本發(fā)明涉及光纖生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及光纖固化爐氧氣濃度控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

光纖結(jié)構(gòu)主要包括纖芯、包層、一次涂層和二次涂層，生產(chǎn)過(guò)程中在進(jìn)行涂層的包覆后還需要通過(guò)UV固化爐來(lái)對(duì)其進(jìn)行固化。固化強(qiáng)度的大小直接影響光纖的各項(xiàng)性能，如果固化過(guò)低則會(huì)出現(xiàn)斜紋、陰影、發(fā)粘、發(fā)彩等外觀異?，F(xiàn)象，影響光纖的正常使用，造成損失；反之，如果出現(xiàn)固化過(guò)高則會(huì)造成光纖發(fā)黃，剝離力太大，光纜著色掉色等異常。

UV固化爐的氧氣濃度是影響固化強(qiáng)度的主要因素之一，涂覆使用的涂料在固化的同時(shí)會(huì)有一定的揮發(fā)煙霧進(jìn)而污染石英管，氧氣能夠抑制揮發(fā)煙霧的產(chǎn)生，氧氣濃度的大小直接決定了固化的好壞，但氧氣濃度并不是越高越好?，F(xiàn)有光纖生產(chǎn)中，都是在準(zhǔn)備階段定期對(duì)氧氣濃度進(jìn)行測(cè)試，然后再進(jìn)行生產(chǎn)，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且氧氣濃度只能選擇一個(gè)定值，無(wú)法進(jìn)行多范圍的調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，克服不足，提出了光纖固化爐氧氣濃度控制方法及裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)時(shí)對(duì)氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)控以及不能多范圍調(diào)節(jié)氧氣濃度的問(wèn)題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種光纖固化爐氧氣濃度控制方法，包括：

在光纖固化爐的上接頭上連接第一氮?dú)夤?，向第一氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?，并使第一氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴纳辖宇^的上端排出；

在光纖固化爐的下接頭上連接第二氮?dú)夤?，向第二氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?，并使第二氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴南陆宇^的下端排出；

在光纖固化爐的其中一個(gè)接頭上連接第三氮?dú)夤?，在另一個(gè)接頭上連接抽氣管，向第三氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)猓⑹沟谌獨(dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴氖⒐艿囊欢肆鲃?dòng)至另一端，最終通過(guò)抽氣管排出石英管；

測(cè)量抽氣管內(nèi)的氣體流速以及氧氣含量，根據(jù)氧氣含量調(diào)節(jié)抽氣速度或相應(yīng)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。

石英管內(nèi)的氧氣來(lái)源是空氣(含氧氣)，光纖由上至下穿過(guò)石英管，會(huì)有少量空氣被光纖帶進(jìn)石英管，且主要從上接頭進(jìn)入為主，因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，下接頭也會(huì)有一部分空氣(含氧氣)被抽進(jìn)來(lái)。

第一氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩上部的空氣進(jìn)入石英管，第二氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩下部的空氣進(jìn)入石英管，第三氮?dú)夤艿淖饔檬桥懦鍪⒐軆?nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度，抽氣管的作用是抽離石英管內(nèi)的氣體(包括煙霧)，且因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，能夠方便的?duì)抽離的氣體流速以及含氧量進(jìn)行測(cè)量；本申請(qǐng)的控制方法能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)氧氣含量，并可以根據(jù)監(jiān)控結(jié)果調(diào)節(jié)抽氣速度或相應(yīng)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量，從而使氧氣含量處在合適范圍內(nèi)。

實(shí)際運(yùn)用時(shí)，可以根據(jù)不同拉絲速度情況，設(shè)置不同的氧氣濃度范圍，本控制方法，適用性強(qiáng)。

可選的，所述第三氮?dú)夤芘c光纖固化爐的上接頭連接，所述抽氣管與光纖固化爐的下接頭連接。

因?yàn)楣饫w是由上向下運(yùn)動(dòng)，因此從外部進(jìn)入的空氣也主要以上接口為主，將第三氮?dú)夤芘c上接頭連接，使得第三氮?dú)夤茌斎氲牡獨(dú)庥缮贤铝鲃?dòng)，這樣能更好的排出石英管內(nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度。

可選的，當(dāng)抽氣管內(nèi)測(cè)得的氧氣濃度小于設(shè)定范圍的下限值時(shí)，增加抽氣管的抽氣速度或者降低至少一個(gè)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。

增加抽氣管的抽氣速度，能夠增加從石英管外部進(jìn)入石英管內(nèi)的空氣量，從而提高氧氣濃度；降低第一氮?dú)夤?、第二氮?dú)夤芑虻谌獨(dú)夤艿倪M(jìn)氮流量能夠增加進(jìn)入石英管的空氣，從而增加氧氣濃度。

可選的，當(dāng)抽氣管內(nèi)測(cè)得的氧氣濃度大于設(shè)定范圍的上限值時(shí)，降低抽氣管的抽氣速度或者增加至少一個(gè)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。

降低抽氣管的抽氣速度，能夠降低從石英管外部進(jìn)入石英管內(nèi)的空氣量，從而降低氧氣濃度；提高第一氮?dú)夤?、第二氮?dú)夤芑虻谌獨(dú)夤艿倪M(jìn)氮流量能夠降低進(jìn)入石英管的空氣，從而降低氧氣濃度。

可選的，各氮?dú)夤芫ㄟ^(guò)流量計(jì)控制進(jìn)氮流量，抽氣管通過(guò)抽風(fēng)機(jī)抽取石英管內(nèi)的氣體。

一種光纖固化爐氧氣濃度控制裝置，所述光纖固化爐包括供光纖通過(guò)的石英管，石英管的兩端分別設(shè)置有接頭，其中，設(shè)置在石英管上端的為上接頭，設(shè)置在石英管下端的為下接頭，氧氣濃度控制裝置包括：

第一氮?dú)夤?，與所述上接頭連通，用于向上接頭通入氮?dú)猓业谝坏獨(dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴纳辖宇^的上端排出；

第二氮?dú)夤?，與所述下接頭連通，用于向下接頭通入氮?dú)?，且第二氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴南陆宇^的下端排出；

第三氮?dú)夤芎统闅夤埽謩e設(shè)置在兩個(gè)接頭上，所述第三氮?dú)夤苡糜趶囊欢讼蚴⒐艿牧硪欢溯斔偷獨(dú)?，所述抽氣管上安裝有抽風(fēng)機(jī)，抽氣管用于將石英管中的氣體抽出；

三個(gè)流量計(jì)，分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的氮?dú)夤苌?，用于控制進(jìn)氮流量；

風(fēng)速測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量抽氣管內(nèi)氣體的流速；

氧氣濃度測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量抽氣管內(nèi)氧氣的濃度；

控制器，與三個(gè)流量計(jì)、抽風(fēng)機(jī)、風(fēng)速測(cè)量?jī)x和氧氣濃度測(cè)量?jī)x電連接，用于根據(jù)氧氣濃度測(cè)量?jī)x和風(fēng)速測(cè)量?jī)x反饋的信號(hào)，控制各流量計(jì)和抽風(fēng)機(jī)工作。

實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以根據(jù)對(duì)應(yīng)氮?dú)夤茉诮宇^處不同的出氣口方向，實(shí)現(xiàn)向上或向下輸送氮?dú)狻?/p>

第一氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩上部的空氣進(jìn)入石英管，第二氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩下部的空氣進(jìn)入石英管，第三氮?dú)夤艿淖饔檬桥懦鍪⒐軆?nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度，抽氣管的作用是抽離石英管內(nèi)的氣體(包括煙霧)，且因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，能夠方便風(fēng)速測(cè)量?jī)x和氧氣濃度測(cè)量?jī)x對(duì)抽離的氣體流速以及含氧量進(jìn)行測(cè)量。

本申請(qǐng)的控制裝置通過(guò)控制抽風(fēng)機(jī)的功率來(lái)控制抽氣速度，通過(guò)流量計(jì)控制進(jìn)氮流量。當(dāng)增加抽氣管的抽氣速度，能夠增加從石英管外部進(jìn)入石英管內(nèi)的空氣量，從而提高氧氣濃度，反之，則能夠降低氧氣濃度；當(dāng)降低第一氮?dú)夤?、第二氮?dú)夤芑虻谌獨(dú)夤艿倪M(jìn)氮流量時(shí)，能夠增加進(jìn)入石英管的空氣，從而提高氧氣含量，反之，則能夠增加氧氣濃度。通過(guò)控制器能夠自動(dòng)檢測(cè)氧氣濃度，并能夠根據(jù)氧氣濃度控制各流量計(jì)和抽風(fēng)機(jī)工作，從而使石英管內(nèi)的氧氣濃度位于設(shè)定范圍(根據(jù)不同拉絲速度，可以設(shè)置不同的范圍)，從而能夠有效提高光纖固化效果。

可選的，所述第三氮?dú)夤芘c上接頭連接，所述抽氣管與下接頭連接。

因?yàn)楣饫w是由上向下運(yùn)動(dòng)，因此從外部進(jìn)入的空氣也主要以上接口為主，將第三氮?dú)夤芘c上接頭連接，使得第三氮?dú)夤茌斎氲牡獨(dú)庥缮贤铝鲃?dòng)，這樣能更好的排出石英管內(nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度。

可選的，所述上接頭上具有兩個(gè)連接管，兩個(gè)連接管分別與第一氮?dú)夤芎偷谌獨(dú)夤苊芊膺B接，且與第一氮?dú)夤苓B接的連接管位于上側(cè)；所述下接頭上具有一個(gè)連接管，該連接管與第二氮?dú)夤苊芊膺B接。

可選的，第一氮?dú)夤?、第二氮?dú)夤芎偷谌獨(dú)夤芫c供氮管路連通。

本發(fā)明的有益效果是：第一氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩上部的空氣進(jìn)入石英管，第二氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩下部的空氣進(jìn)入石英管，第三氮?dú)夤艿淖饔檬桥懦鍪⒐軆?nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度，抽氣管的作用是抽離石英管內(nèi)的氣體(包括煙霧)，且因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，能夠方便的?duì)抽離的氣體流速以及含氧量進(jìn)行測(cè)量；本申請(qǐng)的控制方法能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)氧氣含量，并可以根據(jù)監(jiān)控結(jié)果調(diào)節(jié)抽氣速度或相應(yīng)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量，從而使氧氣含量處在合適范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明光纖固化爐氧氣濃度控制裝置運(yùn)用到光纖生產(chǎn)設(shè)備上的示意圖。

圖中各附圖標(biāo)記為：

1、光纖預(yù)制棒；2、拉絲爐；3、退火管；4、光纖；5、冷卻管；6、涂覆系統(tǒng)；7、光纖固化爐；8、控制器；9、上接頭；10、石英管；11、下接頭；12、牽引裝置；13、連接管；14、第一氮?dú)夤埽?5、第三氮?dú)夤埽?6、流量計(jì)；17、抽風(fēng)機(jī)；18、第二氮?dú)夤埽?9、抽氣管；20、氧氣濃度測(cè)量?jī)x；21、風(fēng)速測(cè)量?jī)x。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合各附圖，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

為了控制光纖固化爐內(nèi)的氧氣濃度，本實(shí)施例公開(kāi)了一種光纖固化爐氧氣濃度控制方法，包括：

在光纖固化爐的上接頭上連接第一氮?dú)夤埽虻谝坏獨(dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?，并使第一氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴纳辖宇^的上端排出；

在光纖固化爐的下接頭上連接第二氮?dú)夤?，向第二氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?，并使第二氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴南陆宇^的下端排出；

在光纖固化爐的其中一個(gè)接頭上連接第三氮?dú)夤埽诹硪粋€(gè)接頭上連接抽氣管，向第三氮?dú)夤芡ㄈ氲獨(dú)?，并使第三氮?dú)夤芡ㄈ氲牡獨(dú)鈴氖⒐艿囊欢肆鲃?dòng)至另一端，最終通過(guò)抽氣管排出石英管；

測(cè)量抽氣管內(nèi)的氣體流速以及氧氣含量，根據(jù)氧氣含量調(diào)節(jié)抽氣速度或相應(yīng)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。

石英管內(nèi)的氧氣來(lái)源是空氣(含氧氣)，光纖由上至下穿過(guò)石英管，會(huì)有少量空氣被光纖帶進(jìn)石英管，且主要從上接頭進(jìn)入為主，因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，下接頭也會(huì)有一部分空氣(含氧氣)被抽進(jìn)來(lái)。

第一氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩上部的空氣進(jìn)入石英管，第二氮?dú)夤艿淖饔檬菧p緩下部的空氣進(jìn)入石英管，第三氮?dú)夤艿淖饔檬桥懦鍪⒐軆?nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度，抽氣管的作用是抽離石英管內(nèi)的氣體(包括煙霧)，且因?yàn)槌闅夤艿拇嬖?，能夠方便的?duì)抽離的氣體流速以及含氧量進(jìn)行測(cè)量；本申請(qǐng)的控制方法能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)氧氣含量，并可以根據(jù)監(jiān)控結(jié)果調(diào)節(jié)抽氣速度或相應(yīng)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量，從而使氧氣含量處在合適范圍內(nèi)。

實(shí)際運(yùn)用時(shí)，可以根據(jù)不同拉絲速度情況，設(shè)置不同的氧氣濃度范圍，本控制方法，適用性強(qiáng)。

于本實(shí)施例中，第三氮?dú)夤芘c光纖固化爐的上接頭連接，抽氣管與光纖固化爐的下接頭連接。因?yàn)楣饫w是由上向下運(yùn)動(dòng)，因此從外部進(jìn)入的空氣也主要以上接口為主，將第三氮?dú)夤芘c上接頭連接，使得第三氮?dú)夤茌斎氲牡獨(dú)庥缮贤铝鲃?dòng)，這樣能更好的排出石英管內(nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管內(nèi)部的氧氣濃度。

于本實(shí)施例中，當(dāng)抽氣管內(nèi)測(cè)得的氧氣濃度小于設(shè)定范圍的下限值時(shí)，增加抽氣管的抽氣速度或者降低至少一個(gè)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。增加抽氣管的抽氣速度，能夠增加從石英管外部進(jìn)入石英管內(nèi)的空氣量，從而提高氧氣濃度；降低第一氮?dú)夤?、第二氮?dú)夤芑虻谌獨(dú)夤艿倪M(jìn)氮流量能夠增加進(jìn)入石英管的空氣，從而增加氧氣濃度。

于本實(shí)施例中，當(dāng)抽氣管內(nèi)測(cè)得的氧氣濃度大于設(shè)定范圍的上限值時(shí)，降低抽氣管的抽氣速度或者增加至少一個(gè)氮?dú)夤艿倪M(jìn)氮流量。降低抽氣管的抽氣速度，能夠降低從石英管外部進(jìn)入石英管內(nèi)的空氣量，從而降低氧氣濃度；提高第一氮?dú)夤堋⒌诙獨(dú)夤芑虻谌獨(dú)夤艿倪M(jìn)氮流量能夠降低進(jìn)入石英管的空氣，從而降低氧氣濃度。

于本實(shí)施例中，各氮?dú)夤芫ㄟ^(guò)流量計(jì)控制進(jìn)氮流量，抽氣管通過(guò)抽風(fēng)機(jī)抽取石英管內(nèi)的氣體。

實(shí)施例2

如圖1所示，光纖預(yù)制棒1在拉絲爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)2000～2200℃高溫加熱后熔融，從拉絲爐2出來(lái)后經(jīng)過(guò)退火管3進(jìn)行退火，此時(shí)溫度在900～1200℃左右，然后再經(jīng)過(guò)冷卻管5進(jìn)行降溫，降到涂覆所需工藝溫度30～80℃。光纖4冷卻后進(jìn)入涂覆系統(tǒng)6進(jìn)行涂層的包覆，從涂覆系統(tǒng)6出來(lái)后光纖4表面會(huì)涂有液態(tài)的涂料，需要進(jìn)入光纖固化爐7進(jìn)行固化，根據(jù)工藝和線速的不同，需要5～8個(gè)固化爐不等，光纖4經(jīng)固化后被牽引裝置12牽引后收集起來(lái)。

為了控制光纖固化爐7內(nèi)的氧氣濃度，本實(shí)施例公開(kāi)了一種光纖固化爐氧氣濃度控制裝置，光纖固化爐7包括供光纖4通過(guò)的石英管10，石英管10的兩端分別設(shè)置有接頭，其中，設(shè)置在石英管10上端的為上接頭9，設(shè)置在石英管10下端的為下接頭11，氧氣濃度控制裝置包括：

第一氮?dú)夤?4，與上接頭9連通，用于向上接頭9通入氮?dú)?，且第一氮?dú)夤?4通入的氮?dú)鈴纳辖宇^9的上端排出；

第二氮?dú)夤?8，與下接頭11連通，用于向下接頭11通入氮?dú)?，且第二氮?dú)夤?8通入的氮?dú)鈴南陆宇^11的下端排出；

第三氮?dú)夤?5和抽氣管19，分別設(shè)置在兩個(gè)接頭上，第三氮?dú)夤?5用于從一端向石英管10的另一端輸送氮?dú)猓闅夤?9上安裝有抽風(fēng)機(jī)17，抽氣管19用于將石英管10中的氣體抽出；

三個(gè)流量計(jì)16，分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的氮?dú)夤苌?，用于控制進(jìn)氮流量；

風(fēng)速測(cè)量?jī)x21，用于測(cè)量抽氣管19內(nèi)氣體的流速；

氧氣濃度測(cè)量?jī)x20，用于測(cè)量抽氣管19內(nèi)氧氣的濃度；

控制器8，與三個(gè)流量計(jì)16、抽風(fēng)機(jī)17、風(fēng)速測(cè)量?jī)x21和氧氣濃度測(cè)量?jī)x20電連接，用于根據(jù)氧氣濃度測(cè)量?jī)x20和風(fēng)速測(cè)量?jī)x21反饋的信號(hào)，控制各流量計(jì)16和抽風(fēng)機(jī)17工作。

實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以根據(jù)對(duì)應(yīng)氮?dú)夤茉诮宇^處不同的出氣口方向，實(shí)現(xiàn)向上或向下輸送氮?dú)狻?/p>

第一氮?dú)夤?4的作用是減緩上部的空氣進(jìn)入石英管10，第二氮?dú)夤?8的作用是減緩下部的空氣進(jìn)入石英管10，第三氮?dú)夤?5的作用是排出石英管10內(nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管10內(nèi)部的氧氣濃度，抽氣管19的作用是抽離石英管10內(nèi)的氣體(包括煙霧)，且因?yàn)槌闅夤?9的存在，能夠方便風(fēng)速測(cè)量?jī)x21和氧氣濃度測(cè)量?jī)x20對(duì)抽離的氣體流速以及含氧量進(jìn)行測(cè)量。

本申請(qǐng)的控制裝置通過(guò)控制抽風(fēng)機(jī)17的功率來(lái)控制抽氣速度，通過(guò)流量計(jì)16控制進(jìn)氮流量。當(dāng)增加抽氣管19的抽氣速度，能夠增加從石英管10外部進(jìn)入石英管10內(nèi)的空氣量，從而提高氧氣濃度，反之，則能夠降低氧氣濃度；當(dāng)降低第一氮?dú)夤?4、第二氮?dú)夤?8或第三氮?dú)夤?5的進(jìn)氮流量時(shí)，能夠增加進(jìn)入石英管10的空氣，從而提高氧氣含量，反之，則能夠增加氧氣濃度。通過(guò)控制器8能夠自動(dòng)檢測(cè)氧氣濃度，并能夠根據(jù)氧氣濃度控制各流量計(jì)16和抽風(fēng)機(jī)17工作，從而使石英管10內(nèi)的氧氣濃度位于設(shè)定范圍(根據(jù)不同拉絲速度，可以設(shè)置不同的范圍)，從而能夠有效提高光纖4固化效果。

于本實(shí)施例中，第三氮?dú)夤?5與上接頭9連接，抽氣管19與下接頭11連接。

因?yàn)楣饫w4是由上向下運(yùn)動(dòng)，因此從外部進(jìn)入的空氣也主要以上接口為主，將第三氮?dú)夤?5與上接頭9連接，使得第三氮?dú)夤?5輸入的氮?dú)庥缮贤铝鲃?dòng)，這樣能更好的排出石英管10內(nèi)的煙霧，同時(shí)控制石英管10內(nèi)部的氧氣濃度。

于本實(shí)施例中，上接頭9上具有兩個(gè)連接管13，兩個(gè)連接管13分別與第一氮?dú)夤?4和第三氮?dú)夤?5密封連接，且與第一氮?dú)夤?4連接的連接管13位于上側(cè)；下接頭11上具有一個(gè)連接管13，該連接管13與第二氮?dú)夤?8密封連接。

于本實(shí)施例中，第一氮?dú)夤?4、第二氮?dú)夤?8和第三氮?dú)夤?5均與供氮管路連通。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此即限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。