行了实验，并且发现测得数量密度NM基于光纤的两米或更长光纤段50MC的每米计数的标记60的平均数量保持在3.5到4.5的范围内。因此，在示例中，可以通过使用标记计数器150和控制器260对标记60进行计数并生成平均数量密度NA以及通过基于数量密度相对于目标数量密度NT的变化将平均数量密度NA与公差ΔN进行比较，来维持标记60的质量控制。在示例中，在两个或更多选定长度的光纤50上测得的平均数量密度NM的变化ΔN不能大于+/-0.5标记/米，使得对于N＝4/m的目标数量密度，从质量控制角度来看，在3.5/m至4.5/m之间的范围内的测得平均数量密度NA会是可接受的。
本描述的方面1为：
一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：
以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，所述标记单元被配置为间歇地分配喷墨流，以在所述光纤的所述外表面上形成间隔开的标记；
使所述光纤相对于所述喷墨流横向地移动横向增量δz，以限定所述光纤的多个横向位置；
针对所述多个横向位置中的每个横向位置测量所述标记的标记数量密度；
建立所述横向位置的范围，其中所述标记数量密度在标记数量密度范围内；
将所述光纤设置到所述横向位置的范围内的光纤标记位置；以及在所述光纤的所述外表面上形成所述标记，其中所述光纤被设置到所述光纤标记位置。
本描述的方面2为：
如方面1所述的方法，其特征在于，所述光纤标记位置基本上在所述横向位置的范围的中间。
本描述的方面3为：
如方面1或2所述的方法，其特征在于，所述横向增量δz在0.1微米到10微米的范围内。
本描述的方面4为：
如方面1-3中任一项所述的方法，其特征在于，使所述光纤横向地移动横向增量δz的动作包括：
将所述光纤与光纤定位设备操作性地接合；以及
使所述光纤定位设备横向地移动横向增量δz。
本描述的方面5为：
如方面4所述的方法，其特征在于，所述光纤的操作性接合包括使所述光纤穿过由第一导向构件和第二导向构件的相应的第一外表面和第二外表面限定的间隙，其中所述光纤接触所述第一导向构件和所述第二导向构件的所述第一外表面和所述第二外表面。
本描述的方面6为：
如方面5所述的方法，其特征在于，所述第一导向构件和所述第二导向构件为圆柱形且反向旋转。
本描述的方面7为：
如方面5或6所述的方法，其特征在于，所述光纤定位设备包括操作性地支撑所述第一导向构件和所述第二导向构件的可移动台，并且其中所述光纤定位设备的所述横向地移动包括利用驱动电机横向地移动所述可移动台。
本描述的方面8为：
如方面7所述的方法，进一步包括利用控制器控制所述驱动电机。
本描述的方面9为：
如方面1-8中任一项所述的方法，进一步包括使用操作性地设置在所述标记单元处或附近的位置传感器测量所述光纤的测量位置。
本描述的方面10为：
如方面1-9中任一项所述的方法，其特征在于，标记数量密度的测量包括使所述光纤移动经过操作性地设置在所述标记单元下游的标记计数器。
本描述的方面11为：
一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：
以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，所述标记单元间歇地分配喷墨流，以在所述光纤的所述外表面上形成间隔开的标记；
使所述光纤相对于所述喷墨流移动横向增量δz，以限定多个不同的横向测量位置，其中所述多个不同的横向测量位置中的多个横向测量位置使所述光纤与所述喷墨流相交；
对于每个不同的横向测量位置，测量形成在所述光纤的所述外表面上的所述标记的标记数量密度NM，以建立测得标记数量密度NM的集合SM；
将针对不同的横向测量位置的测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较；
标识所述不同的横向测量位置的范围，在所述范围内测得标记数量密度在所述目标标记数量密度范围内；
将所述光纤设置到最佳光纤标记位置，所述最佳光纤标记位置基本上驻留在所述不同的横向测量位置的所述范围的中间；以及
在所述光纤的所述外表面上形成所述标记，其中所述光纤标记位置被设置在所述最佳光纤标记位置处。
本描述的方面12为：
如方面11所述的方法，其特征在于，所述横向增量δz在0.1微米到10微米的范围内。
本描述的方面13为：
如方面11或12所述的方法，其特征在于，使所述光纤移动横向增量δz的动作包括：
将所述光纤与光纤定位设备操作性地接合；以及
使所述光纤定位设备横向地移动横向增量δz。
本描述的方面14为：
如方面13所述的方法，其特征在于，所述光纤的操作性接合包括使所述光纤穿过由第一和第二反向旋转导向构件的相应的第一和第二外表面限定的间隙，其中所述光纤接触所述第一和第二外表面。
本描述的方面15为：
如方面14所述的方法，其特征在于，所述光纤定位设备包括操作性地支撑所述第一和第二反向旋转导向构件的可移动台，并且其中所述光纤定位设备的所述横向地移动包括利用驱动电机横向地移动所述可移动台。
本描述的方面16为：
如方面15所述的方法，进一步包括利用控制器控制所述驱动电机。
本描述的方面17为：
如方面11-16中任一项所述的方法，进一步包括使用操作性地设置在所述标记单元处或附近的位置传感器测量所述光纤的所述不同的横向测量位置。
本描述的方面18为：
如方面11-17中任一项所述的方法，其特征在于，标记数量密度的测量包括使所述光纤移动经过操作性地设置在所述标记单元下游的标记计数器。
本描述的方面19为：
如方面11-18中任一项所述的方法，进一步包括：
在干燥位置处干燥所述墨水标记以形成干燥的墨水标记；以及
在所述干燥的墨水标记和移动光纤的所述外表面上涂覆基本上透明的保护涂层，其中所述干燥的墨水标记是通过所述基本上透明的保护涂层可见的。
本描述的方面20为：
如方面19所述的方法，其特征在于，所述干燥的墨水标记是有色的。
本描述的方面21为：
一种在光纤上精确形成间隔开的标记的方法，包括：
使所述光纤在光线路径上移动，其中移动的光纤具有外表面；
针对所述移动的光纤相对于喷墨打印头的不同横向位置，使用来自所述喷墨打印头的墨水在所述移动的光纤的所述外表面上打印所述间隔开的标记；
针对所述不同横向位置中的每个横向位置测量标记的标记数量密度，并将测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较，以建立由所述不同横向位置限定的光纤标记位置的范围，其中所述测得标记数量密度在所述目标标记数量密度范围内；
将所述光纤放置在光纤标记位置处，所述光纤标记位置基本上在所述光纤标记位置的范围的中间；以及
在所述光纤上形成间隔开的标记，其中所述光纤在所述光纤标记位置处。
本描述的方面22为：
如方面21所述的方法，其特征在于，所述标记包括湿墨标记并且进一步包括：
在干燥位置处干燥所述湿墨标记以形成干燥的墨水标记；以及
在所述干燥的墨水标记和移动光纤的所述外表面上涂覆基本上透明的保护涂层，其中所述干燥的墨水标记是通过所述基本上透明的保护涂层可见的。
本描述的方面23为：
如方面21或22所述的方法，其特征在于，进一步包括：
监控所述光纤的横向位置和在所述光纤上形成的所述标记的所述标记数量密度；以及
如果所述标记的监控的标记数量密度超出所述目标标记数量密度范围，则将所述光纤的所述横向位置调整到所述光纤标记位置的范围内。
本领域技术人员将清楚，可以在不脱离如所附权利要求中所限定的本公开的精神或范围的情况下对本文所述的本公开的优选实施例进行各种修改。因此，本公开涵盖了所附权利要求及其等效物范围内的所有修改和改变。

Claims (23)

1.一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：
以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，所述标记单元被配置为间歇地分配喷墨流，以在所述光纤的所述外表面上形成间隔开的标记；
使所述光纤相对于所述喷墨流横向地移动横向增量δz，以限定所述光纤的多个横向位置；
针对所述多个横向位置中的每个横向位置测量所述标记的标记数量密度；
建立所述横向位置的范围，其中所述标记数量密度在标记数量密度范围内；
将所述光纤设置到所述横向位置的范围内的光纤标记位置；以及
在所述光纤的所述外表面上形成所述标记，其中所述光纤被设置到所述光纤标记位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤标记位置基本上在所述横向位置的范围的中间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横向增量δz在0.1微米到10微米的范围内。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述光纤横向地移动横向增量δz的动作包括：
将所述光纤与光纤定位设备操作性地接合；以及
使所述光纤定位设备横向地移动所述横向增量δz。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光纤的操作性接合包括使所述光纤穿过由第一导向构件和第二导向构件的相应的第一外表面和第二外表面限定的间隙，其中所述光纤接触所述第一导向构件和所述第二导向构件的所述第一外表面和所述第二外表面。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一导向构件和所述第二导向构件为圆柱形且反向旋转。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光纤定位设备包括操作性地支撑所述第一导向构件和所述第二导向构件的可移动台，并且其中所述光纤定位设备的所述横向地移动包括利用驱动电机横向地移动所述可移动台。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括利用控制器控制所述驱动电机。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用操作性地设置在所述标记单元处或附近的位置传感器测量所述光纤的测量位置。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，标记数量密度的测量包括使所述光纤移动经过操作性地设置在所述标记单元下游的标记计数器。
11.一种精确标记具有外表面的光纤的方法，包括：
以大于2m/s的线速度使光纤移动经过标记单元，所述标记单元间歇地分配喷墨流，以在所述光纤的所述外表面上形成间隔开的标记；
使所述光纤相对于所述喷墨流移动横向增量δz，以限定多个不同的横向测量位置，其中所述多个不同的横向测量位置中的多个横向测量位置使所述光纤与所述喷墨流相交；
对于每个不同的横向测量位置，测量形成在所述光纤的所述外表面上的所述标记的标记数量密度NM，以建立测得标记数量密度NM的集合SM；
将针对不同的横向测量位置的所述测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较；
标识所述不同的横向测量位置的范围，在所述不同的横向测量位置的范围内所述测得标记数量密度在所述目标标记数量密度范围内；
将所述光纤设置到最佳光纤标记位置，所述最佳光纤标记位置基本上驻留在所述不同的横向测量位置的所述范围的中间；以及
在所述光纤的所述外表面上形成所述标记，其中所述光纤标记位置被设置在所述最佳光纤标记位置处。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述横向增量δz在0.1微米到10微米的范围内。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使所述光纤移动横向增量δz的动作包括：
将所述光纤与光纤定位设备操作性地接合；以及
使所述光纤定位设备横向地移动所述横向增量δz。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述光纤的操作性接合包括使所述光纤穿过由第一和第二反向旋转导向构件的相应的第一和第二外表面限定的间隙，其中所述光纤接触所述第一和第二外表面。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述光纤定位设备包括操作性地支撑所述第一和第二反向旋转导向构件的可移动台，并且其中所述光纤定位设备的所述横向地移动包括利用驱动电机横向地移动所述可移动台。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括利用控制器控制所述驱动电机。
17.如权利要求11所述的方法，进一步包括使用操作性地设置在所述标记单元处或附近的位置传感器测量所述光纤的所述不同的横向测量位置。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，标记数量密度的测量包括使所述光纤移动经过操作性地设置在所述标记单元下游的标记计数器。
19.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
在干燥位置处干燥所述标记以形成干燥的墨水标记；以及
在所述干燥的墨水标记和移动的光纤的所述外表面上涂覆基本上透明的保护涂层，其中所述干燥的墨水标记是通过所述基本上透明的保护涂层可见的。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述干燥的墨水标记是有色的。
21.一种在光纤上精确形成间隔开的标记的方法，包括：
使所述光纤在光线路径上移动，其中移动的光纤具有外表面；
针对所述移动的光纤相对于喷墨打印头的不同横向位置，使用来自所述喷墨打印头的墨水在所述移动的光纤的所述外表面上打印所述间隔开的标记；
针对所述不同横向位置中的每个横向位置测量所述标记的标记数量密度，并将测得标记数量密度与目标标记数量密度范围进行比较，以建立由所述不同横向位置限定的光纤标记位置的范围，其中所述测得标记数量密度在所述目标标记数量密度范围内；
将所述光纤放置在光纤标记位置处，所述光纤标记位置基本上在所述光纤标记位置的范围的中间；以及
在所述光纤上形成所述间隔开的标记，其中所述光纤在所述光纤标记位置处。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述标记包括湿墨标记并且进一步包括：
在干燥位置处干燥所述湿墨标记以形成干燥的墨水标记；以及
在所述干燥的墨水标记和所述移动的光纤的所述外表面上涂覆基本上透明的保护涂层，其中所述干燥的墨水标记是通过所述基本上透明的保护涂层可见的。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括：
监控所述光纤的横向位置和在所述光纤上形成的所述标记的所述标记数量密度；以及
如果所述标记的监控的标记数量密度超出所述目标标记数量密度范围，则将所述光纤的所述横向位置调整到所述光纤标记位置的范围内。
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