一種光纖著色固化設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對高速拉制光纖的涂覆層進(jìn)行高效固化的設(shè)備，屬于光纖制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖外部通常具有一層或數(shù)層涂覆層作為其保護(hù)層。在典型的光纖拉制工藝過程中，預(yù)制棒被熔縮牽引拉制成裸光纖時，需要在線涂覆兩層或者兩層以上的涂層。通常一個相對柔軟的內(nèi)部涂層防止光纖產(chǎn)生微觀彎曲，一個相對堅(jiān)硬的外部涂層給光纖提供附加的保護(hù)和更好的可操作性。這些有機(jī)聚合物涂層可以通過加熱(熱固化)或紫外光照射(UV固化)的方式固化至光纖表面。光纖涂層的紫外線(UV)固化是指利用紫外線引發(fā)光纖上液態(tài)涂層材料的快速聚合交聯(lián)，使其瞬時固化成固體材料。紫外線固化需要將涂層曝露于高強(qiáng)度紫外線輻射之中。提高紫外線的強(qiáng)度可以減少固化時間。而減少固化時間是提高光纖拉制線速度從而提升光纖生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。
[0003]目前的光纖拉絲工藝中多采用汞燈(比如高壓汞燈和汞氙燈)來生成紫外線輻射。高壓汞燈工作時，電流通過高壓汞蒸汽，使之電離激發(fā)，形成放電管中電子、原子和離子間的碰撞而發(fā)光。汞燈的缺點(diǎn)是需要相當(dāng)大的功率來產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的紫外線輻射。例如，固化一根單涂覆層光纖(比如聚合涂覆)可能需要總共50kw的功率消耗。汞燈的另外一個缺點(diǎn)是:大量用于點(diǎn)亮汞燈的能量會以熱能而不是紫外線的形式發(fā)射出去，也就是說汞燈對能量的利用率比較低。同時由于汞燈產(chǎn)生大量的熱量，汞燈固化設(shè)備需要冷卻以防止設(shè)備過熱。
[0004]更進(jìn)一步說，汞燈產(chǎn)生的電磁輻射譜寬較寬，其中包含波長小于200納米和大于700納米的電磁波(比如紅外光)。通常，UV放射線中波長在300到400納米之間的可以用于固化，因此汞燈產(chǎn)生的電磁輻射大部分被浪費(fèi)。
[0005]隨著UVLED (紫外線發(fā)光二極管)技術(shù)的發(fā)展，作為UV輻射源，UVLED相比傳統(tǒng)汞燈有更高的能效、更長的壽命(無極燈壽命大約8000小時，而UVLED壽命可達(dá)3萬小時)、更小的發(fā)熱量、更少的能耗和更環(huán)保(不含汞且不產(chǎn)生臭氧)等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用UVLED代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汞燈進(jìn)行光纖涂覆固化將是很有優(yōu)勢的。與傳統(tǒng)汞燈比較，UVLED設(shè)備需要的能量顯著減少，并相應(yīng)地產(chǎn)生更少的熱量，而且要在光纖涂覆中將具有更高的效率。
[0006]公開號為“102336530A”的發(fā)明專利“采用成角度的UVLED的固化設(shè)備”中公布了一種用于固化光纖涂層的裝置，其基本形式是:固化設(shè)備將有一個近似橢圓柱體的內(nèi)腔，且內(nèi)表面具有反射性；將UVLED光源放置于(或聚焦于)橢圓柱腔體的一條焦點(diǎn)線上，并使帶有涂料的光纖固化時通過另一條焦點(diǎn)線；根據(jù)橢圓的光學(xué)特性，從UVLED發(fā)出的UV射線經(jīng)橢圓內(nèi)腔反射后匯交于光纖上。這種方式沿用了傳統(tǒng)的汞燈固化設(shè)備的聚光方式，但是汞燈燈管為360度方向發(fā)光，而UVLED的輸出則有方向性的限制，則在固化均勻性上，這種固化設(shè)備的固化均勻性上可能存在不足；為解決固化均勻性不足的問題，此專利提出了在多段固化腔體內(nèi)將UVLED光源按空間螺旋陣列布置的方式，這無疑將會增加設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。另外該專利提出的這種固化設(shè)備在每段固化腔體采用單面的UVLED光源，這亦可能存在UV光強(qiáng)不足并導(dǎo)致固化效率不足的可能性。
[0007]公開號為“103319100A”的發(fā)明專利“一種光纖著色固化設(shè)備”中公布了一種光纖著色固化設(shè)備及方法，所述設(shè)備包括有筒狀安裝基座，在筒狀安裝基座內(nèi)腔沿周向和軸向安設(shè)UVLED光源模塊，在UVLED光源模塊發(fā)光面前配置柱面聚焦透鏡，使得UVLED光源模塊發(fā)射的紫外光線聚焦于一條固化軸線上。其中，UVLED光源模塊沿筒狀安裝基座內(nèi)腔周向間隔安設(shè)，沿軸向設(shè)置光源單元呈陣列設(shè)置，這種設(shè)置，會導(dǎo)致周向相鄰UVLED光源模塊的空隙處受光不均勻，從而影響涂料的固化質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種使光纖受光均勻，提高其固化質(zhì)量的光纖著色固化設(shè)備。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種光纖著色固化設(shè)備，其特征在于包括有筒狀安裝基座，在筒狀安裝基座內(nèi)腔沿周向和軸向安設(shè)UVLED光源模塊，在UVLED光源模塊發(fā)光面前配置柱面聚焦透鏡，使得UVLED光源模塊發(fā)射的紫外光線聚焦于一條固化軸線上，其特征在于所述的沿軸向上下安設(shè)的UVLED光源模塊沿周向錯開設(shè)置，且在每個UVLED光源模塊發(fā)光面前對應(yīng)配置柱面聚焦透鏡。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述的沿軸向上下相鄰安設(shè)的UVLED光源模塊沿周向錯開設(shè)置。
[0011]按上述技術(shù)方案，所述的沿軸向上下相鄰安設(shè)的UVLED光源模塊按順時針或逆時針依次錯開一定的角度布置，呈螺旋布設(shè)狀。
[0012]按上述技術(shù)方案，在安裝基座內(nèi)腔沿軸向分為5-12層UVLED光源模塊，每層有3_8個UVLED光源模塊，沿軸向上下安設(shè)的UVLED光源模塊沿周向錯開5°?45°的角度設(shè)置。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述UVLED光源模塊包括散熱基座和UVLED光源，所述的UVLED光源包括UVLED單燈和/或UVLED陣列，在每個散熱基座上位于UVLED光源前設(shè)置有柱面聚焦透鏡。
[0014]按上述技術(shù)方案，在筒狀安裝基座的上方或下方安設(shè)加熱裝置。
[0015]按上述技術(shù)方案，在筒狀安裝基座的內(nèi)腔中部安設(shè)有透明石英玻璃管，固化軸線位于透明石英玻璃管內(nèi)腔，所述的透明石英玻璃管軸線與所述的固化軸線相重合。
[0016]按上述技術(shù)方案，其特征所述的透明石英玻璃管的一端與壓力氣源相連通，所述的氣源為惰性氣體氣源，或惰性氣體與二氧化碳的混合氣體氣源。
[0017]按上述技術(shù)方案，所述的UVLED光源模塊與控制模塊相接，用以控制和調(diào)整每個UVLED光源模塊發(fā)射紫外光線的強(qiáng)度。
[0018]本發(fā)明所取得的有益效