CN110330221B - 一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统及烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统及烧结方法，涉及光纤预制棒制造技术领域，包括参数测量组件、马弗管、烧结调控模块和输送装置，参数测量组件包括位移传感器、测径仪和重量传感器，输送装置用于将疏松体转运至马弗管或抛弃，烧结调控模块用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体进行烧结工艺参数设置发送至马弗管；控制输送装置将符合烧结条件的疏松体转运至马弗管处，不符合的抛弃，马弗管用于根据烧结调控模块发送的烧结工艺参数，对疏松体进行烧结，本发明能够检测疏松体的结果，判断是否对疏松体进行烧结，从而能够避免烧结时疏松体掉落的情况。

Description

一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统及烧结方法

技术领域

本发明涉及光纤预制棒制造技术领域，具体涉及一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统及烧结方法。

背景技术

目前，光纤预制棒的制造工艺主要包括改进化学气相沉积法(MCVD，ModifiedChemical Vapor Deposition)、等离子体激发化学气相沉积法(PCVD，Plasma AsistedChmical Vapor Deposition)、轴向气相沉积法(VAD，Vapor Axial Deposition)和外部化学气相沉积法(OVD，Outside Vapor Deposition)。其中，VAD+OVD工艺由于沉积速率快、成本低等原因，备受光纤预制棒企业青睐。在突破VAD+OVD制棒技术壁垒后，企业之间的竞争逐渐转向于成品率和质量的提升，以降低生产的成本，提高市场的竞争力。

现有VAD+OVD制棒工序主要分为沉积和烧结工序，其中，沉积疏松体状态对烧结成品率和质量影响显著。在实际制棒过程中，会因各种偶然因素，引起沉积疏松体状态发生变动，从而导致烧结成品率和质量下降，同时，还存在烧结过程中疏松体掉落的情况，疏松体掉落容易堵塞马弗管的进气口或砸坏马弗管，进而增加生产成本，降低生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统及烧结方法，能够检测疏松体的结果，判断是否对疏松体进行烧结，从而能够避免烧结时疏松体掉落的情况。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，包括参数测量组件、输送装置、烧结调控模块和马弗管；

所述参数测量组件包括用于检测疏松体长度的位移传感器、用于检测疏松体外径的测径仪和检测疏松体重量的重量传感器；

所述输送装置用于将疏松体从参数测量组件处转运至马弗管处或抛弃；

所述烧结调控模块分别与马弗管、参数测量组件、输送装置通信连接，用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管；控制所述输送装置将符合烧结条件的疏松体转运至马弗管处，不符合烧结条件的疏松体抛弃；

所述马弗管用于根据烧结调控模块发送的烧结工艺参数，对疏松体进行烧结。

在上述技术方案的基础上，所述烧结调控模块包括数据接收模块、数据处理模块和数据输出模块；

所述数据接收模块用于接收参数测量组件的测量结果并转发至数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体是否符合烧结条件，对符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体转运至马弗管处，对不符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体抛弃；并对符合烧结条件的疏松体进行烧结工艺参数设置；

所述数据输出模块用于将疏松体转运至马弗管处或抛弃的信号发送至输送装置，还用于将烧结工艺参数发送至所述马弗管。

在上述技术方案的基础上，所述输送装置为机械手。

在上述技术方案的基础上，所述测径仪测量范围与所述马弗管内径尺寸匹配。

在上述技术方案的基础上，所述测径仪测量范围比所述马弗管内径尺寸大10～50mm。

第二方面，还提供一种使用上述智能化烧结系统的烧结方法，包括以下步骤：

通过所述参数测量组件检测疏松体的长度、外径和重量，并将测量结果发送至所述烧结调控模块；

烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管，并控制所述输送装置将符合烧结条件的疏松体从参数测量组件处转运至马弗管处；对不符合烧结条件的疏松体进行抛弃。

在上述技术方案的基础上，所述烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体是否符合烧结条件时，还包括以下步骤：

所述烧结调控模块接收所述参数测量组件检测疏松体外径时，对应生成疏松体的外径曲线，并通过所述光外径曲线计算得到疏松体体积，并由已知的疏松体的靶棒质量、疏松体的重量和疏松体的体积，计算得到疏松体的密度。

在上述技术方案的基础上，所述烧结调控模块判断疏松体是否符合烧结调节时的判断条件为：判断疏松体的长度、密度和外径是否均处于对应的预定范围内。

在上述技术方案的基础上，计算疏松体密度ρ时的计算公式如下：

ρ＝(G/g-m)/V

其中，G为含靶棒的疏松体重量，g为重力加速度常数，m为已知的靶棒质量，V为含靶棒的疏松体体积。

在上述技术方案的基础上，所述烧结工艺参数包括气体流量、气体压力、烧结温度和烧结速度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，通过设置的位移传感器、测径仪、重量传感器，能够完成对疏松体的测量，并由烧结调控模块根据检测量的结果，判断疏松体是否符合烧结条件，能够防止由于外径过大的疏松体进入马弗管，在烧结过程中外径过大的疏松体碰到马弗管内壁而出现开裂并掉落的情况，且能够防止由于密度过低的疏松体进入马弗管，在烧结过程中出现开裂或掉落的情况，由于能够防止疏松体烧结过程中出现开裂或掉落的情况，进而能够避免出现堵塞马弗管进气口或砸破马弗管的情况，从而提高马弗管使用寿命，降低生产成本；同时，能够根据测量的结果进行调整烧结时的烧结工艺参数，提高疏松体烧结的成品率和质量。

附图说明

图1为本发明实施例中智能化烧结系统的部分结构示意图；

图2为本发明实施例中烧结调控模块的工作流程图。

图中：1-疏松体，2-马弗管，3-测径仪，4-输送装置。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，包括参数测量组件、马弗管2、烧结调控模块和输送装置4，参数测量组件包括用于检测疏松体1长度的位移传感器、用于检测疏松体1外径的测径仪3和检测疏松体1重量的重量传感器；输送装置4用于将疏松体1从参数测量组件3处转运至马弗管2处或抛弃；烧结调控模块分别与马弗管2、参数测量组件、输送装置4通信连接，用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体1是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体1进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管2；控制输送装置4将符合烧结条件的疏松体1转运至马弗管2处，不符合烧结条件的疏松体1抛弃；马弗管2用于根据烧结调控模块发送的烧结工艺参数，对疏松体1进行烧结。

通过设置的位移传感器、测径仪、重量传感器，能够对疏松体1进行测量，并由烧结调控模块根据测量的结果，判断疏松体1是否符合进行烧结的条件，其中，当含靶棒的疏松体1的长度、外径和根据外径、重量得到的密度至少一种不合格时，将该判断不合格的疏松体1通过输送装置4进行抛弃，能够防止由于外径过大的疏松体1进入马弗管2，在烧结过程中外径过大的疏松体碰到马弗管2内壁而出现开裂并掉落的情况，且能够防止由于密度过低的疏松体1进入马弗管2，在烧结过程中出现开裂或掉落的情况，由于能够防止疏松体1烧结过程中出现开裂或掉落的情况，进而能够避免出现堵塞马弗管2进气口或砸破马弗管2的情况，从而提高马弗管2使用寿命，降低了生产成本；同时，能够根据测量的结果进行调整烧结时的烧结工艺参数，提高疏松体1烧结的成品率和质量。

烧结调控模块包括数据接收模块、数据处理模块和数据输出模块，数据接收模块用于接收参数测量组件的测量结果并转发至数据处理模块；数据处理模块用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体1是否符合烧结条件，对符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体1转运至马弗管2处，对不符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体1抛弃；并对符合烧结条件的疏松体1进行烧结工艺参数设置；数据输出模块用于将疏松体1转运至马弗管2处或抛弃的信号发送至输送装置4，还用于将烧结工艺参数发送至马弗管2，通过数据接收模块完成对位移传感器、测径仪、重量传感器的数据接收，将接收的数据发送至数据处理模块，由数据处理模块根据测径仪测得的外径曲线得到含靶棒的疏松体1体积，根据已知的靶棒质量、接收到的含靶棒的疏松体1重量和含靶棒的疏松体1体积，得到含靶棒的疏松体1密度，并通过判断含靶棒的疏松体1长度、外径和密度等与疏松体1状态相关数据是否处于预定范围内，进行判断时，当其中至少一种状态数据超出预定范围，则将其进行抛弃，当状态数据均未超过预定范围时，则将其转运至马弗管2，对其进行烧结操作，其中，在进行烧结操作时，能够通过测得的状态数据完成对烧结时的烧结参数控制，进而保证了烧结的成品率和质量。

其中，测径仪3测量范围与马弗管2内径尺寸匹配，能够保证通过测径仪3测量后的含靶棒的疏松体1能够插入马弗管2内，即不会出现疏松体1过大而损坏马弗管2的情况出现；优选地，测径仪3测量范围比马弗管2内径尺寸大10～50mm；进一步的，输送装置4的夹持尺寸与靶棒外径尺寸匹配，保证输送装置4能够完成对靶棒的夹持作用，进而完成对含靶棒的疏松体1转运操作，优选地，输送装置4的夹持尺寸30～60mm。

参见图1和图2所示，本发明实施例还提供一种使用上述智能化烧结系统的烧结方法，包括以下步骤：

通过参数测量组件检测疏松体1的长度、外径和重量，并将测量结果发送至烧结调控模块；

烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体1是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体1进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管2，并控制输送装置4将符合烧结条件的疏松体1从参数测量组件3处转运至马弗管2处；对不符合烧结条件的疏松体1进行抛弃。

其中，输送装置4先移动至沉积设备处，将沉积的疏松体1转运至测径仪3中心线过程中，且在疏松体1离开沉积设备时，设于沉积设备上的位移传感器进行检测疏松体1长度并发送至烧结调控模块；

输送装置4将疏松体1转运至测径仪3中心线处并保持停止状态，通过设于输送装置4上的重量传感器检测疏松体1的重量并发送至烧结调控模块；

输送装置4带动疏松体1沿测径仪3中心线运动，此时，测径仪3记录疏松体1外径并生成外径曲线发送至烧结调控模块；

烧结调控模块根据接收到的疏松体1外径曲线，计算得到含靶棒的疏松体1密度；

烧结调控模块根据疏松体1长度、密度和外径判断疏松体1是否符合烧结条件，若不符合烧结条件，烧结调控模块控制输送装置4将其进行抛弃，若符合烧结条件，烧结调控模块控制输送装置4将其转运至马弗管2，并根据疏松体1长度、密度和外径调节疏松体1烧结时的烧结工艺参数，优选地，烧结参数包括气体流量、气体压力、烧结温度和烧结速度等。

烧结调控模块通过长度、密度和外径判断是疏松体1是否符合烧结调节时，其中烧结调控模块判断疏松体1是否符合烧结条件时的判断条件为：判断疏松体1的长度、密度和外径是否均处于对应的预定范围内，当长度、密度和外径中至少一个数据不符合预定的要求，即表示该疏松体1不符合烧结条件，烧结调控模块控制输送装置4将不符合烧结条件的疏松体1进行抛弃，若疏松体1符合烧结调节，烧结调控模块控制输送装置4将符合烧结条件的疏松体1转运至马弗管2进行烧结操作，且在进行烧结操作时，该烧结调控模块会根据长度、密度和外径完成对烧结时的烧结工艺参数变更，使其能够以最佳的烧结工艺参数完成对疏松体1的烧结操作，能够大大提高烧结的成品率和质量。

其中，烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体1是否符合烧结条件时，还包括以下步骤：

烧结调控模块接收参数测量组件检测疏松体1外径时，对应生成疏松体1的外径曲线，并通过外径曲线计算得到疏松体1体积，并由已知的疏松体1的靶棒质量、疏松体1的重量和疏松体1的体积，计算得到疏松体1的密度。

其中，含靶棒的疏松体1密度ρ的计算公式如下：

ρ＝(G/g-m)/V

其中，G为含靶棒的疏松体1重量，g为重力加速度常数，m为已知的靶棒质量，V为含靶棒的疏松体1体积。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，其特征在于，包括参数测量组件、马弗管（2）、烧结调控模块和输送装置（4）；

所述参数测量组件包括用于检测疏松体（1）长度的位移传感器、用于检测疏松体（1）外径的测径仪（3）和检测疏松体（1）重量的重量传感器；

所述输送装置（4）用于将疏松体（1）从参数测量组件处转运至马弗管（2）处或抛弃；

所述烧结调控模块分别与马弗管（2）、参数测量组件、输送装置（4）通信连接，用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体（1）是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体（1）进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管（2）；控制所述输送装置（4）将符合烧结条件的疏松体（1）转运至马弗管（2）处，不符合烧结条件的疏松体（1）抛弃；

所述马弗管（2）用于根据烧结调控模块发送的烧结工艺参数，对疏松体（1）进行烧结；

所述烧结调控模块包括数据接收模块、数据处理模块和数据输出模块；

所述数据接收模块用于接收参数测量组件的测量结果并转发至数据处理模块；所述数据处理模块用于根据参数测量组件的测量结果判断疏松体（1）是否符合烧结条件，对符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体（1）转运至马弗管（2）处，对不符合烧结条件的疏松体判定为将疏松体（1）抛弃；并对符合烧结条件的疏松体（1）进行烧结工艺参数设置；

所述数据输出模块用于将疏松体（1）转运至马弗管（2）处或抛弃的信号发送至输送装置（4），还用于将烧结工艺参数发送至所述马弗管（2）；

根据已知的靶棒质量、接收到的含靶棒的疏松体（1）重量和含靶棒的疏松体体积，得到含靶棒的疏松体（1）密度，并通过判断含靶棒的疏松体（1）长度、外径和密度等与疏松体（1）状态相关数据是否处于预定范围内，进行判断时，当其中至少一种状态数据超出预定范围，则将其进行抛弃，当状态数据均未超过预定范围时，则将其转运至马弗管（2），对其进行烧结操作。

2.如权利要求1所述的一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，其特征在于，所述输送装置（4）为机械手。

3.如权利要求1所述的一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，其特征在于，所述测径仪（3）测量范围与所述马弗管（2）内径尺寸匹配。

4.如权利要求1所述的一种用于光纤预制棒的智能化烧结系统，其特征在于，所述测径仪（3）测量范围比所述马弗管（2）内径尺寸大10～50mm。

5.一种使用如权利要求1所述智能化烧结系统的烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过所述参数测量组件检测疏松体(1)的长度、外径和重量，并将测量结果发送至所述烧结调控模块；

烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体(1)是否符合烧结条件；对符合烧结条件的疏松体(1)进行烧结工艺参数设置并将烧结工艺参数发送至马弗管(2)，并控制所述输送装置(4)将符合烧结条件的疏松体(1)从参数测量组件处转运至马弗管(2)处；对不符合烧结条件的疏松体(1)进行抛弃。

6.如权利要求5所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结调控模块根据接收到的测量结果判断疏松体(1)是否符合烧结条件时，还包括以下步骤：

所述烧结调控模块接收所述参数测量组件检测疏松体(1)外径时，对应生成疏松体(1)的外径曲线，并通过所述外径曲线计算得到疏松体(1)体积，并由已知的疏松体(1)的靶棒质量、疏松体(1)的重量和疏松体(1)的体积，计算得到疏松体(1)的密度。

7.如权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结调控模块判断疏松体(1)是否符合烧结条件时的判断条件为：判断疏松体(1)的长度、密度和外径是否均处于对应的预定范围内。

8.如权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，计算疏松体(1)密度ρ时的计算公式如下：

ρ＝(G/g-m)/V

其中，G为含靶棒的疏松体(1)重量，g为重力加速度常数，m为已知的靶棒质量，V为含靶棒的疏松体(1)体积。

9.如权利要求5所述的烧结方法，其特征在于，所述烧结工艺参数包括气体流量、气体压力、烧结温度和烧结速度。

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