一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统，其包括以下步骤：根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率对应的生长速度；根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升；按照上述步骤依次循环往复拟合沉积速度，并控制沉积引杆的提升速度，直至沉积结束。由于采用历史生长速度进行函数关系拟合，可计算出当前激光功率下的沉积速度，降低外界条件扰动引起的沉积引杆提升速度波动幅度，提高沉积速度稳定性，且可逐步调整函数关系，优化沉积速度稳定性。优化沉积速度稳定性。优化沉积速度稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及光纤预制棒制造
，特别涉及一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]目前，主流的制棒方法主要有轴向气相沉积法(VAD)、外部化学气相沉积法(OVD)、改进的化学气相沉积法(MCVD)和等离子体化学气相沉积法(PCVD)，其中，VAD主要用于光纤预制棒的芯棒生产，尤其大尺寸芯棒沉积时长超过24h，因此，沉积速度稳定性对芯棒的质量至关重要。
[0003]VAD沉积速度波动直接影响芯棒折射率剖面的轴向均匀性，进而关系到光纤光学参数均匀性。因此，合理的VAD沉积速度控制方式，对芯棒连续稳定生产，及提升光纤品质，具有重要意义。
[0004]相关技术中，一种芯棒生长的激光控制方法，当芯层脱离激光时，为提棒速度控制，提棒速度下降；当芯层遮挡时，为喷灯运动控制，移动喷灯改变沉积效率。但沉积过程中喷灯不断移动，导致芯灯火焰抖动进一步恶化，从而影响芯层沉积的稳定性。
[0005]因此，有必要设计一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统，以克服上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统，以解决相关技术中沉积过程喷灯不断移动，导致芯灯火焰抖动进一步恶化，从而影响芯层沉积稳定性的问题。
[0007]第一方面，提供了一种芯棒沉积速度稳定控制方法，其包括以下步骤：根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率对应的生长速度；根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升；按照上述步骤依次循环往复拟合沉积速度，并控制沉积引杆的提升速度，直至沉积结束。
[0008]一些实施例中，所述根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度，包括：根据历史时间段内的生长速度，采用最小二乘法进行函数拟合，拟合出沉积速度与生长速度的函数关系；利用拟合出的沉积速度与生长速度的函数关系，计算当前激光功率下的沉积速度。
[0009]一些实施例中，在所述控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升之后，还包括：判断拟合出的沉积速度是否满足控制目标范围；若是，则按照上述步骤依次循环往复拟合沉积速度，并控制沉积引杆的提升速度；否则，调节芯灯流量，直至拟合出的沉积速度满足控制目标范围。
[0010]一些实施例中，所述调节芯灯流量，直至拟合出的沉积速度满足控制目标范围，包括：增加或者减少芯灯流量，使激光功率改变；根据设定的生长速度与激光功率的函数关
系，换算激光功率对应的生长速度；根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升；继续判断拟合出的沉积速度是否满足控制目标范围，否则继续调节芯灯流量。
[0011]一些实施例中，通过调节芯灯流量，记录芯灯流量的调节幅度值与拟合出的沉积速度的变化幅度值，并进行最小二乘法拟合形成拟合出的沉积速度与芯灯流量函数关系。
[0012]一些实施例中，所述调节芯灯流量，包括：根据拟合出的沉积速度与芯灯流量函数关系，计算将拟合出的沉积速度调整至控制目标范围的中心值时芯灯流量的调节幅度值；按照计算出的芯灯流量的调节幅度值来调节芯灯流量。
[0013]一些实施例中，拟合出的沉积速度与生长速度的函数关系为一阶函数、二阶函数或者三阶函数。
[0014]一些实施例中，在所述根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率对应的生长速度之前，还包括：设定生长速度与激光功率的函数关系，其中，该函数关系为一阶函数、二阶函数或者三阶函数。
[0015]第二方面，提供了一种芯棒沉积速度稳定控制系统，其包括：激光接收器；工控机，所述工控机与所述激光接收器信号连接，所述工控机还连接沉积引杆，所述工控机用于根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率对应的生长速度；并根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；所述工控机还用于控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升。
[0016]一些实施例中，所述芯棒沉积速度稳定控制系统还包括喷灯，所述喷灯与所述工控机信号连接，所述工控机还用于判断拟合出的沉积速度是否满足控制目标范围；否则，调节所述喷灯的芯灯流量，直至拟合出的沉积速度满足控制目标范围。
[0017]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0018]本专利技术实施例提供了一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统，由于采用了历史生长速度进行函数关系拟合，进而可以计算出当前激光功率下的沉积速度，能够降低外界条件扰动引起的沉积引杆提升速度波动幅度，提高沉积速度稳定性。并且，在后续循环往复拟合的过程中，可以逐步调整函数关系，优化沉积速度稳定性，改善芯棒轴向均匀性，提高拉制光纤质量。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种芯棒沉积速度稳定控制方法的流程示意图。
[0021]图中：
[0022]1、激光接收器；2、芯棒；3、喷灯。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术实施例提供了一种芯棒沉积速度稳定控制方法及控制系统，其能解决相关技术中沉积过程中喷灯不断移动，导致芯灯火焰抖动进一步恶化，从而影响芯层沉积的稳定性的问题。
[0025]参见图1所示，为本专利技术实施例提供的一种芯棒沉积速度稳定控制方法，其可以包括以下步骤：
[0026]S1：根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率P对应的生长速度V(P)。也即本实施例中，初始的生长速度与激光功率的函数关系可以提供预设函数给定，在步骤S1之前，可以预先设定好该函数关系，其中，设定的该函数关系可以为一阶函数、二阶函数或者三阶函数，也可以是其他更多阶的函数均可。在设定的函数关系中，可以找到每个激光功率对应的生长速度，实时输入不同时间点的激光功率，可以实时获得对应时间点的生长速度，进而可以得到一个时间段内的生长速度。
[0027]S2：根据历史时间段内的生长速度V(P)，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度V。也就是说，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯棒沉积速度稳定控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，实时换算激光功率对应的生长速度；根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升；按照上述步骤依次循环往复拟合沉积速度，并控制沉积引杆的提升速度，直至沉积结束。2.如权利要求1所述的芯棒沉积速度稳定控制方法，其特征在于，所述根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度，包括：根据历史时间段内的生长速度，采用最小二乘法进行函数拟合，拟合出沉积速度与生长速度的函数关系；利用拟合出的沉积速度与生长速度的函数关系，计算当前激光功率下的沉积速度。3.如权利要求1所述的芯棒沉积速度稳定控制方法，其特征在于，在所述控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升之后，还包括：判断拟合出的沉积速度是否满足控制目标范围；若是，则按照上述步骤依次循环往复拟合沉积速度，并控制沉积引杆的提升速度；否则，调节芯灯流量，直至拟合出的沉积速度满足控制目标范围。4.如权利要求3所述的芯棒沉积速度稳定控制方法，其特征在于，所述调节芯灯流量，直至拟合出的沉积速度满足控制目标范围，包括：增加或者减少芯灯流量，使激光功率改变；根据设定的生长速度与激光功率的函数关系，换算激光功率对应的生长速度；根据历史时间段内的生长速度，拟合沉积速度与生长速度的函数关系，并计算出当前激光功率下的沉积速度；控制沉积引杆按照拟合出的沉积速度提升；继续判断拟合出的沉积速度是否满足控制目标范围，否则继续调节芯灯流量。5.如权利要求3所述的芯棒沉积速度稳定控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁后杰，孔明，谢康，刘志坚，
申请(专利权)人：武汉烽火锐拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：