CN105293893A - 中低温光纤预制棒拉丝炉用高精密复合加热模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中低温光纤预制棒拉丝炉用高精密复合加热模块，其包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝；所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有保温材料。本发明采用耐热特殊钢材料，有利于形成稳定的，对称的温度分布，并且能经受长时间加热，防止被氧化，最重要的是加热钢材料厚度厚，面积大，加长使用寿命。电阻丝使用陶瓷管包装起来，防止降温时候迅速降温，导致电阻丝容易氧化，甚至出现断裂，电阻丝和陶瓷管构成的加热模块，形成了合理的温度分布区间；能够制作出光纤丝径小到30微米左右，光纤丝径误差范围控制在0.5微米以内的无析晶。

Description

中低温光纤预制棒拉丝炉用高精密复合加热模块

技术领域

本发明涉及在光纤制造过程中预制棒高温加热炉的加热模块，特别适用于制作无析晶,丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系,碲酸盐玻璃等光纤)的预制棒加热炉的加热模块设计方法。

背景技术

上世纪70年代诞生的低损耗石英光纤技术以及后来发展的超低损耗无水石英光纤的发明，引领人类社会进入了光通讯的时代。石英光纤的光辉历史延续到了2005年，经历了实芯单模/多模光纤、光子晶体光纤、大模场光纤、布拉格光纤等阶段的发展，似乎到了它历史的尽头。从材料学的角度出发，我们会发现石英光纤只是硅酸盐玻璃(SiO₂为主要成分)的一种高级表现形式，品种比较单一。目前的高功率光纤激光器大多集中于1～2μm近红外波段，产品也多以石英光纤为激光载体。但是由于石英光纤材料本身限制,其红外波长截至波长只能到2.2微米。因此，光纤的研究超越硅酸盐玻璃的狭义范畴，便可扩展到其他氧化物玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等多组分玻璃为主体的特种玻璃光纤。目前，美国、日本、英国、澳大利亚、法国和德国等发达国家纷纷投入巨资研究各种用途的多组分玻璃光纤。综合各种情形，我们认为多组分玻璃光纤产业化的脚步越来越近，是继石英光纤之后光纤产业化进程中的“第二次革命”。

3-5μm波段中红外相干光源是三个大气红外窗口(1-3μm、3-5μm和8-12μm)中在大气中衰减最小的,并且该波段涵盖了许多原子和分子的吸收峰,因此该波段在光电对抗、目标侦测、激光光谱学、地球勘探、大气监测(特别是CO₂、H₂O和O₃)、天气预报、森林火灾预警、医疗卫生、无线光网络以及空间光通信等领域有着越来越重要的应用价值和前景扮演者极为重要的角色。举例来说，遥感化学传感、空气污染控制(环境中10–9级含量的甲醛、一氧化氮、二氧化氮、硫化氢、三氢化砷等有害气体的检测)、激光手术刀等都是关系国计民生的重大需求。因此在3-5微米波段的红外光纤激光器具有非常大的应用前景，现阶段主要限制红外光纤激光器发展主要是工作物质：红外光纤。

现阶段能被实用的红外光纤仍然在探索中，红外光纤相对于石英，主要缺点之一就是容易析晶。如何拉制没有析晶的红外光纤，光纤预制棒加热炉子的设计是至关重要的。现阶段加热炉的设计方式有许多，然而拉制出来的红外光纤存在大量的析晶，导致丝径浮动范围大，在拉制过程中出现断裂，甚至无法拉出光纤。因此如何设计出合理红外光纤预制棒加热炉，如何设计合理加热模块保持均匀的温度区分布，用于拉制无析晶的红外光纤是一个非常重要的课题，并且具有很重大的意义。

发明内容

本发明的目的是提供制作无析晶,丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系,碲酸盐玻璃等光纤)的预制棒加热炉的加热模块设计方法。

本发明的技术方案如下：

中低温光纤预制棒拉丝炉用高精密复合加热模块，包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝。

所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有保温材料。

所述加热环是圆环形状，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm。

所述加热环由耐热特殊钢构成，其钢号为301、302、304、309、310、408、600或630。

所述加热环的横截面形状是┃┃形、┝┩形、】【形、][形、)(形、》《形或形。

所述电阻丝直径是0.5-20mm。

所述陶瓷管是环状，其外径是2-28mm，内径是1.5-24mm。

所述电阻丝圈数是1-19圈，采用竖直排放式、叠放式或者并列堆放式，

所述保温材料是陶瓷块、石棉或者玻璃纤维。

所述高精密复合加热模块形成1mm-20mm最高温平台，12-35mm二十度高温平台，20-40mm五十度降温分布区间，45-65mm百度降温分布区间；

或者，形成3mm-18mm最高温平台，14-32mm二十度高温平台，23-38mm五十度降温分布区间，46-62mm百度降温分布区间；

或者，形成5mm-15mm最高温平台，14-30mm二十度高温平台，25-36mm五十度降温分布区间，48-60mm百度降温分布区间；

或者，形成6mm-12mm最高温平台，16-26mm二十度高温平台，27-32mm五十度降温分布区间，50-55mm百度降温分布区间。

所述特殊加热钢材料是圆环形状的，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm,厚度是3-25mm。

所述特殊加热钢材料主要型号是301，302，304，309，310，408，600，630。

所述的特殊加热钢材料形状有“┃”,“┝”，“【”，“[”，“)”“》”，等十几种。

所述的电阻丝是用于加热电阻丝，其直径可以是0.5-20mm。

所述的陶瓷管主要是环状，外径是2-28mm，内径是1.5-24mm。

上述的电阻丝圈数可以是1-19。

上述电阻丝可以是竖直排放式，可以叠放式，并列堆放式等等方式。

上述陶瓷管数量足以将电阻丝包装起来。

上述耐火材料可以是陶瓷块，石棉，玻璃纤维等等。

上述特殊加热模块可以形成1mm-20mm最高温平台,12-35mm二十度高温平台，20-40mm五十度降温分布区间，45-65mm百度降温分布区间，构成非常合理的温度分布区间。

上述特殊加热模块可以形成3mm-18mm最高温平台,14-32mm二十度高温平台，23-38mm五十度降温分布区间，46-62mm百度降温分布区间，构成非常合理的温度分布区间。

上述特殊加热模块可以形成5mm-15mm最高温平台,14-30mm二十度高温平台，25-36mm五十度降温分布区间，48-60mm百度降温分布区间，构成非常合理的温度分布区间。

上述特殊加热模块可以形成6mm-12mm最高温平台,16-26mm二十度高温平台，27-32mm五十度降温分布区间，50-55mm百度降温分布区间，构成非常合理的温度分布区间。

形成上述合理温度分布区间，加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面是根据温场需要调节特殊加热钢的材料。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配，厚度为2-6mm的石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在特殊钢材料最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-30mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢罩包装起来。

本发明的优点是：

1.非常对称的温度分布区间。本发明采用特殊加热钢材料，有利于形成稳定的，对称的温度分布，即在同一个圆上任何点的温度是相同的，将电阻丝-陶瓷管放在加热模块最外面部分，促使最外面电阻丝产生的热量沿各个方向传入最内层，在内层同一个圆上的每点温度相同

2.长的使用寿命。采用特殊加热钢材料，能经受长时间加热，防止被氧化，最重要的是加热钢材料厚度厚，面积大，加长使用寿命。电阻丝使用陶瓷管包装起来，防止降温时候迅速降温，导致电阻丝容易氧化，甚至出现断裂。

3.本发明与现有的技术相比，通过特殊“┃”,“┝”，“【”，“[”，“)”“》”，等形状的特殊加热钢材料，电阻丝和陶瓷管构成的加热模块，形成了合理的温度分布区间。这样做方法简单，精度高，温度可调范围大，升温呈现梯度，温度控制精度高，最重要的是能制作出无析晶，光纤丝径小到30微米左右，光纤丝径误差范围控制在0.5微米以内。这些特性是现用的光纤加热炉模块无法达到的。

附图说明

图1是带有三圈电阻丝的“┃┃”形的加热模块示意图；

图2是带有三圈电阻丝的“┃┃”形的加热模块温度分布曲线；

图3是带有五圈电阻丝的“][”形的加热模块示意图；

图4是带有五圈电阻丝的“][”形的加热模块温度分布曲线；

图5是带有七圈电阻丝的形的加热模块示意图；

图6是带有七圈电阻丝的形的加热模块温度分布曲线；

图7是带有六圈电阻丝的“┝┩”形的加热模块示意图；

图8是带有六圈电阻丝的“┝┩”形的加热模块温度分布曲线；

图9是带有九圈电阻丝的“)(”形的加热模块示意图；

图10是带有九圈电阻丝的“)(”形的加热模块温度分布曲线；

其中：1为石英管；2为加热环；3为陶瓷管；4为电阻丝；5为保温材料；6为不锈钢罩；7为陶瓷块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明

本发明采用特殊钢材料，1-19圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)，许多个陶瓷环构成加热模块，保温材料和不锈钢罩构成整个红外预制棒加热炉的加热模块。如图1,3,5,7,9所示，高温加热炉子的加热部分中间阴影部分是2特殊加热钢材料，2材质和尺寸可以不同，它的形状至关影响温区分布，其结构是中心对称，整个加热钢材料贯穿整个炉体加热部分，2特殊加热钢导热性能很好，在2特殊加热钢材料和1石英管之间空隙部分填充耐火材料，采用任何对特殊加热钢材料形状做相似形状变换的都属于保护范围。

如图1，3，5，7，9所示，对于4电阻丝和3陶瓷管，为了防止电阻丝氧化，将电阻丝串在陶瓷管里，这样可以延长预制棒加热炉使用寿命，同时也可以将电阻丝串在可以保护其氧化并且导热性好的材料里。4电阻丝可以选择粗的如Φ10，15，20(mm)，也可以是细的如Φ0.5，1，2，4，6(mm)。电阻丝堆放方式很多种，有叠放式，竖排式，在叠放式中，有3-2，4-3，5-4，6-5等等方式，在竖放式中有1，2，3，4，5，6等等方式。如图1，3，5，7，9所示，5保温材料和6不锈钢罩，为了保持高温度斜度效率，即就是将电阻丝产生的热量往2特殊加热钢传递，防止热量传到外界，在电阻丝外面填充5保温材料如保温石棉，玻璃纤维等等，这些保温材料保持均匀分布在2特殊加热钢材料周围，保持1石英管内同心圆的每一个点温度相同。

以下结合具体实施例对应用本发明的预制棒高温加热炉加热模块进行详细描述。

实施例1|形的预制棒加热炉加热模块

由横截面为“┃┃”形特殊钢材料(钢材料最短直径是25-40mm，长是30-50mm，厚度是2-15mm)，3圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的内径是2-22mm，外径是4-26mm)构成加热模块。采用石英管采用火焰抛光，直径是24-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和石棉填充，均匀的对称的填充在石英管周围。不锈钢石英罩外直径的大小事132mm，高100-150mm,“┃┃”形加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面为“┃┃”形。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在特殊钢材料最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-25mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢材料包装起来。

整个“┃┃”形的加热模块温度分布曲线如图2所示，当使用气体为氮气(1L/minN₂),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽35mm，距离最高温度点为50℃平台是56mm，距离最高温度点为100℃平台是80mm。

实施例2“]”形的预制棒加热炉加热模块

由横截面为“][”形特殊钢材料(钢材料内直径是26-40mm，中间直径大小是30-45，外径是43-55，长是30-50mm，厚度是2-15mm)，,5圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的内径是2-22mm，外径是4-26mm)构成加热模块，在“]”加热模块后面填充陶瓷块。采用石英管采用火焰抛光，直径是24-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和石棉填充，均匀的对称的填充在石英管周围。不锈钢石英罩外直径的大小事132mm，高100-150mm,“][”形加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面为“][”形。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)在“][”空缺处填充陶瓷块，串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在陶瓷块最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-25mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢材料包装起来。

整个“][”形的加热模块温度分布曲线如图4所示，当使用惰性气体为氦气(1L/minHe),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽16mm，距离最高温度点为50℃平台是23mm，距离最高温度点为100℃平台是37mm。

实施例3形的预制棒加热炉加热模块

由横截面为形特殊钢材料(钢材料内直径是25-40mm，中间直径大小是外径是30-55，长是30-50mm，厚度是2-15mm)，7圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的内径是2-22mm，外径是4-26mm)构成加热模块。采用石英管采用火焰抛光，直径是24-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和石棉填充，均匀的对称的填充在石英管周围。不锈钢石英罩外直径的大小事132mm，高100-150mm，形加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面为形。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)在空缺处填充陶瓷块，串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在加热钢最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-25mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢材料包装起来。整个形的加热模块温度分布曲线如图4所示，当使用惰性气体为氩气(1L/minAr),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽14mm，距离最高温度点为50℃平台是31mm。当使用气体为氮气(1L/minN₂),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽11mm，距离最高温度点为50℃平台是22mm。

实施例4“┝┩”形的预制棒加热炉加热模块

由横截面为“┝┩”形特殊钢材料(钢材料内直径是25-40mm，中间直径大小是外径是30-55，长是30-50mm，厚度是2-15mm)，6圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的内径是2-22mm，外径是4-26mm)构成加热模块。采用石英管采用火焰抛光，直径是24-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和石棉填充，均匀的对称的填充在石英管周围。不锈钢石英罩外直径的大小事132mm，高100-150mm，“┝┩”形加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面为“┝┩”形。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)在“┝┩”空缺处填充陶瓷块，串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在加热钢最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-25mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢材料包装起来。

整个“┝┩”形的加热模块温度分布曲线如图4所示，当使用惰性气体为氩气(1L/minAr),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽17mm，距离最高温度点为50℃平台是29mm，距离最高温度点为100℃平台是44mm。

实施例5“)(”形的预制棒加热炉加热模块

由横截面为“)(”形特殊的加热钢材料(钢材料内直径是22-38mm，外径是42-60，长是30-50mm，厚度是2-25mm)，9圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的内径是2-22mm，外径是4-26mm)构成加热模块。采用石英管采用火焰抛光，直径是24-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和石棉填充，均匀的对称的填充在石英管周围。不锈钢石英罩外直径的大小事152mm，高100-150mm，“)(”形加热模块按下述步骤进行：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形，其横截面为“)(”形，“)”的半径R＝32mm。

b)在加热钢材料内部插入直径匹配石英管。

c)将全部直径为0.5-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。

d)在“)(”空缺处填充陶瓷块，串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在加热钢最外面。

e)在特殊加热钢的缺口处填补上耐火材料(如陶瓷块)。

f)接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。

g)在加热钢的上端和下端填充是5-25mm厚度耐火砖材料。

h)最后将整个加热模块用不锈钢材料包装起来。

整个“)(”形的加热模块温度分布曲线如图4所示，当使用惰性气体为氩气(1L/minAr),整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽18mm，距离最高温度点为50℃平台是29mm，整个温度曲线出现一个50mm的平台。

参见图1，本发明提供的“┃┃”形加热模块的炉子加热部分示意图，它由1石英管，2特殊加热钢，3陶瓷管，4电阻丝，5保温材料，6不锈钢罩，7陶瓷块组成。整个炉子加热部分在组装时，严格保持整个炉膛密封性，这是非常关键。2特殊加热钢材料在装置时，其上端和下端分别通过5-25mm的7陶瓷块，避免与炉子外面直接传热。将1石英管插入炉膛内的时候，主要靠2加热钢材料和7陶瓷块对1石英管的夹持作用。5保温材料在构造整个合理的温度区域是必不可少的，其可能是玻璃纤维，保温石棉等等。采用三圈电阻丝，将电阻丝用陶瓷管串联起来，以保护电阻丝被氧化，延长炉子寿命。对于这种“┃┃”形的加热钢加热方式，5保温材料的填充方式，并不要求特别的均匀，对称的分布。最外面的不锈钢材料对保持整个加热炉起到固定作用，此种结构的加热模块具有相对较高的转换效率。

参见图3，本发明提供的“][”形加热模块的炉子加热部分示意图，它由1石英管，2特殊加热钢，3陶瓷管，4电阻丝，5保温材料，6不锈钢罩，7陶瓷块组成。整个炉子加热部分在组装时，严格保持整个炉膛密封性，这是非常关键。2特殊加热钢材料在装置时，其上端和下端分别通过5-25mm的7陶瓷块，避免与炉子外面直接传热，加热模块形状使用“]”将热量均匀传到石英管，形成一个相对较宽的高温平台(如图4所示)。将1石英管插入炉膛内的时候，主要靠2加热钢材料和7陶瓷块对1石英管的夹持作用。5保温材料在构造整个合理的温度区域是必不可少的，其可能是玻璃纤维，保温石棉等等。采用五圈电阻丝，将电阻丝用陶瓷管串联起来，以保护电阻丝被氧化，延长炉子寿命。对于这种“][”形的加热钢加热方式，5保温材料的填充方式，并不要求特别的均匀，对称的分布。最外面的不锈钢材料对保持整个加热炉起到固定作用。

参见图5，本发明提供的形加热模块的炉子加热部分示意图，它由1石英管，2特殊加热钢，3陶瓷管，4电阻丝，5保温材料，6不锈钢罩，7陶瓷块组成。整个炉子加热部分在组装时，严格保持整个炉膛密封性，这是非常关键。2特殊加热钢材料在装置时，其上端和下端分别通过5-25mm的7陶瓷块，避免与炉子外面直接传热，加热模块形状使用将热量均匀传到石英管，而且热量主要会集中在顶角，形成一个相对较窄的高温平台(如图6所示)。将1石英管插入炉膛内的时候，主要靠2加热钢材料和7陶瓷块对1石英管的夹持作用。5保温材料在构造整个合理的温度区域是必不可少的，其可能是玻璃纤维，保温石棉等等。采用七圈电阻丝，将电阻丝用陶瓷管串联起来，以保护电阻丝被氧化，延长炉子寿命。对于这种“][”形的加热钢加热方式，5保温材料的填充方式，并不要求特别的均匀，对称的分布。最外面的不锈钢材料对保持整个加热炉起到固定作用。

参见图7，本发明提供的“┝┩”形加热模块的炉子加热部分示意图，它由1石英管，2特殊加热钢，3陶瓷管，4电阻丝，5保温材料，6不锈钢罩，7陶瓷块组成。整个炉子加热部分在组装时，严格保持整个炉膛密封性，这是非常关键。2特殊加热钢材料在装置时，其上端和下端分别通过5-25mm的7陶瓷块，避免与炉子外面直接传热，加热模块形状使用“┝”将热量均匀传到石英管，而且热量主要会集中一个平台上，即在“┝”顶角，形成一个小的高温平台(如图8所示)。将1石英管插入炉膛内的时候，主要靠2加热钢材料和7陶瓷块对1石英管的夹持作用。5保温材料在构造整个合理的温度区域是必不可少的，其可能是玻璃纤维，保温石棉等等。采用七圈电阻丝，将电阻丝用陶瓷管串联起来，以保护电阻丝被氧化，延长炉子寿命。对于这种“][”形的加热钢加热方式，5保温材料的填充方式，并不要求特别的均匀，对称的分布。最外面的不锈钢材料对保持整个加热炉起到固定作用，此种结构的加热模块具有较高的转换效率。

参见图9，本发明提供的“)(”形加热模块的炉子加热部分示意图，它由1石英管，2特殊加热钢，3陶瓷管，4电阻丝，5保温材料，6不锈钢罩，7陶瓷块组成。整个炉子加热部分在组装时，严格保持整个炉膛密封性，这是非常关键。2特殊加热钢材料在装置时，其上端和下端分别通过5-25mm的7陶瓷块，避免与炉子外面直接传热，加热模块形状使用“)”将热量均匀传到石英管，而且热量会有梯度分布，在前端形成一个平台进行预热，同时在中间形成一个比较陡的抛物线平台(如图10所示)。将1石英管插入炉膛内的时候，主要靠2加热钢材料和7陶瓷块对1石英管的夹持作用。5保温材料在构造整个合理的温度区域是必不可少的，其可能是玻璃纤维，保温石棉等等。采用九圈电阻丝，将电阻丝用陶瓷管串联起来，以保护电阻丝被氧化，延长炉子寿命。对于这种“][”形的加热钢加热方式，5保温材料的填充方式，并不要求特别的均匀，对称的分布。最外面的不锈钢材料对保持整个加热炉起到固定作用，此种结构的加热模块具有高的转换效率。

现有的很多加热炉加热区间温场分布都很不均匀，无法精确控制温度，拉制的预制棒形状容易歪曲，拉制出光纤的丝径不稳定。采用本发明形成的合理的温度加热区，方法简单，可调节温度范围大，精度高，保温效果好，加热均匀，密封性好，耗材少，消耗经费少，效率高，控制操作简单，有效，最重要的在此合理温区拉制的情况下能拉制出无析晶体，光纤的芯径可以拉制到20微米左右，丝径误差范围能控制在±0.5微米以内。

所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.中低温光纤预制棒拉丝炉用高精密复合加热模块，其特征在于：包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝。

2.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有保温材料。

3.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述加热环是圆环形状，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm。

4.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述加热环由耐热特殊钢构成，其钢号为301、302、304、309、310、408、600或630。

5.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述加热环的横截面形状是┃┃形、┝┩形、】【形、][形、)(形、》《形或形。

6.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述电阻丝直径是0.5-20mm。

7.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述陶瓷管是环状，其外径是2-28mm，内径是1.5-24mm。

8.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述电阻丝圈数是1-19圈，采用竖直排放式、叠放式或者并列堆放式。

9.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：所述保温材料是陶瓷块、石棉或者玻璃纤维。

10.如权利要求1所述高精密复合加热模块，其特征在于：

所述高精密复合加热模块形成1mm-20mm最高温平台，12-35mm二十度高温平台，20-40mm五十度降温分布区间，45-65mm百度降温分布区间；

或者，形成3mm-18mm最高温平台，14-32mm二十度高温平台，23-38mm五十度降温分布区间，46-62mm百度降温分布区间；

或者，形成5mm-15mm最高温平台，14-30mm二十度高温平台，25-36mm五十度降温分布区间，48-60mm百度降温分布区间；

或者，形成6mm-12mm最高温平台，16-26mm二十度高温平台，27-32mm五十度降温分布区间，50-55mm百度降温分布区间。