本发明涉及光纤母材的制造装置，尤其涉及在构成光纤心的种棒周围以正确的质量合成光纤烟炱（フアイバス-ト）的光纤烟炱合成装置。 光纤由石英玻璃心和形成在该心周围，其屈折率比心低的石英玻璃的包层构成。
制造光纤时，首先通过VAD法制造构成心的部分，再通过玻璃化而形成种棒。接着，在种棒的周围合成构成包层的光纤烟炱。这种光纤烟炱的合成是按如下方法进行的，即向烟炱合成用喷管在控制质量下供作为光纤烟炱材料的四氯化硅（Sicl4）气体和作为氢氧焰材料的氢及氧，并使其进行CVD反应。据此制成在种棒周围形成光纤烟炱的光纤母材。
之后，对这光纤母材加热拉丝、如制成单模光纤时，形成直径为10μm地心，外径125μm的包层的光纤。再在该光纤上被覆树脂。
因为正确地规定了心和包层的比率，所以有必要对种棒正确地制造光纤烟炱。
已往，采用的方法是在光纤烟炱合成阶段的中途停止合成;来测定整体重量的方法。因为事先就知道种棒的重量，故如果从整体重量中减去种棒的重量就可知道光纤烟炱的重量，最终能求出光纤烟炱的质量。
作为其它已有技术的方法，采用的是将光纤母材进行玻璃化工程中，使光纤烟炱玻璃化之后，用光计测手段测定心与包层的比率，倘若包层不足，则再合成光纤烟炱，若是过剩，则进行蚀刻的方法。
当包层不足而再合成时，由于上述方法匀需对一旦冷却的包层再加热，因此存在的问题是不仅生产率低，而且包层会因热冲击而处于易破损状态。
此外包层过剩时，要进行腐蚀，则生产率下降。
由于上述原因，已尝试严格执行上述的质量控制、时间管理等，以便制成既无过剩，也无不足的光纤烟炱，但因质量控制阀的控制范围的限度关系，不可避免会发生质量控制的变动，因而未能实现精密的质量控制。其结果是，即使进行严密的时间管理，也很难制造具有正确且安定的心/包层比的光纤。
如特开昭63-144139号公报、特开昭63-285130号公报、特开昭63-285131号公报和特开平2-167838号公报中所揭示的，为了解决上述问题，已在尝试对光纤烟炱的重量进行实时测定。
特开昭63-144139公报中所揭示的光纤母材的制造装置，是一种安装有基座、在该基座两侧立有2个托架，并在这些托架间设有电动机，电动机可使种棒在水平方向旋转的横型光纤母材的制造装置。在基座的下部配置有测力传感器，该测力传感器测定基座与托架构成一体的全重量。通常这些装置的全体重量因为有数百分斤左右重，所以有必要使用宽测定范围的负载传感器，因受分解能力和精度的限制，故不可能以100克左右精度测定光纤烟炱的重量。
在特开昭63-285130号公报中所揭示的光纤烟炱合成装置中，揭示了一种将种棒垂直方向吊下、使该种棒以垂直方向轴为中心旋转、并使吹管靠近该种棒升降从而在种棒合成光纤烟炱的纵型的光纤母材的制造装置。这种光纤烟炱合成装置，主要由于是纵型构造，受重力影响而存在光纤烟炱的合成不均匀的问题。此外，虽然是依靠安装在上部的重量测定器，来测定悬吊的种棒和光纤烟炱重量的结构，可是因受到旋转种棒的轴、它的轴承、向旋转轴传送动力的皮带等的影响，而不能正确地测定种棒和光纤烟炱的重量。
特开昭63-285131号公报中所揭示的光纤母材制造装置，它是为了解决上述特开昭63-144139号公报中所揭示的光纤母材制造装置中存在的问题，而在上述托架的上部设有水平地轴支承的平衡锤（バテンスウエ-ト）与种棒旋转机构的一体构造物，并在种棒旋转机构的下部设有检出种棒旋转机构的旋转的作动器（アクチエエ-タ）。即在这种光纤母材制造装置中，目的在于通过平衡锤仅仅测定种棒和光纤烟炱的重量。但是这种光纤母材制造装置中的重量测定因为是通过检出以托架的上部支点为中心，平衡锤和种棒旋转机构旋转的旋转运动，而换算出光纤烟炱的重量的，所以不能算出正确的重量。又因为必须根据上述旋转情况来变更对应于种棒的喷管的角度，所以控制及机构变得非常杂。
特开平2-167838号公报中所揭示的光纤母材制造装置，是使用把种棒和光纤烟炱以及旋转支持它们的机构的整体都利用了杠杆原理的重量测定器，来测定种棒和光纤烟炱的重量。但是，即使在这种光纤母材制造装置中，因为是用重量测定装置检出旋转驱动机构的整体重量，所以不能够以高分解能力来测定重量。又，特开平2-167838号公报中所揭示的重量测定器使用杠杆原理的复杂结构，所以有体积大、价格高、调整程序复杂等问题。
另外，单靠由烟炱的重量检出传感器检出的重量，无法正确地求出光纤烟炱的重量，还必须考虑旋转的光纤烟炱的重心位置等，而上述已有技术无论哪一种都未能启迪进行精密光纤烟炱的重量测定方法。
本发明的目的在于提供一种能正确地检出光纤烟炱重量的光纤烟炱合成装置。
本发明的另一目的在于提供一种能以实时进行正确的重量测定的光纤烟炱合成装置。
本发明的再一目的在于所提供的光纤烟炱合成装置能从上述测定的光纤烟炱的重量正确算出其质量。
本发明又一目的在于所提供的光纤烟炱合成装置能够在光纤烟炱的合成过程中实时地对上述实时算出的光纤烟炱的质量进行反馈控制，合成出高质量的光纤烟炱。
因此，按照本发明所提供的光纤烟炱合成装置，它是一种通过把构成光纤心的种棒（包括根据需要把心周围成为包层的部分进行局部粘附的种棒）和构成该种棒上的包层的烟炱进行合成从而制造光纤母材的光纤烟炱合成装置，该装置设置有：从两侧水平方向支持种棒并使之旋转的一对种棒支持旋转驱动机构;放出光纤烟炱原料和氢氧焰在该种棒上合成光纤烟炱的喷管;收容该喷管、种棒和合成光纤烟炱的壳架;使该喷管与上述种棒相对地进行水平方向往复移动的往复移动机构;并设置在上述一对种棒支持旋转驱动机构的各自的内侧，测定上述种棒和该种棒上合成堆积的光纤烟炱的重量的一对重量测定装置。
而且上述种棒支持旋转驱动机构分离成2个，并构成这种种棒支持旋转驱动机构的全重量不会加给上述重量测定装置。
上述种棒支持旋转驱动机构包含：从两侧水平方向轴支承着上述种棒的一对轴支承机构;轴支承上述每个轴支承机构的端部的一对轴旋转驱动部分在垂直方向支持该一对轴旋转驱动部分的一对第一托架;在该一对第一托架内侧的种棒侧设置的一对第二托架;配置在该一对第二托架每个中，接纳上述一对轴支承机构的一对轴承。上述一对重量测定装置，安装在上述一对第二托架上，用以测定种棒、该种棒上形成的光纤烟炱、上述一对轴支承机构及上述一对轴承的重量。
上述一对轴支承机构的每一个，通过上述第一托架和第二托架之间的耦连，并构成轴旋转驱动部分和第一托架不影响上述重量测定装置。
光纤烟炱合成装置具有输入来自上述重量测定装置的重量测定信号、算出堆积在上述种棒上的光纤烟炱的质量的运算控制装置。
上述运算控制装置，当算出的光纤烟炱的质量达到规定的目标值时，则停止上述光纤烟炱的合成。
上述运算控制装置，通过上述轴旋转驱动部分，以两种不同的角速度使上述轴支承机构旋转。从每个角速度中的上述重量测定装置的2个测定重量算出堆积在上述种棒上的光纤烟炱的质量。
光纤烟炱合成装置还有检出种棒旋转角度的装置。上述运算控制装置根据该旋转角度检出装置的检出值和基于来自在相差180度的上述种棒旋转位置中的上述重量测定装置的不同的重量检出值的和，来算出上述种棒上堆积的光纤烟炱的质量。
又，上述种棒支持旋转驱动机构具有从两侧水平方向轴支承上述种棒的一对轴支承机构和轴支承该轴支承机构每个端部的一对轴旋转驱动部分。上述一对重量测定装置安装在上述一对轴支承机构内，用以测定种棒及种棒上形成的光纤烟炱的重量。
上述一对轴支承机构的每一个，在上述重量测定装置的安装部位与上述轴旋转驱动部分之间进行耦连，使上述重量测定装置不受轴旋转驱动部分的影响。
而，上述种棒支持旋转驱动机构包括：对向配置的一对驱动侧轴承部;在该驱动侧轴承部的内侧对向配置的一对驱动侧托架;在其更内侧对向配置的一对从动侧托架;在该对向的从动侧托架之间轴支承种棒的轴支承机构，它被分割成：驱动轴部分与从动轴部分;在上述驱动侧托架与上述从动侧托架之间旋转自如地连结上述驱动轴部分和从动轴部分的结合机构;响应上述从动侧托架所受重量，使上述从动侧托架升降的从动侧托架上下动容许机构;和通过上述驱动侧轴承部分向上述轴支承机构传送旋转的旋转驱动机构。上述重量测定装置设置在上述从动侧托架上下动容许机构的下部。
上述旋转机构最好是一种万向联轴节。
上述种棒支持旋转驱动机构，具有垂直方向设置的导轨。上述从动侧托架上下动容许机构沿该导轨使上述从动侧托架升降。
上述种棒支持旋转驱动机构，具有在垂直方向配置的框架，及在该框架旋转自如地被轴支承着的旋动臂，在该旋动臂上安装着从动侧托架。
上述种棒支持旋转驱动机构，具有在垂直方向配置的框架，及在该框架上旋转自如地被轴支承着的旋动臂，在该旋动臂的一端侧设置的平衡锤，在该旋动臂的另一端侧安装着从动侧托架。
上述种棒支持旋转驱动机构，具有在垂直方向配置的框架、及固定在该框架上的牵引弹簧，和连接在该牵引弹簧的自由端上的弹簧接纳臂。该弹簧接纳臂的另一端通过支点在上述从动侧托架连接。
上述运算控制装置，算出光纤烟炱合成前的上述重量测定装置的读数与光纤烟炱合成中的上述重量测定装置的读数之差，再算出种棒上堆积光纤烟炱对于旋转轴中心的重心位置的偏心距离，从而补偿该偏心距离算出光纤烟炱的质量。
在上述从动侧托架的与种棒相反侧面上，设有防止该从动侧托架因光纤烟炱的重量增加，而向种棒侧倾斜的平衡锤。
在上述从动侧托架中，在与上述平衡锤的安装位置的对向位置上设有倾斜检出传感器，并对应于该倾斜检出传感器的倾斜读数值调整平衡锤的位置。
上述种棒支持旋转驱动机构有以枢支轴为旋转中心使托架的下降旋转的升降导向机构。
光纤烟炱合成装置，具有对于固定的喷管，使种棒和水平方向轴支承该种棒的轴支承机构旋转的同时，在水平方向使之往复移动的旋转往复驱动机构。或者，光纤烟炱合成装置，具有对于以固定位置旋转的种棒，使喷管在水平方向中往复移动的机构。
本发明的目的及特征、及其它目的和特征将结合下面有关的附图进行更详细的描述。
图1为本发明第一实施例的光纤烟炱合成装置的构成图;
图2表示在图1所示的光纤烟炱合成装置中测定金属包层用烟炱的质量的原理示图;
图3表示图1所示光纤烟炱合成装置的变形形态的部分构成图;
图4为本发明的第2实施例的光纤烟炱合成装置的构成图;
图5为本发明第3实施例的光纤烟炱合成装置的构成图;
图6是图5线A-A的剖面图，是特别关于从动侧托架上下动容许机构的剖面图;
图7A和B是图解图5中的万向联轴节的示图;
图8A-图8D是图5所示的光纤烟炱合成装置中的说明重量测定方法的示图;
图9是表示图5所示的从动侧托架上下动容许机构的其它构成剖面图;
图10表示图5所示从动侧托架上下动容许机构的又一其它构成剖面图;
图11为本发明第四实施例的光纤烟炱合成装置的构成图;
图12为图11中的万向联轴节的详细构成图;
图13为图5所示从动侧托架上下动容许机构的其它构成剖面图;
图14为图11所示本发明光纤烟炱合成装置的从动侧托架的倾斜补偿、检出倾斜的构成图;
图15为本发明的实施例的光纤烟炱合成装置的局部剖面图;
图16为本发明光纤烟炱合成装置仪表化系统的构成图;
图17为本发明实施例的光纤烟炱合成装置的升降导向机构的剖面图。
参照图1来描述本发明第一实施例的光纤烟炱合成装置。
在光纤烟炱合成装置的壳架1内，种棒2由种棒支持旋转驱动机构4A、4B水平地轴支承着。对向种棒2设置着烟炱合成用喷管（バ-ナ）3。种棒2由支持旋转驱动机构4A、4B带动旋转，且对应于烟炱合成用喷管3在水平方向相对地作往复驱动。在这种往复驱动过程中，通过从喷管3放出的例如四氯化硅（SiCl4）气体及氢氧焰，在种棒2的周围合成金属包层用光纤烟炱5。
种棒支持旋转驱动4A、4B，包含有：通过种棒2的两端的卡盘6A、6B水平的支持种棒的轴7A、7B;设置在壳架1的外部的轴承10A、10B;与轴7A、7B同步旋转的轴旋转驱动部件8A、8B;支持这些轴旋转驱动部件8A、8B的第一托架9A、9B。种棒支持旋转驱动机构4A、4B还包含有：通过轴承10A、10B旋转自如地支持轴7A、7B的第2托架11A、11B;搭载第一托架9A、9B并在水平方向移动的第一可动台12A、12B;搭载第二托架11A、11B的第二可动台13A、13B。而且，种棒支持旋转驱动机构4A、4B，还有贯通第一可动台12A、12B和第二可动台13A、13B，并且与它们螺纹结合、使第一可动台12A、12B和第二可动台13A、13B以水平方向同向往复移动的往复驱动螺纹轴14。
通过这种往复驱动螺纹轴14的旋转，第一可动台12A、12B和第二可动台13A、13B同向移动，在这些第一可动台12A、12B和第二可动台13A、13B上的第一托架9A、9B和轴旋转驱动部件8A、8B，及第二托架11A、11B和轴承10A、10B也都同时水平移动，种棒2也水平移动。
又，种棒支持旋转驱动机构4A、4B具有对第一可动台12A、12B和第二可动台13A、13B的往复移动进行导向的导轨（图未示）
轴7A、7B从壳架1贯通的贯通部分，由密封部15A、15B进行密封，保持壳架1内为负，使之能确实地在壳架1内进行光纤烟炱的合成。
在这第一实施例的光纤烟炱合成装置中，种棒支持旋转驱动机构4A、4B中承受烟炱5的重量部分之一的第二托架11A、11B与第二可动台13A、13B之间，夹有一对烟炱重量检出传感器16A、16B。
作为这些光纤烟炱重量检出传感器16A、16B，采用应变仪或测力传感器。
烟炱重量检出传感器16A、16B，接入用微计算机实现的运算控制装置70，运算控制装置70从用烟炱重量检出传感器16A、16B测定的光纤烟炱5的重量算出质量的同时对光纤烟炱合成装置的操作进行控制。
在这种光纤烟炱合成装置中，运算控制装置70驱动种棒支持旋转驱动机构4A、4B而使种棒2旋转，且，通过使种棒2和光纤烟炱5在水平方向往复移动并由喷管3喷射如四氯化硅气体及氢氧火焰的合成，在种棒2的周围合成、堆积光纤烟炱。排气气体从排气口（图中未示）排放。
合成烟炱5的重量，在合成过程中经常由烟炱重量检出传感器16A、16B检测，并在与烟炱重量检出传感器相连的运算控制装置70中，以实时、准确地算出光纤烟炱的质量。
运算控制装置70进行规定的运算，如果判断出光纤烟炱5的合成达到规定的质量、则运算控制装置70使光纤烟炱5的合成停止。
已堆积有合成结束的光纤烟炱5的种棒2从卡盘6A、6B折下并从壳架1中取出，接着新的种棒2轴支承于壳架1内的卡盘6A、6B中，再次进行新的光纤烟炱5的合成。
密封部15A、15B的间隙为0.1mm-1.0mm，但因壳架1内为负压，故壳架1内部的气体不会排出壳架1的外部。
又，从氮气插入口（图未示）请除或净化氮气，可改善密封部15A、15B的性能良好。
如上所述，烟炱重量检出传感器16A、16B插入第二可动台13A、13B和第二托架11A、11B之间，计测这些种棒2和该种棒2周围所合成的光纤烟炱5的重量。运算控制装置70从烟炱重量检出传感器16A、16B的全部测定重量中减去已知的第二托架11A、11B、轴承10A、10B、轴7A、7B、卡盘6A、6B及种棒2的重量，算出已合成的光纤烟炱5的重量，再算出它的质量。
下面，来描述本发明的第一实施例的实验例。
实验例1
烟炱5与种棒2的重量：4Kg（公斤）
种棒2的旋转数：250γpm（转/分）
种棒2的往复移动速度：100mm/min（毫米/分钟）
壳架1内的压力：740Torr
烟炱重量检出传感器16A、16B的测定精度：50g（0.05%）
烟炱5右侧烟炱重量检出传感器16A中作用总重量达：100Kg
如上，烟炱重量检出传感器16A、16B的每一个，用具有100Kg左右测定范围的测力传感器，能以50g的精度测定光纤烟炱5的重量。
又，如图1中虚线所示，烟炱重量检出传感器16A、16B能够插入轴承10A、10B和第二托架11A、11B之间。这种情况下，在烟炱重量检出传感器16A、16B中，由于不承受第二托架11A、11B的重量，由此，烟炱重量检出传感器16A、16B的测定范围能相应减小，它的分辨率和精度高，进一步提高了光纤烟炱5的质量测定精度。
下面描述从测定的光纤烟炱5的重量精确算出其质量的方法。
图2表示图1所示光纤烟炱的剖面图。
在烟炱重量检出传感器16A、16B中，除了上述重量之外，还有由种棒2旋转产生的、式（1）所示的变动力作用。
W＝M·g+m·RL·ω2（1）
这里，W为烟炱重量检出传感器16A、16B检测的重量;g为重力加速度;M是烟炱5的质量;m是烟炱5的偏心质量;ω为角速度RL为从烟炱5的旋转中心a至烟炱5的重心位置b的距离。
虽然质量M为所希望求出的光纤烟炱5的合成质量，但由于存在未知的式（1）右边第二项，所以单靠它不能算出光纤烟炱5的质量M。
消失式（1）右边的第二项的方法有下面2种方法。
方法1
使角速度ω从ω1变化到ω2，测定每个烟炱重量检出传感器16A、16B所检出的重量W1和W2，则得到下式
W1＝M·g+m·RL·ω12（2）
W2＝M·g+m·RL·ω22（3）
重量W1与W2为烟炱检出传感器16A、16B的测定值，角速ω1和ω2为设定值，均为已知的。把这些值代入式（2）和式（3），可求出（m·RL），如果把算出（m·RL）代入式（2）或式（3）就能算出（M·g）。因为重力加速度g是已知的，所以在运算控制装置70中能算出光纤烟炱5的质量M。它的算式的一例用式（4）表示。
M＝（W2ω12-W1ω22）/g（ω12-ω22） （4）
运算控制装置70、以第一角速度ω1使种棒2旋转，读取烟炱重量检出传感器16A、16B的第一重量W1，此后，以第二角速度ω2使种棒2旋转，再读取烟炱重量检出传感器16A、16B的第二重量W2，就能从式（4）算出种棒2上合成的光纤烟炱的质量M。
方法2
根据光纤烟炱5的重心位置b的不同，用烟炱重量检出传感器16A、16B检出的重量不同。在图2中，a为旋转中心，b为重心位置，RL为从旋转中心a至重心位置b的距离，θ为经过旋转中心a的垂直线与连结旋转中心a和重心位置b的连线形成的角度。这种情况下，式（5）成立。
'W＝M·g+m·RL·ω2·COSθ （5）
在相差180度的位置对重量W（θ）和W（θ+π）进行测定可得下式。
W（θ）＝M·g+m·RL·ω2·COSθ （6）
W（θ+π）＝M·g-m·RL·ω2·COSθ （7）
从两式消去（m·RL·ω2·COSθ），
得：M＝（W（θ）+W（θ+π））/2g （8）
运算控制装置70通过解出式（8）就能算出种棒2上合成的光纤烟炱的质量。
在该方法2中，除了烟炱重量检出传感器16A、16B外，为了以相差180度的位置检出种棒2的旋转角度，在轴7A端部装有旋转编码器34。该旋转编码器34的输出输入给运算控制装置70，运算控制装置70根据来自旋转编码器34的旋转检出值，算出相差180度的旋转角度中的烟炱重量检出传感器16A、16B的检出重量的和即W（θ）+W（θ+π）的值，再根据式（8）算出光纤烟炱的质量。
如上所述，用上述方法1或方法2，运算控制装置70，从由烟炱重量检出传感器16A、16B测定的光纤烟炱5的重量，以光纤烟炱5的合成过程中的实时算出光纤烟炱5的正确的质量、把这一结果反馈给光纤烟炱的合成动作，当光纤烟炱5的质量达到规定值时，运算控制装置70则停止光纤烟炱的合成处理，所以能进行非常精密的光纤烟炱5的合成。
因此，按照本发明的实施例的光纤烟炱合成装置，没有必要像上述已有技术那样，在光纤烟炱5合成结束后对不足部分再合成或对过剩部分进行腐蚀削除处理。其结果可提高了光纤烟炱合成的生产率，缩短了制造时间。另外，也不需要进行为调整光纤烟炱5的质量过多过少的麻烦作业，而质量不足时再合成形成的金属包层部分的热损伤等问题也简略化了。
又，对光纤烟炱进行合成时，用不同于上述喷管3的喷管（图未示）予先在构成心的种棒的周围堆积成为金属包层的一部分的层后，来合成上述光纤烟炱的方法是很适宜的。这时，构成心的种棒的周围被堆积的金属包层的一部分层也看做为种棒的一部分，并在该种棒上进行光纤烟炱的合成。
图3为本发明第一实施例的光纤烟炱合成装置的变形形态的部分构成图。
在图3中，在右侧轴旋转驱动部8A与轴承10A之间的轴7A上接入耦连件17A。又如图示括号内所示符号，在左侧轴旋转驱动部8B与轴承10B之间的轴7B上接入耦连件17B。
耦连件17A（17B）把来自轴旋转驱动部8A（8B）的旋转力传递给种棒2，但轴旋转驱动部件8A（8B）侧的重量不会传递给烟炱重量检出传感器16A（16B）。结果，用烟炱重量检出传感器16A、16B能测定除去轴旋转驱动部8A、8B的重量的重量。烟炱重量检出传感器16A、16B因不承受轴旋转驱动部8A、8B的重量而使精度提高，光纤烟炱5的重量测定精度也更高。
现在，参照图4来描述本发明光纤烟炱合成装置的第二实施例。在图4所示光纤烟炱合成装置中，与构成图1光纤烟炱合成装置的构件相同的构件给予相同的标号。图4中，设置在壳架1内的种棒2、喷管3、光纤烟炱5及卡盘6A、6B给省略不画。
在图4所示光纤烟炱合成装置中，取消了设置在图1所示光纤烟炱合成装置中的轴承10A、10B，第二托架11A、11B，第二可动台13A、13B。另一方面，图4所示光纤烟炱合成装置中，在轴7A、7B的途中接入烟炱重量检出传感器16A、16B，从这些烟炱重量检出传感器16A、16B到运算控制装置70的检出信号的取出和烟炱重量检出传感器16A、16B的驱动用供电，都是从轴7A、7B的端部，经汇电环18A、18B来进行的。汇电环18A、18B是通过臂19A、19B而由第一托架9A、9B支持的。
通过上述构造，烟炱重量检出传感器16A、16B能够仅仅测定种棒2、光纤烟炱5和卡盘6A、6B的重量。
烟炱重量检出传感器16A、16B虽然受到3维方向的力，但烟炱重量检出传感器16A、16B检出的力，用运算控制装置70分析处理后正确地算出光纤烟炱5的质量。
烟炱重量检出传感器16A、16B的检出信号，不仅可以通过上述的汇电环18A、18B的有线方式接入运算控制装置70，而且可以以无线方式连接运算控制装置70和烟炱重量检出传感器16A、16B。
在图4所示光纤烟炱合成装置中，也与图3所示光纤烟炱合成装置相同，在烟炱重量检出传感器16A、16B与轴旋转驱动部8A、8B之间的轴7A、7B部分中，能够插接入虚线所示的耦连件17A、17B。这样，烟炱重量检出传感器16A、16B可不受到耦连件17A、17B外侧的轴旋转驱动部8A、8B的重量的影响，而对光纤烟炱5、种棒2、卡盘6A、6B的重量进行测定，在运算控制装置70中能更精密地算出光纤烟炱5的质量。
而且，在卡盘6A、6B与轴7A、7B的连接部中可插接入烟炱重量检出传感器16A、16B，从而能仅测定光纤烟炱5和种棒2的重量并算出光纤烟炱5的质量。
现在参照图5及图6来描述本发明光纤烟炱合成装置的第三实施例。图6是图5的从A-A切线看的剖面图。
由于图解的关系，虽然图5中未图示壳架1，但在壳架1内仍收容着种棒2，光纤烟炱5，烟炱合成用喷管3，卡盘6A、6B，及轴7A、7B的一部分。
图5所示光纤烟炱合成装置，有随着使种棒支轴驱动机构4A、4B和使种棒支持旋转驱动机构4A、4B左右往复运动的同时，使光纤烟炱5旋转的旋转往复驱动机构67。
烟炱重量检出传感器16A、16B设置在构成托架21A、21B的从动侧托架21A2、21B2的下部。
种棒支轴驱动机构4A、4B包含有：共用的基座68，对于种棒2成平行方向设置在基座68上的导轴39，和托架21A、21B。托架21A、21B是由驱动侧托架21A1、21B1和从动侧托架21A2、21B2组成它们是通过驱动侧轴承部20A1、20B1及从动侧轴承部20A2、20B2构成的轴承部20A、20B、旋转自如地支持轴7A、7B、在导轨39内进行引导同时同方向往复移动的。
为了使光纤烟炱5在种棒2上均匀合成，设有使得光纤烟炱5旋转并相对于喷管3作往复移动的旋转往复驱动机构67。这种旋转往复驱动机构67由下列构件组成：设置在托架21A、21B的底座22A、22B中成一体的螺母23A、23B;相对于轴7A、7B平行设置、并螺旋固定在螺母23A、23B中的螺纹24;由使螺纹24旋转并通过托架21A、21B和轴7A、7B等使种棒2相对于喷管3往复移动的种棒往复移动电动机25;与螺纹24平行设置的螺纹轴26;把螺纹轴26的旋转力传送给轴7A、7B的旋转传送构件27A、27B;通过使螺纹轴26旋转并通过轴7A、7B等使种棒2在该轴心周围中旋转的种棒旋转用电动机28。
轴7A、7B分别被分成驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2。这些驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2用万向联轴节29A、29B相互连接，万向联轴节29A、29B用作旋转传送装置，边吸收驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2的连接部分的变位，一边用于连结这些驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2。
如上述轴7A、7B，分割成驱动轴部7A1、7B1和从动轴7A2、7B2，是为了在烟炱重量检出传感器16A、16B的重量测定中，不受驱动托架21A1、21B1侧的重量和随合成进行的光纤烟炱5的质量增加而带来的轴7A、7B向下弯曲的影响。
伴随将轴7A、7B分成驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2的结构，种棒支持旋转驱动机构4A、4B的托架21A、21B也被分成驱动侧托架21A1、21B1和从动侧托架21A2、21B2。
驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2，分别通过驱动侧轴承部20A1、20B1和从动侧轴承部20A2、20B2，被驱动侧托架21A1、21B1和从动侧托架21A2、21B2旋转自如地被支持着。通过旋转传送构件27A、27B向驱动轴部7A1、7B1传送旋转力。驱动侧托架21A1、21B1设置在底座22A、22B的上面。
从动侧托架21A2、21B2，通过烟炱重量检出传感器16A、16B被支持在底座22A、22B的上面。
作为烟炱重量检出传感器16A、16B，采用测定额定值（测定范围为50Kg（公斤）的测力传感器或变形传感器。
从动侧托架21A2、21B2分别通过由线性导向装置组成的从动侧托架上下动容许机构31A、31B，升降自由地被支持着。从动侧托架上下动容许机构31A、31B由导轨32A、32B，和被这些导轨32A、32B导向，并升降自如地支持着从动侧托架21A2、21B2的升降构件33A、33B构成。
在驱动轴构件7A1的端部中，设有检测其旋转的旋转编码器34。
图7A、7B表示万向联轴节29A、29B的结构。
通过光纤烟炱5的合成的进行，光纤烟炱5的重量增加，随光纤烟炱重量的增加而烟炱重量检出传感器16A、16B的变形使从动侧托架21A2、21B2向下方稍许变位。这时，驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2的轴中心，将偏离例如数10微米左右。
该偏离由万向联轴节29A、29B吸收，以防止由于该偏离，使驱动轴部7A1、7B1负担烟炱重量检出传感器16A、16B应承受的一部分荷重而使之发生测定误差之类事情。
因此，通过万向联轴节29A、29B，即使随合成的进行光纤烟炱的重量增加，也不会受该增加重量的影响，在烟炱重量检出传感器16A、16B中能精密地测定光纤烟炱5的重量，运算控制装置70用该测定结果能精密地算出光纤烟炱5的质量。
又，有重力以外的力加到从动侧托架21A2、21B2时，从动侧托架21A2、21B2，也因为由从动侧托架上下动容许机构31A、31B支持以使上下方以外的移动受到限制，所以能防止从动侧托架21A2、21B2因重力以外的力而产生变位，并且烟炱重量检出传感器16A、16B能正确地测定光纤烟炱5的重量。
要提高光纤烟炱的质量，除了依靠烟炱重量检出传感器16A、16B正确地测定重量外，还必须考虑光纤烟炱5的重心位置。
参照图8A-D，现在来描述求得光纤烟炱5的重量（质量）和重心位置的方法。
在卡盘6A、6B间装上种棒2，当使种棒2以转数N旋转时，从2个烟炱重量检出传感器16A、16B能够检出与驱动轴部7A1、7B1的转数N同步重复增减的荷重Wa（θ）和Wb（θ）。但是，θ如图2所示为驱动轴部7A1、7B1的旋转角度，并设种棒2朝向正下方的点为θ＝0的点。
荷重Wa（θ）和Wb（θ）变化的原因，是因为驱动轴部7A1、7B1的弯曲，驱动轴7A1、7B1和从动轴7A2、7B2的轴中心的偏离等，因此，虽然通过调整能使之减少到某个程度，可是不能完全排除荷重Wa（θ）和Wb（θ）的变动。因此，运算控制装置70有必要考虑该荷重Wa（θ）和Wb（θ）的变动引起的误差来算出烟炱5的质量。
下面，描述消除该误差的方法。
荷重Wa（θ）和Wb（θ）的变动与烟炱5重量变化（增加）无关，只要不对种棒2进行交换或不对光纤烟炱合成装置进行再调整，就不会变化。因此，运算控制装置70，在进行光纤烟炱合成之前测定2个烟炱重量检出传感器16A、16B的检测输出的荷重Wa（θ）、Wb（θ）和Wnt（θ）
Wnt（θ）＝Wa（θ）+Wb（θ） （5）
记录下如图8A所示的θ和Wnt（θ）的关系。Wnt（θ）表示机械精度引起的误差。
之后，如果开始光纤烟炱5的合成，则在光纤烟炱5的合成过程中，就可求出如图8B所示不同于合成前的荷重的和Wrt（θ）。运算控制装置也记录下该和值。
求得荷重Wnt（θ）与Wrt（θ）的差以消除机械精度引起的误差，能求得下式真正的变动荷重W＊（θ）。
W＊（θ）＝Wrt（θ）-Wnt（θ） （6）
该真正的荷重示于图8C。
这样算出的变动荷重W＊（θ）为光纤烟炱5的重量与由于光纤烟炱5的重心位置的偏心所引起的振摆周围的离心力的垂直向下的分力的和。用下式近似表示为：
W＊（θ）＝W＊c（θ）+W＊a（θ）cos（θ-α） （7）
式中，W＊c（θ）为W＊（θ）变动的中心值，W＊a（θ）为离心力，α为烟炱5的偏心的相位角度。
重心位置G处的偏心量RL，能由关系式离心力＝（质量）×（半径）×（角速度）2求得：
W＊a（θ）＝W＊c（θ）×RL×（2πN）2
RL＝W＊a（θ）/[W＊c（θ）×（2πN）2] （8）
另外，如果取2个烟炱重量检出传感器16A、16B所分担的荷重的时间上的平均值的比，则如图8D所示，取如下式的平均值的比。
1：r＝（右侧传感器16A的测定值的平均值）：
（左侧传感器16B的测定值的平均值）（9）
又，
1+r＝（2个传感器16A、16B之间的距离）（10）
由上式可求得左侧的从传感器16B的位置至重心G的距离1和右侧的从传感器16A至重心位置G的距离r。
上述的运算是在用计数器构成的运算控制装置70中以高速实时地进行的。
在种棒2上合成光纤烟炱时，构成基座68上的种种光纤烟炱合成装置的构件虽然随光纤烟炱5的往复移动而向左右移动，但其移动速度，如上所述，为比较低的100毫米/分左右，即使移动方向改变时也几乎不影响光纤烟炱的重量测定。
在上述光纤烟炱合成装置中，对于合成光纤烟炱5的目标质量，能够以正负50g（克）的精度范围内测定全部烟炱5的质量。这时，通过运算控制装置70的喷管3的吐出量的控制和使种棒2往复移动的速度控制，能够控制重心位置G在离轴中心半径方向2毫米以内而长度方向5毫米以内。
图9表示容许从动侧托架21A2、21AB2的上下移动的从动侧托架上下动容许机构31A、31B的其它断面构成。
烟炱重量检出传感器16A、16B载设在底座构件22A、22B中。
从动侧托架上下动容许机构31A、31B，是由立置在底座构件22A、22B上的框架35A、35B和其一端用轴37A、37B旋转自如地支持在这些框架35A、35B上，其另一端支持着从动侧托架21A2、21B2的转动臂36A、36B构成铰链型。
按照这种铰链型从动侧托架上下动容许机构31A、31B的结构，能够把光纤烟炱合成装置的高度控制得低。当光纤烟炱合成装置的高度变低时，不仅能使光纤烟炱装置小型化，而且随着光纤烟炱5的往复移动而移动的光纤烟炱合成装置的构件也变小，这样减少了构成烟炱重量检出传感器16A、16B的重量测定的误差因素。
图10为允许从动侧托架21A2、21B2上下移动的从动侧托架上下动容许机构31A、31B的又一其它剖面结构。
基座构件22A、22B中装置着烟炱重量检出传感器16A、16B。
从动侧托架上下动容许机构31A、31B，由立置在底座构件22A、22B上的框架35A、35B和转动臂36A、36B构成该臂的中央用轴37A、37B旋转自如地支持在上述框架35A、35B上，用其一端侧支持从动侧托架21A2、21B2并用另一端侧支持平衡锤38A、38B。
如上的这种从动侧托架上下动容许机构31A、31B，由于存在平衡锤38A、38B，故可以使烟炱重量检出传感器16A、16B所受的重量小，最好，能够使其小到仅为被合成的光纤烟炱5的重量程度，由于能够使烟炱重量检出传感器16A、16B的测量额定值小，所以能提高烟炱重量检出传感器16A、16B的分辨能力和测量精度。其结果是，运算控制装置70中光纤烟炱5的质量算出精度变高。
按照实施例，从作为平衡支点的轴37A、37B的轴中心至平衡锤38A、38B的重心位置的距离为250毫米，平衡锤38A、38B的重量为25公斤。在该条件中，烟炱重量检出传感器16A、16B的测量额定值能够降至10公斤、光纤烟炱5算出的质量精度对标定质量值而言能提高到正负10克的精度。
参照图11，现在来描述本发明的第四实施例。
该光纤烟炱合成装置，仅使光纤烟炱5在其轴心周围旋转而没有往复移动，另一方面，使烟炱合成用喷管3在长度方向往复移动。也即，图1和图5所示喷管3是固定的，而本实施例相反，使喷管3能往复移动。
烟炱重量检出传感器16A、16B，设置在用万向联轴节29A、29B分开的从动侧托架上下动容机构31A、31B的下部。在托架21A、21B侧的旋转轴7A1、7B1的端部中设有旋转编码器34A、34B，并构成能够检出种棒2的旋转角度。其它结构基本上与图5所示的相同。
图11所示的构造，其光纤烟炱合成装置的长度方向的长度可缩短。又，因为没有光纤烟炱5的往复移动，所以减少了随光纤烟炱5的移动而产生测量误差的因素。
图12表示图11所示光纤烟炱合成装置的万向联轴节29A、29B的结构。
万向联轴节29A、29B的结构是在驱动轴部7A1、7B1与从动轴部7A2、7B2的相互端面中，分别设有由中心构件29A1、29A2与外部包围构件30A1、30A2构成的同轴构体，在中心构件29A1、29A2的圆周方向的一处设有沟41A1、41A2，在沟41A1、41A2的位置处、中心构件29A1、29A2与外部包围构件30A1、30A2之间放入球体42A1、42A2，像挟住这些球体42A1、42A2那样，在双方的的中心构件29A1、29A2与外部包围构件30A1、30A2之间的空间中插入共用的旋转力传送圆弧片43的两端，这些构件的外周用共同的外罩44包围。
通过这种结构的万向联轴节29A、29B，能圆滑地吸收上述驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2之间的偏移等，从而提高烟炱重量检测传感器16A、16B对光纤烟炱5的重量的测理精度。
又，作为吸收从动部轴的变位的旋转传送装置，除上述万向联轴节29A、29B之外还可使用其他万向联轴节、磁性耦连、流体耦连等。
图13表示允许从动侧托架21A2、21B2的上下运动的从动侧托架上下动容许机构31A、31B的又一其它构成的剖面图。
图13所示从动侧托架上下动容许机构31A、31B由以下构件组成：即设置在立置于基座构件22A、22B上面的框架35A、35B的侧面上的导轨32A、32B;支持着由这些导轨32A、32B引导而升降自如地从动侧托架21A2、21B2的导轨升降构件33A、33B;通过螺纹结合而贯通在框架35A、35B的上端的水平托架45A、45B上的调整螺纹46A、46B;设置在从动侧托架21A2、21B2上的弹簧支承臂47A、47B;调整螺纹46A、46B与弹簧支架臂47A、47B之间拉伸设置的牵引弹簧48a、48B;旋入调整螺纹46A、46B中，调整牵引弹簧48A、48B的张力的调整螺母49A、49B。
用上述构成的从动侧托架上下动容许机构31A、31B，同图10所示的平衡锤38A、38B相同，由于有牵引弹簧48A、48B，能使烟炱重量检出传感器16A、16B所受的重量减小，烟炱重量检出传感器16A、16B的测量额定值降低，以提高光纤烟炱5的重量测定的分辨率和测量精度。
该例中，使用了牵引弹簧48A、48B的全长为150毫米，弹簧常数为5000牛顿/米的，通过调整螺纹46A、46B调整了张力。从动轴部7A2、7B2和从动侧托架21A2、21B2的总重量为38公斤，并使烟炱重量检出传感器16A、16B的测定范围设计在10公斤。
通过用图13所示的从动侧托架上下动容许机构31A、31B的光纤烟炱合成装置，在安装种棒2之前的阶段，调整牵引弹簧48A、48B的张力，以便在烟炱重量检出传感器16A、16B中，受到3公斤的负载，光纤烟炱5合成时的光纤烟炱5的重量用拉力弹簧48A、48B对其进行张力调整后，用烟炱重量检出传感器16A、16B测量光纤烟炱5合成的烟炱重量。在该例中，因为光纤烟炱5的一部分重量由牵引弹簧48A、48B负担，所以能算出光纤烟炱5的真实重量。
将光纤烟炱5的合成终了时的值与别的精密天秤测定的值比较的结果，该差的最大值为7克。即，如果使用图13的从动侧托架上下动容机构31A、31B，用烟炱重量检出传感器16A、16B能够非常精密地测量光纤烟炱5的重量，最后，用运算控制装置70能够非常正确地算出光纤烟炱5的质量。
又，作为抵消在烟炱重量检出传感器16A、16B上所受构件的重量的其它方法，以可用电磁力、浮力等代替图13所示牵引弹簧48A、48B。
图14和图15中表示了本发明其它实施例的光纤烟炱合成装置的部分剖面图。
与从动侧托架21A2、21B2的光纤烟炱5相对的两侧为相对侧的面，例如，在上下位置处，以外伸支持的形态在水平方向突出设置滑动导向轴54A、54B。滑动导向轴54A、54B中，与光纤烟炱5和从动轴部7A2、7B2等的重量相对的平衡锤55A、55B滑动自如地嵌合着。
使平衡锤55A、55B的位置对应于烟炱重量检出传感器16A、16B检出的光纤烟炱5的重量增加，而朝防止从动侧托架21A2、21B2的倾斜的方向变化。这样，就能够防止起因于作用在从动侧托架21A2、21B2的光纤烟炱5和从动轴部7A2、7B2等的重量的从动侧托架21A2、21B2的倾斜。其结果是，能够降低在引导从动侧托架21A2、21B2的升降的升降导向机构51A、51B中，产生的摩擦力，从而能在光纤烟炱5的合成中高精度地算出它的重量（质量）。
图14和图15的光纤烟炱合成装置中设有导轨52A、52B和滑动构件53A、53B。
作为实施例，烟炱重量检出传感器16A、16B使用测量额定值为60公斤的梁形测力传感器;升降导向机构51A、51B的滑动构件53A、53B使用滚柱直径为4毫米的卷辊导向机构;万向联轴节29A、29B使用静容许转矩为12公斤·米的万向联轴节。
图16为表示图14及图15所示部分构成的光纤烟炱合成装置中的光纤烟炱重量（质量）算出系统的结构图。
用旋转编码器34检测驱动轴部7A1、7B1和从动轴部7A2、7B2的旋转角度，并输入给运算控制装置70。又，用变形放大器58A、58B对烟炱重量检出传感器16A、16B的检出信号进行放大并输入运算控制装置70。
来自烟炱重量检出传感器16A、16B的检出信号用变形放大器58A、58B放大，在运算控制装置70中算出时间平均处理的平均值，求出这些和，以实时算出烟炱5合成中的重量（质量）。
实验例2
表-1表示图14和15所示测定系统中的烟炱5的重量测定结果（实验例）与图5所示光纤烟炱合成装置中的重量测定结果（比较例）的比较。
在该测定中，代替光纤烟炱5，用1000克的砝码分别测定10次。
表-1
实验例 比较例
最小测量值 991克 942克
最大测量值 1005克 1013克
平均值 998克 976
最大-最小 14克 71克
以上比较结果表明，如果用图14和图15所示的结构，则可使光纤烟炱的重量测量精度提高很多。在该实验例中，能以正负10克的精度测定光纤烟炱的重量。
再度参照图14和图15，进一步描述本发明的光纤烟炱合成装置。
在该实施例中，在与从动侧托架21A2、21B2的光纤烟炱5对向的两侧成相反侧一面的上下处，以外伸支持方式水平方向突出设置着滑动导向轴54A、54B。在滑动导向轴54A、54B的预定位置中，嵌合着与光纤烟炱5和从动轴部7A2、7B2等的重量相对应的平衡锤55A、55B，并固定于适合的位置中。
又，在烟炱重量检出传感器16A、16B的下面，设置有烟炱重量检出传感器位置调整机构59A、59B，它可使相对于动侧托架21A2、21B2的烟炱重量检出传感器16A、16B的位置，对应于烟炱重量检出传感器16A、16B检出的光纤烟炱5的重量增加，而朝着防止从动侧托架21A2、21B2倾斜的方向变化。
通过烟炱重量检出传感器位置调整机构59A、59B使相对于从动侧托架21A2、21B2的烟炱重量检出传感器16A、16B的位置，对应于烟炱重量检出传感器16A、16B检出的光纤烟炱5的重量的增加，而朝防止从动侧托架21A2、21B2的倾斜的方向变化。这样，能够抑制起因于作用于从动侧托架21A2、21B2的光纤烟炱5及从动轴部7A2、7B2等的重量的从动侧托架21A2、21B2的倾斜，并可降低在引导从动侧托架21A2、21B2升降的升降机构51A、51B中所产生的摩擦力，从而在光纤烟炱5的合成中能以实时、高精度地测定它的重量。
上述实施例，虽然描述的是光纤烟炱合成用喷管3被固定的例子，但也可如参照图11所描述的结构就是使喷管3的移动，而使种棒2和光纤烟炱5仅旋转而在水平方向不作往复移动。
又，升降导向机构51A、51B不限于如图示的2列，1列、3列或4列以上的构成也可以。
为了检测从动侧托架21A2、21B2的倾斜，最好能够在升降导向机构51A、51B的一部分中设置荷重传感器或微小变位测定器等的倾斜检测传感器61。运算控制装置20输入该倾斜检测传感器61的检出值，而使平衡锤55A、55B或烟炱重量检出传感器16A、16B的位置改变。这样，用烟炱重量检出传感器16A、16B测定光纤烟炱5的重量的精度可更加提高。
此外，也可以它做成如下结构，即把烟炱重量检出传感器16A、16B设置在从动侧托架21A2、21B2的上部，用烟炱重量检出传感器16A、16B把从动侧托架21A2、21B2和从动轴部7A2、7B2吊下（图未示）。
作为吸收从动轴部7A2、7B2的轴变位的耦连装置，除了上述的万向联轴节29A、29B外，其它还能够用图中未示的磁性耦连装置、流体耦连装置等。
如图17所示，把升降导向机构51A、51B作成使用枢轴60的旋转式升降导向机构也是适合的。采用这种结构，也能减少作用于烟炱重量检出传感器16A、16B的光纤烟炱5的重量测定中的不利因素。
又，在图15中，平衡锤55A、55B虽然配设于从动侧托架21A2、21B2的侧面的上下两处，但也可只设置在侧面的恰当位置中的一个。
以上，虽然是关于本发明的光纤烟炱合成装置的实施例的示例，但是本发明的光纤烟炱合成装置能够把上述种种实施例所示结构进行适当的组合。另外，本发明不限定于上述结构，可根据本发明的思想做出种种变形形态。