一种光纤预制棒的烧结设备制造技术

本实用新型专利技术一种光纤预制棒的烧结设备涉及的是光纤预制棒烧结领域，具体地说，是利用激光反馈控制系统对烧结炉在烧结过程中的温度进行实时调整，以实现对烧结过程进行闭环控制的一种设备。包括塔体、电机一、卡盘、石英吊杆、导轨、吸气口、粉末预制棒、石英腔体、洗涤塔、炉体、隔热材料、加热体、温控柜、石英炉芯管、激光发射器、激光接收器、Cl2气柜、He气柜、N2气柜、Cl2质量流量控制器、He质量流量控制器、N2质量流量控制器、MFC流量控制柜、激光控制柜、送排风控制器、电机控制柜、电机二、热电偶、丝杆和控制电脑。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术一种光纤预制棒的烧结设备涉及的是光纤预制棒烧结领域，具体地说，是利用激光反馈控制系统对烧结炉在烧结过程中的温度进行实时调整，以实现对烧结过程进行闭环控制的一种设备。包括塔体、电机一、卡盘、石英吊杆、导轨、吸气口、粉末预制棒、石英腔体、洗涤塔、炉体、隔热材料、加热体、温控柜、石英炉芯管、激光发射器、激光接收器、Cl2气柜、He气柜、N2气柜、Cl2质量流量控制器、He质量流量控制器、N2质量流量控制器、MFC流量控制柜、激光控制柜、送排风控制器、电机控制柜、电机二、热电偶、丝杆和控制电脑。【专利说明】一种光纤预制棒的烧结设备
本技术一种光纤预制棒的烧结设备涉及的是光纤预制棒烧结领域，具体地说，是利用激光反馈控制系统对烧结炉在烧结过程中的温度进行实时调整，以实现对烧结过程进行闭环控制的一种设备。使用该烧结炉在烧结过程中的温度的进行实时调整，以便实现对预制棒透明度的有效控制，防止由于烧结炉的烧结温度设定不当，而导致预制棒烧结后棒体不透明。
技术介绍
目前，烧结炉在烧结预制棒的过程中，其温度主要是通过温度控制仪进行控制。温度控制仪是通过预先设定若干个阶段，对每个阶段赋予恒定的温度，在烧结预制棒的过程中，温度按照预先的设定值进行变化。通过温控仪进行烧结温度的控制，存在一个弊端:不能实时调整烧结温度，不利于对预制棒透明度的精确控制。中国专利技术专利02138227.1介绍了一种通过设计一个收缩比例系数K，来烧结预制棒，烧结后利用预制棒外径验证系数K，并进行修正，以此来烧结出合格预制棒的方法。但是，该方法存在两个弊端。其一，收缩比例系数K若设计不当，会直接导致预制棒烧不透，从而造成制品报废。其二，不同的粉末密度，需要对应不同的收缩比例系数K，对于大规模生产而言，每台设备生产的粉末棒密度会各有差异，因此对于每一台设备将需要对应一个收缩比例系数K，生产过程将变得极为繁琐，因此该方法适用性不强。中国专利技术专利200410041908.3介绍了一种变速率烧结预制棒的方法，在烧结的前半段，采取一个相对较慢的烧结速度，在烧结的后半段，采取一个相对较快的烧结速度。但是，该专利中有一个重要问题没有提及。在烧结的后半段，由于预制棒已有一半完成烧结，上部腔体内的剩余粉末棒体积已明显减少，炉内的热量将由于热泳原理向上扩散从而损失掉。也就是说，在烧结的后半段，理论上，应该降低烧结的速度，让粉末棒充分吸收热量。如果想要增加烧结速度，则必须要增加炉温。这点在该专利中没有提及。
技术实现思路
本技术目的是针对上述不足之处，提出一种光纤预制棒的烧结设备，本技术能够克服当前的工艺不能对烧结过程中的温度进行实时调整、对预制棒透明度进行有效控制的问题，提出一种基于PID控制技术，实时调整烧结过程中的温度、有效控制预制棒透明度的方法及其设备，能够有效防止由于烧结炉的烧结温度设定不当，而导致预制棒烧结后棒体不透明。—种光纤预制棒的烧结设备是采取以下技术方案实现:—种光纤预制棒的烧结设备包括塔体、电机一、卡盘、石英吊杆、导轨、吸气口、粉末预制棒、石英腔体、洗涤塔、炉体、隔热材料、加热体、温控柜、石英炉芯管、激光发射器、激光接收器、Cl2气柜、He气柜、N2气柜、Cl2质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)、N2质量流量控制器(MFC)、MFC流量控制柜、激光控制柜、送排风控制器、电机控制柜、电机二、热电偶、丝杆和控制电脑。导轨安装在塔体上部，卡盘安装在导轨上，石英吊杆安装在卡盘上，在石英吊杆末端装入粉末预制棒，粉末预制棒安装在石英腔体内，石英腔体安装在塔体中。卡盘与丝杆相连，卡盘与电机一相连，电机二带动丝杆旋转，电机一控制卡盘旋转，电机二控制丝杆旋转，以使卡盘沿导轨上升和下降。其中，电机一、电机二受电机控制柜控制。吸气口与洗涤塔通过管道连接，用于吸取、处理石英腔体中逸出的废气。石英腔体外部安装有烧结炉，烧结炉由炉体、隔热材料、加热体、热电偶构成，其中，隔热材料位于炉体和加热体之间，热电偶穿过隔热材测量加热体的温度。加热体、热电偶分别通过电线、信号线与温控柜相连。温控柜通过控制信号线与控制电脑相连。激光发射器、激光接收器分别安装在烧结炉下部石英炉芯管两侧，激光发射器、激光接收器通过信号线与激光控制柜相连接，激光控制柜通过信号线与温控柜相连接。Cl2气柜、He气柜、N2气柜分别存储有Cl2、He和N2，气体分别经过气体管道、Cl2质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)、N2质量流量控制器(MFC)与石英炉芯管相连接，气体(:12、抱和队进入石英炉芯管内。其中，Cl2质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)、N2质量流量控制器(MFC)通过控制线与MFC流量控制柜相连，MFC流量控制柜中安装有可编程逻辑控制器PLC，Cl2质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)、N2质量流量控制器(MFC)的流量受MFC流量控制柜控制。质量流量控制器，简称MFC，其作用是用于控制气体的流量，通过预先设定若干个阶段，对每个阶段赋予恒定的流量，在生产过程中，气体按照预先设定的流量进行供应。塔体设置有送排风控制器，送排风控制器控制塔体内的送风和排风。控制电脑用于发出“运行”、“暂停”、“停止”三种信号，控制设备运行状态。所述的激光发射器采用市售Thorlabs H050NL型激光发射器。所述的激光接收器采用市售Thorlabs S120C型激光接收器。质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)和N2质量流量控制器(MFC)采用市售HORIBA NlOO系列质量流量控制器。所述的MFC流量控制柜中装有EH150系列PLC控制器。所述的激光控制柜中装有Thorlabs PM320型激光控制器。送排风控制器采用市售SW62-WIFI型送排风控制器。所述的热电偶采用市售R型热电偶。所述的控制电脑采用市售HITACH EH150型工业控制计算机。一种光纤预制棒烧结设备的烧结方法如下:1.气体供应烧结时，将Cl2气柜、He气柜中的气体分别通过Cl2质量流量控制器(MFC)、He质量流量控制器(MFC)及管道进入石英炉芯管内，由MFC流量控制柜控制气体流量。其中，每个气路上配置的质量流量控制器MFC (例如AE FC-7800⑶系列质量流量控制器)，用于控制不同阶段的气流量。2.烧结粉末预制棒预制棒烧结共分6个阶段。其中:阶段I属于升温阶段，时间30min，通入10L/min的He ；阶段2属于恒温阶段,时间9h,通入500cc/min的Cl2和10L/min的He,在此阶段预制棒进行脱羟和玻璃化过程；阶段3属于二次升温阶段，时间30min，温度在阶段2的基础上上升10°C，此时通入的是500cc/min的Cl2和10L/min的He,在此阶段预制棒继续进行脱轻和玻璃化过程；阶段4属于恒温阶段，时间3h，此时通入的是500cc/min的Cl2和10L/min的He，在此阶段预制棒继续进行脱羟和玻璃化过程；阶段5属于降温阶段，时间30min，此时通入的是20L/min的N2，在此阶段预制棒已停止脱羟和玻璃化过程；阶段6属于待机阶段，设定时间12h，此时通入的是20L/min的N2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤预制棒的烧结设备，其特征在于：包括塔体、电机一、卡盘、石英吊杆、导轨、吸气口、粉末预制棒、石英腔体、洗涤塔、炉体、隔热材料、加热体、温控柜、石英炉芯管、激光发射器、激光接收器、Cl2气柜、He气柜、N2气柜、Cl2 质量流量控制器、He质量流量控制器、N2 质量流量控制器、MFC流量控制柜、激光控制柜、送排风控制器、电机控制柜、电机二、热电偶、丝杆和控制电脑；导轨安装在塔体上部，卡盘安装在导轨上，石英吊杆安装在卡盘上，在石英吊杆末端装入粉末预制棒，粉末预制棒安装在石英腔体内，石英腔体安装在塔体中，卡盘与丝杆相连，卡盘与电机一相连，电机二带动丝杆旋转，电机一控制卡盘旋转，电机二控制丝杆旋转，以使卡盘沿导轨上升和下降，其中，电机、电机受电机控制柜控制；吸气口与洗涤塔通过管道连接，用于吸取、处理石英腔体中逸出的废气；石英腔体外部安装有烧结炉，烧结炉由炉体、隔热材料、加热体、热电偶构成，其中，隔热材料位于炉体和加热体之间，热电偶穿过隔热材料测量加热体的温度，加热体、热电偶分别通过电线、信号线与温控柜相连，温控柜通过控制信号线与控制电脑相连；激光发射器、激光接收器分别安装在烧结炉下部石英炉芯管两侧，激光发射器、激光接收器通过信号线与激光控制柜相连接，激光控制柜通过信号线与温控柜相连接；Cl2气柜、He气柜、N2气柜分别存储有Cl2、He和N2，气体分别经过气体管道、Cl2 质量流量控制器、He质量流量控制器、N2 质量流量控制器与石英炉芯管相连接，气体Cl2、He和N2进入石英炉芯管内，其中，Cl2 质量流量控制器、He质量流量控制器、N2 质量流量控制器通过控制线与MFC流量控制柜相连, MFC流量控制柜中安装有可编程逻辑控制器PLC,Cl2 质量流量控制器、He质量流量控制器、N2 质量流量控制器的流量受MFC流量控制柜控制；塔体设置有送排风控制器，送排风控制器控制塔体内的送风和排风。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶伟，沈一春，吴椿烽，
申请(专利权)人：中天科技精密材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32