光纤预制棒外包层的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤预制棒外包层的制造方法，包括：喷灯组同时沿芯棒轴向运动，进行松散体的沉积，并重复如下步骤直至最后一层沉积结束：喷灯组完成一层沉积后返回原位，扫描测量松散体各处的外径值，判断松散体外径波动是否大于预设上限：如果是，则调整最小外径所对应的喷灯，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；否则，在下一次沉积中保持各个喷灯的流量不变。本发明专利技术通过对每层松散体的外径波动进行监测，且在波动大于预设上限时，在下一层中增加相应的喷灯的流量，从而对最小外径处进行补偿，减少外径波动。

Manufacturing method of optical fiber preform outsourced layer

The invention discloses a method for manufacturing an optical fiber preform, outsourcing layer includes a blowtorch group at the same time along the mandrel axial movement, sedimentary loose, and repeat the steps until the last layer is deposited over: Torch Group completed a layer deposited back in situ, scanning the loose around the outer diameter value judgment, loose the diameter fluctuation is larger than a preset limit: If yes, adjust the minimum diameter corresponding to the minimum diameter of the deposition torch next corresponding burner according to the preset flow rate is increased; otherwise, keep the blowtorches constant flow deposition in the next. The present invention is monitored by the diameter fluctuation of each layer of loose, and the fluctuation is greater than a preset limit, the corresponding increase in the flow of burner in the next layer, so as to compensate for the minimum diameter, reduce the diameter fluctuation.

【技术实现步骤摘要】
光纤预制棒外包层的制造方法
本专利技术涉及光纤预制棒制造领域，尤其涉及一种光纤预制棒外包层的制造方法。
技术介绍
现有技术制造光纤预制棒采用全合成法，即VAD(AxialVaporDeposition，气相轴向沉积)结合OVD(OutsideVaporDeposition，外部气相沉积)的“两步法”合成工艺。该合成工艺先采用VAD法沉积芯棒，再利用OVD法沉积外包层，松散体玻璃化后成为光纤预制棒。由于OVD沉积和玻璃化是制造光纤预制棒的最后关键工艺，因此预制棒的外径均匀性以及外径与芯径比(即“P率”)等参数都需要在OVD沉积和玻璃化过程中进行控制。目前OVD工艺松散体沉积不控制外径波动，而是通过分段玻璃化工艺进行外径和P率调整。具体而言，松散体外径较大的位置，玻璃化下降速度稍慢，有意拉伸光纤预制棒，松散体外径较小的位置，玻璃化下降速度稍快，尽量避免光纤预制棒被拉伸，以此达到预制棒外径和P率均匀。但是目前这种工艺存在以下几点问题：1、对于松散体外径波动较大的情况，很难通过玻璃化将其修正，预制棒的外径和P率会超标，C级纤比例增加，光纤不合格率增加；2、该控制工艺属于被动控制，没有主动性，每台设备沉积的松散体波动性均不一致，而玻璃化炉与沉积机台不是一一对应(沉积机台数量大于玻璃化机台数量)，为了修正外径，每根松散体玻璃化之前都要进行玻璃化工艺的调整，没有一个稳定的玻璃化工艺，导致作业效率下降，严重影响生产效率。为了使松散体外径均匀，现有技术提出了一种沉积方式：在单喷灯OVD沉积机台安装n个距离传感器，完成一次沉积之后各个距离传感器测量对应位置芯棒表面沉积松散体的厚度Hn，然后计算出每一层的平均厚度H，并计算出各距离传感器所处位置的芯棒表面沉积厚度偏差△Hn＝Hn-H，然后开始进行下一次沉积，距离传感器继续检测各位置芯棒表面沉积厚度偏差△Hn，当△Hn≤0时，喷灯对准芯棒的轴线，当△Hn≥0时，控制器控制喷灯偏转，如此往复，直至沉积结束。上述沉积方式的问题在于：在松散体沉积过程中，喷灯偏转非常不利于沉积的稳定性，因为喷灯角度发生偏转会造成火焰温度的波动，沉积温度发生变化会导致松散体密度不均匀，容易导致松散体开裂。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提出了一种光纤预制棒外包层的制造方法，该方法在保持外径偏差较小的情况下有利于沉积稳定。本专利技术采取的技术方案如下：一种光纤预制棒外包层的制造方法，包括：沿芯棒轴向分布的喷灯组同时沿芯棒轴向运动，进行松散体的沉积，并重复如下步骤直至最后一层沉积结束：喷灯组完成一层沉积后返回原位，扫描测量松散体各处的外径值，判断松散体外径波动是否大于预设上限：如果是，则调整最小外径所对应的喷灯，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；否则，在下一次沉积中保持各个喷灯的流量不变。通过对每层松散体的外径波动进行监测，且在波动大于预设上限时，在下一层沉积中增加相应的喷灯的流量，从而对最小外径处进行补偿，减少外径波动，本方法与喷灯偏转角度的方法相比，提高了松散体外径的均匀性、沉积的稳定性，避免了因喷灯偏转导致的密度不均匀、松散体易开裂、沉积原料浪费和沉积效率下降等一系列问题。可选的，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加，具体为：按预设比例同比例增加含硅原材料、燃料气体和助燃气体的流量，并保持辅助气体流量不变；或者是，按预设比例同比例增加含硅原材料、燃料气体、助燃气体和辅助气体的流量。实际运用时，为了减少控制动作，通常只需要同比例增加含硅原材料、燃料气体和助燃气体的流量即可，辅助气体的流量保持恒定。本申请所说的含硅原材料、燃料气体和助燃气体，是指在预制棒制造领域用来进行水解反应生成二氧化硅颗粒的相应材料，本申请对此不作特别限定，含硅原材料可以为四氯化硅、八甲基环四硅氧烷等气体，燃料气体可以为氢气等气体，助燃气体可以为氧气等气体。可选的，每一次喷灯对应流体增加的流量，不超过上一次沉积时该流体流量的5％。喷灯对应流体指的是需要调整流量的流体(当不需要调节辅助气体时，流体指的是含硅原材料、燃料气体和助燃气体)。通过限定每次增加的流量不超过上一次流量的5％，能够保证沉积工作稳定的进行，因为如果超过5％，调整过多，会导致松散体密度不均匀，松散体容易开裂。可选的，相邻两个喷灯的沉积距离存在重叠，且最小外径处于两个喷灯重叠位置时，选择其中一个喷灯进行流量调整。可选的，相邻两个喷灯的沉积距离存在重叠，且最小外径处于两个喷灯重叠位置时，选择对应的两个喷灯同时进行流量调整。实际运用时，当同时调节两个喷灯时，相对于只调节一个喷灯而言，两个喷灯的调节量均为前者的一半。可选的，喷灯通过MFC控制流量。MFC(massflowcontroller)即质量流量控制器，预制棒松散体沉积过程中，喷灯各流体的流量由MFC控制。本申请中，为了平缓的过渡，喷灯增加流量时并不是突然增加到预设值，而是平缓的进行过渡。可选的，喷灯对应流体的流量增加值y与所用时间x满足函数：y＝ax2+b；其中，常数a和b根据代入流体的流量增加值，以及所需要的时间计算得到。可选的，松散体外径波动的预设上限为25～35mm。可选的，通过外径测量仪对松散体的各处进行外径扫描测量。外径测量仪可以从松散体沉积的头部移动到松散体沉积的尾部，探测到的外径数据反馈在控制器上，并形成外径波动曲线图，计算外径波动值，当外径波动大于预设上限时，控制程序将反馈到最低点位置对应的喷灯，然后增加该喷灯对应流体的流量。可选的，松散体沉积结束后，对松散体进行玻璃化，各松散体进行玻璃化时，按照统一速度下降。因为沉积过程的可靠控制，松散体的外径均匀性好，使得在对松散体进行玻璃化时，能够工艺统一，按照同一稳定速度下降，这大大提高了作业效率，简化了流程。本方法有效的提高了预制棒的外径均匀性和P率稳定性。本专利技术的有益效果是：通过对每层松散体的外径波动进行监测，且在波动大于预设上限时，在下一层沉积中增加相应的喷灯的流量，从而对最小外径处进行补偿，减少外径波动，本方法与喷灯偏转角度的方法相比，提高了松散体外径的均匀性、沉积的稳定性，避免了因喷灯偏转导致的密度不均匀、松散体易开裂、沉积原料浪费和沉积效率下降等一系列问题。附图说明：图1是用于实现本专利技术方法的设备简图；图2是外径测量仪的工作原理图；图3是松散体沉积工艺控制原理图。图中各附图标记为：1、芯棒；2、外径测量仪；3、松散体；4、喷灯；5、MFC；6、控制器。具体实施方式：下面结合各附图，对本专利技术做详细描述。如图1所示，松散体3的制备在OVD沉积反应釜中进行，芯棒1安装在OVD沉积反应釜(图中未画出)中，OVD沉积反应釜还安装有用于测量松散体外径的外径测量仪2，芯棒1的下方设置有喷灯组，喷灯组包括多个喷灯4(图中仅画出有2个)，每个喷灯的流量均由对应的MFC5控制，外径测量仪2和各MFC5均与控制器6信号连接，本实施例的控制器6为能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)。外径测量仪2可以从松散体3沉积的头部移动到松散体沉积的尾部，外径测量仪2将探测到的外径数据反馈到控制器上，控制器形成外径波动曲线图，计算外径波动值，并判断波动值与预设上限的大小，当外径波动大于预设上限30mm时(实际运用时可以根据需要确定，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤预制棒外包层的制造方法，其特征在于，包括：沿芯棒轴向分布的喷灯组同时沿芯棒轴向运动，进行松散体的沉积，并重复如下步骤直至最后一层沉积结束：喷灯组完成一层沉积后返回原位，扫描测量松散体各处的外径值，判断松散体外径波动是否大于预设上限：如果是，则调整最小外径所对应的喷灯，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；否则，在下一次沉积中保持各个喷灯的流量不变。

【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒外包层的制造方法，其特征在于，包括：沿芯棒轴向分布的喷灯组同时沿芯棒轴向运动，进行松散体的沉积，并重复如下步骤直至最后一层沉积结束：喷灯组完成一层沉积后返回原位，扫描测量松散体各处的外径值，判断松散体外径波动是否大于预设上限：如果是，则调整最小外径所对应的喷灯，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加；否则，在下一次沉积中保持各个喷灯的流量不变。2.如权利要求1所述光纤预制棒外包层的制造方法，其特征在于，使下一次沉积中最小外径所对应喷灯的流量按预设比例增加，具体为：按预设比例同比例增加含硅原材料、燃料气体和助燃气体的流量，并保持辅助气体流量不变；或者是，按预设比例同比例增加含硅原材料、燃料气体、助燃气体和辅助气体的流量。3.如权利要求2所述光纤预制棒外包层的制造方法，其特征在于，每一次喷灯对应流体增加的流量，不超过上一次沉积时流量的5％。4.如权利要求1所述光纤预制棒外包层的制造方法，其特征在于，相邻两个喷灯的沉积距离存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，方伟，杨军勇，陈坚盾，冯高锋，
申请(专利权)人：浙江富通光纤技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33