本發(fā)明涉及光纖預(yù)制棒生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝及其光纖預(yù)制棒。

背景技術(shù)：

光纖預(yù)制棒是制造石英系列光纖的核心原材料。光纖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是在預(yù)制棒中形成的，因而預(yù)制棒的制造是光纖工藝中最重要的部分。光纖預(yù)制棒的制造有多種方法，常用的制造工藝是氣相氧化法。在氣相氧化法中，高純度鹵化物的蒸汽和氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成一些氧化物微粒，這些氧化物微粒會(huì)沉積在玻璃或者石英體的表面上(或管狀體的內(nèi)壁)，然后通過燒結(jié)形成透明的玻璃棒。

眾所周知，用VAD或OVD法沉積的松散體要經(jīng)過燒結(jié)才能變成可供拉絲的光纖預(yù)制棒。在這一過程中，如何制得高度透明的均勻的玻璃體預(yù)制棒，對(duì)光纖的傳輸衰減特性十分重要。隨著制造的預(yù)制棒直徑的增大，棒中的殘留氣泡問題再度成為關(guān)注的焦點(diǎn)。固化過程中氣孔的變化收縮與燒結(jié)前松散體芯棒的直徑、密度、氣孔的大小有關(guān)，因此燒結(jié)工藝必須結(jié)合沉積后松散體預(yù)制棒的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的工藝條件。而在松散體的燒結(jié)過程中，通入四氯化硅、氫氣和氧氣，燒結(jié)生成的二氧化硅微粒附著在芯棒上形成松散體上，該燒結(jié)過程的穩(wěn)定，直接影響了松散體各層次的氣泡的均勻性和松散體的密度分布(松散體的沿由外而內(nèi)徑向方向密度依次增加，且氣泡分布由疏變密，同一直徑區(qū)域的氣泡應(yīng)一致)，最終直接影響后續(xù)玻璃化工序燒結(jié)的效果。

現(xiàn)有的預(yù)制棒燒結(jié)和松散體玻璃化過程中，由于缺乏實(shí)時(shí)的氣相反應(yīng)詳細(xì)的數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀況，只能要依靠工人直接觀察火焰顏色和以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗略判斷，因此，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，現(xiàn)有的工藝無法精確了解實(shí)際的燒結(jié)沉積和玻璃化過程，因而無法保證生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提出了一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝，解決了現(xiàn)有光纖預(yù)制棒生產(chǎn)工藝無法監(jiān)測實(shí)際生產(chǎn)過程的缺陷。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:

1)芯棒沉積工序：在芯棒車床上，于氫氧噴燈中通入四氯化硅、氫氣和氧氣，進(jìn)行燒結(jié)，生成的二氧化硅微粒附著在芯棒上形成松散體；在松散體燒結(jié)沉積過程中，使用氣體取樣裝置，抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；

2)玻璃化工序：得到的松散體熔融脫水，得到玻璃化的芯棒；在松散體玻璃化過程中，使用氣體取樣裝置，抽取松散體底部外側(cè)的氣體和松散體頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量；

步驟1)和步驟2)中所述燒結(jié)爐上設(shè)有氣體取樣裝置、氣相色譜裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；所述氣體取樣裝置包括底部取樣器和頂部取樣器；所述底部取樣器包括弧形采樣管和固定接管；所述頂部采樣器包括同樣的弧形采樣管和滑動(dòng)接管；所述弧形采樣管具有120℃的弧度，所述弧形采樣管的末端設(shè)有取樣頭；所述取樣頭內(nèi)設(shè)有耐高溫陶瓷濾網(wǎng)；所述燒結(jié)爐上開有第一穿孔、第二穿孔和排氣管，所述排氣管位于燒結(jié)爐的頂部；所述固定接管穿過第一穿孔外接第一進(jìn)樣管；所述滑動(dòng)接管穿過第二穿孔外接第二進(jìn)樣管；所述滑動(dòng)接管可沿第二穿孔滑動(dòng)，使得弧形采樣管的采樣頭接近或遠(yuǎn)離芯棒；所述第一進(jìn)樣管和第二進(jìn)樣管上均設(shè)有截止閥，所述第一進(jìn)樣管和第二進(jìn)樣管均連接進(jìn)樣總管上，所述進(jìn)樣總管連接氣體儲(chǔ)器，所述氣體儲(chǔ)器連接氣相色譜裝置；所述氣相色譜裝置電性連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

本發(fā)明公開了一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝在芯棒沉積工序使用氣體取樣裝置抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；測算反應(yīng)速率；精確監(jiān)控工藝過程。在玻璃化工序使用氣體取樣裝置，抽取松散體底部外側(cè)的氣體和松散體頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量；精確判斷玻璃化去水的效果，進(jìn)而精確控制燒結(jié)時(shí)間。

可選的，所述氣相色譜裝置設(shè)有TCD檢測器。

可選的，所述第二穿孔內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)外凸且可活動(dòng)的第一滑齒；所述滑動(dòng)接管與第二穿孔接觸的部位兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)外凸且固定的第二滑齒；所述第二穿孔的第一滑齒和位于同一側(cè)的滑動(dòng)接管的第二滑齒相互交錯(cuò)卡合；所述第一滑齒底部設(shè)有彈性元件；所述彈性元件用于提供第一滑齒與第二滑齒相向的彈力。

可選的，所述第一滑齒和第二滑齒均具有弧面。該結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。

可選的，所述進(jìn)樣總管上設(shè)有耐腐蝕濾網(wǎng)。

可選的，所述燒結(jié)爐還設(shè)有直徑檢測儀和測溫傳感器；所述直徑檢測儀和測溫傳感器均電性連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。設(shè)置直徑檢測儀和測溫傳感器進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)工序的監(jiān)控。

可選的，所述燒結(jié)爐頂部與芯棒接觸的部位內(nèi)側(cè)設(shè)有耐高溫密封墊圈。燒結(jié)爐頂部與芯棒接觸的部位內(nèi)側(cè)設(shè)有耐高溫密封墊圈提高了燒結(jié)爐的密封效果，保證氣體的采樣效果。

本發(fā)明還公開了一種光纖預(yù)制棒，所述光纖預(yù)制棒利用上述光纖預(yù)制棒工藝制成。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明公開了一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝在芯棒沉積工序使用氣體取樣裝置，抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；測算反應(yīng)速率；精確監(jiān)控工藝過程。在玻璃化工序使用氣體取樣裝置，抽取松散體底部外側(cè)的氣體和松散體頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量；精確判斷玻璃化去水的效果，進(jìn)而精確控制燒結(jié)時(shí)間。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝流程示意圖；

圖2是光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝的燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝的滑動(dòng)接管和第二穿孔的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝的弧形采樣管結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各附圖標(biāo)記為：

1、氣體取樣裝置；2、氣相色譜裝置；3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；4、底部取樣器；5、頂部取樣器；6、弧形采樣管；7、固定接管；8、滑動(dòng)接管；10、取樣頭；11、第一穿孔；12、第二穿孔；13、排氣管；14、耐高溫陶瓷濾網(wǎng)；15、截止閥；16、氣體儲(chǔ)器；17、TCD檢測器；18、第一滑齒；19、第二滑齒；20、彈性元件；21、耐腐蝕濾網(wǎng)；22、直徑檢測儀；23、測溫傳感器；24、耐高溫密封墊圈；25、氫氧噴燈。

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。

本發(fā)明中說的TCD檢測器為熱導(dǎo)池或熱絲檢熱器。

本發(fā)明公開了一種光纖預(yù)制棒，所述光纖預(yù)制棒利用下述光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝制成。

實(shí)施例一：本發(fā)明還一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝(見附圖1)，包括以下步驟:

1)芯棒沉積工序：在芯棒車床上，于氫氧噴燈25中通入四氯化硅、氫氣和氧氣，進(jìn)行燒結(jié)，生成的二氧化硅微粒附著在芯棒上形成松散體；在松散體燒結(jié)沉積過程中，使用氣體取樣裝置1，抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置1分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；

2)玻璃化工序：得到的松散體熔融脫水，得到玻璃化的芯棒；在松散體玻璃化過程中，使用氣體取樣裝置1，抽取松散體底部外側(cè)的氣體和松散體頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置2分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量；

本發(fā)明公開了一種光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝在芯棒沉積工序使用氣體取樣裝置1抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置2分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；測算反應(yīng)速率；精確監(jiān)控工藝過程。在玻璃化工序使用氣體取樣裝置1，抽取芯棒松散體外側(cè)的氣體和松散體頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置2分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量；精確判斷玻璃化去水的效果，進(jìn)而精確控制燒結(jié)時(shí)間。

本發(fā)明公開了一種燒結(jié)爐(見附圖2、3、4)，所述燒結(jié)爐上設(shè)有氣體取樣裝置1、氣相色譜裝置2和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3；所述氣體取樣裝置1包括底部取樣器4和頂部取樣器5；所述底部取樣器4包括弧形采樣管6和固定接管7；所述頂部采樣器包括同樣的弧形采樣管6和滑動(dòng)接管8；所述弧形采樣管6具有120℃的弧度，所述弧形采樣管6的末端設(shè)有取樣頭10；所述取樣頭10內(nèi)設(shè)有耐高溫陶瓷濾網(wǎng)14；所述燒結(jié)爐上開有第一穿孔11、第二穿孔12和排氣管13，所述排氣管13位于燒結(jié)爐的頂部；所述固定接管7穿過第一穿孔11外接第一進(jìn)樣管；所述滑動(dòng)接管8穿過第二穿孔12外接第二進(jìn)樣管；所述滑動(dòng)接管8可沿第二穿孔12滑動(dòng)，使得弧形采樣管6的采樣頭接近或遠(yuǎn)離芯棒；所述第一進(jìn)樣管和第二進(jìn)樣管上均設(shè)有截止閥15，所述第一進(jìn)樣管和第二進(jìn)樣管均連接進(jìn)樣總管上，所述進(jìn)樣總管連接氣體儲(chǔ)器16，所述氣體儲(chǔ)器16連接氣相色譜裝置2；所述氣相色譜裝置2電性連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3。

所述氣相色譜裝置2設(shè)有TCD檢測器17。所述第二穿孔12內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)外凸且可活動(dòng)的第一滑齒18；所述滑動(dòng)接管8與第二穿孔12接觸的部位兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)外凸且固定的第二滑齒19；所述第二穿孔12的第一滑齒18和位于同一側(cè)的滑動(dòng)接管8的第二滑齒19相互交錯(cuò)卡合；所述第一滑齒18底部設(shè)有彈性元件20；所述彈性元件20用于提供第一滑齒18與第二滑齒19相向的彈力。

所述第一滑齒18和第二滑齒19均具有弧面。該結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。所述進(jìn)樣總管上設(shè)有耐腐蝕濾網(wǎng)21。

所述燒結(jié)爐還設(shè)有直徑檢測儀22和測溫傳感器23；所述直徑檢測儀22和測溫傳感器23均電性連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3。設(shè)置直徑檢測儀22和測溫傳感器23進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)工序的監(jiān)控。

所述燒結(jié)爐頂部與芯棒接觸的部位內(nèi)側(cè)設(shè)有耐高溫密封墊圈24。燒結(jié)爐頂部與芯棒接觸的部位內(nèi)側(cè)設(shè)有耐高溫密封墊圈24提高了燒結(jié)爐的密封效果，保證氣體的采樣效果。

本發(fā)明實(shí)施時(shí)，在芯棒車床上，于氫氧噴燈中通入四氯化硅、氫氣和氧氣，進(jìn)行沉積燒結(jié)，生成的二氧化硅微粒附著在芯棒上形成松散體；在松散體沉積燒結(jié)過程中，使用氣體取樣裝置，抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氯化氫的含量，與吹入的氣體濃度相比較；得到的松散體熔融脫水，得到玻璃化的芯棒；在松散體玻璃化過程中，使用氣體取樣裝置，抽取芯棒底部外側(cè)的氣體和芯棒頂部外側(cè)的氣體，使用氣相色譜裝置分析氣體中氫氣、氯化氫和水蒸汽的含量。

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)明說明書及附圖內(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)。