CN103235366B - 一种光纤双向多火头控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种摆脱重力束缚的光纤双向多火头控制系统。该控制系统包括：上、下相对设置的多个上火头和多个下火头，每个上火头和下火头均通入可燃气管道和助燃气管道；可燃气管道和助燃气管道分别连接气体流量控制器；下火头和上火头分别通过上、下两个方向对光纤进行加热。本发明提供的控制系统，可确保光纤稳定呈水平摆放姿态，有效避免光纤耦合器制作过程中因光纤自身重力产生的光纤弯曲等严重变形现象。多个火头喷口气体密度的可控调节使得燃烧区内火焰温度相对稳定，保证了受热光纤一直处于在稳定分布的温度场内，进而使得燃烧区内的光纤均匀受热增加了光纤耦合器的耦合效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种摆脱重力束缚的光纤双向多火头控制系统。
背景技术
与传统的光纤激光器组成固件加工相比，光纤耦合器的制作过程极其复杂，所包含的技术领域相对较广，需要克服的工艺难点相对繁杂。光纤耦合器的制作流程中加热致使光纤熔融、耦合的装置是极为关键和核心的部件。现今，这些部件包括：欧米伽圈、双向火头、单向火头，采用激光器加热和辐照等方法，这些加热方式其目的都在于如何有效控制加热温度使得光纤在熔融、耦合的过程中受热均匀、稳定。
现有技术中采用双火头的加热方式进行光纤加热处理，因双火头较其他加热方式比相对稳定且受热均匀，但其上、下双火头喷口口径大小相同且均共用一个可燃气管道与一个助燃气管道，气体流量不可分别控制，与此同时，其无法克服光纤自身的重力极易致使在熔融、耦合加热过程中光纤的弯曲等严重变形。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种光纤双向多火头控制系统，以克服现有技术中存在的受热光纤容易弯曲变形导致光纤耦合器的耦合效率低下的缺陷。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种光纤双向多火头控制系统，包括：上、下相对设置的多个上火头和多个下火头，每个上火头和下火头均通入可燃气管道和助燃气管道；所述可燃气管道和助燃气管道分别连接用于调控气体流量的气体流量控制器；
所述下火头和上火头分别通过上、下两个方向对光纤进行加热；
所述光纤受到的多个下火头向上的作用力之和等于受到的多个上火头向下的作用力之和与光纤自身重力的总和，使得受热光纤摆脱重力束缚。
进一步地，所述下火头喷口口径等于上火头喷口口径。
进一步地，所述下火头喷口口径大于上火头喷口口径。
进一步地，通过气体流量控制器使得下火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量大于所述上火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量。
进一步地，所述下火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力大于上火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力，使得燃烧区内的光纤产生向上的作用力。
进一步地，通过气体流量控制器使得下火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量等于所述上火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量。
进一步地，所述下火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力大于上火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力，使得燃烧区内的光纤产生向上的作用力。
（三）有益效果
本发明提供的光纤双向多火头控制系统，通过设置上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得受热光纤摆脱重力束缚的作用，呈水平摆放姿态，可有效避免光纤耦合器制作过程中因光纤自身重力产生的光纤弯曲等严重变形现象。同时，上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得燃烧区内火焰温度相对稳定，从而保证了受热光纤一直处于较稳定分布的温度场内，进而使得燃烧区内的光纤均匀受热增加了光纤耦合器的耦合效率。
附图说明
图1为本发明实施例一光纤双向多火头控制系统统结构示意图；
图2为本发明实施例光纤双向多火头控制系统原理图；
图3为本发明实施例二光纤双向多火头控制系统统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的光纤双向多火头控制系统包括：：上、下相对设置的多个上火头1和多个下火头2，每个上火头1和下火头2均通入可燃气管道8和助燃气管道9；其中可燃气管道8中通入的为可燃气体3；该助燃气管道9中通入的为助燃气体4。
所述可燃气管道8和助燃气管道9分别连接用于调控气体流量的气体流量控制器10；该可燃气管道8和助燃气管道9单独由各自的气体流量控制器10进行调控，使得可燃气管道8和助燃气管道9的气体调控量相互独立，不受彼此影响。
所述下火头和上火头分别通过上、下两个方向对光纤进行加热；图1中向下指示的箭头方向表示的是上火头1喷口喷出的上火焰，而向上指示的箭头方向表示的是下火头2喷口喷出的下火焰。光纤7位上火焰和下火焰之间，且火焰之间形成燃烧区6。
光纤7受到的多个下火头2向上的作用力之和等于受到的多个上火头1向下的作用力之和与光纤7自身重力的总和，使得受热光纤摆脱重力束缚。具体来说，光纤7分别受到多个上火头1向下的作用力之和F1和多个下火头2向上的作用力之和F2。同时，光纤自身重力G，方向向下。本系统双向多火头控制系统满足光纤受到向上的作用力之和F2等于受到向下的作用力之和F1与光纤自身重力G之和，使得受热光纤摆脱重力束缚，即：F2=F1+G。参考图2。
本实施例中设置下火头2的喷口口径等于上火头1的喷口口径。通过调节气体流量控制器10使下火头2中的可燃气管道8与助燃气管道9内的气体流量大于上火头1中的可燃气管道8与助燃气管道9内的气体流量。下火头2喷出的气体密度和对燃烧区6内的光纤气体压力要强于上火头，使得燃烧区6内的光纤产生向上的作用力。同时，由于光纤7自身具有向下的重力，受到向上作用力的光纤7与自身的向下重力相互抵消，使得光纤稳定呈水平摆放姿态，可有效避免光纤耦合器制作过程中因光纤自身重力产生的光纤弯曲等严重变形现象。同时，上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得燃烧区6内火焰温度相对稳定，从而保证了受热光纤一直处于较稳定分布的温度场内，进而使得燃烧区内的光纤均匀受热增加了光纤耦合器的耦合效率。
实施例二
如图3所示，本实施例与实施例一存在的区别在于，本实施例中设置下火头2的喷口口径大于上火头1的喷口口径。通过调节气体流量控制器10使下火头2中的可燃气管道8与助燃气管道9内的气体流量等于上火头1中的可燃气管道8与助燃气管道9内的气体流量。下火头2喷出的气体密度和对燃烧区6内的光纤气体压力要强于上火头，使得燃烧区6内的光纤产生向上的作用力。同时，由于光纤自身具有向下的重力，受到向上作用力的光纤与自身的向下重力相互抵消，使得光纤稳定呈水平摆放姿态，可有效避免光纤耦合器制作过程中因光纤自身重力产生的光纤弯曲等严重变形现象。同时，上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得燃烧区6内火焰温度相对稳定，从而保证了受热光纤一直处于较稳定分布的温度场内，进而使得燃烧区内的光纤均匀受热增加了光纤耦合器的耦合效率。
本发明提供的光纤双向多火头控制系统，通过设置上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得受热光纤摆脱重力束缚的作用，呈水平摆放姿态，可有效避免光纤耦合器制作过程中因光纤自身重力产生的光纤弯曲等严重变形现象。同时，上、下多个火头喷口气体密度的可控调节使得燃烧区内火焰温度相对稳定，从而保证了受热光纤一直处于较稳定分布的温度场内，进而使得燃烧区内的光纤均匀受热增加了光纤耦合器的耦合效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种光纤双向多火头控制系统，其特征在于，包括：上、下相对设置的多个上火头和多个下火头，每个上火头和下火头均通入可燃气管道和助燃气管道；所述可燃气管道和助燃气管道分别连接用于调控气体流量的气体流量控制器；
所述下火头和上火头分别通过上、下两个方向对光纤进行加热；
所述光纤受到的多个下火头向上的作用力之和等于受到的多个上火头向下的作用力之和与光纤自身重力的总和，使得受热光纤摆脱重力束缚。
2.如权利要求1所述的光纤双向多火头控制系统，其特征在于，所述下火头喷口口径等于上火头喷口口径。
3.如权利要求1所述的光纤双向多火头控制系统，其特征在于，所述下火头喷口口径大于上火头喷口口径。
4.如权利要求2所述的光纤双向多火头控制系统，其特征在于，通过气体流量控制器使得下火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量大于所述上火头中的可燃气管道与助燃气管道内的气体流量。
5.如权利要求4所述的光纤双向多火头控制系统，其特征在于，所述下火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力大于上火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力，使得燃烧区内的光纤产生向上的作用力。
6.如权利要求3所述的光纤双向多火头控制系统，其特征在于，所述下火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力大于上火头喷出的气体密度和对燃烧区内的光纤气体压力，使得燃烧区内的光纤产生向上的作用力。
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