为进一步改进在原始圆柱体拉伸时的过程控制，以致在拉伸过程中出现温度引起的干扰部位时也可拉伸出具有高的尺寸精确度的构件段，对该温度-控制回路提供下列措施：(a)持续测量原始圆柱体-表面的上测量部位的第一温度值T上，(b)持续测量下测量部位的第二温度值T下，其中拉伸球茎在上测量部位和下测量部位之间延伸或至少其一部分延伸，(c)计算在第一温度值T上和第二温度值T下的测量部位之间的区域中的原始圆柱体的温度分布，并在考虑以该第一温度值和第二温度值作为模型输入量的情况下按算法模型确定模拟的变形温度T模型，并且使用模拟的变形温度T模型作为温度-控制回路的受控量和使用该加热区-温度T炉作为温度-控制回路的调节量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及一种在利用过程控制下通过拉伸原始圆柱体来制备圆柱形玻璃构件的方法，该过程控制包括多个控制回路，其中一个温度-控制回路，该方法中将原始圆柱体从一端开始以推进速度Vf供入加热区-温度为Tp的加热区中，并在该加热区中发生区域性软化，由该软化区连续地以抽出速度Vs在拉伸轴方向上拉出构件-段并形成拉伸球茎，并由此按尺寸截出该构件。在这类例如用于制备管、棒、空心纤维和实心纤维和经常随之出现该原始圆柱体的高变形度的拉伸工艺中，其目的主要是用于制造尺寸精确的构件。在采用简单的控制回路的过程控制中，例如该构件-段的直径用作受控量和该构件的抽出速度作为调节量。但在对构件的精确度有高要求的情况下却需要具有多个相互嵌套的控制回路的复杂的控制过程。特别是对直径控制的高准确度，在所谓的“拉伸球茎(Ziehzwiebel)”的区域中的近似恒定的粘度是绝对必要的。
技术介绍
为实现此目的，按JP 03-037129 A的用于制备光学纤维的方法中提出，要尽可能保持该拉伸球茎中的温度恒定。将玻璃-预成形体从上方供入环形的电加热部件中并在其中软化，由软化区抽出该光学纤维并形成该拉伸球茎。该纤维穿过直径-测量仪，由该测量仪连续测量纤维直径。对纤维抽出配置有测量该纤维的拉应力的设备。将该纤维直径和拉应力的测量值供入调节装置。该拉应力用作该拉伸球茎中玻璃温度的量度，并用于控制该加热部件的温度。 通常该加热部件的温度对相应的温度控制器的变化作出快速反应。但由于玻璃的低的导热性和其热容量，该加热部件的温度变化(也与该拉伸球茎的质量有关)对玻璃粘度只在长的滞后才产生影响。由于随之产生的测量死时间，该已知的控制方法是缓慢的且易产生过调。 由DE 19536960 Al已知的拉伸方法降低了该过程固有的测量死时间的缺点。其中由在拉伸球茎区域的直径检测借助于近真实的模型模拟预报该最终构件-直径的待期望值，并且用该无死时间的计算值作为直径控制的受控值。 此外，借助于高温计测量该拉伸球茎的温度，并在级联控制中用该温度作为主受控量和用该加热设备的温度作为辅助受控量。由此，一方面获得用于高度恒定地控制加热设备温度的具有短的积分时间的控制线路，并且另一方面获得可用于拉伸球茎区域的粘度调节的具有长积分时间的控制线路。 该基于测量在拉伸球茎区域的直径和温度与用于预报该最终构件-直径的模型相组合的己知的控制过程在拉伸过程的平稳期中得到该经拉出的构件的也可满足高要求的精确度。 在拉伸球茎区域中显著展现出该表面温度的位置相关性。此外，该拉伸球茎在加热区内可移位。在拉伸球茎区域中的表面温度的局部测量对拉伸球茎区域中玻璃的平均粘度仅产生预测性不强的唯一的温度值。 因此，尤其在会导致加热区中过强的温度变化的过程参数改变时就产生困难，如该情况在实践中可能在待拉伸的原始圆柱体或待处理件的间断时出现。 技术问题借助于该已知方法的基于过程模型的控制原理不可完全排除该构件的直径波动。 本专利技术的目的在于进一步改进该已知方法的过程控制，以致在拉伸过程中出现温度引起的干扰部位时也可拉伸出具有高的尺寸精确度的构件段。
技术实现思路
该目的是由开头所提及的按本专利技术通过在温度-控制回路中提供下列措施而实现的:?持续测量原始圆柱体-表面的上测量部位的第一温度值T±，?持续测量下测量部位的第二温度值T τ，该下测量部位在拉伸轴向上与上测量部位间隔开，该拉伸球茎在上测量部位和下测量部位之间延伸或至少其一部分延伸，?计算在第一温度值τ±和第二温度值1^的测量部位之间的区域中的原始圆柱体的温度分布，并在考虑以该第一温度值和第二温度值作为模型输入量的情况下按算法模型确定模拟的变形温度Tssp?使用模拟的变形温度1?“乍为温度-控制回路的受控量和使用该加热区-温度Tp作为温度-控制回路的调节量。 温度-控制的目的是在拉伸过程中尽可能保持变形区(这里称为“拉伸球茎”)中该玻璃的粘度恒定。“拉伸球茎”或“变形区”意指该原始圆柱体经历塑性变形的软化区域。 但与开头所提及的现有技术相反，本专利技术中的温度-控制不是基于在拉伸球茎区域中的玻璃表面温度的唯一的局部测量，而是基于在拉伸轴向上相互间隔开的测量部位的两个温度的测量。 对第一温度值的上测量部位位于该上拉伸球茎-区域的上方或其之内；在从上向下垂直拉伸时例如在该加热部件的上边缘处。对第二温度值的下测量部位位于该下拉伸球茎-区域之内或该拉伸球茎的下方，例如在该加热部件的下边缘处。温度测量“持续”进行，即连续地或间断地进行，在间断测量时，在相继测量之间选用的时间间隔越短，则过程控制越准确。 所测得的温度值是算法模型的输入值，该模型模拟该原始圆柱体的一维、二维或三维的近真实的温度分布，即至少是正处于在第一温度值τ±和第二温度值Tt的测量部位之间的那些区域。由如此获得的温度分布的积分或平均值得出模拟的变形温度Tssp该温度是变形区中该玻璃的平均温度或平均粘度的量度。 在此该模拟的变形温度Tss具有了与开头提及的方法中为获得在拉伸球茎中的平均粘度的拉出应力相类似的意义。但其不同在于，该模拟的变形温度Tss是基于真实的和实际的温度-测量值，该值用于及早考虑变化，即作为第一或第二温度的温度-变化的这些值一旦出现信号，则在拉伸球茎中的平均粘度发生明显的变化之前就肯定会显示出。 特别是对在拉伸过程中实际上常出现的参数-变化包含近真实的模拟和预见性的控制响应的情况，该算法模型也可能是有利的。 因此，在使用模拟的变形温度Tss作为温度-控制回路的受控量时产生具有短的积分时间的预见性的控制。这时加热区-温度Tp或与此相应的参数如用于加热该加热区的加热电流作为调节量。 通过算法模型模拟至少在第一和第二温度的测量部位之间的温度分布，可进行持续的调整，其方式在于比较各测量部位的实际的温度-测量值和模拟的温度值。就此该模型适于在拉伸过程中的自动调整。 如果在拉伸过程中该算法模型是可校准的，即其持续检测在第一温度值和第二温度值的测量部位处所模拟的温度值T’上、T，〒之间与所测量的温度值Tt的偏差，并用该测量的温度值作为确定变形温度Tss的新的标准值，则就此而论已表明是有利的。 在此，该算法模型用实际值持续地再校准。 再如上面己提及的，由于在上测量部位和下测量部位的温度测定，所以本专利技术方法可用于提前识别工艺过程中的干扰部位，并由此可进行预见性地控制。 鉴于此，如果该原始圆柱体在拉伸前或拉伸时在可能的干扰部位进行测量并将每个干扰部位的轴向位置作为输入量传送给该算法模型，和如果在该原始圆柱体拉伸时考虑到该干扰部位相对于加热区的位置和其对加热区中的温度所产生的与位置相关的影响，则就实现了进一步的改进。 该干扰部位例如作为该原始圆柱体的几何形状的或化学组成变化的间断而表现出来。在此该模型定性地识别该干扰部位对加热区中，特别是对拉伸球茎中温度的可能影响。在拉伸过程中的准确的影响在线获得，并与温度-控制器相组合产生与该影响和实际的干扰部位-位置有关的适合的控制响应，以便虽有干扰部位但仍可保持1?_的恒定。 如果使用一种原始圆柱体，其经熔接接头与上方的圆柱形玻璃构件呈端面熔接，在此将该熔接接头的轴向位置作为输入量传送给该算法模型，并且在该本文档来自技高网...
【技术保护点】
在利用过程控制下通过拉伸原始圆柱体(4)来制备圆柱形玻璃构件的方法，该过程控制包括多个控制回路，其中一个温度‑控制回路，该方法中将原始圆柱体(4)从一端开始以推进速度vf供入加热区‑温度为T炉的加热区(3)中，并在该加热区(3)中发生区域性软化，由该软化区连续地以抽出速度vs在拉伸轴(2)方向上拉出构件‑段(12)并形成拉伸球茎(11)，并由此按尺寸截出该构件，其特征在于，在温度‑控制回路中提供下列措施：• 持续测量原始圆柱体‑表面的上测量部位(E1)的第一温度值T上，• 持续测量下测量部位(E2)的第二温度值T下，该下测量部位(E2)在拉伸轴方向(2)上与上测量部位(E1)间隔开，该拉伸球茎(11)在上测量部位和下测量部位之间延伸或至少其一部分延伸，• 计算在第一温度值T上和第二温度值T下的测量部位(E1；E2)之间的区域中的原始圆柱体(4)的温度分布，并在考虑以该第一温度值和第二温度值作为模型输入量的情况下按算法模型(24)确定模拟的变形温度T模型，• 使用模拟的变形温度T模型作为温度‑控制回路的受控量和使用该加热区‑温度T炉作为温度‑控制回路的调节量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.25 DE 102011116806.41.在利用过程控制下通过拉伸原始圆柱体(4)来制备圆柱形玻璃构件的方法，该过程控制包括多个控制回路，其中一个温度-控制回路，该方法中将原始圆柱体(4)从一端开始以推进速度Vf供入加热区-温度为Tp的加热区(3)中，并在该加热区(3)中发生区域性软化，由该软化区连续地以抽出速度Vs在拉伸轴(2)方向上拉出构件-段(12)并形成拉伸球茎(11)，并由此按尺寸截出该构件，其特征在于，在温度-控制回路中提供下列措施: ?持续测量原始圆柱体-表面的上测量部位(El)的第一温度值T±， ?持续测量下测量部位(E2)的第二温度值Tt，该下测量部位(E2)在拉伸轴方向(2)上与上测量部位(El)间隔开，该拉伸球茎(11)在上测量部位和下测量部位之间延伸或至少其一部分延伸， ?计算在第一温度值T±和第二温度值Tt的测量部位(El ；Ε2)之间的区域中的原始圆柱体(4)的温度分布，并在考虑以该第一温度值和第二温度值作为模型输入量的情况下按算法模型(24)确定模拟的变形温度Tssp ?使用模拟的变形温度1?“乍为温度-控制回路的受控量和使用该加热区-温度Tp作为温度-控制回路的调节量。2.权利要求1的方法，其特征在于，在拉伸过程中所述算法模型(24)是可校准的，即其持续检测在第一温度值和第二温度值的测量部位(...
【专利技术属性】
技术研发人员：T贝尔纳德，H海因，T博格丹，O甘茨，
申请(专利权)人：赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司，弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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