改进的1550低损耗光纤制造设备及操作方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的1550低损耗光纤制造设备及操作方法，在拉丝炉装置内，控制预制棒锥头成型的拉丝升速过程的温度，光纤经延伸管进入保温炉装置，将光纤再一次加热，使光纤的内外温度差降低；并在陶瓷管内对光纤进行保温退火，光纤经拉伸后进入涂覆模座；在拉丝过程当涂覆压力大于0.05MPa则单向阀开启，涂料进入模座，完成光纤的涂覆。本发明专利技术能够使预制棒锥头熔融区温度梯度缓慢变化，减小了预制棒横向内应力，降低了因预制棒熔融区锥头倾斜带来剪切力导致的附加衰减，避免了因改变折射率剖面结构而带来的瑞利散射，减少了光纤涂覆过程的微弯损耗。

Improved 1550 low loss optical fiber manufacturing equipment and operation method

【技术实现步骤摘要】
改进的1550低损耗光纤制造设备及操作方法
本专利技术涉及光纤及光纤生产设备，特别涉及一种改进的1550低损耗光纤制造设备及操作方法。技术背景随着光通信信息技术的快速发展，对光纤需求量日益增大。在原有基础上提高拉丝速度以及大直径预制棒生产无形中增大了光纤的衰减。光纤的衰减是衡量光纤性能的关键指标之一。它决定了光纤通信系统所能达到的最大无中继传输距离以及信号的质量。所以降低传输过程光纤的衰减，显然已经成为每个光纤生产厂家最为关注的要点。现在光纤拉丝技术虽然比较成熟,但既要满足当代光纤生产厂家高产量生产,又要满足客户低衰减及其他良好性能的光纤使用要求，显然以往的螺旋式拉丝炉感应线圈由于产生的磁感线倾斜导致温度场不均匀影响光纤衰减、简单的延伸管保温退火由于不能够充分的消除光纤本身产生的内应力造成的散射损耗以及简单的涂覆供料装置由于不能充分消除气泡/杂质带来的微弯损耗，所以这些已经不能满足高品质光纤生产。在预制棒工艺成型的状态下，应尽可能在预制棒到光纤成形过程中，避免因石英分子受拉伸应力引起分子结构的缺陷而导致密度分布的不均匀性；以及防止光纤涂层不均匀引起光纤表层应变产生的微弯损耗。光纤在1550nm波段的损耗主要是瑞利散射引起的散射损耗,对于G652D光纤而言,降低光纤的瑞利散射损耗在于保证石英分子密度分布的均匀性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的1550低损耗光纤制造设备及方法。在光纤拉丝工艺中，从预制棒到光纤成形过程中，保证石英分子受拉伸应力中分子结构密度分布的均匀性，保证光纤涂层的均匀减少因光纤涂层引起的光纤表层应变产生的微弯损耗。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案。一种改进的1550低损耗光纤制造设备，包括拉丝炉装置、保温炉装置和涂覆系统，所述拉丝炉装置的上方设置有挂棒台，挂棒台下方挂装有预制棒，拉丝炉装置中的拉丝金属体内安装有拉丝支架，拉丝支架的外周设置有拉丝线圈引线架，拉丝支架内安装有拉丝石墨件，拉丝石墨件的外周设置有拉丝铜线圈，所述拉丝铜线圈为平行环状排列，长度为0.8~1.2M，匝数为7~9匝；拉丝石墨件的外周设置有拉丝气腔体，预制棒的下端为锥头熔融区，锥头熔融区位于拉丝气腔体内；所述保温炉装置的保温金属体内装有外周带有保温线圈引线架的保温支架，保温支架内装有保温石墨件，保温石墨件的外周设置有保温铜线圈，所述保温铜线圈为平行环状排列，长度为0.6~1.0M，匝数为4~7匝；保温石墨件的中间为保温气腔体，保温石墨件的下方设置有陶瓷管；所述拉丝气腔体的下端通过延伸管与保温气腔体的上端连接；所述涂覆系统中涂料罐、缓存罐和过滤器依次通过管道连接，过滤器通过依次滤网和单向阀与涂覆模座管路连接；所述陶瓷管的下方通过冷却管与涂覆模座连接，冷却管与涂覆模座之间设置有张力计；涂覆模座的下方出口装有固化灯，固化灯与收线盘之间装有牵引轮；锥头熔融区出口的光纤依次通过延伸管、保温气腔体、陶瓷管、冷却管、张力计、涂覆模座、固化灯和牵引轮到收线盘。进一步，所述陶瓷管的长度为0.7~1.3M。进一步，所述过滤器的滤孔为2~4um。进一步，所述滤网的滤孔为1~2um。一种改进的1550低损耗光纤制造设备的操作方法，其步骤如下：步骤1：在拉丝炉装置内，控制预制棒锥头成型的拉丝升速过程的温度为1970℃~2200℃，以3℃的步级升速，速度平滑升高达到2000~2200m/min，拉丝之后，光纤经延伸管进入保温炉装置；步骤2：在保温炉装置内，将光纤再一次加热到1300℃~1400℃，使光纤的内外温度差降低，并在陶瓷管内对光纤进行保温退火，使光纤的温度缓慢降温至800~1000℃并经牵引轮进行光纤的拉伸，张力计通过调控预制棒的进棒速度和拉丝炉装置的温度来控制光纤张力为80~100g；光纤经拉伸后进入涂覆模座；步骤3：在冷却管中，通过冷却管里面的氦气对光纤进行热交换处理，使光纤的温度降低到50~60℃，降温后的光纤再进入涂覆系统中；步骤4：在涂覆系统中，设定单向阀的开启压力为0.05MPa，涂料进入模座，完成光纤的涂覆；单向阀用于防止涂覆模座及其管道内的涂料回流到过滤器内而形成气泡；步骤5：涂覆系统中涂覆的光纤进入固化灯进行涂覆树酯的紫外固化。进一步，所述拉丝升速过程中对于Φ150mm预制棒的进棒速度为2mm/min，步级升速时间为55~65min。进一步，所述拉丝升速过程中对于Φ200mm预制棒的进棒速度为1mm/min，步级升速时间为85~95min。本专利技术能够使预制棒锥头熔融区温度梯度缓慢变化，减小了预制棒横向内应力，降低了因预制棒熔融区锥头倾斜带来剪切力导致的附加衰减，避免了因改变折射率剖面结构而带来的瑞利散射。降低了光纤结构中分子键的断裂，减少了结构缺陷，使得瑞利散射引起的损耗大大减少。有效地防止了因光纤骤冷带来的内部聚集应力带来的微裂纹现象，减少了光纤涂覆过程的微弯损耗。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中拉丝铜线圈6和保温铜线圈13的平行环状排列结构示意图；图3为本专利技术中光纤的1550衰减与常规工艺光纤的1550衰减数值对比曲线图。图中：1-挂棒台，2-预制棒，3-拉丝金属体，4-拉丝石墨件，5-拉丝线圈引线架，6-拉丝铜线圈，7-拉丝支架，8-锥头熔融区，9-拉丝气腔体，10-延伸管，11-保温金属体，12-保温线圈引线架，13-保温铜线圈，14-保温支架，15-保温石墨件，16-保温气腔体，17-陶瓷管，18-冷却管，19-张力计，20-涂覆模座，21-单向阀，22-滤网，23-过滤器，24-缓存罐，25-涂料罐，26-固化灯，27-牵引轮，28-收线盘，29-光纤；001-拉丝炉装置，002-保温炉装置，003-涂覆系统。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1和图2，挂设在挂棒台1下方预制棒2的锥头熔融区8处于拉丝炉001的拉丝气腔体9中，其中拉丝炉001包含拉丝金属体3、拉丝线圈引线架5、拉丝铜线圈6、拉丝支架7以及拉丝石墨件4。有拉丝铜线圈6产生的涡流作用于拉丝石墨件4上进而产生热量，对锥头熔融区8进行加热，然后经过延伸管10进行退火处理，由于拉丝速度过快为了更好的对光纤进行退火处理光纤需要经过保温炉装置002，其中保温炉装置002的上半部分由保温金属体11、保温线圈引线架12、保温铜线圈13、保温支架14和保温石墨件15组成。光纤保温炉装置002下半部分由陶瓷管17构成。保温炉装置002内部光纤通道有保温气腔体16构成。经过以上过程可以有效防止因光纤骤冷带来的内部聚集应力带来的微裂纹现象。从保温炉装置002出来的光纤要经过冷却管18以后才能进行涂覆，其中张力计19主要是检测光纤张力大小进而调整控制预制棒2的进棒速度以及拉丝炉装置001的炉温。光纤29进入涂覆模座20之前所用的涂料要经过涂覆系统003，涂覆系统003有涂料罐25、用于缓存涂料的缓存罐24、过滤气泡/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的1550低损耗光纤制造设备，包括拉丝炉装置、保温炉装置和涂覆系统，其特征在于: 所述拉丝炉装置的上方设置有挂棒台，挂棒台下方挂装有预制棒，拉丝炉装置中的拉丝金属体内安装有拉丝支架，拉丝支架的外周设置有拉丝线圈引线架，拉丝支架内安装有拉丝石墨件，拉丝石墨件的外周设置有拉丝铜线圈，所述拉丝铜线圈为平行环状排列，长度为0.8~1.2M，匝数为7~9匝；拉丝石墨件的外周设置有拉丝气腔体，预制棒的下端为锥头熔融区，锥头熔融区位于拉丝气腔体内；/n所述保温炉装置的保温金属体内装有外周带有保温线圈引线架的保温支架，保温支架内装有保温石墨件，保温石墨件的外周设置有保温铜线圈，所述保温铜线圈为平行环状排列，长度为0.6~1.0M，匝数为4~7匝；保温石墨件的中间为保温气腔体，保温石墨件的下方设置有陶瓷管；/n所述拉丝气腔体的下端通过延伸管与保温气腔体的上端连接；/n所述涂覆系统中涂料罐、缓存罐和过滤器依次通过管道连接，过滤器通过依次滤网和单向阀与涂覆模座管路连接；/n所述陶瓷管的下方通过冷却管与涂覆模座连接，冷却管与涂覆模座之间设置有张力计；涂覆模座的下方出口装有固化灯，固化灯与收线盘之间装有牵引轮；锥头熔融区出口的光纤依次通过延伸管、保温气腔体、陶瓷管、冷却管、张力计、涂覆模座、固化灯和牵引轮到收线盘。/n...

【技术特征摘要】
1.一种改进的1550低损耗光纤制造设备，包括拉丝炉装置、保温炉装置和涂覆系统，其特征在于:所述拉丝炉装置的上方设置有挂棒台，挂棒台下方挂装有预制棒，拉丝炉装置中的拉丝金属体内安装有拉丝支架，拉丝支架的外周设置有拉丝线圈引线架，拉丝支架内安装有拉丝石墨件，拉丝石墨件的外周设置有拉丝铜线圈，所述拉丝铜线圈为平行环状排列，长度为0.8~1.2M，匝数为7~9匝；拉丝石墨件的外周设置有拉丝气腔体，预制棒的下端为锥头熔融区，锥头熔融区位于拉丝气腔体内；
所述保温炉装置的保温金属体内装有外周带有保温线圈引线架的保温支架，保温支架内装有保温石墨件，保温石墨件的外周设置有保温铜线圈，所述保温铜线圈为平行环状排列，长度为0.6~1.0M，匝数为4~7匝；保温石墨件的中间为保温气腔体，保温石墨件的下方设置有陶瓷管；
所述拉丝气腔体的下端通过延伸管与保温气腔体的上端连接；
所述涂覆系统中涂料罐、缓存罐和过滤器依次通过管道连接，过滤器通过依次滤网和单向阀与涂覆模座管路连接；
所述陶瓷管的下方通过冷却管与涂覆模座连接，冷却管与涂覆模座之间设置有张力计；涂覆模座的下方出口装有固化灯，固化灯与收线盘之间装有牵引轮；锥头熔融区出口的光纤依次通过延伸管、保温气腔体、陶瓷管、冷却管、张力计、涂覆模座、固化灯和牵引轮到收线盘。


2.根据权利要求1所述的改进的1550低损耗光纤制造设备，其特征在于，所述陶瓷管的长度为0.7~1.3M。


3.根据权利要求1所述的改进的1550低损耗光纤制造设备，其特征在于，所述过滤器的滤孔为2~4um。

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【专利技术属性】
技术研发人员：龚成，王秋萍，刘成，赵禹，
申请(专利权)人：普天线缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36