光纤预制棒的烧结设备及方法的制作流程

本技术涉及光纤预制棒烧结领域，具体为一种实时监控预制棒直径，进而实时控制温度和速度，以实现预制棒直径均匀化的烧结装置和方法。一种光纤预制棒的烧结装置及方法，使用光纤预制棒的烧结装置，该过程如下：在烧结时，通过直径反馈装置实时监控烧结过程中的预制棒直径，进而实时控制烧结温度和进棒速度，确保预制棒直径的均匀化。本技术实时监测预制棒直径，实时调整温度和速度，达到有效控制预制棒直径的目的。

权利要求书

1.一种光纤预制棒的烧结装置，包括炉体（5）及伸入炉体（5）内部的马弗管（3），所述马弗管（3）的两端均伸出于炉体（5）外，所述马弗管（3）内设有预制棒（4）；所述炉体（5）内马弗管（3）外侧至炉体（5）内壁之间依次设有环绕有加热装置（7）以及隔热层（6）；其特征在于：还包括控制系统、速度控制装置、直径反馈装置（8）及温度测量装置；

其中，温度测量装置为测量加热器温度的温度测量装置；

直径反馈装置（8）为测量预制棒（4）直径的直径反馈装置（8）；

速度控制装置为控制预制棒（4）运动速度的速度控制装置；

所述控制系统一端分别连接温度测量装置及直径反馈装置（8），另一端与速度控制装置连接，速度控制装置还与预制棒（4）连接。

2.根据权利要求1所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述控制系统包括控制电

脑（12）及与控制电脑（12）分别连接的速度控制柜（10）以及温控柜（11）；所述速度控制柜（10）一端连接预制棒（4）、一端连接直径反馈装置（8），一端连接控制电

脑（12）；温度测量装置通过温控柜（11）进而连接控制电脑（12）。

3.根据权利要求2所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述速度控制装置包括依次连接的石英吊杆（2）及送棒装置（1），速度控制柜（10）依次通过送棒装置（1）、石英吊杆（2）与预制棒（4）连接。

4.根据权利要求3所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述炉体（5）、隔热层（6）及加热装置（7）上均设有供温度测量装置穿过的第一贯穿孔，所述加热装置（7）穿过第一贯穿孔位于炉体（5）内；所述炉体（5）、隔热层（6）及加热装置（7）上均设有第二贯穿孔，直径反馈装置（8）位于炉体（5）外部且与第二贯穿孔的位置对应；第二贯穿孔与第一贯穿孔的距离d满足-50≤d≤50mm。

5.根据权利要求4所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述-10mm≤d≤30mm。

6.根据权利要求5所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述温度测量装置为热电偶（9），所述热电偶（9）。

7.根据权利要求6所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述直径反馈装置（8）为激光测径仪或图像式测径仪。

8.根据权利要求1所述光纤预制棒的烧结装置，其特征在于：所述预制棒（4）为粉末体预制棒（4）。

9.一种光纤预制棒的烧结方法，其特征在于：使用如上权利要求1所述光纤预制棒的烧结装置，该过程如下：在烧结时，通过直径反馈装置（8）实时监控烧结过程中的预制棒（4）直径，进而实时控制烧结温度和进棒速度，确保预制棒（4）直径的均匀化。

10.根据权利要求9所述光纤预制棒的烧结方法，其特征在于：通过直径反馈装置（8）实时监控烧结过程中的预制棒（4）直径，进而实时控制烧结温度和进棒速度，确保预制棒（4）直径的均匀化的具体实现过程为：通过直径反馈装置（8）实时监控烧结过程中的预制棒（4）直径D，初始设置目标直径D1、最大值Dmax和最小值Dmin；若D＞Dmax,则表示预制棒（4）直径超出控制上限，需要升温和降速；若Dmin＜D＜Dmax，则表示预制棒（4）直径在设定范围内，正常烧结至目标直径D1；若D ＜Dmin,则表示预制棒（4）直径超出控制

下限，需要降温和升速。

技术说明书

一种光纤预制棒的烧结装置及方法

技术领域

本技术涉及光纤预制棒烧结领域，具体为一种实时监控预制棒直径，进而实时控制温度和速度，以实现预制棒直径均匀化的烧结装置和方法。

背景技术

目前，光纤预制棒在烧结过程中，烧结炉温度是通过温度控制系统进行控制，在烧结前对烧结温度进行阶段性地设定，每一个阶段有恒定的温度，每2个阶段间有设定的温度变化速率，烧结过程中的温度按照预先设定的温度和温度变化速率进行改变；送棒速度是通过控制电机控制，在烧结前对送棒速度进行预先设定，每一阶段有固定的速度，烧结过程中的速度按照预先设定的进行变化。

目前影响光纤预制棒的直径控制主要有以下几点，第一，疏松体有效部分的单位长度上的质量均匀性较差，即不同区域沉积的SiO2粉末的量差异较大；第二，烧结过程中，高温区玻璃体的黏度由烧结温度决定，此部分玻璃体是拉伸还是收缩，主要取决于内摩擦阻力（与黏度成正比）和高温区下方玻璃体的重力，和此部分玻璃体在高温区的时间（即送棒速度）有关。根据以上可以看出，随着疏松体玻璃化的长度变长，其温度和速度均要进行变化，目前的烧结工艺不利于预制棒直径控制。

中国技术专利02138227.1介绍了一种设计收缩比例系数K值，烧结完后验证，通过不断调整

烧结温度，牵引速度，气氛等工艺参数来修正K值的预制棒烧结方法。该方法存在2个弊端，一是K值的设计决定了预制棒的长度，对于预制棒直径和透明度控制效果很小；二是K 值受原料疏松体预制棒的密度影响，不同疏松体沉积设备生产的疏松体密度有差异，因此在实际生产过程中，同样的K值需要每台设备对应1套烧结工艺参数，不利于生产管理和实际操作。

中国技术专利200410041908.3介绍了一种改变送棒速度，来改善预制棒同心度和椭圆度的预制棒烧结方法。该方法中也是预先设定不同阶段的送棒速度，不利于预制棒直径控制。

中国技术专利201310724822.X介绍了一种利用激光反馈控制系统，实时监测预制棒透明度，实时调整温度，以有效控制预制棒透明度的预制棒烧结方法。未提及预制棒直径的控制方法。

中国技术专利201610118776.2介绍了一种利用激光反馈控制系统，实时监测预制棒透明度，实时调整送棒速度，以确保预制棒透明化的预制棒烧结方法。未提及预制棒直径的控制方法。

技术内容

本技术旨在针对上述问题，克服当前烧结过程中不能对预制棒直径进行有效控制的问题，提出一种通过实时监测预制棒直径，实时调整温度和速度，能够有效控制预制棒直径的设备及其方法。

本技术的技术方案在于：

一种光纤预制棒的烧结装置，包括炉体及伸入炉体内部的马弗管，所述马弗管的两端均伸出于炉体外，所述马弗管内设有预制棒；所述炉体内马弗管外侧至炉体内壁之间依次设有环绕有加热装置以及隔热层；还包括控制系统、速度控制装置、直径反馈装置及温度测量装置；

其中，温度测量装置为测量加热器温度的温度测量装置；