【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤制造，特别涉及一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置及方法。
技术介绍
1、光纤预制棒烧结，大多采用电阻炉或感应炉的方式提供高温环境，通过热传递、热辐射的方式对炉芯管内的预制棒进行脱羟基、玻璃化；该工艺对生产温度控制精度有着较高的要求。
2、光纤预制棒烧结设备，通常情况下采用监测加热器内固定位置的温度进行温度监控；该方式由于其采用的结构简单从而较广泛应用在各类烧结炉上。此类烧结炉一般在停机时使用热电偶对炉芯管内温度进行校验，由于测试过程中与实际生产环境存在差异，生产过程中预制棒吸收热量且气体化学反应吸放热，导致实际温度控制存在偏差。其次，由于加热器与炉芯管内温度存在偏差，温度变化时，两处实际温度变化无规律，通过调控加热器处温度无法准确控制炉芯管内温度。同时，固定位置监测的方式无法了解温场分布情况，在实际的光纤预制棒生产过程中，如炉芯管内最高温度、温场分布发生偏移时，固定位置监测的方式无法对其精准识别，可能导致：1)局部脱羟温度不足，光纤在1383nm波长上的衰减会显著升高；2)玻璃化温度存在偏差，预制棒玻璃化后外观存在缺陷；3)温场变化，预制棒两端的折射率不满足要求，玻璃化后外观存在缺陷。如果出现以上问题则会增加生产过程损失，不利于光纤预制棒的大批量生产。
3、综上，需开发一种在不影响光纤预制棒生产且保障设备密封性的前提下，及时探测炉芯管内温度及温场分布变化并进行自动修正的方法。
4、中国专利，授权公告号cn 211141894 u，提供了一种实时监控预制棒直径，进而实时控
5、中国专利，授权公告号cn 203668232 u，提供了一种光纤预制棒的烧结设备，其利用激光反馈控制系统对烧结炉在烧结过程中的温度进行实时调整的方法。烧结设备中的热电偶穿设在烧结炉的隔热材料中，激光发射器、激光接收器安装于石英炉芯管两侧；该方法使用激光控制系统对加热器下方已烧结完成的预制棒玻璃化程度进行监测以实时调整温度。该方法在预制棒烧结后未降至激光系统区域前无法进行探测，存在明显的异常响应滞后，同时该方法仅适用于预制棒玻璃化阶段且无法对高温区温场实际情况进行监测。
6、中国专利，公开号cn 110104946 a，提供了一种光纤预制棒烧结设备结构。该结构未提及温区温度如何控制。
7、中国专利，授权公告号cn 209537309 u，提供了一种光纤预制棒脱水烧结炉结构。其采用在烧结炉加热器内部增加温度传感器的方式进行测温控温，该方式仅能对固定位置进行温度监控，仍存在温场变化无法及时探测的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置及方法，可以实现光纤预制棒烧结炉纵向温区自动在线控制，提高工艺温度准确性，解决了温场分布发生偏移时对预制棒的影响，提高了预制棒产品质量及均匀性。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、本专利技术一方面提供了一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，包括炉芯管、加热装置、引杆、温度测量元件、电机和数据收集设备；
4、所述加热装置设置于炉芯管的外围，用于对炉芯管进行加热；
5、所述引杆的中部为中空结构，且该引杆的上端与电机连接，所述电机能够带动引杆转动；光纤预制棒通过该引杆悬挂于炉芯管中；
6、所述温度测量元件安装于引杆的中空结构中；
7、所述温度测量元件与所述数据收集设备通过信号连接。
8、进一步的，所述温度测量元件的上端与所述引杆固定连接，所述温度测量元件通过电滑环与所述数据收集设备连接。
9、更进一步的，所述电滑环的旋转部与所述引杆固定连接，所述电滑环的固定部固定连接于数据收集设备上；所述引杆上部设有开孔，所述温度测量元件的引线穿过引杆的开孔连接于所述电滑环上。
10、进一步的，所述引杆的长度大于温度测量元件在炉芯管内的插入深度。
11、优选的，所述温度测量元件为热电偶。
12、进一步的，所述热电偶为铂铑热电偶，适应温度范围为0～1800℃。
13、进一步的，所述引杆为耐高温引杆。
14、进一步的，所述电机能够上下移动，以带动引杆和温度测量元件上下移动。
15、本专利技术另一方面提供了一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制方法，，该在线控制方法基于以上所述的在线控制装置进行，其包括：
16、在光纤预制棒生产过程中，通过电机移动并旋转引杆，利用引杆中设置的温度测量元件对炉芯管内温度进行实时在线测试，测试数据传输至数据收集设备，形成数据库，并拟合生成基准模型；
17、在光纤预制棒生产前，执行自检程序，通过移动电机的方式对炉芯管内的温场进行测试，基于基准模型，当炉芯管内最高温度变化时，通过计算最高温度变化幅度自动纠正初始设定温度；当炉芯管内温场分布发生变化时，通过计算有效温场边界点的位置，自动计算纠正光纤预制棒脱羟、玻璃化的工艺位置；
18、在光纤预制棒实际生产过程中，通过对比实时监测温度与已有的基准模型的偏差，自动纠正实际温度，并通过已有的实际生产过程中数据自动优化基准模型；当温度自动纠偏持续无法达到预期温度时，自动终止生产。
19、本专利技术的有益效果：
20、本专利技术通过在光纤预制棒烧结设备使用的引杆内部嵌套温度测量元件的方式对温度进行实时监测；电机实现引杆的移动及旋转，可以达到同步移动温度测量元件的效果，从而可以实现光纤预制棒烧结炉整个纵向温区的自动在线控制，提高工艺温度准确性，提高预制棒产品质量及均匀性；
21、本专利技术通过监测数据可以自动纠正工艺位置；该方法解决了温场分布发生偏移时对预制棒的影响，提高预制棒产品质量及均匀性；
22、本专利技术采用电滑环对温度测量元件进行连接，实现生产过程中温度测量元件在旋转状态下的测温；
23、本专利技术解决了传统的在加热装置内监视温度所产生的加热装置温度与炉芯管内温度存在偏差的问题，提高温度控制的准确度；
24、本专利技术解决了传统的加热装置内固定位置监测的方式无法探测温场分布的问题，提升测试位置的灵活性；
25、本专利技术的装置在使用过程中未影响设备的密封结构，对光纤预制棒生产环境无影响。
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1.一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，包括炉芯管、加热装置、引杆、温度测量元件、电机和数据收集设备；
2.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述温度测量元件的上端与所述引杆固定连接，所述温度测量元件通过电滑环与所述数据收集设备连接。
3.根据权利要求2所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述电滑环的旋转部与所述引杆固定连接，所述电滑环的固定部固定连接于数据收集设备上；所述引杆上部设有开孔，所述温度测量元件的引线穿过引杆的开孔连接于所述电滑环上。
4.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述引杆的长度大于温度测量元件在炉芯管内的插入深度。
5.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述温度测量元件为热电偶。
6.根据权利要求5所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述热电偶为铂铑热电偶，适应温度范围为0～1800℃。
7.根据权利要求
8.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述电机能够上下移动，以带动引杆和温度测量元件上下移动。
9.一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制方法，其特征在于，该在线控制方法基于权利要求1-8任一项所述的在线控制装置进行，其包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，包括炉芯管、加热装置、引杆、温度测量元件、电机和数据收集设备；
2.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述温度测量元件的上端与所述引杆固定连接，所述温度测量元件通过电滑环与所述数据收集设备连接。
3.根据权利要求2所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述电滑环的旋转部与所述引杆固定连接，所述电滑环的固定部固定连接于数据收集设备上；所述引杆上部设有开孔，所述温度测量元件的引线穿过引杆的开孔连接于所述电滑环上。
4.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒烧结炉纵向温区在线控制装置，其特征在于，所述引杆的长度大于温度测量元件在炉芯...
【专利技术属性】
技术研发人员：贲庆超，杜森，刘周伟，寻志强，陈千雯，余红斌，张浩，陈高，
申请(专利权)人：江苏亨通光导新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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