光纤预制棒的测量装置及测量方法

技术领域

本发明实施例涉及光纤预制棒检测技术领域，尤其涉及一种光纤预制棒的测量装置及测量方法。

背景技术

随着科技水平的不断进步，通信水平飞速发展，光通讯因其具有传输容量大、传输距离远、传输速度快等特点，得到广泛应用。光通讯中往往通过光导纤维(简称光纤)进行信号的传输，光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤通过光纤预制棒拉制而成，因而光纤预制棒的几何尺寸(例如直径、弓曲度、不圆度等)直接影响到光纤的质量以及生产、销售成本，为此需要对光纤预制棒的几何尺寸进行监测。然而，光纤预制棒的几何尺寸测量误差较大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种光纤预制棒的测量装置及测量方法，用于提高光纤预制棒的测量准确性。

本发明实施例的第一方面提供一种光纤预制棒的测量装置，其包括：

悬挂驱动机构，所述悬挂驱动机构悬挂并驱动所述光纤预制棒转动；

设置在所述光纤预制棒旁侧且沿竖直方向运动的激光单元，所述激光单元测量所述光纤预制棒，并得到预设测点的测径数据；

与所述激光单元连接的处理单元，所述处理单元根据所述测径数据，计算所述光纤预制棒的几何尺寸；

其中，所述激光单元沿所述竖直方向至少往返一次，且一次往返包括两个运动方向相反的单程，在所述激光单元的每相邻两个单程之间，所述悬挂驱动机构驱动所述光纤预制棒沿第一方向转过预设角度，直至所述光纤预制棒的累积转动角度达到预设条件。

在一些实施例中，所述预设条件为：所述光纤预制棒的累积转动角度小于180°，且所述光纤预制棒的累积转动角度与所述预设角度之和大于180°。

在一些实施例中，所述激光单元包括沿水平方向相对设置且同步运动的激光发射器和激光接收器；

所述激光发射器和所述激光接收器分别位于在所述光纤预制棒两侧，所述激光发射器和所述激光接收器之间形成相互平行的激光，且相互平行的所述激光中的最外侧的两个边界激光分别位于所述光纤预制棒的两侧。

在一些实施例中，所述激光单元还包括与所述激光发射器和所述激光接收器固定连接的底座；

所述测量装置还包括与所述底座传动连接的丝杆、与所述丝杆传动连接的第一电机，以及相对设置且沿所述竖直方向延伸的两条导轨，两条所述导轨上分别滑动设置有所述激光发射器和所述激光接收器。

在一些实施例中，所述预设测点的测径数据包括直径数据和位置数据，所述位置数据为所述平行激光中的一侧的所述边界激光与所述光纤预制棒之间的最短距离；

所述几何尺寸包括直径、不圆度、弓曲度以及尾柄跳动值中的至少一者。

在一些实施例中，所述光纤预制棒包括主体部分，以及分别设置在所述主体部分两端的尾柄，至少一个所述尾柄的外周面设置有插销孔，且所述插销孔贯穿相对应的所述尾柄；

所述悬挂驱动机构包括转动卡盘、与所述转动卡盘固定连接的挂钩，以及穿设于所述插销孔内且两端分别设置在挂钩上的插销。

在一些实施例中，所述挂钩包括套筒，所述套筒的下端具有开口，所述套筒的侧壁设置有贯穿所述侧壁的避让槽，所述避让槽的下端延伸至所述开口；

所述避让槽两侧的所述侧壁上还分别设置有贯穿所述侧壁的槽孔，两个所述槽孔相对设置，且两个所述槽孔的上端均延伸至所述避让槽。

在一些实施例中，所述激光发射器包括激光光源和第一透镜，所述第一透镜设置在所述激光光源靠近所述光纤预制棒的一侧，所述激光光源发生的激光经所述第一透镜后形成为相互平行的激光；

所述激光接收器包括第二透镜和感光单元，所述第二透镜设置所述感光单元靠近所述光纤预制棒的一侧，相互平行的激光中的每条激光经所述第二透镜后传播至所述感光单元上。

本发明实施例的光纤预制棒的测量装置至少具有以下优点：

本发明实施例的光纤预制棒的测量装置，利用激光单元对光纤预制棒进行测量，相较于人工测量，激光单元测量可以提高测径数据的准确性、稳定性和可靠性。利用悬挂驱动机构对光纤预制棒进行悬挂，并驱动光纤预制棒转动，相较于水平放置，悬挂放置可以减少不圆度以及滚轮引起的测量误差，提高了测径数据的准确性，也减少了人工搬运的安全问题和产品质量问题，节约人工，减少测量工序，从而提高光纤预制棒的流转率。

本发明实施例的第二方面提供一种光纤预制棒的测量方法，其包括：

步骤a：将所述光纤预制棒悬挂在悬挂驱动机构上；

步骤b：待所述光纤预制棒停止晃动后，所述激光单元沿竖直方向进行一个单程，并得到多个预设测点的测径数据；

步骤c：所述悬挂驱动机构驱动所述光纤预制棒沿第一方向转过预设角度；

重复步骤b至步骤c，直至所述光纤预制棒的累积转动角度达到预设条件；

步骤d：处理单元根据所述测径数据，计算所述光纤预制棒的几何尺寸。

在一些实施例中，所述预设条件为：所述光纤预制棒的累积转动角度小于180°，且所述光纤预制棒的累积转动角度与所述预设角度之和大于180°。

本发明实施例的光纤预制棒的测量方法至少具有以下优点：

本发明实施例提供的的光纤预制棒的测量方法中，通过激光单元得到多个预设测点的测径数据，相较于人工测量，激光单元测量可以提高测径数据的准确性、稳定性和可靠性。利用悬挂驱动机构对光纤预制棒进行悬挂，并驱动光纤预制棒转动，相较于水平放置，光纤预制棒悬挂放置可以减少不圆度以及滚轮引起的测量误差，提高了测径数据的准确性，也减少了人工搬运的安全问题和产品质量问题，节约人工，减少测量工序，从而提高光纤预制棒的流转率。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的光纤预制棒的测量装置及测量方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中的光纤预制棒的测量装置示意图；

图2为本发明实施例中的光纤预制棒的结构示意图；

图3为本发明实施例中的光纤预制棒的实际中心线的示意图；

图4为本发明实施例中的光纤预制棒的测量装置示意图；

图5为本发明实施例中的套筒的结构示意图；

图6为本发明实施例中的激光单元的示意图；

图7为本发明实施例中的光纤预制棒的直径趋势图；

图8为本发明实施例中的光纤预制棒的不圆度趋势分布图；

图9为本发明实施例中的光纤预制棒的弓曲度分布图。

附图标记说明：

10-光纤预制棒； 11-主体部分；

12-尾柄； 21-载台；

22-滚轮； 23-千分表；

24-卷尺； 30-激光单元；

31-激光发射器； 32-激光接收器；

33-底座； 41-激光光源；

42-第一透镜； 43-第二透镜；

44-边界激光； 51-套筒；

52-开口； 53-避让槽；

54-槽孔； 61-实际中心线；

62-理想中心线。

具体实施方式

相关技术存在光纤预制棒的几何尺寸测量误差较大的问题，经发明人研究发现，其原因在于：参阅图1，光纤预制棒10往往水平放置在载台21上，并由滚轮22对其进行支撑。测量光纤预制棒10的弓曲度时，通常使用千分表23进行度数，千分表23的精度在0.001mm。光纤预制棒10水平放置，若横截面不圆(例如为椭圆形)会导致千分表23读数偏大，使得弓曲度测量值大于实际值，测量误差较大，同时滚轮22以及旋转震动等因素也会使得测量误差较大。此外，操作人员对千分表23进行度数时，如不进行估读，测量精度往往为0.1mm，测量误差较大。测量光纤预制棒10的尾柄跳动值时，通常使用卷尺24进行读数，卷尺24的精度在1mm。由于没有工装固定，手持式读数使得测量误差较大。

上述测量过程均需要操作人员进行手动操作，当操作人员在高强度连续测量过程中，易出现读数疲劳导致误差增大的情况，测量的准确性也难以保证。

本发明实施例提供一种光纤预制棒的测量装置，利用激光单元对光纤预制棒进行测量，相较于人工测量，激光单元测量可以提高测径数据的准确性、稳定性和可靠性。利用悬挂驱动机构对光纤预制棒进行悬挂，并驱动光纤预制棒转动，相较于水平放置，悬挂放置可以减少不圆度以及滚轮引起的测量误差，提高了测径数据的准确性，也减少了人工搬运的安全问题和产品质量问题，节约人工，减少测量工序，从而提高光纤预制棒的流转率。

为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

参阅图2，本发明实施例第一方面提供一种光纤预制棒10的测量装置。其中，光纤预制棒10是指具有特定折射率剖面并用于制造光纤的石英玻璃棒。如图2所示，光纤预制棒10包括主体部分11，以及分别设置在主体部分11相对的两端的尾柄12。主体部分11与尾柄12同轴，且主体部分11的直径大于尾柄12的直径。

参阅图3，受到工艺条件、设备精度等影响，光纤预制棒10制作完成后，光纤预制棒10的至少部分部位弯曲，使得光纤预制棒10非理想中的圆柱体。光纤预制棒10的实际中心线61与理想中心线62不一定相重合，为此需要对光纤预制棒10进行检测，通过测量光纤预制棒10的几何尺寸，以确定光纤预制棒10是否满足生产需求。

参阅图4，本发明实施例中的光纤预制棒10的测量装置包括：悬挂驱动机构(图中未画出)、激光单元30和处理单元40。悬挂驱动机构悬挂并驱动光纤预制棒10转动。光纤预制棒10吊在悬挂驱动机构上，以使光纤预制棒10自然下垂，实现光纤预制棒10的竖直放置。光纤预制棒10还在悬挂驱动结构的驱动下沿第一方向轴向转动。第一方向可以为顺时针方向，或者为逆时针方向。如图4所示，第一方向逆时针方向，即光纤预制棒10逆时针转动。

在光纤预制棒10包括主体部分11和尾柄12的实施例中，光纤预制棒10的至少一个尾柄12设置有插销孔，插销孔设置在尾柄12的外周面且贯穿尾柄12，悬挂驱动机构包括转动卡盘、与转动卡盘固定连接的挂钩，以及穿设于插销孔内且两端分别设置在挂钩上的插销。

其中，转动卡盘可以呈盘状，例如圆盘或者方盘，其可以转动，例如转动卡盘由第二电机驱动。挂钩与转动卡盘固定连接，例如挂钩卡接在转动卡盘的底面，由转动卡盘带动挂钩转动。挂钩与转动卡盘可以为分体结构，以便于在挂钩上设置安装孔，待挂钩上加工完安装孔后，再将具有安装孔的挂钩与转动卡盘连接在一起。

参阅图5，在一些示例中，挂钩包括套筒51，套筒51可以呈圆筒、椭圆筒或者矩形筒。优选地，套筒51的形状与光纤预制棒10的尾柄12的形状相适配。套筒51的内部中空，沿套筒51的轴线，至少套筒51的下端具有开口52，以容纳光纤预制棒10的尾柄12，例如，如图4所示，套筒51的上端和下端均具有开口52。

套筒51的侧壁设置有避让槽53，避让槽53贯穿套筒51的侧壁，与套筒51的内部连通，且避让槽53的下端延伸至开口52，以使光纤预制棒10可以由套筒51的侧面伸入套筒51内。避让槽53两侧的侧壁还分别设置有槽孔54，两个槽孔54均贯穿侧壁且相对设置，即这两个槽孔54的轴线相重合，以使插销可以横向放置在槽孔54内。两个槽孔54相对于套筒51的轴线倾斜设置，以使两个槽孔54的上端均可以延伸至避让槽53。

光纤预制棒10安装时，将销轴穿设在光纤预制棒10的尾柄12的插销孔内，销轴的两端均外伸于插销孔；再将销轴与光纤预制棒10一起由套筒51的侧壁的避让槽53放入，销轴由槽孔54的上端滑落至槽孔54的下端，光纤预制棒10的尾柄12位于套筒51的内部。

继续参阅图4，激光单元30设置在光纤预制棒10的旁侧且沿竖直方向(图4所示Z方向)运动。激光单元30沿竖直方向至少往返一次，一次往返包括两个运动方向相反的单程。具体的，激光单元30由第一端(例如上端)运动至第二端(例如下端)为一个单程，激光单元30再由第二端运动至第一端为另一个单程，这两个单程为往返一次，激光单元30往返一次后回到初始位置。沿竖直方向，单程的路径大于光纤预制棒10的长度，以实现对光纤预制棒10的任意位置的测量。

激光单元30沿竖直方向至少往返一次是指激光单元30至少运动两个单程。在一些示例中，激光单元30运动偶数个单程，激光单元30最终回到初始位置，例如，激光单元30由第一端开始运动，激光单元30最终仍回到第一端。在另一些示例中，激光单元30运动奇数个单程，激光单元30最终位于初始位置的相对位置，例如，激光单元30由第一端开始运动，激光单元30最终停止在第二端。当然，激光单元30还可以运动大于2的非整数个单程，激光单元30最终停止在初始位置及其相对位置之间，例如，激光单元30由第一端开始运动，激光单元30最终停止在第一端和第二端之间。

激光单元30每个单程的路径相同，路径包括多个预设测点，预设测点可以沿竖直方向等间隔分布。激光单元30在运动过程中，对光纤预制棒10进行测量，并得到预设测点的测径数据。其中，测径数据包括直径数据和位置数据，直径数据表征光纤预制棒10的直径，根据直径数据可以获得预设测点处对应的光纤预制棒10的直径。位置数据表征光纤预制棒10邻近参考平面的边缘相对于参考平面的位置，根据位置数据与直径数据可以获得光纤预制棒10的实际中心线的位置。

在激光单元30每相邻的两个单程之间，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10沿第一方向转过预设角度，以获得同一个预设测点的多组测径数据，直至光纤预制棒10的累积转动角度达到预设条件。预设角度越小，则激光单元30进行的单程数量越多，获得的测径数据越多，进而得到的几何尺寸的准确度越高。

在一些示例中，预设条件为：光纤预制棒10的累积转动角度小于180°，且光纤预制棒10的累积转动角度与预设角度之和大于180°。当光纤预制棒10的累积转动角度大于或者等于180°，无需对光纤预制棒10进行重复测量，提高测量效率。

具体的，激光单元30进行第一个单程后暂停运动，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10沿第一方向转过预设角度，激光单元30继续进行运动。激光单元30进行第二个单程后暂停运动，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10沿第一方向继续转过预设角度，光纤预制棒10的累积转动角度为2个预设角度。以此类推，激光单元30和悬挂驱动机构交替进行，直至光纤预制棒10的累积转动角度小于180°，且光纤预制棒10的累积转动角度与预设角度之和大于180°。示例性的，预设角度为25°，则激光单元30进行8个单程，每个预设测点获得8组测径数据，即分别获得光纤预制棒10在0°、25°、50°、75°、100°、125°、150°和175°时的测径数据。

在一些可能的实施例中，参阅图4和图6，激光单元30包括沿水平方向相对设置且同步运动的激光发射器31和激光接收器32；激光发射器31和激光接收器32分别位于在光纤预制棒10两侧，激光发射器31和激光接收器32之间形成相互平行的激光，且相互平行的激光中的最外侧的两个边界激光44分别位于光纤预制棒10的两侧。

其中，激光发射器31用于发射激光，激光接收器32用于接收发射的激光，激光发射器31和激光接收器32沿水平方向(图4所示X方向)相对设置且沿竖直方向(图4所示Z方向)同步运动，以激光发射器31和激光接收器32之间的激光垂直于光纤预制棒10，从而测量光纤预制棒10的直径和实际中心线的位置。激光发射器31和激光接收器32分别位于光纤预制棒10的两侧，例如激光发射器31位于光纤预制棒10的右侧，激光接收器32位于光纤预制棒10的左侧，以使激光发射器31和激光接收器32之间的激光可以经过光纤预制棒10，从而对光纤预制棒10进行测量。

激光发射器31和激光接收器32之间的激光相互平行，即激光传播方向相互平行，例如激光发射器31和和激光接收器32之间的激光沿水平方向(图6所示Y方向)传播。相互平行的激光中最外侧的两个激光为边界激光44，边界激光44为在垂直于激光的传播方向且垂直于竖直方向的方向(图6所示的Y方向)上所能达到的最远距离的激光。两个边界激光44之间的区域为激光单元30的测量区域，两个边界激光44之间的距离为激光单元30的测径量程。示例性的，激光单元30的测径量程为400mm，其表示激光单元30所能测量的光纤预制棒10的最大直径为400mm，即光纤预制棒10的可测直径为0-400mm。

如图6所示，两个边界激光44分别位于光纤预制棒10的两侧，即沿垂直于激光的传播方向，光纤预制棒10的两侧均具有激光，以使光纤预制棒10处于激光的传播路径内，即光纤预制棒10处于激光单元30的测量区域内。当激光未受到光纤预制棒10的阻挡时，激光接收器32可以接收到激光，当激光受到光纤预制棒10的阻挡时，激光接收器32难以接收到激光或者接收到的激光较弱。根据激光接收器32接收到的激光强弱，以及边界激光44，可以获得光纤预制棒10的直径的大小和实际中心线的位置。

在一些可能的实现方式中，如图6所示，激光发射器31包括激光光源41和第一透镜42，第一透镜42设置在激光光源41靠近光纤预制棒10的一侧，激光光源41发生的激光经第一透镜42后形成为相互平行的激光；激光接收器32包括第二透镜43和感光单元，第二透镜43设置感光单元靠近光纤预制棒10的一侧，相互平行的激光中的每条激光经第二透镜43后传播至感光单元上。

其中，第一透镜42位于光纤预制棒10和激光光源41之间，第一透镜42凸向光纤预制棒10，以使激光光源41发出的激光经第一透镜42后形成相互平行的激光。第二透镜43位于光纤预制棒10和感光单元之间，第二透镜43凸向光纤预制棒10，相互平行的激光中的每条激光经第二透镜43后传播至感光单元上。激光光源41发射的激光依次经第一透镜42至第二透镜43，并由感光单元接收。

如图6所示，经第一透镜42后的相互平行的激光具有一定宽度，宽度是指沿垂直于竖直方向且垂直于水平方向(图6所示Y方向)上的尺寸，该方向定义为宽度方向。沿该方向位于最外侧的激光为边界激光44，当激光发射器31沿竖直方向运动时，位于光纤预制棒10同一侧的边界激光44所在的平面形成为参考平面。直径数据为光纤预制棒10沿宽度方向上的尺寸，如图6中L2所示。位置数据为光纤预制棒10沿宽度方向相对于参考平面的尺寸，如图6中L1所示。

在一些示例中，激光光源41为旋转光源，其绕转轴匀速转动，以使激光发射器31为扫描式激光发射器，提高测量装置的测量精度。如图6所示方位，激光光源41顺时针转动，激光光源41发射的激光由下至上依次扫描。当激光没有被光纤预制棒10阻挡时，感光单元可以接收到激光，产生高电平信号；当激光被光纤预制棒10阻挡时，感光单元接收不到激光，或者接收到的激光较弱，产生低电平信号。

根据低电平信号持续的时间可以获得光纤预制棒10的直径数据L2。根据感光单元高电平信号的持续时间可以获得光纤预制棒10的与边界激光44的距离。具体的，根据低电平信号之前的高电平信号的持续时间，可以获得光纤预制棒10的边缘与初始出现的边界激光44的距离，例如，激光光源41顺时针转动时，获得光纤预制棒10的下边缘与下方的边界激光44的距离。根据低电平信号之后的高电平信号的持续时间，可以获得光纤预制棒10的边缘与最终出现的边界激光44的距离，例如，激光光源41顺时针转动时，获得光纤预制棒10的上边缘与上方的边界激光44的距离。

可以理解的是，由于激光发射器31和激光接收器32之间的激光具有时序性，且激光发射器31和激光接收器32沿竖直方向运动，在一个扫描周期内，激光发射器31和激光接收器32之间的平行的激光所形成的平面相较于水平面倾斜。由于激光发射器31的扫描频率较高，即激光光源41的转速较快，其相对于激光接收器32沿竖直方向的运动速度相差好几个量级，因此激光发射器31和激光接收器32之间的平行的激光所形成的平面近似成水平面。激光发射器31的扫描频率与激光接收器32沿竖直方向的运动速度会影响激光单元30的测量精度，本发明实施例中，激光单元30的精度可以达到0.001mm。

为了实现激光发射器31和激光接收器32之间的同步运行，在一些示例中，如图4所示，激光单元30还包括与激光发射器31和激光接收器32固定连接的底座33；测量装置还包括与底座33传动连接的丝杆、与丝杆传动连接的第一电机，以及相对设置且沿竖直方向延伸的两条导轨，两条导轨上分别滑动设置有激光发射器31和激光接收器32。

其中，激光发射器31和激光接收器32分别设置在一条导轨上且沿导轨滑动。两条导轨相对设置且沿竖直方向延伸，以使激光发射器31和激光接收器32沿竖直方向运动。激光发射器31和激光接收器32均固定连接在底座33上，以使激光发射器31和激光接收器32之间同步运动。

底座33为刚性底座33，其形状可以为弧形、拱桥形或者U形，其中，U形可以为直角U形或者圆角U形，光纤预制棒10位于底座33的开口内，以防止底座33与光纤预制棒10干涉。底座33与丝杆传动连接，丝杆与第一电机传动连接，第一电机带动丝杆运动从以驱动底座33沿竖直方向移动，从而带动激光发射器31和激光接收器32沿导轨竖直滑动。

继续参阅图4，处理单元40与激光单元30连接，在一些示例中，处理单元40与激光接收器32连接。处理单元40根据测径数据，计算光纤预制棒10的几何尺寸。其中，处理单元40可以为处理器，几何尺寸包括直径、不圆度、弓曲度以及尾柄跳动值中的至少一者。由于激光单元30至少往返一次，每个预设测点对应至少两个测径数据，即每个预设测点获得至少两个直径数据L2和至少两个位置数据L1。

处理单元40对同一个预设测点的多个直径数据L2去除异常点后求平均值，获得该预设测点相对应的直径，根据所有预设测点及相对应的直径，可以获得光纤预制棒10的直径趋势分布图。

处理单元40对同一个预设测点的多个直径数据L2去除异常点后求平均值，获得该预设测点相对应的直径。根据不圆度等于直径差除以直径平均值乘以100％，计算该预设测点相对应的不圆度，并根据所有预设测点及相对应的不圆度，可以获得光纤预制棒10的不圆度趋势分布图。

处理单元40根据每个单程中相对应的位置数据L1和直径数据L2计算预设测点相对应的中心点的位置，中心点的位置等于位置数据L1加上二分之一的直径数据L2。

处理单元40计算位于光纤预制棒10的主体部分11且分别靠近主体部分11两端的两个位置处(如图3所示的A位置处和B位置处)的中心点的位置。在同一单程中，处理单元40根据A位置处相对应的预设测点的位置数据L1和直径数据L2，计算A位置处的中心点C

处理单元40计算同一单程中尾柄12相对应的各预设测点的中心点的位置到中心线C

在一个示例中，激光单元30的测径量程为400mm，激光单元30的精度为0.001mm，激光单元30初始位置位于上方，激光单元30的移动速度为10mm/s，每0.5s获得一组测径数据，激光单元30一个单程获得880条测径数据，每条测径数据包括直径数据L2和位置数据L1。激光单元30相邻两个单程之间，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10转动25°，激光单元30共进行8个单程，获得7040条测径数据。

处理单元40计算可以获得图7所示的直径趋势分布图，图8所示的不圆度趋势分布图，图9所示的弓曲度分布图，以及表1所示的尾柄跳动值。其中，激光单元30的测径量程为400mm，光纤预制棒10的直径范围可为100-300mm，直径的精度为0.001mm，不圆度的范围为0.00％～1.00％，不圆度的精度为0.01％，弓曲度的范围为0.00％～1.00％，弓曲度的精度为0.001％，尾柄跳动值的范围在0.00～10.00mm，尾柄跳动值的精度为0.001mm，提高了光纤预制棒10的测量精度，人工测量的0.1mm精度提升至0.001mm。

表1尾柄在5cm内的跳动数据

综上，本发明实施例的光纤预制棒10的测量装置，利用激光单元30对光纤预制棒10进行测量，相较于人工测量，激光单元30测量可以提高测径数据的准确性、稳定性和可靠性。利用悬挂驱动机构对光纤预制棒10进行悬挂，并驱动光纤预制棒10转动，相较于水平放置，悬挂放置可以减少不圆度以及滚轮引起的测量误差，提高了测径数据的准确性，也减少了人工搬运的安全问题和产品质量问题，节约人工，减少测量工序，从而提高光纤预制棒10的流转率。

本发明实施例还提供一种光纤预制棒的测量方法，该光纤预制棒的测量方法可以包括：

步骤a：将光纤预制棒悬挂在悬挂驱动机构上。

步骤b：待光纤预制棒停止晃动后，激光单元沿竖直方向进行一个单程，并得到多个预设测点的测径数据。

步骤c：悬挂驱动机构驱动光纤预制棒沿第一方向转过预设角度。

重复步骤b至步骤c，直至光纤预制棒的累积转动角度达到预设条件。

步骤d：处理单元根据测径数据，计算光纤预制棒的几何尺寸。

参阅图4，悬挂驱动机构使光纤预制棒10保持竖直放置，激光单元30位于光纤预制棒10旁侧且沿竖直方向运动，以对单程的路径中的多个预设测点进行测量，获得多个预设测点相对应的测径数据。测径数据包括直径数据和位置数据，根据直径数据可以获得预设测点处对应的光纤预制棒10的直径的大小，根据位置数据与直径数据可以获得光纤预制棒10的中心线的位置。处理单元40与激光单元30连接，根据测径数据计算光纤预制棒10的几何尺寸。几何尺寸包括直径、不圆度、弓曲度以及尾柄跳动值中的至少一者。悬挂驱动机构、激光单元30和处理单元40的具体结构可以参照上文实施例，在此不再赘述。

在一些示例中，预设条件为光纤预制棒10的累积转动角度小于180°，且光纤预制棒10的累积转动角度与预设角度之和大于180°。预设角度越小，光纤预制棒10转动的次数越多，每个预设测点所对应的测径数据的数量越多，光纤预制棒10的测量结果越准确。

例如，预设角度为25°时，光纤预制棒10每转动25°，激光单元30运动1个单程，测量获得1组测径数据，激光单元30共计需要运动8个单程，获得8组测径数据。预设角度为10°时，光纤预制棒10每转动25°，激光单元30运动1个单程，测量获得1组测径数据，激光单元30共计需要运动18个单程，获得18组测径数据。

本发明实施中，激光单元30由上端开始测量，单程4400mm，激光单元30的测径量程为400mm，激光单元30的精度为0.001mm，激光单元30的移动速度为10mm/s，每0.5s获得一组测径数据，每条测径数据包括直径数据L2和位置数据L1，预设角度为25°，测量过程具体为：

将光纤预制棒10悬挂在悬挂驱动机构上；

待光纤预制棒10停止晃动后，激光单元30进行一个单程，激光单元30自上而下移动并得到880个预设测点的测径数据，共计880条测径数据；

激光单元30完成一个单程后停止移动，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10沿第一方向转过25°，光纤预制棒10的累积转动角度为25°；

待光纤预制棒10停止晃动后，激光单元30进行一个单程，激光单元30自下而上移动并得到880个预设测点的测径数据，共计880条测径数据；此时激光单元30往返一次；

激光单元30完成一个单程后停止移动，悬挂驱动机构驱动光纤预制棒10沿第一方向转过25°，光纤预制棒10的累积转动角度为50°；

激光单元30和悬挂驱动机构交替重复进行上述过程，直至光纤预制棒10的累积转动角度达到175°；激光单元30共进行8个单程，获得7040条测径数据。

处理单元40根据7040条测径数据，计算光纤预制棒10的直径、不圆度、弓曲度和尾柄跳动值。处理单元40对同一个预设测点的多个直径数据L2去除异常点后求平均值，获得该预设测点相对应的直径，根据所有预设测点及相对应的直径，可以获得如图7所示的直径趋势分布图。激光单元30的测径量程为400mm光纤预制棒10的直径范围可以为100-300mm，直径的精度为0.001mm。

处理单元40对同一个预设测点的多个直径数据L2去除异常点后求平均值，获得该预设测点相对应的直径。根据不圆度等于直径差除以直径平均值乘以100％，计算该预设测点相对应的不圆度，并根据所有预设测点及相对应的不圆度，可以获得如图8所示的不圆度趋势分布图。不圆度的范围为0.00％～1.00％，不圆度的精度为0.01％。

处理单元40根据每个单程中相对应的位置数据L1和直径数据L2计算预设测点相对应的中心点的位置，中心点的位置等于位置数据L1加上二分之一的直径数据L2。

处理单元40计算位于光纤预制棒10的主体部分11且分别靠近主体部分11两端的两个位置处(如图3所示的A位置处和B位置处)的中心点的位置。在同一单程中，处理单元40根据A位置处相对应的预设测点的位置数据L1和直径数据L2，计算A位置处的中心点C

处理单元40计算同一单程中尾柄12相对应的各预设测点的中心点的位置到中心线C

综上，本发明实施例的光纤预制棒10的测量方法中，通过激光单得到多个预设测点的测径数据，相较于人工测量，激光单元30测量可以提高测径数据的准确性、稳定性和可靠性。利用悬挂驱动机构对光纤预制棒10进行悬挂，并驱动光纤预制棒10转动，相较于水平放置，悬挂放置可以减少不圆度以及滚轮引起的测量误差，提高了测径数据的准确性，也减少了人工搬运的安全问题和产品质量问题，节约人工，减少测量工序，从而提高光纤预制棒10的流转率。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。