加热炉、光纤拉锥的方法及由该方法制备的产品及其应用技术

本发明专利技术的主要目的在于提供一种加热炉、光纤拉锥的方法及由该方法制备的产品及其应用。加热炉包括外炉和内炉，所述内炉包括：加热元件，其结构为两端敞口的筒状中空体，以中轴线处于水平方向设置于外炉中部；加热元件至少包括两个可相对运动的加热棒；传动机构，连接所述加热元件，用于控制所述加热元件沿垂直于中轴线的方向运动；陶瓷连接件，分别连接加热元件和传动机构；加热元件运动时，其中轴线位置保持不变；两个加热棒对称设置，运动速度相等，运动方向相反，与所述的中轴线之间的距离相等。所要解决的技术问题是在光纤拉锥过程中，使处于环形温度场中的光纤温度持续稳定，以制造出长径比更小、锥比更大的光纤产品，从而更加适于实用。

【技术实现步骤摘要】
加热炉、光纤拉锥的方法及由该方法制备的产品及其应用
本专利技术属于光学纤维制品的热加工
，特别涉及一种加热炉、光纤拉锥的方法及由该方法制备的产品及其应用。
技术介绍
现有技术中光纤光锥的拉制是将光纤毛坯置于具有中心区温度高，两端温度低的梯形温度场的加热炉内，再采用机械装置夹持毛坯两端部，待毛坯中段软化后，向两端部拉伸而在中间部位形成锥形。在光纤拉锥的加工过程中，用于加热光纤中间部位的加热炉均采用环形加热带式的内炉，可以从加热炉的各个方向向置于环形加热带中间部位的光纤集中加热，使拉锥区的光纤温度高于两边的光纤温度而将该拉锥区制成锥形光纤。由于光纤制品多为小尺寸工件，因此采用的加热炉要求具备小直径和高功率的特点。随着夜视技术的发展，现有技术对光学纤维制品提出了更高的技术要求：一方面要求光纤热变形区的长径比更小，例如，常规光纤倒像器的长径比一般在1.0左右，目前特殊型号的光纤倒像器则提出长径比0.5这一极限值；另一方面要求光纤热变形区的锥比更大，例如，常规纤维光锥的锥比一般在1.0左右，目前特殊型号的纤维光锥的锥比要求已达到3.0以上甚至更高。现有技术的加热炉及光纤拉锥方法难以实现长径比小、锥比大的产品的制造。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种加热炉、光纤拉锥的方法及由该方法制备的产品及其应用，所要解决的技术问题是在光纤拉锥过程中，使处于环形温度场中的光纤温度持续稳定，以制造出长径比更小、锥比更大的光纤产品，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种加热炉，包括外炉和设置于所述外炉内部的内炉，所述内炉包括：加热元件，其结构为两端敞口的筒状中空体，以中轴线处于水平方向设置于所述外炉的中部；所述的加热元件至少包括两个可相对运动的加热棒；传动机构，连接所述的加热元件，用于控制所述的加热元件沿垂直于中轴线的方向运动；陶瓷连接件，分别连接所述的加热元件和所述的传动机构，使所述的加热元件和所述的传动机构绝缘；所述的加热元件运动时，其中轴线位置保持不变；两个所述的加热棒对称设置，运动速度相等，运动方向相反，所述的加热棒与所述的中轴线之间的距离相等。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的加热炉，所述内炉包括：温度传感器，用于实时监测内炉内工件表面的温度；内炉加热控制器，用于实时控制所述内炉的加热功率；测径仪，用于实时监测内炉内工件的外径尺寸；位移传感器，连接所述的加热元件，用于实时监测所述的加热元件的位置；PLC控制器，分别连接所述的温度传感器、内炉加热控制器、测径仪、位移传感器和传动机构；所述的PLC控制器接收温度传感器、测径仪和位移传感器的信息，并根据该信息指令内炉加热控制器调节所述的内炉的加热功率以及指令传动结构控制所述的加热元件的运动。优选的，前述的加热炉，其中所述加热元件处于距离中轴线最远端时其径向截面为矩形环；所述加热元件包括两个L型的加热棒，分别于内炉的上部和下部对称布置，分别定义为上加热棒和下加热棒；所述上加热棒通过柔性导电带串联连接所述下加热棒；所述加热棒未连接柔性导电带的一端分别用于连接电源的正负极；所述传动机构包括设置于外炉内部的丝杆和两个滑块；所述的上加热棒和下加热棒分别连接两个所述的滑块，通过所述的丝杆的转动使所述的上加热棒和下加热棒在竖直方向作相向运动或相背运动。优选的，前述的加热炉，其中所述加热元件处于距离中轴线最远端时其径向截面为圆环，所述加热元件包括四个弧形的加热棒，分别于内炉的上部、右部、下部和左部对称布置，分别定义为上加热棒、右加热棒、下加热棒和左加热棒；所述上加热棒、右加热棒、下加热棒和左加热棒依次通过柔性导电带串联连接；所述加热棒未连接柔性导电带的一端分别用于连接电源的正负极；所述传动机构包括设置于外炉内部的丝杆和两个滑块；所述上加热棒和下加热棒分别连接两个所述的滑块，通过所述的丝杆的转动使所述的上加热棒和下加热棒在竖直方向作相向运动或相背运动；所述的左加热棒和右加热棒固定设置。优选的，前述的加热炉，其中所述的加热元件采用硅钼棒制成。优选的，前述的加热炉，其中两个所述的滑块共用一根丝杆；所述丝杆设置有尺寸相等、方向相反的两种螺纹；两种螺纹的界线设置于上加热棒和下加热棒距离中轴线最近时两个滑块所处的位置之间；每种螺纹在所述丝杆上的轴向长度大于或者等于所述滑块的行程。优选的，前述的加热炉，其中所述的陶瓷连接件包括上连接件和下连接件；所述的上连接件连接下加热棒和传动机构；所述的下连接件连接上加热棒和传动机构；两个所述的滑块分别连接于所述的上连接件和下连接件上。优选的，前述的加热炉，其中两个所述的滑块上分别设置有尺寸相等、方向相反的螺纹连接孔；连接所述的上连接件的滑块与所述丝杆配合带动所述的下加热棒运动；连接所述的下连接件的滑块与所述丝杆配合带动所述的上加热棒运动。优选的，前述的加热炉，所述内炉还包括设置于外炉外边的接线柱；所述的接线柱通过硬质导电棒连接所述上加热棒的另一端和下加热棒的另一端；所述的接线柱采用硬质材料制成。优选的，前述的加热炉，所述内炉还包括连接所述传动机构和所述PLC控制器的伺服电机；所述PLC控制器根据所述的测径仪和位移传感器的信息指令所述伺服电机驱动所述传动机构运动。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种光纤拉锥的方法，其包括以下步骤：1)在光纤设定位置的外周形成环形温度场，加热其至拉锥温度，拉锥；2)调节所述的环形温度场至处于环形温度场内的光纤表面的距离，使处于环形温度场内的光纤的温度稳定，其温度波动范围为±2℃。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的方法，其中在步骤1)之后和步骤2)之前还包括以下步骤：A、实时监测处于环形温度场内的光纤的外径尺寸；B、实时监测处于环形温度场内的光纤的温度；步骤2)所述的环形温度场至处于环形温度场内的光纤表面的距离为热辐射距离；其中，调节热辐射距离通过PLC控制器实现；所述的PLC控制器获取所述的外径尺寸和所述的温度，并根据该信息调节所述的热辐射距离。优选的，前述的方法，其中步骤2)所述的使处于环形温度场内的光纤的温度稳定通过PLC控制器实现；所述的PLC控制器获取所述的外径尺寸和所述的温度，并根据该信息调节所述的热辐射距离和调节环形温度场的加热功率。优选的，前述的方法，其中所述的热辐射距离为15mm～20mm。优选的，前述的方法，其中所述的环形温度场的宽度为5mm～25mm。优选的，前述的方法，其中所述的环形温度场由硅钼棒发热形成。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种光学纤维锥，根据前述的方法拉制而成。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉，包括外炉和设置于所述外炉内部的内炉，其特征在于，所述内炉包括：/n加热元件，其结构为两端敞口的筒状中空体，以中轴线处于水平方向设置于所述外炉的中部；所述的加热元件至少包括两个可相对运动的加热棒；/n传动机构，连接所述的加热元件，用于控制所述的加热元件沿垂直于中轴线的方向运动；/n陶瓷连接件，分别连接所述的加热元件和所述的传动机构，使所述的加热元件和所述的传动机构绝缘；/n所述的加热元件运动时，其中轴线位置保持不变；两个所述的加热棒对称设置，运动速度相等，运动方向相反，所述的加热棒与所述的中轴线之间的距离相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热炉，包括外炉和设置于所述外炉内部的内炉，其特征在于，所述内炉包括：
加热元件，其结构为两端敞口的筒状中空体，以中轴线处于水平方向设置于所述外炉的中部；所述的加热元件至少包括两个可相对运动的加热棒；
传动机构，连接所述的加热元件，用于控制所述的加热元件沿垂直于中轴线的方向运动；
陶瓷连接件，分别连接所述的加热元件和所述的传动机构，使所述的加热元件和所述的传动机构绝缘；
所述的加热元件运动时，其中轴线位置保持不变；两个所述的加热棒对称设置，运动速度相等，运动方向相反，所述的加热棒与所述的中轴线之间的距离相等。


2.根据权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述内炉包括：
温度传感器，用于实时监测内炉内工件表面的温度；
内炉加热控制器，用于实时控制所述内炉的加热功率；
测径仪，用于实时监测内炉内工件的外径尺寸；
位移传感器，连接所述的加热元件，用于实时监测所述的加热元件的位置；
PLC控制器，分别连接所述的温度传感器、内炉加热控制器、测径仪、位移传感器和传动机构；所述的PLC控制器接收温度传感器、测径仪和位移传感器的信息，并根据该信息指令内炉加热控制器调节所述的内炉的加热功率以及指令传动结构控制所述的加热元件的运动。


3.根据权利要求2所述的加热炉，其特征在于，所述加热元件处于距离中轴线最远端时其径向截面为矩形环；所述加热元件包括两个L型的加热棒，分别于内炉的上部和下部对称布置，分别定义为上加热棒和下加热棒；所述上加热棒通过柔性导电带串联连接所述下加热棒；所述加热棒未连接柔性导电带的一端分别用于连接电源的正负极；所述传动机构包括设置于外炉内部的丝杆和两个滑块；所述的上加热棒和下加热棒分别连接两个所述的滑块，通过所述的丝杆的转动使所述的上加热棒和下加热棒在竖直方向作相向运动或相背运动。


4.根据权利要求2所述的加热炉，其特征在于，所述加热元件处于距离中轴线最远端时其径向截面为圆环，所述加热元件包括四个弧形的加热棒，分别于内炉的上部、右部、下部和左部对称布置，分别定义为上加热棒、右加热棒、下加热棒和左加热棒；所述上加热棒、右加热棒、下加热棒和左加热棒依次通过柔性导电带串联连接；所述加热棒未连接柔性导电带的一端分别用于连接电源的正负极；所述传动机构包括设置于外炉内部的丝杆和两个滑块；所述上加热棒和下加热棒分别连接两个所述的滑块，通过所述的丝杆的转动使所述的上加热棒和下加热棒在竖直方向作相向运动或相背运动；所述的左加热棒和右加热棒固定设置。


5.根据权利要求3或4所述的加热炉，其特征在于，所述的加热元件采用硅钼棒制成。


6.根据权利要求3或4所述的加热炉，其特征在于，两个所述的滑块共用一根丝杆；所述丝杆设置有尺寸相等、方向相反的两种螺纹；两种螺纹的界线设置于上加热棒和下加热棒距离中轴线最近时两...

【专利技术属性】
技术研发人员：王久旺，周游，王云，付杨，王叶，蔡京生，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11