(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光検出ポートを備える楕円形反射チャンバと、
少なくとも２つの光源と、
少なくとも前記２つの光検出ポートと光通信する受光部と、
を備え、
前記２つの光源のそれぞれは硬化チューブに向けられており、
前記硬化チューブは、前記楕円形反射チャンバの少なくとも一部の中であって前記２つの光源の間に配置されており、
前記２つの光源の劣化を示唆するために、非一時的なメモリに実行可能な命令を備えるコントローラを更に備える、ファイバー硬化をモニターするシステム。
【請求項２】
前記受光部は、少なくとも２本の光ファイバーを介して、少なくとも前記２つの光検出ポートと連結されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも前記２つの光検出ポートのうち第１の光検出ポートは、前記２つの光源のうち第１の光源と前記硬化チューブとの間に配置され、少なくとも前記２つの光検出ポートのうち第２の光検出ポートは、前記２つの光源のうち第２の光源と前記硬化チューブとの間に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記２つの光源うち第１の光源は、第１のカラムに並べられた複数のＬＥＤアレイを備え、前記２つの光源うち第２の光源は、第２のカラムに並べられた複数のＬＥＤアレイを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記楕円形反射チャンバは、前記第１の及び第２のカラムのそれぞれの前記ＬＥＤアレイのための光検出ポートをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のカラム及び前記第２のカラムは、前記硬化チューブの長軸の縦方向に沿って配列されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
ファイバー紫外線硬化システムのファイバーのスループットを低減すること、しかし止めないこと、を指示するための、非一時的なメモリに保存された実施可能な命令を備えるコントローラをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
第１の光検出ポートと第２の光検出ポートとを備える２つの楕円形反射チャンバと、
少なくとも２つの光源と、
少なくとも前記２つの光検出ポートと光通信する受光部と、
を備え、
前記第１の光検出ポートは、前記２つの楕円形反射チャンバのうちの第１の楕円形反射チャンバの中に位置し、前記第２の光検出ポートは、前記２つの楕円形反射チャンバのうちの第２の楕円形反射チャンバの中に位置し、
前記２つの光源のそれぞれは硬化チューブに向けられており、
前記硬化チューブは、前記２つの楕円形反射チャンバの少なくとも一部の中であって前記２つの光源の間に配置されており、
前記２つの光源の劣化を示唆するために、非一時的なメモリに実行可能な命令を備えるコントローラを更に備える、ファイバー硬化をモニターするシステム。
【請求項９】
前記第１の光検出ポート及び前記第２の光検出ポートは、前記硬化チューブの長さ方向に沿って縦方向に配置されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記楕円形反射チャンバの中に含まれる第３の、第４の、第５の、及び第６の光検出ポートをさらに備え、
前記第１の、第３の、及び第５の光検出ポートは、前記硬化チューブの長軸の縦方向に配置されており、前記第２の、第４の、及び第６の光検出ポートは、前記硬化チューブの長軸の縦方向に配置されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の、第３の、及び第５の光検出ポートは、前記硬化チューブの前記第２の、第４の、及び第６の光検出ポートの反対側に位置する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第３の光検出ポートと連結された第３の受光部と、前記第４の光検出ポートと連結された第４の受光部と、前記第５の光検出ポートと連結された第５の受光部と、前記第６の光検出ポートと連結された第６の受光部と、をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、及び第６の受光部からの出力に応じて前記２つの光源からの出力を調節するための、非一時的なメモリに保存された実施可能な命令を備えるコントローラをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
２つの楕円形反射チャンバに光を供給する２つの光源から出射される光エネルギーの量を受光するステップと、
前記光エネルギーの量に応じて、ファイバー硬化システムの動作を調節するステップと、を備え、
前記ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、コントローラ又はオペレータに前記２つの光源の劣化の示唆を提供するステップを備える、
ファイバー硬化システムを動作させるための方法。
【請求項１５】
前記２つの楕円形反射チャンバのうちの１つの楕円形反射チャンバにおいて検出された光エネルギーの量に応じて、前記２つの光源のうちの１つの光源の中の１以上の発光アレイの出力を調節するステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、前記ファイバー硬化システムのスループットを低減する指示を提供するステップを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、前記２つの光源のうち少なくとも１つへの冷媒の流れを調節する指示を提供するステップを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、前記２つの光源のうち少なくとも１つに供給される電気エネルギーを調節するステップを備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を用いてファイバー硬化をモニターするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーは光源から受光部まで光を伝搬させるために用いられる。光ファイバーの２つの端の間の通信をサポートするため、光源は情報を出射光と共に伝搬させる。光ファイバーをひっかき傷や擦り傷から保護するため、光ファイバーは当該光ファイバーの長さに亘ってコーティングされている。保護コーティングは所定の波長の光エネルギーを露光することによって硬化される。例えば、紫外線（ＵＶ）が露光されるとコーティングは硬化する。コーティングを硬化するのに要する時間は、光の強度と光に露光されるコーティングの量に依存する。光ファイバーとそのコーティングとに照射される光の強度が所望する光の強度より強い場合、過剰のパワーが照射システムによって消費され、照射システムの冷却装置は光源を冷やすのに十分ではないかもしれない。光ファイバーとそのコーティングとに照射される光の強度が所望する光の強度より弱い場合、光ファイバーのコーティングは所望するように硬化しないかもしれない。
【０００３】
特許文献１には、光ファイバーのコーティングを硬化するシステムが記載されている。楕円形反射チャンバ、紫外線電球、楕円形反射チャンバの外側に配置された２つの紫外線検出器。第１の紫外線検出器は紫外線電球から出射された光量をモニターし、第２の紫外線検出器は硬化チューブを通過する光をモニターし、硬化チューブを避けた光の平均が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５４１８３６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された楕円形反射チャンバと紫外線電球は、所望するほど効率的ではない。紫外線検出器は楕円形反射チャンバから離れて配置されているため、楕円形反射チャンバから出た光の一部は、紫外線検出器に到達しない。
本願発明者は、上述の課題を認識し、繊維硬化をモニターするシステムを発展させた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる繊維硬化をモニターするシステムは、楕円形反射チャンバを備える。当該楕円形反射チャンバは、少なくとも２つの光検出ポートと、受光部と、を備える。２つの光検出ポートは、少なくとも２つの光源を備える。また、当該受光部は、少なくとも２つの光検出ポートと光通信を行う。また、それぞれの光源は硬化チューブに向けられており、硬化チューブは楕円形反射チャンバの少なくとも一部の中であって２つの光源の間に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
楕円形反射チャンバの中の硬化チューブに向けられた２つの光源の光を検出することで、硬化チューブに向けられた光エネルギーの平均量を測定するために、楕円形反射チャンバの外周の周りの２以上の場所からの光のエネルギーを合わせることができる。さらに、２つの光検出ポートは、光ファイバーに向けられた光が楕円形反射チャンバを出ないで光検出器に到達して検出されるように楕円形反射チャンバの壁にフラッシュを発する光ファイバーを受ける。このようにして、受光部は光源の視準線を妨害しないようにする必要がない。さらに、硬化されるファイバーの全ての側面が同じ量の光エネルギーを受けて、ファイバーがより均一に硬化するように、且つ、硬化システムがファイバーに施されるコーティングを硬化するために使用するエネルギーがより少ないように、楕円形反射チャンバは形成される。
【０００８】
本明細書はいくつかの利点を提供する。特に、本アプローチは、ファイバー硬化チャンバに供給される平均光エネルギーの改善された推定を提供することができる。さらに、本アプローチは、ファイバー硬化システムの動作および光源が劣化しているか否かの検出に役立つ。さらに、本アプローチは、よりエネルギー効率良く光エネルギーをモニターするファイバー硬化システムを提供する。
【０００９】
上述の利点及び他の利点、並びに本明細書の特徴は、後述の詳細な説明のみから又は図面と合わせた詳細な説明から、容易に明確になるであろう。
【００１０】
上述の要約は、簡略な形で、詳細な説明においてさらに説明されるコンセプトの集まりを紹介するために記載されたものであることが理解されるべきである。上述の要約は、請求項に記載された主題の基本的特徴又は要点を特定するものではなく、主題の範囲は、詳細な説明によって裏付けられた請求項によってのみ規定されるものである。さらに、請求項に記載された主題は上述の不利益を解決するための実施及び本開示のいかなる部分によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ファイバー硬化システムの概略を示す。
【図２】図２は、ファイバー硬化システムのサブシステムの例の概要を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、光エネルギー検出ポートを説明する、ファイバー硬化システムの横断面の例を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、光エネルギー検出ポートを説明する、ファイバー硬化システムの縦断面の例を示す。
【図４】図４は、硬化チューブの透明度測定器を説明する、ファイバー硬化システムの横断面図の例を示す。
【図５】図５は、ファイバー硬化システムから射出される光エネルギーを測定する方法の例を示す。
【図６】図６は、ファイバー硬化システムにおける、硬化チューブの透明度又は透過率を測定する方法の例を示す。
【００１２】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図４は、ほぼ一定の比率で示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、ファイバーに施されるコーティングを硬化するためのファイバー硬化システムに関する。図１は、コーティングされるファイバーに向かって光を集光する楕円形反射チャンバを備えるファイバー硬化システムの一実施例を示す。ファイバーに施されるコーティングを硬化するように機能するように、光のエネルギーは楕円形反射チャンバに供給される。ファイバー硬化システムは、図２に示すサブシステムを備える。図３に示すように、楕円形反射チャンバの中の光エネルギーは光検出ポートによって検出される。ファイバー硬化システムの中の硬化チューブの透明度及び／又は透過率は図４に示す機器によって測定される。ファイバー硬化システムから射出される光エネルギーの量を測定する方法は図５に示される。最後に、硬化チューブの透明度又は透過率を測定する方法は図６に示される。
【００１４】
図１を参照すると、ファイバー硬化システムの概略が示されている。この実施例では、ファイバー硬化システムは、１本のファイバーに施されるファイバー保護コーティングを硬化するものである。しかしながら、他の実施例では、ファイバー硬化システムは、リボンのように配列された複数のファイバーに施されるコーティングを硬化する形式であってもよい。さらに、本明細書に記載するシステム及び方法は、他のアレンジを有するファイバー硬化システムにも適用可能である。
【００１５】
ファイバー硬化システム１００が動作している際、液体によりコーティングされたファイバー１７５は本体部１３３及び硬化チューブ１２６を通って引かれている。硬化チューブ１２６は例えば石英ガラス又は他の材質により形成されている。これにより、光が硬化チューブを通過することができる。光エネルギーは、本体部１３３の中の楕円形反射チャンバ（不図示）の中のファイバー１７５に向けられる。光エネルギーは保護コーティングを硬化し、硬い保護層がファイバー１７５の上に形成される。硬化処理の間、保護コーティングが硬化されるにつれて保護コーティングから蒸気が放出される。硬化チューブ１２６の内壁に蒸気が付着し、硬化チューブ１２６の透過率を減少させ、ファイバー硬化システム１００の効率を減少させる。窒素（Ｎ２）などの不活性ガスを硬化チューブ１２６の中に流すことにより、硬化チューブ１２６から蒸気を除去することができる。しかしながら、不活性ガスを硬化チューブ１２６に流しても、硬化チューブに蒸着は形成される場合がある。
【００１６】
ファイバー硬化システム１００は、楕円形反射チャンバ（不図示）を備える本体部１３３を備える。本体部１３３は、互いに連結された、いくつかのセクションから形成される。第１の光源１１２と第２の光源１１３は、長軸１７０の縦方向に配列されて、本体部１３３に連結されている。第１の光源１１２は、本体部１３３の中へ、且つ第２の光源１１３の方へ光を向ける。同様に、第２の光源１１３は、本体部１３３の中へ、且つ第１の光源１１２の方へ光を向ける。したがって、第１の光源１１２と第２の光源１１３の双方は、硬化チューブ１２６の方へ光エネルギーを向ける。第１の光源１１２及び第２の光源１１３は、冷却器（不図示）から冷媒路１３０を介して供給される液体冷媒によって冷却される。第３の光源１２２及び第４の光源１２３は、硬化チューブ１２６の透明度及び／又は透過率を測定するのに使用される光を供給する。光検出器又は受光部は、第３の光源１２２及び第４の光源１２３からの光を受光するため、本体部１３３の側部１０５と反対側の側部に配置されている。本実施の形態は、硬化チューブ１２６の透明度及び／又は透過率を測定するため、２つの光源と２つの受光部を備えるが、他の実施の形態は、硬化チューブ１２６の透明度及び／又は透過率を測定するため、１〜Ｎ個の光源と１〜Ｎ個の受光部を備えていてもよい。光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５も、本体部１３３に連結されている。
【００１７】
第１の光源１１２及び第２の光源１１３は、複数の発光アレイを備える。一実施例では、それぞれの発光アレイは、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。発光アレイは、長軸１７０に沿うカラムの中に配列されている。例えば、第１の光源１１２及び第２の光源１１３は、１つのカラムの中に配列された３つの発光アレイを備える。この１つのカラムは、３つの列を有し、長軸１７０に沿って形成されている。他の実施例では、第１の光源１１２及び第２の光源１１３は、異なる数の列及びカラムの発光アレイから構成されている。発光アレイは本体部１３３の中のファイバー１７５の方に光エネルギーを向けている。
【００１８】
左側の光ファイバー１１４及び右側の光ファイバー１１５は、第１の光源１１２及び第２の光源１１３から出力された光エネルギーを複数の光検出器１５５へ伝搬する。あるいは、左側の光ファイバー１１４及び右側の光ファイバー１１５は、一緒にまとめられて、１つの光検出器１５６に入力してもよい。左側の光ファイバー１１４は、第１の光源１１２と硬化チューブ１２６との間に、列状に配列されて、本体部１３３に入る。右側の光ファイバー１１５は、第２の光源１１３と硬化チューブ１２６との間に、列状に配列されて、本体部１３３に入る。一実施例では、光ファイバーは第１の光源１１２及び第２の光源１１３のそれぞれの発光アレイのために提供される。それぞれの右側の光ファイバー１１５は、隣接する右側の光ファイバー１１５と等しい間隔で配置される。同様に、それぞれの左側の光ファイバー１１４は、隣接する左側の光ファイバー１１４と等しい間隔で配置される。
【００１９】
一実施例では、第３の光源１２２と第４の光源１２３は、例えば、コリメート光源、レーザー光源からなる。コリメート光源は、対応する受光部に向かわない光の光量を削減することができる。これにより、測定のノイズに対するシグナルの比が低減され、又は部分的に低減され、低下した硬化チューブの透過率が改善される。
【００２０】
図１は、断面ＡＡ、ＢＢ、ＣＣの場所を示す。断面ＡＡは図４に示され、断面ＢＢは図３Ａに示され、断面ＣＣは図３Ｂに示されている。断面ＡＡは、硬化チューブの透明度及び／又は透過率システムの詳細を示す。断面ＢＢは、紫外線強度をモニターするシステムの部分の詳細を示す。断面ＣＣは、紫外線強度をモニターするシステムの部分の縦方向視を示す。
【００２１】
図２を参照すると、ファイバー硬化システムのサブシステムの概略が示されている。ファイバー硬化システム１００は、照明サブシステム２００、冷却サブシステム２０２、不活性ガスサブシステム２０４を備える。
【００２２】
照明システム２００は、ヒートシンク２３１と熱的連通関係にある１以上の発光デバイス２１０を備える。この実施例では、発光デバイス２１０は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。それぞれのＬＥＤ２１０は、アノード２２０とカソード２２２を備える。電源切替部（不図示）は、コンダクター２６４を介して、４８Ｖの直流電力を電圧制御部２４０に供給する。電圧制御部２４０は、導体又は導電路２４２を介して、直流電力をＬＥＤ２１０のアノード２２０に供給する。電圧制御部２４０は、導体又は導電路２４４を介して、ＬＥＤ２１０のカソード２２２と電気的に結合している。電圧制御部２４０はグランド２６０に関連していることが分かり、一実施例では降圧型レギュレータであってもよい。
【００２３】
コントローラ２０８は、電圧制御部２４０と電気通信する。他の実施例では、必要であれば、コントローラ２０８の代わりに、離散入力生成装置（例えば、スイッチ等）を用いてもよい。コントローラ２０８は、命令実行のために中央処理装置（ＣＰＵ）２９０を備えている。コントローラ２０８は、電圧制御部２４０を制御するため、外部コントローラ２２８と通信するため、他のデバイスを制御するため、入出力（Ｉ／Ｏ）２８８を備えている。読み出し専用メモリ２９２に非一時的な実行可能な命令が格納されてもよく、ランダムアクセスメモリ２９４に変数が格納されてもよい。電圧制御部２４０は、調節可能な電圧及び電流をＬＥＤ２１０に供給する。コントローラ２０８は、電圧制御部の出力電圧を調節するため、制御信号を電圧制御部２４０に供給する。コントローラ２０８は、光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５からの入力を光検出器１５５を介して受信する。
【００２４】
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の形をとる切替装置又は可変抵抗器２８０は、他の入力デバイスを介してコントローラ２０８から強度信号電圧を受信する。本実施例では、可変抵抗器をＦＥＴとして記載したが、本回路は、他の形の可変抵抗器を採用できるのは勿論である。可変抵抗器２８０への制御信号を調節することによって、コントローラ２０８はＬＥＤ２１０に入力する電流を調節し、ＬＥＤ２１０によって生成される光の強度を調節する。
【００２５】
本実施例では、少なくとも１つの発光アレイ２７１は、光を生成するレーザーダイオード又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体発光素子を備える。素子は基板の上に、１本のアレイ状に形成されてもよいし、複数本のアレイ状に形成されてもよいし、一本であっても複数であっても、いくつかの基板の上のいくつかのアレイは互いに結合されていてもよい。さらに、図２では、１本のＬＥＤアレイのみが示されているが、図１に示す第１の光源１１２及び第２の光源１１３は１以上の光アレイを備える。第１の及び第２の光源のそれぞれのアレイ２７１は、１つの電圧制御部２４０を介して電力が供給される。これにより、全ての光アレイに同じ量の電力が供給される。あるいは、第１の及び第２の光源のそれぞれのアレイ２７１は、独自の電圧制御部２４０を介して電力が供給されてもよい。これにより、それぞれの発光アレイ２７１には同時に異なる量の電力が供給される。このようにして、他の発光アレイへの電力を調節しなくても、それぞれの発光アレイ２７１に供給される電力の量は調節される。同様にして、ファイバー硬化システム１００の他の発光アレイの発光強度を調節しなくても、それぞれの発光アレイ２７１の発光強度は調節される。
【００２６】
図２に示す照明システム回路は、閉ループ電流制御回路である。可変抵抗器２８０は、導体又は導電路２３０を介するとともに駆動回路２２２を通して、強度電圧制御信号を受信する。可変抵抗器２８０は駆動回路２２２から駆動信号を受信する。可変抵抗器２８０とアレイ２７１との間の電圧は、電圧制御部２４０によって決定された所望電圧となるように制御される。当該所望電圧の値は、コントローラ１０８又は他のデバイスによって供給され、電圧制御部２４０は電圧信号２４２を、アレイ２７１と可変抵抗器２８０との間の電流路に所望電圧を提供するレベルとなるように制御する。可変抵抗器２８０はアレイ２７１から電流センス抵抗器２５５への電流の流れが矢印２４５に示す方向となるように制御する。
【００２７】
当該所望電圧は、発光デバイスのタイプ、ワークファイバーのタイプ、硬化係数、及び様々な他の制御条件に応じて調節されてもよい。電流信号は、導体又は導電路２３６を介して、提供した強度電圧制御信号を調節するコントローラ２０８又は他のデバイスにフィードバックされる。特に、電流信号が所望する電流信号とは異なる場合、コンダクター２３０を介した強度電圧制御信号は、アレイ２７１を流れる電流を調節するため、増減される。アレイ２７１を流れる電流を示すフィードバックされた電流信号はコンダクター２３６を介して検出される。フィードバックされる電流信号は、電流センス抵抗器２５５を通る電流として変化する電圧である。
【００２８】
さらに、コントローラ２０８は、光検出器１５５によって検出された光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５からの光に基づいて、アレイ２７１の発光強度を増減させるために、コンダクター２３０の光強度制御信号を調節する。一実施例では、図１のファイバー硬化システム１００に示すように、複数の光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５からの入力に基づいて、複数のアレイ２７１の発光強度は同じレベルとなるようにコントローラ２０８によって調節される。他の実施例では、選択されたアレイ２７１からの光を受光する光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５に応じて、それぞれのアレイ２７１の発光強度は独立に調節される。例えば、図１に示すシステムは、３つの発光アレイ、当該３つの発光アレイからの光を検出する３つの光ファイバーを備え、第１のアレイの発光強度は第１の光ファイバーを介して検出された光に応じて調節され、第２のアレイの発光強度は第２の光ファイバーを介して検出された光に応じて、第１の光ファイバーとは異なるように調節される等である。
【００２９】
コントローラ２０８は、可変抵抗器２８０がＬＥＤ２１０からの電流を止めたり切り替えたりするように制御するため、可変抵抗器２８０の抵抗を増加させる。さらに、コントローラ２０８は、ＬＥＤ２１０から出力される光の強度を調節するため、図５及び図６に示す方法に応じて動作する。
【００３０】
一実施例では、可変抵抗器２８０とアレイ２７１との間の電圧が一定電圧に調節され、アレイ２７１と可変抵抗器２８０とに流れる電流は、可変抵抗器２８０の抵抗を調節することによって、調節される。したがって、この実施例では、可変抵抗器２８０からコンダクター２４４に沿って送信される電圧信号は、アレイ２７１には送信されない。代わりに、アレイ２７１と可変抵抗器２８０との間の電圧フィードバックは、コンダクター２４４によってフォローされ、電圧制御部２４０に送信される。そして、電圧制御部２４０は、電圧信号２４２をアレイ２７１に出力する。次いで、電圧制御部２４０は、アレイ２７１の電圧降下に応じて、出力電圧を調節し、アレイ２７１に流れる電流は可変抵抗器２８０によって調節される。コントローラ２０８は、コンダクター２３６を介して電圧としてフィードバックされるアレイ電流に応じて可変抵抗器２８０の抵抗値を調節するための命令を備える。コンダクター２４４は、ＬＥＤ２１０のカソード２２２と可変抵抗器２８０の入力２９９（例えば、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端）と電圧制御部２４０の電圧フィードバック入力２９３との間の電気通信を可能にする。したがって、ＬＥＤ２１０のカソード２２２、可変抵抗器２８０の入力２９９、及び電圧制御部２４０の電圧フィードバック入力２９３は同じ電圧ポテンシャルである。
【００３１】
可変抵抗器２８０はＦＥＴ、バイポーラートランジスタ、ディジタルポテンショメーター、及び電気的に制御でき電流を制限することのできるデバイスであってもよい。可変抵抗器として、あるいは、手動で制御可能な電流を制限するデバイスが使用されてもよい。駆動回路は使用される可変抵抗器に応じて異なる形を取ることができる。
【００３２】
ヒートシンク２３１は、気体又は液体によって冷却される。本実施例では、ヒートシンク２３１は、冷却器２４９から冷媒ポンプ２６４及び冷媒流速制御バルブ２６５を介して流れる冷媒によって液体冷却される。コントローラ２０８は、ＬＥＤ２１０へ供給される電力量に応じて、ヒートシンク２３１への冷媒流速を調節する。例えば、ＬＥＤ２１０に供給される電力が増加すると、冷媒ポンプ２６４の出力及び／又は冷媒流速制御バルブ２６５の開口を増加することによって、冷却器２４９からヒートシンク２３１への冷媒流速は増加される。同様に、ＬＥＤ２１０に供給される電力が減少すると、冷媒ポンプ２６４の出力及び／又は冷媒流速制御バルブ２６５の開口を低減することによって、冷却器２４９からヒートシンク２３１への冷媒流速は低減される。あるいは、コントローラ２０８は、外部コントローラに冷媒流速を調節するための指示を提供する。
【００３３】
本実施例では、不活性ガスサブシステム２０４は、外部コントローラ２２８、ガスポンプ２２６、ガス制御バルブ２２５、ガススクラバ又はフィルター２２４、及びガス貯蔵器２２３を備える。ガスポンプ２２６、ガス制御バルブ２２５、フィルター２２４、及びガス貯蔵器２２３の位置は、必要によりアレンジ可能である。
【００３４】
コントローラ２０８は、硬化チューブ１２６を通る不活性ガスの量を増減させるため、外部コントローラ２２８と通信する。例えば、外部コントローラ２２８は、硬化チューブ１２６の透明度又は透過率が所望する値より大きく減少している場合には、硬化チューブ１２６の使用寿命を増加させるため、ガスポンプ２２６の出力を増加し、ガスバルブ２２５を開口する。あるいは、外部コントローラは、硬化チューブ１２６の透明度又は透過率が所望する値よりあまり減少していない場合には、ガスの使用を減らすため、ガスポンプの出力を低減させ、ガスバルブ２２５を閉口する。
【００３５】
さらに、コントローラ２０８は、外部コントローラ２２８がファイバー１７５に供給されるコーティングの量を調節できるように、外部コントローラ２２８に透明度又は透過率の減少率を送信する。硬化チューブ１２６の透明度及び／又は透過率の劣化／非劣化を推定するのに、コリメート光源１２２及びコリメート光源１２３により提供される、硬化チューブ１２６の透明度及び／又は透過率のノイズに対するシグナルの比を提供すれば十分である。
【００３６】
図３Ａを参照すると、紫外線強度モニター制御システムの光エネルギー検出ポートの断面が示されている。図３Ａは、図１のＢＢ断面である。
【００３７】
本体部１３３は、第１の光源１１２及び第２の光源１１３から出射された光をファイバー１７５に集光するため、第１の楕円形反射チャンバ３０２、及び第２の楕円形反射チャンバ３０３を備える。第１の楕円形反射チャンバ３０２は、中心３７０を有する。第２の楕円形反射チャンバ３０３は、中心３７１を有する。第１の光源１１２のＬＥＤは、第１の楕円形反射チャンバ３０２の第１の焦点を通過する平面に沿って位置しており、ＬＥＤは矢印３３０に示す方向に光を向ける。第２の光源１１３のＬＥＤは、第２の楕円形反射チャンバ３０３の第１の焦点を通過する平面に沿って位置しており、ＬＥＤは矢印３３１に示す方向に光を向ける。第１の光源１１２及び第２の光源１１３からの第１の光は、３１０の位置、すなわち、第１の楕円形反射チャンバ３０２の第２の焦点であり、第２の楕円形反射チャンバ３０３の第２の焦点であり、本体部１３３の中心である位置に集まる。ファイバー１７５及び硬化チューブ１２６が光に露光される長さが本体部１３３の長さとなる様に、ファイバー１７５及び硬化チューブ１２６の中心は、位置３１０に位置する。このような位置関係が第１の光源１１２及び第２の光源１１３からの光をファイバー１７５に集光する。
【００３８】
光ファイバー１１４は光検出ポート３２０を通って本体部１３３に入る。光ファイバー１１５光検出ポート３２１を通って本体部１３３に入る。光検出ポート３２０及び光検出ポート３２１は、第１の楕円形反射チャンバ３０２と第２の楕円形反射チャンバ３０３との境界領域であって中心３７０と中心３７１との間、すなわち、光が集光され、ファイバー１７５に達する光エネルギーを代表する位置に位置する。光ファイバー１１４及び光ファイバー１１５は第１の楕円形反射チャンバ３０２及び第２の楕円形反射チャンバ３０３にフラッシュを発したり終えたりする。
【００３９】
透明度又は透過率（物質が入射光が完全に当該物質を通過する能力）を測定するため、第３の光源１２２及び光検出器３６０もまた示されている。
【００４０】
図３Ｂを参照すると、紫外線強度モニター制御システムの光エネルギー検出ポートの断面が示されている。図３Ｂは、図１のＣＣ断面であり、ＣＣ断面は、本体部１３３の縦方向に向かっている。
【００４１】
光ファイバー１１５は本体部１３３の長さ方向に沿って位置しており、光ファイバー１１５間の距離３５７と、光ファイバー１１５間の距離３５８との間の距離は実質的に等しい（例えば、±３．５ｍｍ）。第２の光源１１３もまた本体部１３３の長さ方向に沿って設けられている。第２の楕円形反射チャンバ３０３の上側もまた本体部１３３の長さ方向に沿っている。
【００４２】
図４を参照すると、硬化チューブの透明度及び／又は透過率をモニター及び制御するシステムの断面が示されている。図４は図１のＡＡ断面である。図４の断面は図３Ａの断面に示す沢山の要素を含んでおり、同じ要素は同じ符号が付されている。したがって、説明簡略化のため、既に説明された要素の説明は省略する。
【００４３】
第３の光源１２２は楕円形反射チャンバ３０２及び楕円形反射チャンバ３０３の第２の焦点３１０から離れて位置する。第３の光源１２２を離すことで、ファイバー１７５に当たらずに又は衝突せずに、第３の光源１２２からの光は硬化チューブ１２６を通ることができる。第３の光源１２２の中心線４１５はファイバー１７５から離れている。同様の配置が第４の光源１２３とファイバー１７５とに適用される。
【００４４】
一実施例では、第３の光源１２２は、レーザー等のコリメート光源である。第３の光源１２２に由来する光は、硬化チューブ透明照射ポート４４０を経由して硬化チューブ１２６に到達する。硬化チューブ１２６を透過した光は光検出器３６０に到達し、光の強度（例えば、ワット／ｍ２）に比例した電圧又は電流が光検出器３６０から出力される。第３の光源１２２からの光は硬化チューブ透明検出ポート４４１を経由して光検出器３６０に到達する。
【００４５】
硬化チューブ１２６が比較的透明である場合、第３の光源からより多くの光が供給され、光検出器３６０に受光される。硬化チューブ１２６が物質によって覆われている、又は部分的に覆われている場合、第３の光源からより少ない光が供給され、光検出器３６０に受光される。硬化チューブ１２６が第３の光源からの所望の量の光を遮る場合、硬化チューブ１２６を新しいものと交換する。
【００４６】
従って、図１乃至図４のシステムは、ファイバー硬化をモニターするシステムを提供する。当該システムは、楕円形反射チャンバを備える。当該楕円形反射チャンバは、少なくとも２つの光検出ポートと、受光部と、を備える。２つの光検出ポートは、少なくとも２つの光源を備える。また、当該受光部は、少なくとも２つの光検出ポートと光通信を行う。また、それぞれの光源は硬化チューブに向けられており、硬化チューブは楕円形反射チャンバの少なくとも一部の中であって２つの光源の間に配置されている。当該システムは、さらに、コントローラを備える。当該コントローラは、２つの光源の劣化を検出するため、非一時的なメモリに記録された実施可能な命令を含む。当該システムは、少なくとも２つの光ファイバーを介して少なくとも２つの光検出ポートと連結する受光部を備える。
【００４７】
例えば、当該システムにおいて、少なくとも２つの光検出ポートの第１は、少なくとも２つの光源の第１と硬化チューブとの間に配置され、少なくとも２つの光検出ポートの第２は、少なくとも２つの光源の第２と硬化チューブとの間に配置されている。当該システムにおいて、２つの光源の第１は、第１のカラムの中に配列された複数のＬＥＤアレイを備え、２つの光源の第２は、第２のカラムの中に配列された複数のＬＥＤアレイを備える。また、当該システムにおいて、楕円形反射チャンバは、第１のカラム及び第２のカラムの中のそれぞれのＬＥＤアレイのための光検出ポートをさらに備える。当該システムにおいて、第１のカラム及び第２のカラムは硬化チューブの長軸の縦方向に配置されている。当該システムは、さらに、ファイバー紫外線硬化システムのためのファイバーのスループットを減らすため、しかし止めないために、非一時的なメモリに記録された実施可能な命令を含むコントローラを備える。
【００４８】
図１乃至図４のシステムは、ファイバー硬化をモニターするシステムを提供する。当該システムは、２つの楕円形反射チャンバ、２つの光源、２つの受光部を備える。楕円形反射チャンバは、第１の及び第２の光検出ポートを備える。第１の光検出ポートは、２つの楕円形反射チャンバのうちの第１の楕円形反射チャンバの中に位置し、第２の光検出ポートは、２つの楕円形反射チャンバのうちの第２の楕円形反射チャンバの中に位置する。２つの光源のそれぞれは硬化チューブに向けられている。硬化チューブは、２つの光源の間であって、楕円形反射チャンバの少なくとも一部の中に、位置する。２つの受光部は少なくとも２つの光検出ポートと光通信を行う。
【００４９】
当該システムにおいて、第１の及び第２の光検出ポートは、硬化チューブの長さ方向に沿って縦方向に配置されている。当該システムは、さらに、２つの楕円形反射チャンバの中に、第３の、第４の、第５の、及び第６の光検出ポートをさらに備える。第１の、第３の、及び第５の光検出ポートは、硬化チューブの長軸の縦方向に沿って配置されている。第２の、第４の、及び第６の光検出ポートは、硬化チューブの長軸の縦方向に沿って配置されている。当該システムにおいて、第１の、第３の、及び第５の光検出ポートは、硬化チューブの第２の、第４の、及び第６の光検出ポートの反対側に位置する。当該システムは、さらに、第３の光検出ポートと連結された第３の受光部、第４の光検出ポートと連結された第４の受光部、第５の光検出ポートと連結された第５の受光部、及び第６の光検出ポートと連結された第６の受光部を備える。当該システムは、さらに、第１の、第２の、第３の、第４の、第５の、及び第６の受光部からの出力に応じて２つの光源の出力を調節するため、非一時的なメモリに格納された実施可能な命令を含むコントローラを備える。
【００５０】
図５を参照すると、ファイバー硬化システムから出力される光エネルギーを測定する方法が示されている。図５に示す方法は、図２に示すコントローラ２０８等のコントローラが実施可能な命令として、非一時的なメモリに格納されている。図５に示す方法は、図１乃至図４に示すシステムの一部である。
【００５１】
ステップ５０２において、方法５００は、ファイバー硬化システムが活性化されているか否かを判断する。ファイバー硬化システムは、オペレータ又はコントローラの入力に応じて活性化する。方法５００が、ファイバー硬化システムが活性化されていると判断した場合、方法５００は、ステップ５０４に進む。そうでない場合は、方法５００は終了に進む。
【００５２】
ステップ５０４において、方法５００は、２つの楕円形反射チャンバの２つの対向する側にある２つの光源（例えば、図１の１１２、１１３）を活性化する。一実施例では、光源は１以上の光デバイスアレイによって構成される。アレイは、各光源におけるそれぞれの発光アレイの位置に基づく発光プロファイルに従った電気エネルギーが供給される。一実施例では、発光プロファイルは、各光源のそれぞれのアレイに等しい量の電気エネルギーを提供する。他の実施例では、それぞれのアレイには、光源におけるアレイの位置に応じて、発光プロファイルに従って、個別の量の電力が提供される。
【００５３】
例えば、発光プロファイルは、位置（１，１）（例えば、列，カラム）の発光アレイにＸワットを供給し、位置（２，１）の発光アレイにＸ＋５ワットを供給し、位置（３，１）の発光アレイにＸ＋１０ワットを供給して、１本のカラムに３列に並べられた発光アレイを備える光源を特定する。それぞれの発光アレイは、図２に示すシステムによって電力を供給される。発光プロファイルに従ってそれぞれの発光アレイを調節することによって、ファイバー硬化システムの長さに沿って、ファイバーのコーティングの硬化速度に影響を与えることができる。さらに、それぞれの発光アレイに供給される電力の量を制御することによって、劣化した発光アレイに隣接する発光アレイに供給する電力を調節することによって、所望するよりも多い又は少ないエネルギーを出力する発光アレイ又は所望するよりも多い又は少ない電力を受ける発光アレイのために補うことができる。２つの光源が活性化された後、方法５００はステップ５０６に進む。
【００５４】
ステップ５０６において、２つの楕円形反射チャンバの内面に２つの光源によって出射された光の一部が受光される。例えば、図３Ａ、図３Ｂ、及び図４に示すように、光ファイバーは第１の楕円形反射チャンバ３０２及び第２の楕円形反射チャンバ３０３の内側から光を受光する。光ファイバーは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、２つの楕円形反射チャンバの中心の間から楕円形反射チャンバに入る。全ての光ファイバーは１つの光検出器に入力される。あるいは、それぞれの光ファイバーは、１つの光ファイバーのみを受信する１つの光検出器に入力される。２つの光源からの光の一部が受光された後、ステップ５０８に進む。
【００５５】
ステップ５０８において、方法５００は、第１の及び第２の楕円形反射チャンバにおける平均光強度が測定されたか否かを判断する。いくつかの実施例では、平均光強度が光強度の閾値より少ない場合、オペレータ又はコントローラに通知されるのが望ましい。他の実施例では、計算時間を浪費しないために、又は、現時点では必要ではないため、平均光強度は測定されない。第１の及び第２の楕円形反射チャンバにおける平均光強度が測定されたか否かの答えがＹｅｓである場合、方法５００はステップ５１０に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００はステップ５１８に進む。
【００５６】
ステップ５１０において、方法５００は、２つの楕円形反射チャンバの複数の場所からの光強度の合計を算出する。一実施例では、光ファイバーは互いに束ねられて１つの光検出器に入力され、光検出器は、２つの楕円形反射チャンバの光が検出されたそれぞれの場所からの光エネルギーの合計を出力する。光検出器からの出力は、一定時間の間又はデータサンプル数分、サンプリングされ、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度を測定するため、平均が求められる。
【００５７】
複数の光ファイバーが、光ファイバーからの入力を受ける複数の光検出器に個別に入力される実施例では、それぞれの光検出器の出力は他の全ての光検出器の出力に加算され、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度を測定するため、一定時間の間又は数又はデータサンプルにわたって、平均が求められる。２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度が測定された後、方法５００はステップ５１２に進む。
【００５８】
ステップ５１２において、方法５００は、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度が第１の光強度閾値レベルよりも小さいか否か、又は、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度が第２の光強度閾値レベルよりも大きいか否かを判断する。第１の光強度閾値及び第２の光強度閾値の光強度は、ファイバーコーティング、周囲温度、及びその他の条件に依存する。方法５００が、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度が第１の光強度閾値レベルよりも小さい、又は、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度が第２の光強度閾値レベルよりも大きいと判断した場合は、すなわち、その答えがＹｅｓならば、方法５００はステップ５１４に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００はステップ５１８に進む。
【００５９】
ステップ５１４において、方法５００は、ファイバー硬化システムの劣化を検出する。劣化の兆候は、光の照射、外部コントローラへのファイバー処理を変えるメッセージの送信、又はメモリにビットをセットすることであってもよい。いくつかの実施例では、劣化の状態は、オペレータ又は外部コントローラに通知する等、実行前の一度以上、示されてもよい。例えば、劣化の検出には、劣化した光強度レベルが３回測定されることが必要である。さらに、劣化がオペレータ又は外部コントローラに示される前に、２つの楕円形反射チャンバにおける平均光強度を所望するレベルにするために、発光アレイに供給される電力の調節は試みられることができる。平均光強度の劣化の処理が行われた後、方法５００はステップ５１６に進む。
【００６０】
ステップ５１６において、方法５００は、検出された平均光強度に応じて、ファイバー硬化システムのスループット（例えば、ファイバー硬化システムの中をファイバーが引かれる速度）を調節する。一実施例では、経験的に決定された、ファイバー硬化システムの中のベースファイバーの流速の調節のテーブル又は機能はメモリに記憶され、所望する平均発光強度と測定された発光強度との違いに基づいて参照される。例えば、発光強度がＹワット／ｍ２だけ所望する発光強度より少ない場合、ファイバーコーティングシステムの中を進むファイバーの速度はＮｍ／秒だけ減速されてもよい。同様にして、発光強度がＹワット／ｍ２だけ所望する発光強度より大きい場合、エネルギーの浪費を削減するため、ファイバーコーティングシステムの中を進むファイバーの速度は加速されてもよい。
【００６１】
さらに、一実施例では、第１の及び第２の楕円形反射チャンバの中の平均発光強度が第１の発光強度閾値より小さい場合、複数の発光アレイを流れる電流は増加されてもよい。同様に、第１の及び第２の楕円形反射チャンバの中の平均発光強度が第２の発光強度閾値より大きい場合、複数の発光アレイを流れる電流は低減されてもよい。したがって、ファイバー硬化システムの効率を改善するため、発光強度は閉ループ制御される。ファイバー硬化システムの調節が行われた後、方法５００はステップ５１８に進む。
【００６２】
ステップ５１８において、方法５００は、それぞれの光ファイバーの位置における発光強度を測定するべきか否かを判断する。一実施例では、２つの楕円形反射チャンバのうちの１つにおいて１つの光ファイバーがサンプルした光強度は特定の発光アレイの光強度を示すかもしれない。したがって、特定の発光アレイの出力は、２つの楕円形反射チャンバのうちの１つの中の場所をサンプルする特定の光ファイバーの出力から決定される。
【００６３】
方法５００は、ステップ５１０において測定された平均光強度、又は硬化システムの処理時間等の他の条件に応じて、それぞれの光ファイアの場所における発光強度を測定するべきか否かを判断してもよい。方法５００がそれぞれの光ファイバーの場所における発光強度を測定すべきか否かを判断し、その答えがＹｅｓである場合、方法５００はステップ５２０に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００は終了に進む。
【００６４】
ステップ５２０において、方法５００は、２つの楕円形反射チャンバのそれぞれが入るそれぞれの光ファイバーから出力される光強度を決定する。一実施例では、複数の光検出器からの出力は、ワット／ｍ２の単位を有する複数の光強度値に変換される。それぞれの光強度値は、２つの楕円形反射チャンバのうちの１つの中の場所における光強度に相当する。複数の場所における光強度が決定された後、方法５００はステップ５２２に進む。
【００６５】
ステップ５２２において、２つの楕円形反射チャンバのうちの中の複数の場所の１以上における光強度が第１の閾値のレベルより小さいか否か、第２の閾値のレベルより大きいか否かを判断する。いくつかの実施例では、第１の及び第２の閾値は、２つの楕円形反射チャンバの中の光を検出するそれぞれの光ファイバーのために提供される。それぞれの光ファイバー光検出器ペアからの出力は、それぞれの光ファイバーに対応する第１の及び第２の閾値レベルと比較される。１以上の光ファイバー光検出器ペアからの出力が第１の閾値より小さい場合又は第２の閾値より大きい場合、その答えがＹｅｓの場合、方法５００はステップ５２４に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００は終了に進む。
【００６６】
ステップ５２４において、方法５００は、第１のレベルより小さい又は第２のレベルより大きい光強度を有する１以上の発光アレイへの電力を調節するか否かを判断する。一実施例では、方法５００は、時間量の閾値の間、ファイバー硬化システムが活性化されたか否かに応じて、１以上の発光アレイへの電力を調節してもよい。方法５００が、１以上の発光アレイに供給される電力を調節すべきか判断した場合、その答えがＹｅｓである場合、方法５００はステップ５２６に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００は終了に進む。
【００６７】
ステップ５２６において、方法５００は、第１のレベルより低い又は第２のレベルより高い光強度の光を出力する１以上の発光アレイへ供給される電力を調節する。特に、楕円形反射チャンバの中の光を検出する光ファイバーへ向けて出力されるその光の一部に直結する発光アレイに供給される電力は、光ファイバーとそれに対応する光検出器が検出する光強度が第１の閾値のレベルより小さい又は第２の閾値のレベルより大きい場合、調節される。具体的には、ある発光アレイが所望する光強度より小さく出射していることを検出された場合、その発光アレイから出力される光強度を増加させるため、その発光アレイに流れる電流は増加される。周りの発光アレイに供給される電力は調節されない。同様に、ある発光アレイが所望する光強度より大きく出射していることを検出された場合、その発光アレイから出力される光強度を低減させるため、その発光アレイに流れる電流は低減される。方法５００が、第１の及び第２の光強度閾値に紐付された所望する光強度範囲より低い又は高い光強度を出力する発光アレイへ供給される電力を調節し、方法５００はステップ５２８に進む。
【００６８】
ステップ５２８において、方法５００は、発光アレイを冷却するため、冷媒の流れを調節する。一実施例では、基本の電気エネルギーに対して追加する又は削減することにより、所望する発光強度より小さい又は大きい光強度を補償するように調節された、光源の発光アレイに供給される電気エネルギーの量に応じて、冷媒流速は調節される。例えば、発光アレイに供給される電流が、発光アレイに供給される電力を１００ワット低減する場合、光源に供給される冷媒の流れは５％低減されてもよい。同様に、発光アレイに供給される電流が、発光アレイに供給される電力を１００ワット増加する場合、光源に供給される冷媒の流れは５％増加されてもよい。冷媒の流れが調節された後、方法５００はステップ５３０に進む。
【００６９】
ステップ５３０において、方法５００は、１以上の発光アレイが、電力調節に所望するように応じないか否かを判断する。特に、ステップ５２０において記載したように光は光ファイバーによって受光され、ステップ５２６において電力調節が行われた後に、光強度は光ファイバーごとの所望の光強度と比較される。１以上の発光アレイが電力調節に応じない場合、その答えがＹｅｓである場合、方法５００はステップ５３２に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法５００は終了に進む。
【００７０】
ステップ５３２において、方法５００は、電力調節に所望するように応じない発光アレイの出力を補償することを試みる。電力調節（例えば、発光アレイへの電流を調節すること）は、発光アレイから出力される光強度を調節することに用いられることに留意してほしい。一実施例では、電力に対して所望するように応じない発光アレイの隣接する又は近接する発光アレイへの電力が調節される。隣接する発光アレイに供給される電力を調節することにより、あたかも全ての発光アレイが所望するように動作しているように、同じ平均光強度を提供することができる。したがって、１つの発光アレイが所望するように動作していなくても、ファイバー硬化システムを継続して動作させることができる。あるいは、所望するように動作しない１以上の発光アレイを維持するために、ファイバー硬化システムが停止する前に既に提供されたファイバーコーティングを供給すること及び当該ファイバーコーティングを硬化することを停止することができる。
【００７１】
例えば、光源が１つのカラムに３列に配列された発光アレイ（３，１）を備え、第２の列の発光アレイが第１の楕円形反射チャンバの第２の光ファイバーの位置に向かって出射されるその光の一部を向けており、及び、第２の光ファイバーとそれに対応する光検出器が特定の範囲から外れた光強度を出力している場合、第２の列の発光アレイに供給される電流がその現在のレベルを維持している間、第１の列及び第２の列の発光アレイに供給される電流は、調節される。第１の及び第３の光アレイから出射される光の一部を受光する光ファイバー及び光ディテクタによって測定される第１の及び第３の発光アレイから出射される光は光強度閾値の範囲内である。図２において説明したように、様々な抵抗器の抵抗値を変化させることによって、第１の及び第３の発光アレイに供給される電力は調節される。
【００７２】
ステップ５３４において、方法５００は、ステップ５１４で記載したように、ファイバー硬化システムの劣化について検出する。ファイバー硬化システムの劣化が出力された後、方法５００はステップ５３６に進む。
【００７３】
ステップ５３６において、方法５００は、ファイバー硬化システムのスループットを低減する。ファイバー硬化システムは、より大きなファイバー製造システムの一部かもしれない。そのため、ファイバー硬化システムは、発光システムの劣化に応じて、ファイバー硬化システムの中を流れるファイバーの速度を低減するため、外部コントローラにメッセージを送信することができてもよい。一実施例では、ファイバー硬化システムを通るファイバーの流速を低減するメッセージは、ファイバー硬化システムの楕円形反射チャンバの所望する平均光強度と、ファイバー硬化システムの楕円形反射チャンバの実際の平均光強度との差異に基づく。例えば、ファイバー硬化システムの楕円形反射チャンバの平均光強度が所望する値よりも５％小さい場合、ファイバー硬化システムの中を流れるファイバーの速度はＸｍ／秒だけ減速されてもよい。このようにして、楕円形反射チャンバの中の発光強度が所望するより小さくても、ファイバー硬化システムの中を流れるファイバーは、コーティングが硬化するのに十分な長さの時間の間、光に露光される。いくつかの実施例では、ファイバー硬化システムの楕円形反射チャンバの中の平均発光強度が光強度閾値よりも小さい場合、ファイバーの流速はゼロに減速されてもよい。ファイバー硬化システムのスループットが調節された後、方法５００は終了に進む。
【００７４】
したがって、図５に示す方法は、ファイバー硬化システムを動作させる方法を提供する。当該方法は、２つの楕円形反射チャンバに光を供給する光源から出射される光エネルギーの量を受光するステップと、光エネルギーの量に応じてファイバー硬化システムの動作を調節するステップと、を備える。当該方法において、ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、劣化をコントローラ又はオペレータに指摘するステップを備える。当該方法は、２つの楕円形反射チャンバのうちの１つの楕円形反射チャンバにおいて検出された光エネルギーの量に応じて、２つの光源のうちの１つの光源の１以上の発光アレイの出力を調節するステップをさらに備える。当該方法において、ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、ファイバー硬化システムのスループットを低減するための示唆を提供するステップを備える。当該方法において、ファイバー硬化システムの動作を調節するステップは、２つの光源のうち少なくとも１つの光源への冷媒流速を調節する示唆を提供するステップを備える。当該方法は、ファイバー硬化システムの動作を調節するステップにおいて、２つの光源のうち少なくとも１つの光源に供給される電気エネルギーを調節するステップを備える。
【００７５】
図６を参照すると、ファイバー硬化システムの硬化チューブの透明度及び／又は透過率を測定する方法が示されている。図６に示す方法は、図２に示すコントローラ２０８等のコントローラが実施可能な命令として、非一時的なメモリに格納されている。図６に示す方法は、図１乃至図４に示すシステムの一部である。
【００７６】
ステップ６０２において、方法６００は、ファイバー硬化システムが活性化されているか否かを判断する。ファイバー硬化システムは、オペレータ又はコントローラの入力に応じて活性化する。方法６００が、ファイバー硬化システムが活性化されていると判断した場合、方法６００はステップ６０４に進む。そうでない場合は、方法６００は終了に進む。
【００７７】
ステップ６０４において、方法６００は、２つの楕円形反射チャンバの２つの対向する側にある２つの光源（例えば、図１の１１２、１１３）を活性化する。一実施例では、光源は１以上の光デバイスアレイによって構成される。アレイは、各光源におけるそれぞれの発光アレイの位置に基づく発光プロファイルに従った電気エネルギーが供給される。一実施例では、発光プロファイルは、各光源のそれぞれのアレイに等しい量の電気エネルギーを提供する。他の実施例では、図５に記載されたように、それぞれのアレイには、光源におけるアレイの位置に応じて、発光プロファイルに従って、個別の量の電力が提供される。２つの光源が活性化された後、方法６００はステップ６０６に進む。
【００７８】
ステップ６０６において、方法６００は、ファイバー硬化チューブの透明度及び／又は透過率をモニターする光源及び光ビーム受光部を活性化する。一実施例では、ファイバー硬化チューブの透明度及び／又は透過率のモニター・制御システムが２つの光源及び２つの光ビーム受光部（例えば、光検出器）を活性化する。２つの光源及び２つの光ビーム受光部は、硬化チューブの対向する端部に配置されてもよい。２つの光源及び２つの光ビーム受光部が活性化された後、方法６００はステップ６０８に進む。
【００７９】
ステップ６０８において、方法６００は、光ビーム受光部の出力を光ビーム閾値レベルと比較する。一実施例では、光ビーム受光部の出力は、メモリに保存された、経験的に決定された硬化チューブの透明度及び／又は透過率の値であるテーブル又は機能と比較される。テーブル又は機能は、それぞれの光ビーム受光部の出力フォームに基づいて、それぞれの光ビーム受光部に、０から１の透明度及び／又は透過率の値を出力する。０の透過率の値は、硬化チューブの透明度測定用光源から硬化チューブの透明度測定用光検出器まで、硬化チューブを透過する光エネルギーがないことに対応する。１の透過率の値は、硬化チューブの透明度測定用光源から硬化チューブの透明度測定用光検出器まで、所定の光エネルギー量の閾値より多くの光エネルギーが硬化チューブを透過することに対応する。硬化チューブ透明度測定用光検出器がファイバー硬化用の光源からの光の影響を受けないために、硬化チューブ透明度測定用光源の波長はファイバー硬化用の光源の波長とは異なる。他の実施例では、硬化チューブ透明度測定用光源の波長は、ファイバー硬化用の光源の波長と同じである。
【００８０】
いくつかの実施例では、硬化チューブの透過率の劣化速度が決定されるために、硬化チューブの複数の場所において推定された硬化チューブの透過率は、メモリに記憶されてもよい。例えば、透過率の劣化速度を提供するため、過去における硬化チューブの透過率の推定値は、今回の硬化チューブの透過率から減算されて、結果は過去と今回との間の差異によって除算されてもよい。硬化チューブの複数の場所における硬化チューブの透明度及び／又は透過率が決定された後、方法６００はステップ６１０に進む。
【００８１】
ステップ６１０において、方法６００は、硬化チューブの複数の場所における硬化チューブの透明度及び／又は透過率が第１の透過率の閾値レベルより低いか否かを判断する。第１の透過率の閾値レベルは、ファイバーに施されるコーティングのタイプ及び／又は他の硬化システムの条件によって、変化してもよい。方法６００が、硬化チューブの透明度又は透過率が第１の透過率の閾値レベルより低いと判断した場合、その答えがＹｅｓである場合、方法６００はステップ６３０に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法６００はステップ６１２に進む。
【００８２】
ステップ６１２において、方法６００は、硬化チューブの透明度又は透過率に応じて、複数の発光アレイの出力光強度を調節する。発光アレイに供給される電流を調節することによって、光強度が硬化チューブの透明度及び／又は透過率の劣化を補償することができる。例えば、硬化チューブの透過率が５％減少した場合、硬化チューブの減少した透過率を補償するため、光強度は増加されてもよい。一実施例では、硬化チューブが物質によって覆われた後においても硬化チューブが物質によって覆われる前と同じ量の光エネルギーをファイバーに提供するため、経験的に決定された発光アレイ電流の調節であるテーブル又は機能が提供されて、発光アレイ電流が発光アレイの出力する光強度を変える。このようにして、少なくとも硬化チューブの中に物質が吸着し始めた後であっても、ファイバーに実質的に等しい量の光エネルギー（例えば、基本の光エネルギー±５％）を供給することができる。
【００８３】
さらに、ファイバー硬化システムのそれぞれの発光アレイに潜在的に個別な量を規定するプロファイルに従って、複数の発光アレイに電流が提供される。発光アレイに供給される電流は発光電流プロファイルの変倍に従って提供されるように、プロファイルにおける電流量は、硬化チューブの透明度又は透過率の修飾値によって、調節されてもよい。硬化チューブの両側の発光アレイは、硬化チューブの透過率に応じて、調節される。
【００８４】
さらに、方法６００は、硬化チューブ透過率の調節を含む、所望する光強度と図５に記載された検出された光とを比較する。したがって、所望する量の光エネルギーがファイバーに到達するように、硬化チューブ透過率の調節を含む光強度は閉ループ仕様で調節される。発光アレイに供給される電流が調節された後、方法６００はステップ６１４に進む。
【００８５】
ステップ６１４において、方法６００は、硬化チューブの透過率の劣化の速度に応じて硬化チューブを通る不活性ガスの流れを変えるために、外部コントローラと通信、又はポンプ及び／又はバルブを調節する。一実施例では、硬化チューブを流れる不活性ガスの流れの調節は、硬化チューブの透過率に基づく。外部コントロールが、不活性ガスの流速を調節するため、ポンプ及び／又は流速制御バルブの出力を調節してもよい。不活性ガスの流速を調節することにより、硬化チューブの透過率の劣化の速度を低減することができる。硬化チューブの透過率が予想する速さで劣化している場合、不活性ガスの流速は現在の流速に維持される、又は、硬化チューブの透過率が予想する速さよりも遅い速さで劣化している場合、不活性ガスの流速は減速されてもよい。不活性ガスの流速が調節された後、方法６００はステップ６１６に進む。
【００８６】
ステップ６１６において、方法６００は、ステップ６１２における発光アレイ電流の調節に応じて発光アレイのヒートシンクを通る冷媒の流れを変えるために、外部コントローラと通信、又はポンプ及び／又はバルブを調節する。一実施例では、ヒートシンクへの冷媒流速の調節は、発光アレイに供給される電流又は電力の変化に基づく。外部方法６００は、冷媒流速を調節するため、ポンプ及び／又は流速制御バルブの出力を調節してもよい。冷媒流速を調節することにより、発光アレイのＬＥＤを所望する温度に維持することが可能になる。冷媒流速が調節された後、方法６００はステップ６１８に進む。
【００８７】
ステップ６１８において、方法６００は、硬化チューブの透過率の値、発光アレイ電流、硬化チューブの透過率の劣化の速度及び／又は程度、及び他の制御系の変数をメモリに記録する。さらに、方法６００は、ファイバー流速の調節及びファイバーに施されるコーティングの量の調節等、ファイバー硬化システムやファイバー製造システムが所望する実行を取れるように、動作条件及び硬化チューブの劣化の示唆をオペレータ又は外部コントローラに報告する。ファイバー硬化システムの状態が報告及び／又はメモリに記録された後、方法６００は終了に進む。
【００８８】
ステップ６３０において、ステップ６１２に記載されたように、硬化チューブの透明度又は透過率に応じて、方法６００は、複数の発光アレイの出力光強度を調節する。出力光強度が調節された後、方法６００はステップ６３２に進む。
【００８９】
ステップ６３２において、ステップ６１４に記載されたように、方法６００は、硬化チューブの透過率の劣化の速度に応じて硬化チューブを通る不活性ガスの流れを変えるために、外部コントローラと通信、又はポンプ及び／又はバルブを調節する。不活性ガスの流れが調節された後、方法６００はステップ６３４に進む。
【００９０】
ステップ６３４において、ステップ６１６に記載されたように、方法６００は、ステップ６３０における発光アレイ電流の調節に応じて発光アレイのヒートシンクを通る冷媒の流れを変えるために、外部コントローラと通信、又はポンプ及び／又はバルブを調節する。冷媒流速が調節された後、方法６００はステップ６３６に進む。
【００９１】
ステップ６３６において、方法６００は、硬化チューブを通ってファイバーに到達する光エネルギーの推定値に応じて、外部コントローラと通信する、又はファイバー硬化システムを通るファイバーのスループット又はファイバーの流速を調節する。一実施例では、ファイバーにおける光エネルギーの推定値は、発光アレイから出射される光エネルギー量及び硬化チューブの透過率に基づく。一実施例では、ファイバーにおける光エネルギー量を決定するために、ステップ６０８に記載されたように、透過率は０から１までの数字に割り当てられ、割り当てられた値は発光効率係数及び発光アレイから出射された光エネルギーによって乗算される。ファイバーのスループットの調節は経験的に決定され、ファイバーにおける光エネルギーの推定値によって参照されるテーブル又は機能に保存される。ファイバーのスループットが調節された後、方法６００はステップ６３８に進む。
【００９２】
ステップ６３８において、ステップ６１８に記載されたように、方法６００は、硬化チューブの透過率の値、発光アレイ電流、硬化チューブの透過率の劣化の速度及び／又は程度、及び他の制御系の変数をメモリに記録する。ファイバー硬化システムの劣化が記録及び／又は報告された後、方法６００はステップ６４０に進む。
【００９３】
ステップ６４０において、方法６００は、硬化チューブの透過率が第２の所定の透過率閾値よりも小さいか否かを判断する。そうである場合、その答えがＹｅｓである場合、方法６００はステップ６４２に進む。一方、その答えがＮｏである場合、方法６００は終了に進む。
【００９４】
ステップ６４２において、方法６００は、硬化チューブのハイレベルな劣化が存在することを検出する。ファイバーの流速の調節等の実行が提供されることが可能となるため、硬化チューブの劣化の示唆は外部コントローラに提供されてもよい。いくつかの実施例では、第２のレベルの硬化チューブの劣化が決定された場合、ファイバーの流速はゼロまで低減されてもよい。第２のレベルの硬化チューブの劣化が検出された後、方法６００は終了に進む。
【００９５】
図５及び図６の方法は、ファイバー硬化システムが両方の方法から利益を得るために、実行され及び一緒に実行されてもよい。さらに、この２つの方法は、楕円形反射チャンバの光強度情報等の情報を交換してもよい。
【００９６】
当業者の一人によって認められるように、図５及び図６に記載された方法は、イベント駆動型、割り込み駆動型、マルチタスク型、マルチスレッド型等のような、１以上の処理ストラテジーを表すことができる。このように、記載された様々なステップまたは機能は、並列な順序で実行されてもよい、場合によっては省略されてもよい。同様に、処理の順序は、本明細書に記載された目的、特徴、及び利益を達成するために必ずしも必要というわけではなく、説明の簡単のために提供されたものである。また、明記していないが、当業者の一人は、特定のストラテジーの使用に応じて、記載されたステップ又は機能の１以上は繰り返し実行されてもよいことを認める。
【００９７】
ここで説明を終了する。当業者はこれを読めば、明細書の記載の思想と説明の範囲を逸脱しない範囲で、多くの変更および修正を思いつくであろう。例えば、波長の異なる光を生成する発光光源は、本記載の利益を得るであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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