一種光纖母材延伸的控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖母材延伸的控制方法，對于處于延伸過程中的光纖母材的錐體部的特定位置，由第一測徑儀測定所述特定位置處的實際外徑值R2，依據(jù)由所述特定位置處的外徑基準(zhǔn)值R1及所述實際外徑值R2得出的值（R2/R1-1），通過PID控制器控制所述第二夾具的移動速度V2，所述外徑基準(zhǔn)值R1依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑R0和延伸目標(biāo)外徑R3確定，保證了計算得到的外徑基準(zhǔn)值R1符合延伸錐體外徑變化時所需的設(shè)定經(jīng)，實現(xiàn)高精度控制延伸。
【專利說明】一種光纖母材延伸的控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及光纖制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種光纖母材延伸的控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對光纖母材的延伸加工，通常是利用加熱組件對原始的光纖母材進(jìn)行加熱軟化處理，進(jìn)而拉伸至所需要的外徑。
[0003]目前，將光纖母材延伸至所需外徑的方法通常使用如下方法:利用電阻加熱爐等加熱裝置對光纖母材進(jìn)行加熱，將光纖母材順序軟化，同時施加延伸應(yīng)力，一邊測量延伸后的延伸外徑一邊改變所施加的延伸應(yīng)力，使測量的延伸外徑與設(shè)定外徑一致，并控制夾持光纖母材上端和下端的夾具的移動速度。
[0004]申請?zhí)枮?8809485.1的專利文獻(xiàn)記載了一種玻璃母材的延伸方法，利用電爐加熱玻璃棒體，對于延伸過程中的玻璃母材的錐體部的特定位置的外徑設(shè)定基準(zhǔn)值R1，利用測徑儀測定上述特定位置的實際的外徑并取得實測值R2，根據(jù)由上述基準(zhǔn)值Rl及上述實測值R2得出的值(R2/R1)控制夾持棒體兩端夾具的移動速度。但在玻璃棒體的延伸過程中，由于玻璃母材的原始外徑、目標(biāo)外徑、延伸溫度等條件的不同會引起延伸錐體部分的形狀不同，出現(xiàn)位于測徑儀位置的錐體外徑有波動，使得測徑儀之后的部分錐體不能得到合理充分的延伸，使得延伸后的玻璃棒體的外徑偏大或偏小，降低了玻璃母材的延伸精度。
[0005]因此，如何提高光纖母材的延伸精度，使延伸后的光纖母材外徑達(dá)到預(yù)設(shè)尺寸成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種光纖母材延伸的控制方法及裝置，以解決光纖母材延伸精度低的問題。
[0007]技術(shù)方案如下:
[0008]一種光纖母材延伸的控制方法，包括:由第一夾具和第二夾具夾持光纖母材的兩端，由加熱部件加熱軟化光纖母材，當(dāng)加熱溫度達(dá)到第一預(yù)設(shè)溫度時，第二夾具夾緊所述光纖母材的下輔助尾棒，并在加熱溫度達(dá)到第二預(yù)設(shè)溫度時，控制所述第一夾具和第二夾具沿光纖母材的長度方向移動，其中，第一夾具的速度比第二夾具的速度慢，對于處于延伸過程中的光纖母材的錐體部的特定位置，由第一測徑儀測定所述特定位置處的實際外徑值R2，依據(jù)由所述特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl及所述實際外徑值R2得出的值(R2/R1-1)，通過PID控制器控制所述第二夾具的移動速度V2，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定。
[0009]上述方法，優(yōu)選的，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)如下公式確定:
[0010]R1=K1*R02+K2*R32+K3
[0011]其中，K1、K2、K3為預(yù)設(shè)的系數(shù)。[0012]上述方法，優(yōu)選的，所述錐體部的特定位置為所述錐體部的實際外徑R2比所述延伸目標(biāo)外徑R3大lmnT4_的位置。
[0013]上述方法，優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫度控制在1600°C~1700°C。
[0014]上述方法，優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫度為1600°C。
[0015]上述方法，優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)溫度控制在1900°C~2200°C。
[0016]上述方法，優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)溫度為2000°C。
[0017]上述方法，優(yōu)選的，在對所述光纖母材進(jìn)行加熱軟化之前還包括:
[0018]預(yù)先對待延伸光纖母材進(jìn)行掃描，得到所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑。
[0019]上述方法，優(yōu)選的，依據(jù)下述方法確定所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO:
[0020]依據(jù)所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑，所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，以及所述第一夾具的移動距離確定所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO0
[0021]上述方法，優(yōu)選內(nèi)的，所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，以及所述第一夾具的移動距離通過如下方法確定:
[0022]以所述加熱部`件的加熱溫度曲線中的最高加熱溫度所對應(yīng)的位置為原點，所述第一夾具上升的方向為正方向，構(gòu)成一個縱向的長度坐標(biāo)軸，所述第一夾具在長度坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值為所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，所述第一夾具的移動距離為所述第一夾具移動前后兩個坐標(biāo)值之差。
[0023]上述方法，優(yōu)選的，所述PID控制器依據(jù)下式控制所述第二夾具的移動速度V2:
[0024]V2 = (R0/R3)2 *V\ + Kp*E(t) + Y^E(uy(u) + TD
[0025]其中，Vl為所述第一夾具的移動速度；E (t)為當(dāng)前時刻錐體特定位置的實際外徑值R2和外徑基準(zhǔn)值Rl的計算值(R2/R1-1) ;KP、T1, Td為預(yù)設(shè)的PID控制系數(shù)。
[0026]一種光纖母材延伸裝置，包括:第一夾具、第二夾具、加熱部件、第一測徑儀，所述第一夾具用于夾持光纖母材的上輔助尾棒；所述第二夾具用于夾持所述光纖母材的下輔助尾棒；所述加熱部件用于對所述光纖母材進(jìn)行加熱軟化；所述第一測徑儀用于測量處于延伸過程中的光纖母材的錐體部的特定位置的實際外徑值R2，還包括:PID控制器，所述PID控制器用于依據(jù)由所述特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl及所述實際外徑值R2得出的值(R2/Rl-1)控制所述第二夾具的移動速度，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定。
[0027]上述裝置，優(yōu)選的，還包括:
[0028]第二測徑儀，用于對待延伸光纖母材進(jìn)行掃描，得到所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑。
[0029]應(yīng)用本申請實施例提供的一種光纖母材延伸的控制方法及裝置，根據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3設(shè)定光纖母材的錐體部的特定位置的處的外徑基準(zhǔn)值R1，消除了由于原始外徑、目標(biāo)外徑、延伸溫度等條件的不同引起的延伸錐體部分的形狀不同，而出現(xiàn)位于測徑儀測徑位置的錐體外徑有波動進(jìn)而導(dǎo)致錐體特定位置以下部分光纖母材得不到充分的延伸的缺陷，使得延伸后的光纖母材的外徑達(dá)到預(yù)設(shè)尺寸，提高了玻璃母材的延伸精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本申請實施例提供的一種光纖母材延伸裝置的側(cè)視圖。
[0032]為了圖示的簡單和清楚，以上附圖示出了結(jié)構(gòu)的普通形式，并且為了避免不必要的模糊本發(fā)明，可以省略已知特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)。另外，附圖中的單元不必要按照比例繪制。例如，可以相對于其他單元放大圖中的一些單元的尺寸，從而幫助更好的理解本發(fā)明的實施例。不同附圖中的相同標(biāo)號表示相同的單元。
[0033]說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的單元，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示的或否則描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，以便包含一系列單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于那些單元，而是可以包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。
【具體實施方式】
[0034]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請方案。下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中`的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0035]本申請實施例提供的一種光纖母材延伸裝置的側(cè)視圖如圖1所示，包括:PID控制器(即:比例-積分-微分控制器)I，第一夾具2，第二夾具3，加熱部件4，第二測徑儀5，第一測徑儀6，第一步進(jìn)電機(jī)10和第二步進(jìn)電機(jī)11 ；
[0036]其中，第一夾具2與第一步進(jìn)電機(jī)10連接，第二夾具3與第二步進(jìn)電機(jī)11連接；第一步進(jìn)電機(jī)10和第二步進(jìn)電機(jī)11與PID控制器I相連接，根據(jù)來自PID控制器I的信號改變第一夾具2及第二夾具3的移動速度；
[0037]PID控制器I用于依據(jù)由光纖母材椎體部特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl及所述光纖母材椎體部特定位置處的實際外徑值R2得出的值(R2/R1-1)控制所述第二夾具3的移動速度，其中，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件4內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定；
[0038]PID控制器I還用于控制第二測徑儀6上下移動，以使第二測徑儀6位于光纖母材錐體部的特定位置，優(yōu)選的，所述錐體部的特定位置可以為所述錐體部的實際外徑R2比所述延伸目標(biāo)外徑R3大lmnT4mm的位置,例如,假設(shè)延伸的目標(biāo)外徑R3=40mm,那么，在延伸過程中，可以通過上下移動第二測徑儀6，確定第二測徑儀6測得的外徑值分別為41mm和44_的兩個位置，這兩個位置點之間的任何一個位置都可以作為本申請實施例中錐體部的特定位置。
[0039]加熱部件4對穿過其內(nèi)部的待延伸光纖母材7a進(jìn)行加熱軟化；
[0040]第一測徑儀6用于測量錐體部特定位置的外徑；
[0041]第二測徑儀5用于對待延伸光纖母材7a進(jìn)行掃描，得到所述待延伸光纖母材7a各個位置的原始外徑；
[0042]圖1還示出了處于延伸狀態(tài)的光纖母材的狀態(tài)示意圖；
[0043]待延伸光纖母材7a在加熱部件4內(nèi)形成錐體部7b，在錐體部7b下方形成延伸體7c,即已延伸的光纖母材。也就是說，光纖母材在延伸前為7a的狀態(tài)，延伸開始時形成錐體部7b，在其下方形成延伸體7c。
[0044]待延伸光纖母材7a在上端固定連接有供第一夾具2夾持的上輔助尾棒8，已延伸的光纖母材7c在下端固定連接有供第二夾具3夾持的下輔助尾棒9 ；
[0045]在對光纖母材延伸過程中，PID控制器I依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件4內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定光纖母材錐體部7b特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl，優(yōu)選的，可通過公式(I)來確定所述外徑基準(zhǔn)值Rl，
【權(quán)利要求】
1.一種光纖母材延伸的控制方法，包括:由第一夾具和第二夾具夾持光纖母材的兩端，由加熱部件加熱軟化光纖母材，當(dāng)加熱溫度達(dá)到第一預(yù)設(shè)溫度時，第二夾具夾緊所述光纖母材的下輔助尾棒，并在加熱溫度達(dá)到第二預(yù)設(shè)溫度時，控制所述第一夾具和第二夾具沿光纖母材的長度方向移動，其中，第一夾具的速度比第二夾具的速度慢，對于處于延伸過程中的光纖母材的錐體部的特定位置，由第一測徑儀測定所述特定位置處的實際外徑值R2，依據(jù)由所述特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl及所述實際外徑值R2得出的值(R2/R1-1)，通過PID控制器控制所述第二夾具的移動速度V2，其特征在于，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)如下公式確定:
R1=K1*R02+K2*R32+K3 其中，K1、K2、K3為預(yù)設(shè)的系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述錐體部的特定位置為所述錐體部的實際外徑R2比所述延伸目標(biāo)外徑R3大Immlmm的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)溫度控制在 1600 0C ~1700。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)溫度為 1600 0C ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)溫度控制在 1900°C ~2200°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖母材延伸的控制方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)溫度為 2000 0C ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對所述光纖母材進(jìn)行加熱軟化之前還包括: 預(yù)先對待延伸光纖母材進(jìn)行掃描，得到所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，依據(jù)下述方法確定所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑R0: 依據(jù)所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑，所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，以及所述第一夾具的移動距離確定所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑R0。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，以及所述第一夾具的移動距離通過如下方法確定: 以所述加熱部件的加熱溫度曲線中的最高加熱溫度所對應(yīng)的位置為原點，所述第一夾具上升的方向為正方向，構(gòu)成一個縱向的長度坐標(biāo)軸，所述第一夾具在長度坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值為所述第一夾具與所述加熱部件的相對位置，所述第一夾具的移動距離為所述第一夾具移動前后兩個坐標(biāo)值之差。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述PID控制器依據(jù)下式控制所述第二夾具的移動速度V2:
12.—種光纖母材延伸裝置，包括:第一夾具、第二夾具、加熱部件、第一測徑儀，所述第一夾具用于夾持光纖母材的上輔助尾棒；所述第二夾具用于夾持所述光纖母材的下輔助尾棒；所述加熱部件用于對所述光纖母材進(jìn)行加熱軟化；所述第一測徑儀用于測量處于延伸過程中的光纖母材的錐體部的特定位置的實際外徑值R2，其特征在于，還包括:PID控制器，所述PID控制器用于依據(jù)由所述特定位置處的外徑基準(zhǔn)值Rl及所述實際外徑值R2得出的值(R2/R1-1)控制所述第二夾具的移動速度，所述外徑基準(zhǔn)值Rl依據(jù)當(dāng)前時刻位于所述加熱部件內(nèi)的光纖母材的原始外徑RO和延伸目標(biāo)外徑R3確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光纖母材延伸裝置，其特征在于，還包括: 第二測徑儀，用于對待延伸光纖母材進(jìn)行掃描，得到所述待延伸光纖母材的各個位置處的原始外徑。``
【文檔編號】C03B37/012GK103819083SQ201210464975
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】林志偉, 方偉, 吳海港, 華軍龍 申請人:浙江富通光纖技術(shù)有限公司