一種光纖紫外光強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法涉及的是一種在光纖生產(chǎn)過程中，用于自動(dòng)控制紫外光固化強(qiáng)度的裝置。包括紫外光強(qiáng)度在線測試儀、紫外光固化爐和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；紫外光強(qiáng)度在線測試儀包括紫外光強(qiáng)度測試探頭和紫外光強(qiáng)度測試電源，其中紫外光強(qiáng)度測試探頭安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝；紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、紫外光強(qiáng)度測試探頭相連；紫外光固化爐設(shè)置有紫外光固化爐燈箱和固化爐電源，紫外光固化爐燈箱內(nèi)裝有石英中心管、紫外光燈管、屏蔽網(wǎng)和反射罩；紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過控制線與固化爐電源相連。
【專利說明】一種光纖紫外光強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法涉及的是一種在光纖生產(chǎn)過程中，用于自動(dòng)控制紫外光固化強(qiáng)度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于光纖在拉絲過程中的固化強(qiáng)度對光纖性能具有明顯的影響，一般在光纖升降過程中更加容易對光纖性能產(chǎn)生影響。光纖固化強(qiáng)度過高，導(dǎo)致光纖涂層材料固化后變脆，容易受力產(chǎn)生裂紋，并且在光纖后道著色工序掉色；光纖易發(fā)黃影響光纖的正常外觀；反之，光纖固化強(qiáng)度偏低，導(dǎo)致光纖的涂覆層未充分固化，光纖易發(fā)粘、發(fā)彩，表面外觀在射燈下呈現(xiàn)類似有水波紋，影響光纖的正常使用。本發(fā)明通過測試和控制確保產(chǎn)品性能關(guān)鍵的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效、優(yōu)質(zhì)的光纖生產(chǎn)過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述不足之處，提供了一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法，采用了紫外光強(qiáng)度在線測試儀，進(jìn)行紫外光強(qiáng)度與設(shè)定固化爐功率進(jìn)行對比，從而精確地編程在生產(chǎn)線升速和降速期間的紫外光(UV)燈功率水平。
[0004]本發(fā)明一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置包括紫外光強(qiáng)度在線測試儀、紫外光固化爐和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
[0005]紫外光強(qiáng)度在線測試儀包括紫外光強(qiáng)度測試探頭和紫外光強(qiáng)度測試電源，其中紫外光強(qiáng)度測試探頭安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭在紫外光燈、石英中心管的位置。紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、紫外光強(qiáng)度測試探頭相連，紫外光強(qiáng)度測試電源為紫外光強(qiáng)度測試探頭提供測試電源。紫外光固化爐設(shè)置有紫外光固化爐燈箱和固化爐電源，紫外光固化爐燈箱安裝在支架上，光纖從上而下穿過紫外光固化爐燈箱，紫外光固化爐燈箱內(nèi)裝有石英中心管、紫外光燈管、屏蔽網(wǎng)和反射罩，通過紫外光燈管發(fā)射紫外光，經(jīng)反射罩反射聚焦在石英中心管位置，最大限度的將紫外光集中照射。
[0006]紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過控制線與固化爐電源相連。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制固化爐電源的輸出功率，主要通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制。
[0007]所述的紫外光強(qiáng)度在線測試儀采用市售美國EIT公司生產(chǎn)的EIT UVI⑶RE PLUS型能量計(jì)。
[0008]所述的紫外光固化爐采用市售美國Fusion公司生產(chǎn)的VPS-6型紫外光固化爐。[0009]一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置的控制方法如下，包括以下步驟:
1、采用高溫熔爐進(jìn)行光纖拉絲，溫度控制在1800?2200°C；
2、光纖從拉絲爐出來后，經(jīng)過光纖退火管進(jìn)行退火處理，退火溫度控制在900?1500°C，可以防止光纖由于驟冷導(dǎo)致的殘留應(yīng)力增大，再進(jìn)入自然環(huán)境下進(jìn)行自然冷卻；
3、經(jīng)過自然冷卻后的光纖，再進(jìn)入管式冷卻管進(jìn)行快速冷卻，光纖從冷卻管下口出來的溫度控制在30?60°C ;
4、光纖經(jīng)冷卻管降溫后，進(jìn)入涂覆系統(tǒng)涂覆樹脂涂料，涂覆材料分為內(nèi)層涂料和外層涂料，內(nèi)層涂料模量較低，涂覆后貼合光纖，改善光纖的彎曲性能，外層涂料模量較高，固化后比較硬，主要改善光纖的強(qiáng)度性能，避免光纖受到外界的機(jī)械損傷。
[0010]5、光纖涂覆后，進(jìn)入紫外光固化爐進(jìn)行涂料的固化。光纖穿過紫外光固化爐燈箱中的石英中心管，由于紫外光固化爐燈箱中裝有紫外燈發(fā)射紫外線，紫外線經(jīng)反射罩的不斷反射，將紫外光聚焦在石英中心管位置，將紫外固化涂料固化。
[0011]6、通過安裝紫外光強(qiáng)度在線測試儀，其測試探頭安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭在紫外光燈、石英中心管的位置。在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置固化爐輸出功率，其控制程序主要通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制。
[0012]7、經(jīng)過固化后的光纖采用收線裝置將光纖繞到光纖盤上，完成生產(chǎn)。
[0013]由于光纖在拉絲過程中的固化強(qiáng)度對光纖性能具有明顯的影響，一般在光纖升降過程中更加容易對光纖性能產(chǎn)生影響。光纖固化強(qiáng)度過高，導(dǎo)致光纖涂層材料固化后變脆，容易受力產(chǎn)生裂紋，并且在光纖后道著色工序掉色；光纖易發(fā)黃，影響光纖的正常外觀；反之，光纖固化強(qiáng)度偏低，導(dǎo)致光纖的涂覆層未充分固化，光纖易發(fā)粘、發(fā)彩，表面外觀在射燈下呈現(xiàn)類似有水波紋，影響光纖的正常使用。通過測試和控制確保產(chǎn)品性能關(guān)鍵的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效、優(yōu)質(zhì)的光纖生產(chǎn)過程。
[0014]本發(fā)明一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置及其控制方法優(yōu)點(diǎn):
1、改善光纖性能，尤其是升降速過程中，保證光纖在整個(gè)生產(chǎn)過程中，具有穩(wěn)定的固化效果，提高光纖性能的穩(wěn)定性，為后道工序著色提供了性能保障。
[0015]2、減少光纖由于起頭升速過程中以及尾部降速過程中，由于光纖過固化，導(dǎo)致光纖無法正常使用產(chǎn)生的損失。
[0016]3、通過此裝置可以監(jiān)測固化爐部件，如燈管、反射罩、屏蔽網(wǎng)等部件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)及時(shí)更換，保證固化效果。
[0017]4、減少固化爐的能量損耗，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整功率，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
[0018]本發(fā)明的光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置有益效果:光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置，采用了紫外光強(qiáng)度在線測試儀，進(jìn)行紫外光強(qiáng)度與設(shè)定固化爐功率進(jìn)行對比，從而精確地編程在生產(chǎn)線升速和降速期間的紫外光燈功率水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明: 圖1是一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置示意圖。
[0020]圖中:1、光纖冷卻管，2、光纖涂覆器，3、紫外光強(qiáng)度測試探頭，4、石英管中心管，5、紫外光固化爐燈箱，6、固化爐電源，7、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，8、紫外光強(qiáng)度測試電源，9、光纖預(yù)制棒，10、光纖拉絲爐，11、退火爐，12、光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參照附圖1，一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置包括紫外光強(qiáng)度在線測試儀、紫外光固化爐和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7。
[0022]紫外光強(qiáng)度在線測試儀包括紫外光強(qiáng)度測試探頭3和紫外光強(qiáng)度測試電源8，其中紫外光強(qiáng)度測試探頭3安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管4外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭3在紫外光燈、石英中心管4的位置。紫外光強(qiáng)度測試電源8與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7、紫外光強(qiáng)度測試探頭3相連，紫外光強(qiáng)度測試電源8為紫外光強(qiáng)度測試探頭3提供測試電源。紫外光固化爐設(shè)置有紫外光固化爐燈箱5和固化爐電源6，紫外光固化爐燈箱5安裝在支架上，光纖12從上而下穿過紫外光固化爐燈箱5，紫外光固化爐燈箱5內(nèi)裝有石英中心管4、紫外光燈管、屏蔽網(wǎng)和反射罩，通過紫外光燈管發(fā)射紫外光，經(jīng)反射罩反射聚焦在石英中心管4位置，最大限度的將紫外光集中照射。
[0023]紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過控制線與固化爐電源相連。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制固化爐電源的輸出功率，主要通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制。
[0024]所述的紫外光強(qiáng)度在線測試儀采用市售美國EIT公司生產(chǎn)的EIT UVI⑶RE PLUS型能量計(jì)。
[0025]所述的紫外光固化爐采用市售美國Fusion公司生產(chǎn)的VPS-6型紫外光固化爐。
[0026]紫外光強(qiáng)度測試儀的探頭3安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管4外側(cè)，石英中心管4安裝在紫外光固化爐燈箱5中，紫外光固化爐燈箱5 —端通入空氣進(jìn)行冷卻，另一端排出。
[0027]所述的紫外光固化爐燈箱5和固化爐電源6采用市售的美國Fusion公司生產(chǎn)的VPS-6型紫外光固化爐。
[0028]所述的紫外光強(qiáng)度在線測試儀采用市售美國EIT公司生產(chǎn)的EIT UVI⑶RE PLUS型能量計(jì)。
[0029]一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置的控制方法，其特征在于:包括以下步驟:
1、光纖預(yù)制棒9伸入光纖拉絲爐10進(jìn)行光纖拉絲，拉絲爐溫度控制在1800?2200°C;
2、光纖從拉絲爐10出來后經(jīng)過退火爐11退火，然后進(jìn)入光纖冷卻管I進(jìn)行冷卻處理，所述光纖冷卻管I采用內(nèi)嵌水路，同時(shí)在冷卻管壁通入冷卻劑冷卻，具有極佳的冷卻效果。
[0030]3、經(jīng)過自然冷卻后的光纖，再進(jìn)入管式冷卻管進(jìn)行快速冷卻，光纖12從冷卻管下口出來的溫度控制在30?60°C ;
4、光纖12經(jīng)冷卻管降溫后，進(jìn)入光纖涂覆器2進(jìn)行涂料的涂覆過程，光纖涂覆器內(nèi)裝有模具，可以對光纖12進(jìn)行內(nèi)涂層和外涂層涂料的涂覆。
[0031]進(jìn)入光纖涂覆器2涂覆樹脂涂料，涂覆材料分為內(nèi)層涂料和外層涂料，內(nèi)層涂料模量較低，涂覆后貼合光纖，改善光纖的彎曲性能，外層涂料模量較高，固化后比較硬，主要改善光纖的強(qiáng)度性能，避免光纖受到外界的機(jī)械損傷。
[0032]5、光纖涂覆后，進(jìn)入紫外光固化爐進(jìn)行涂料的固化。光纖穿過紫外光固化爐燈箱5中的石英中心管4，由于紫外光固化爐燈箱5中裝有紫外燈發(fā)射紫外線，紫外線經(jīng)反射罩的不斷反射，將紫外光聚焦在石英中心管位置，將紫外固化涂料固化。
[0033]6、通過安裝紫外光強(qiáng)度在線測試儀，其紫外光強(qiáng)度測試探頭3安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管4外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭3在紫外光燈、石英中心管的位置。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置固化爐輸出功率，其控制程序主要通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制。
[0034]光纖12涂覆后，進(jìn)入紫外光固化爐燈箱5中進(jìn)行固化，紫外光固化爐燈箱中裝有石英管中心管4，紫外光固化爐燈箱中通過空氣進(jìn)行冷卻，石英中心管4的外側(cè)裝有紫外光強(qiáng)度測試探頭3，將紫外光強(qiáng)度測試結(jié)果傳輸?shù)焦I(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)7中的固化爐輸出功率控制程序根據(jù)設(shè)定的相應(yīng)拉絲速度所需紫外光強(qiáng)度與測試結(jié)果進(jìn)行對比，調(diào)整固化爐電源功率，從而調(diào)整紫外光燈管功率，使光纖實(shí)際固化的紫外光強(qiáng)度與設(shè)定的值相一致，從而達(dá)到自動(dòng)根據(jù)拉絲速度調(diào)整紫外光強(qiáng)度的目的，保證整個(gè)光纖生產(chǎn)過程中，無論升降速均可以達(dá)到適度固化，改善光纖性能。所述的紫外光的強(qiáng)度范圍為3?5J/cm2。
[0035]7、經(jīng)過固化后的光纖12采用收線裝置將光纖繞到光纖盤上，完成生產(chǎn)。
[0036]本發(fā)明光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置包括紫外光強(qiáng)度在線測試儀、紫外光固化爐和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，主要通過自動(dòng)調(diào)整光纖生產(chǎn)過程中固化紫外光強(qiáng)度，保證光纖固化效果，達(dá)到改善光纖性能的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置，其特征在于:包括紫外光強(qiáng)度在線測試儀、紫外光固化爐和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)； 紫外光強(qiáng)度在線測試儀包括紫外光強(qiáng)度測試探頭和紫外光強(qiáng)度測試電源，其中紫外光強(qiáng)度測試探頭安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭在紫外光燈、石英中心管的位置；紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、紫外光強(qiáng)度測試探頭相連，紫外光強(qiáng)度測試電源為紫外光強(qiáng)度測試探頭提供測試電源；紫外光固化爐設(shè)置有紫外光固化爐燈箱和固化爐電源，紫外光固化爐燈箱安裝在支架上，光纖從上而下穿過紫外光固化爐燈箱，紫外光固化爐燈箱內(nèi)裝有石英中心管、紫外光燈管、屏蔽網(wǎng)和反射罩，通過紫外光燈管發(fā)射紫外光，經(jīng)反射罩反射聚焦在石英中心管位置，最大限度的將紫外光集中照射； 紫外光強(qiáng)度測試電源與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過控制線與固化爐電源相連，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制固化爐電源的輸出功率，通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制。
2.一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: I)采用高溫熔爐進(jìn)行光纖拉絲，溫度控制在1800?2200°C ； 光纖從拉絲爐出來后，經(jīng)過光纖退火管進(jìn)行退火處理，退火溫度控制在900?1500°C，可以防止光纖由于驟冷導(dǎo)致的殘留應(yīng)力增大，再進(jìn)入自然環(huán)境下進(jìn)行自然冷卻； 經(jīng)過自然冷卻后的光纖，再進(jìn)入管式冷卻管進(jìn)行快速冷卻，光纖從冷卻管下口出來的溫度控制在30?60°C ; 光纖經(jīng)冷卻管降溫后，進(jìn)入涂覆系統(tǒng)涂覆樹脂涂料，涂覆材料分為內(nèi)層涂料和外層涂料，內(nèi)層涂料模量較低，涂覆后貼合光纖，改善光纖的彎曲性能，外層涂料模量較高，固化后t匕較硬，主要改善光纖的強(qiáng)度性能，避免光纖受到外界的機(jī)械損傷； 光纖涂覆后，進(jìn)入紫外光固化爐進(jìn)行涂料的固化，光纖穿過紫外光固化爐燈箱中的石英中心管，由于紫外光固化爐燈箱中裝有紫外燈發(fā)射紫外線，紫外線經(jīng)反射罩的不斷反射，將紫外光聚焦在石英中心管位置，將紫外固化涂料固化； 通過安裝紫外光強(qiáng)度在線測試儀，其測試探頭安裝在紫外光固化爐內(nèi)的石英中心管外側(cè)，通過支架進(jìn)行安裝，用來準(zhǔn)確地固定紫外光強(qiáng)度測試探頭在紫外光燈、石英中心管的位置，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中設(shè)置固化爐輸出功率，其控制程序通過紫外光照射強(qiáng)度與實(shí)際設(shè)定功率的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)定不同速度所需的紫外光照射強(qiáng)度，根據(jù)所需的紫外光照射強(qiáng)度精確調(diào)整設(shè)定功率，然后所測的紫外光強(qiáng)度反饋給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)設(shè)定與實(shí)際的紫外光強(qiáng)度差值進(jìn)行調(diào)整設(shè)定功率，從而達(dá)到最優(yōu)化的自動(dòng)控制； 經(jīng)過固化后的光纖采用收線裝置將光纖繞到光纖盤上，完成生產(chǎn)。
3.一種光纖紫外光固化強(qiáng)度自動(dòng)控制裝置的控制方法，其特征在于:所述的紫外光的強(qiáng)度為3?5J/cm2。
【文檔編號】C03C25/00GK103699159SQ201310692054
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】徐海濤, 曹珊珊, 劉志忠, 薛馳 申請人:中天科技光纖有限公司