一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法

《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》是中天科技光纖有限公司、江蘇中天科技股份有限公司和中天科技精密材料有限公司於2013年1月5日申請的發明專利，該專利的申請號為2013100018528，公布號為CN103011581A，授權公布日位2013年4月3日，發明人是曹珊珊、薛馳。

《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》包括退火爐、加熱爐、保溫爐、線上溫度檢測反饋器、加熱爐溫控器、中央控制電腦和張力檢測儀；退火爐安裝在拉絲爐下部，在退火爐下方安裝有加熱爐，在退火爐與加熱爐之間安裝有線上溫度檢測反饋器，在加熱爐下部安裝有保溫爐，在保溫爐下方安裝有張力檢測儀；所述的線上溫度檢測反饋器通過信號傳輸線與中央控制電腦相連；所述的加熱爐溫控器通過電源控制線與加熱爐電阻加熱絲相連；所述的中央控制電腦通過控制線與加熱爐溫控器相連；所述的中央控制電腦通過控制線與張力檢測儀相連。

2019年7月15日，《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》獲第十一屆江蘇省專利項目獎金獎。

（概述圖為《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法
• 申請號：2013100018528
• 公布號：CN103011581A
• 發明人：曹珊珊、薛馳
• 申請人：中天科技光纖有限公司、江蘇中天科技股份有限公司、中天科技精密材料有限公司
• 授權日：2013年4月3日
• 申請日：2013年1月5日
• 地址：江蘇省南通市經濟技術開發區中天路6號
• 代理機構：南京君陶專利商標代理有限公司
• 代理人：奚勝元
• 類別：發明專利

專利背景

隨著光纖技術的發展，光纖的長距離傳輸的需求越來越大，2013年1月前已有的光纖由於其衰減損耗較高，在長距離通信傳輸的過程中需要增加中繼站進行信號的增強，但是由於中繼站的價格昂貴，運營商更加希望能夠有一種損耗較小的光纖使用在遠距離傳輸過程中，降低建設費用同時不影響正常的傳輸。

發明內容

專利目的

《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》的目的是為了解決2013年1月前已有技術的不足，提供一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備及其控制方法，對光纖拉絲設備及其控制方法進行最佳化，對於光纖的傳輸損耗有明顯的降低作用。

技術方案

一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備包括退火爐、加熱爐、保溫爐、線上溫度檢測反饋器、加熱爐溫控器、中央控制電腦（計算機）和張力檢測儀。退火爐安裝在拉絲爐下部，在退火爐下方安裝有加熱爐，在退火爐與加熱爐之間安裝有線上溫度檢測反饋器，在加熱爐下部安裝有保溫爐，在保溫爐下方安裝有張力檢測儀。

所述的線上溫度檢測反饋器通過信號傳輸線與中央控制電腦（計算機）相連。線上溫度檢測反饋器設定有線上溫度檢測反饋儀顯示屏。

所述的加熱爐溫控器通過電源控制線與加熱爐電阻加熱絲相連。

所述的中央控制電腦（計算機）通過控制線與加熱爐溫控器相連；所述的中央控制電腦（計算機）通過控制線與張力檢測儀相連。

在保溫爐下部20~50厘米處，設定有保溫管。

所述的退火爐具有退火爐管，在退火爐管內壁中設定有保溫內層和水冷夾層，保溫內層採用退火爐石墨襯層，水冷夾層為螺旋式水冷卻管。

在拉絲爐退火管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐。所述的加熱爐具有加熱爐管，在加熱爐管上繞制有加熱爐電阻加熱絲。

所述的保溫爐具有保溫管，在保溫管內設定有保溫層，保溫層採用石墨硬氈。

所述的線上溫度檢測反饋器採用市售紅外型線溫度檢測反饋器。

所述的加熱爐溫控器採用市售溫控表熱電偶控制系統。

所述的中央控制電腦（計算機）採用市售工業控制計算機。

所述的張力檢測儀採用市售非接觸式張力儀NCTM。

一種降低光纖損耗的拉絲設備的控制方法如下：

從拉絲爐中拉出的光纖在退火爐管內進行第一次退火，線上溫度檢測反饋器5進行檢測，將反饋信號通過信號線傳輸到中央控制電腦中；採用加熱爐進行第二次退火，在退火爐管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐中進行保溫退火，退火溫度設定在1000~1200℃，此數值可根據線上溫度監測反饋器監測光纖溫度反饋信號通過信號線傳輸到中央控制電腦中，中央控制電腦（計算機）將信號反饋到加熱爐溫控器中，進行自動調整，由溫度監測反饋器反饋實際測試信號，如果偏離設定值±10℃，加熱爐溫控器開始工作，將加熱爐溫度調控到設定溫度；第三次退火在保溫爐下部20~50厘米處，設定保溫管，內裝保溫層，不另外設定加溫器件，使光纖通過保溫管溫度緩慢下降；通過以上三次退火方式，實現溫度階梯式變化，減小光纖內部殘存應力，達到降低損耗的目的；

在保溫管下方，安裝有張力檢測儀，將檢測到的張力反饋到中央控制電腦中，中央控制電腦根據設定的張力值，張力值為120~200克，調整拉絲爐溫度，每根棒開始拉絲前，設定該棒的拉絲張力範圍和調整度，開始拉絲時，如果拉絲張力超出設定的拉絲張力範圍，中央控制電腦中採集到張力檢測器反饋的張力值，與設定的張力值120~200克範圍如果有差距，開始控制拉絲爐溫度進行上下調整一定溫度，每次調整幅度低於5℃，將張力值控制在設定的120~200克範圍內。通過此方法，可以有效改善光纖的熱場穩定性和張力穩定性，降低光纖損耗。

改善效果

一種降低單模光纖損耗的拉絲設備設定了三步階梯式退火處理。在拉絲爐下部退火爐管內壁中，設定保溫內層和水冷夾層，保溫內層採用退火爐石墨襯層，水冷夾層為螺旋式冷卻結構。可使光纖在拉絲爐內得到緩慢降溫。在拉絲退火爐下口，安裝有根據光纖溫度線上溫度監測反饋器。第二次退火是在拉絲爐退火管下方15厘米處，安裝1~3米長加熱爐中進行保溫退火，設定退火溫度在1000~1200度。此數值可根據線上溫度監測反饋器監測光纖溫度反饋信號通過信號線傳輸到中央控制電腦中，中央控制電腦（計算機）將信號反饋到加熱爐溫控器中，進行自動調整。第三次退火在保溫爐下部20~50厘米處，設定保溫管，內裝保溫層，不另外設定加溫器件，使光纖通過保溫管溫度緩慢下降。

降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備採用了光纖拉絲恆張力自動控制系統，線上監測光纖張力，將張力波動信號傳輸到控制系統中，通過對拉絲溫度的自動調控，將張力值穩定在120~200克。該方式可以減少光纖表面微裂紋產生，保持光纖直徑的穩定性。每根棒開始拉絲前，設定該棒的拉絲張力範圍和調整度，開始拉絲時，如果拉絲張力超出設定的拉絲張力範圍，中央控制電腦採集到張力檢測器反饋的張力值，與設定的範圍如果有差距，開始控制拉絲爐溫度進行上下調整一定溫度，每次調整幅度低於5℃，將張力值控制在設定的範圍內。通過此方法，可以有效改善光纖的熱場穩定性和張力穩定性，降低光纖損耗。

附圖說明

圖1是一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方式示意圖。

圖中：1、光纖，2、水冷夾層，3、保溫內層，4、退火爐管，5、線上溫度檢測反饋器，6、加熱爐管，7、加熱爐電阻加熱絲，8、保溫管，9、張力檢測儀，10、線上溫度檢測反饋器顯示屏，11、信號傳輸線，12、加熱爐溫控器，13、中央控制電腦。

圖1

技術領域

《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》涉及一種光纖拉絲設備及其控制方法，具體涉及一種降低單模光纖損耗的拉絲設備，同時涉及這種降低單模光纖損耗的拉絲設備的控制方法。

權利要求

1.一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：包括退火爐、加熱爐、保溫爐、線上溫度檢測反饋器、加熱爐溫控器、中央控制電腦和張力檢測儀；退火爐安裝在拉絲爐下部，在退火爐下方安裝有加熱爐，在退火爐與加熱爐之間安裝有線上溫度檢測反饋器，在加熱爐下部安裝有保溫爐，在保溫爐下方安裝有張力檢測儀；

所述的線上溫度檢測反饋器通過信號傳輸線與中央控制電腦相連；所述的加熱爐溫控器通過電源控制線與加熱爐電阻加熱絲相連；所述的中央控制電腦通過控制線與加熱爐溫控器相連；所述的中央控制電腦通過控制線與張力檢測儀相連。

2.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：所述的退火爐具有退火爐管，在退火爐管內壁中設定有保溫內層和水冷夾層，保溫內層採用退火爐石墨襯層，水冷夾層為螺旋式水冷卻管。

3.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：在退火爐管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐。

4.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：所述的加熱爐具有加熱爐管，在加熱爐管上繞制有加熱爐電阻加熱絲。

5.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：在保溫爐下部20~50厘米處，設定有保溫管。

6.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：所述的保溫爐具有保溫管，在保溫管內設定有保溫層，保溫層採用石墨硬氈。

7.根據權利要求1所述的一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備，其特徵在於：線上溫度檢測反饋器設定有線上溫度檢測反饋儀顯示屏。

8.權利要求1所述的一種降低光纖損耗的拉絲設備的控制方法，其特徵在於：從拉絲爐中拉出的光纖1在退火爐管4內進行第一次退火，線上溫度檢測反饋器進行檢測，將反饋信號通過信號線傳輸到中央控制電腦中；採用加熱爐進行第二次退火，在退火爐管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐中進行保溫退火，退火溫度設定在1000~1200℃，此數值可根據線上溫度監測反饋器檢測光纖溫度反饋信號通過信號線傳輸到中央控制電腦中，中央控制電腦將信號反饋到加熱爐溫控器中，進行自動調整，由溫度監測反饋器反饋實際測試信號，如果偏離設定值±10℃，加熱爐溫控器開始工作，將加熱爐溫度調控到設定溫度；第三次退火在保溫爐下部20~50厘米處，設定保溫管，內裝保溫層，不另外設定加溫器件，使光纖通過保溫管溫度緩慢下降；通過以上三次退火方式，實現溫度階梯式變化，減小光纖內部殘存應力，達到降低損耗的目的；在保溫管下方，安裝有張力檢測儀，將檢測到的張力反饋到中央控制電腦中，中央控制電腦根據設定的張力值，張力值為120~200克，調整拉絲爐溫度，每根棒開始拉絲前，設定該棒的拉絲張力範圍和調整度，開始拉絲時，如果拉絲張力超出設定的拉絲張力範圍，中央控制電腦中採集到張力檢測器反饋的張力值，與設定的張力值120~200克範圍，如果有差距，開始控制拉絲爐溫度進行上下調整一定溫度，每次調整幅度低於5℃，將張力值控制在設定的120~200克範圍內，通過此方法，可以有效改善光纖的熱場穩定性和張力穩定性，降低光纖損耗。

實施方式

參照附圖1，一種降低單模光纖傳輸損耗的拉絲設備包括退火爐、加熱爐、保溫爐、線上溫度檢測反饋器5、加熱爐溫控器12、中央控制電腦（計算機）13和張力檢測儀9。退火爐安裝在拉絲爐下部，在退火爐下方安裝有加熱爐，在退火爐與加熱爐之間安裝有線上溫度檢測反饋器，在加熱爐下部安裝有保溫爐，在保溫爐下方安裝有張力檢測儀。

所述的線上溫度檢測反饋器5通過信號傳輸線11與中央控制電腦（計算機）相連。線上溫度檢測反饋器5設定有線上溫度檢測反饋儀顯示屏10。

所述的加熱爐溫控器通過電源控制線與加熱爐電阻加熱絲7相連。

所述的中央控制電腦（計算機）13通過控制線與加熱爐溫控器相連；所述的中央控制電腦（計算機）通過控制線與張力檢測儀9相連。

所述的退火爐具有退火爐管4，在退火爐管4內壁中設定有保溫內層3和水冷夾層2，保溫內層採用退火爐石墨襯層，水冷夾層2為螺旋式水冷卻管。

在拉絲爐退火管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐。所述的加熱爐具有加熱爐管6，在加熱爐管6上繞制有加熱爐電阻加熱絲7。

在保溫爐下部20~50厘米處，設定有保溫管8。

所述的保溫爐具有保溫管8，在保溫管8內設定有保溫層，保溫層採用石墨硬氈。

所述的線上溫度檢測反饋器5採用市售紅外型線溫度檢測反饋器。

所述的加熱爐溫控器12採用市售溫控表熱電偶控制系統。

所述的中央控制電腦（計算機）13採用市售工業控制計算機。

所述的張力檢測儀9採用市售非接觸式張力儀NCTM。

一種降低光纖損耗的拉絲設備的控制方法如下：從拉絲爐中拉出的光纖1在退火爐管4內進行第一次退火，線上溫度檢測反饋器5進行檢測，將反饋信號通過信號線11傳輸到中央控制電腦13中；採用加熱爐6進行第二次退火，在退火爐管下方15厘米處，安裝1~3米長的加熱爐中進行保溫退火，退火溫度設定在1000~1200℃，此數值可根據線上溫度監測反饋器監測光纖溫度反饋信號通過信號線11傳輸到中央控制電腦13中，中央控制電腦（計算機）將信號反饋到加熱爐溫控器12中，進行自動調整，由溫度監測反饋器5反饋實際測試信號，如果偏離設定值±10℃，加熱爐溫控器12開始工作，將加熱爐溫度調控到設定溫度；第三次退火在保溫爐下部20~50厘米處，設定保溫管8，內裝保溫層，不另外設定加溫器件，使光纖通過保溫管8溫度緩慢下降。通過以上三次退火方式，實現溫度階梯式變化，減小光纖1內部殘存應力，達到降低損耗的目的。在保溫管8下方，安裝有張力檢測儀9，將檢測到的張力反饋到中央控制電腦13中，中央控制電腦13根據設定的張力值，張力值為200~300克，調整拉絲爐溫度穩定在2000~2200℃。每根棒開始拉絲前，設定該棒的拉絲張力範圍和調整度，開始拉絲時，如果拉絲張力超出設定的拉絲張力範圍，中央控制電腦13採集到張力檢測器反饋的張力值，與設定的張力值120~200克範圍，如果有差距，開始控制拉絲爐溫度進行上下調整一定溫度，每次調整幅度低於5℃，將張力值控制在設定的範圍內。通過此方法，可以有效改善光纖的熱場穩定性和張力穩定性，降低光纖損耗。

榮譽表彰

2019年7月15日，《一種降低單模光纖損耗的拉絲設備及其控制方法》獲第十一屆江蘇省專利項目獎金獎。