一种自动控制光纤涂覆直径的方法、系统及光纤拉丝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤拉丝中的湿加湿涂覆领域，具体涉及一种自动控制光纤涂覆直径的方法、系统及光纤拉丝装置。
【背景技术】
[0002]随着光纤到户和4G(第四代移动通信技术)网络的实施建设，市场对光纤需求量大幅增加，进而使得光纤厂家不断新建和扩产。光纤厂家在生产过程中，不断改进光纤的生产工艺，以降低生产成本，提高生产效率，进而增加市场占有率和存活的资本。
[0003]现有的降低光纤生产成本，提高光纤生产效率的方法一般为:通过大尺寸光纤预制棒拉丝以提高拉丝速度。但是，提高拉丝速度会对光纤带来负面影响(例如引纤过长、冷却不足、丝径波动大等)。因此，如何在高速拉丝出高质量光纤的同时，还能够降低光纤材料成本，已经成为光纤制造时需要解决的重要问题。
[0004]高质量光纤的条件为:比较稳定的外径、较高的机械强度和较少的缺陷，上述条件均与光纤的涂覆工艺有着直接关联。与此同时，光纤的涂覆工艺还对光纤其他性能(例如微弯、剥离力、着色工序等)有至重要的影响。因此，高质量光纤在拉丝过程中，需要对涂覆工艺的涂覆直径进行严格控制。
[0005]光纤在拉丝中有多个工艺参数对涂覆直径产生影响(例如拉丝速度、冷却气流量、涂覆压力、涂覆温度等)。目前人们一般手动调整涂覆直径，调整方式比较单一，不仅会产生许多工艺问题(例如丝径波动)，而且随着拉丝速度的提升，手动调整涂覆直径的材料成本(例如引纤数量)也会相应增加。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种自动控制光纤涂覆直径的方法、系统及光纤拉丝装置，本发明在提高涂层直径的稳定性的同时，能够简化拉丝工艺，降低拉丝所需的材料成本，对于提高光纤的生产效率，获得高品质光纤，降低成本具有重大意义。
[0007]为达到以上目的，本发明提供的自动控制光纤涂覆直径的方法，包括以下步骤:
[0008]S1:光纤预制棒在冷却的过程中，当光纤的拉制速度以步长为O?100m/min发生变化时，调节光纤的冷却气体流量，光纤冷却气体流量的流量斜率为0.002?0.01 (I/min) / (m/min)，转到步骤 S2 ；
[0009]S2:光纤预制棒在冷却后涂覆内涂层的过程中，当光纤的拉制速度以步长为O?100m/min发生变化时，分别调节内涂层的涂覆温度和涂覆压力，以自动控制内涂层的直径保持恒定；涂覆温度的调温斜率为0.01?0.050C / (m/min)，涂覆压力的调压斜率为0.001 ?0.005bar/(m/min)，转到步骤 S3 ；
[0010]S3:光纤预制棒在冷却后涂覆外涂层的过程中，当光纤的拉制速度以步长为O?100m/min发生变化时，分别调节外涂层的涂覆温度和涂覆压力，以自动控制内涂层的直径保持恒定；涂覆温度的调温斜率为0.0l?0.040C / (m/min)，涂覆压力的调压斜率为0.001 ?0.005bar/(m/min)。
[0011]在上述技术方案的基础上，步骤SI中所述流量斜率为0.008 (L/min) / (m/min)。
[0012]在上述技术方案的基础上，步骤S2中所述调温斜率为0.02 °C/(m/min)或0.025 °C / (m/min)。
[0013]在上述技术方案的基础上，步骤S2中所述调压斜率为0.003bar/(m/min)或0.004bar/(m/min)。
[0014]在上述技术方案的基础上，步骤S3中所述调温斜率为0.02 °C/(m/min)或0.03 °C / (m/min)。
[0015]在上述技术方案的基础上，步骤S3中所述调压斜率为0.002bar/(m/min)或0.003bar/(m/min)。
[0016]本发明提供的实现上所述方法的自动控制光纤涂覆直径的系统，所述系统包括可编程逻辑控制器PLC、气体流量控制模块、涂覆温度控制模块和涂覆压力控制模块，PLC分别与气体流量控制模块、涂覆温度控制模块、涂覆压力控制模块相连；
[0017]所述PLC用于:设定光纤的拉制速度的变化量为步长O?100m/min ;设定光纤冷却气体流量的流量斜率为0.002?0.01 (L/min)/(m/min);设定光纤内涂层的涂覆温度的调温斜率为0.01?0.05°C / (m/min)，涂覆压力的调压斜率为0.001?0.005bar/ (m/min)；设定光纤外涂层的涂覆压力的调压斜率为0.01?0.040C / (m/min)，调压斜率为0.001?0.005bar/(m/min)；
[0018]当光纤的拉制速度发生变化时，PLC发送相应的光纤冷却气体流量的流量斜率至气体流量控制模块，发送相应的光纤内涂层和外涂层的调温斜率至涂覆温度控制模块，发送相应的光纤内涂层和外涂层的调压斜率至涂覆压力控制模块；
[0019]所述气体流量控制模块用于:根据PLC发送的流量斜率，控制光纤的冷却气体流量;
[0020]所述涂覆温度控制模块用于:根据PLC发送的调温斜率，分别控制光纤内涂层和外涂层的涂覆温度；
[0021]所述涂覆压力控制模块用于:根据PLC发送的调压斜率，分别控制光纤内涂层和外涂层的涂覆压力。
[0022]本发明提供的基于上述系统的光纤拉丝装置，包括从上之下依次设置的拉丝炉、冷却管、内涂覆杯、外涂覆杯、紫外线UV灯，UV灯的下方设置有张力轮、牵引轮和收丝筒；
[0023]所述光纤拉丝装置还包括自动控制光纤涂覆直径的系统，所述牵引轮(9)与系统中PLC的信号输入端电连接，PLC信号输出端分别与气体流量控制模块、涂覆温度控制模块、涂覆压力控制模块电连接；气体流量控制模块与冷却管电连接，涂覆温度控制模块分别与内涂覆杯、外涂覆杯电连接，涂覆压力控制模块分别与内涂覆杯、外涂覆杯电连接；
[0024]光纤在拉丝过程中，当PLC监测到牵引轮的拉制速度发生变化时:
[0025]PLC发送相应的流量斜率至气体流量控制模块，气体流量控制模块根据流量斜率，控制冷却管中冷却气体的流量；
[0026]PLC发送相应的光纤内涂层和外涂层的调温斜率至涂覆温度控制模块，涂覆温度控制模块根据调温斜率，分别控制内涂覆杯和外涂覆杯的涂覆温度；
[0027]PLC发送相应的光纤内涂层和外涂层的调压斜率至涂覆压力控制模块，涂覆压力控制模块调压斜率，分别控制光纤内涂覆杯和外涂覆杯的涂覆压力。
[0028]在上述技术方案的基础上，所述拉丝炉出口处设置裸光纤测径仪，所述UV灯与张力轮之间设置有涂层直径测径仪。
[0029]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0030]本发明根据光纤预制棒拉制速度的变化，预先设定光纤冷却气体流量、光纤预制棒涂覆时的涂覆温度和涂覆压力。进而能够实现实时对涂层直径进行调节控制(即使得内外层涂覆直径在较小的范围内波动)。与现有技术中手动调节光纤预制棒的涂层直径相比，本发明在提高涂层直径的稳定性的同时，避免了因拉丝速度的提升带来的工艺问题及材料成本的增加。因此，本发明能够简化拉丝工艺，降低拉丝所需的材料成本；对于提高光纤的生产效率，获得高品质光纤，降低成本具有重大意义。
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例中自动控制光纤涂覆直径的方法的流程图；
[0032]图2为本发明实施例中的光纤拉丝装置的结构示意图。
[0033]图中:1-光纤预制棒，2-拉丝炉，3-冷却管，4-内涂覆杯，5-外涂覆杯，6-UV灯，7-涂层直径测径仪，8-张力轮，9-牵引轮，10-收丝筒。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0035]首先阐述本发明的原理:
[0036]本发明需要自动控制涂覆涂层的直径，包括内涂层直径控制和外涂层直径控制。内涂层直径一般由光纤的拉丝速度、涂层的涂覆温度、涂覆压力和光纤的冷却气体流量四个因素决定；外涂层直径一般由光纤的拉丝速度、涂层的涂覆温度、涂覆压力三个因素决定。
[0037]由于光纤的拉丝速度变大，涂层直径变小，而涂覆温度、涂