本发明涉及光纤处理技术领域，特别涉及一种光纤氘气处理方法、装置及系统。
背景技术
光纤在拉制过程中，会产生一些无序的si-o自由基团，极易和h生成si-oh，si-oh易使光纤老化。因此各种全波光纤拉完丝后都要经过氘气处理，才能够经受得住长时间的含氢环境的侵蚀。
氘气处理光纤是光纤制造的最后工序，其作用机理是使氘与si-o自由基反应形成si-od，si-od可以起到阻止氢取代氘的位置的作用，使光纤得以经受住长时间的含氢环境的侵蚀。由此可知，氘气处理的目的是消除光纤存在的化学键缺陷，更确切地讲消除光纤在1383波段的氢损，即提高光纤的抗氢损能力。
对光纤进行氘气处理，氘气的在处理罐中的浓度需满足工艺设定的要求，如果氘气浓度过低，会影响氘气与si-o自由基相结合的效果，即影响形成si-od的效果，而如果氘气浓度过高，那么会造成不必要的浪费，甚至存在安全隐患。如果不能在线实时了解处理装置内的氘气的浓度，那么处理过程是不透明无方向性的。而氘气在处理装置内的浓度是正比于氘气输送时的压力的，所以氘气处理过程压力检测是非常必要的。
一般通过在氘气处理过程增加压力检测环节，形成闭环控制，对处理过程中需要的气体用量进行控制，提高氘气处理的速度和效果。但在现有技术中，普通的压力表属于就地指示型压力表，就地显示压力数值的大小，不具备远程传送显示、调节功能，无法精确控制所需的气体用量。随着信息化和智能化的发展，传统的压力显示已逐渐表现出功能落后的弊端，远远不能满足工业生产需求。自动化程度低，不能实时监控。
而且在氘气处理过程中，氘气温度也是一个重要的控制因素。目前现有技术中一些设备并不具备温度控制功能，氘气控制功能并不完善。
技术实现要素：
为了解决现有技术中氘气处理时压力检测不准确、不能实时监控以及缺乏温度控制的问题，本发明通过在氘气处理过程中增加自动补气功能，增加压力检测环节，精确的控制处理过程中需要的气体用量和温度，提高了氘气处理的速度和效果。
一方面，本发明实施例提供了一种光纤氘气处理装置，所述技术方案如下：
所述装置包括氘气处理罐，所述氘气处理罐的外部设置有一与氘气处理罐腔相通的氘气处理罐进气口，所述氘气处理罐进气口连接有一用于向氘气处理罐腔内引入氘气和保护气的混合气体引入管；
所述氘气处理罐内部设置有存放架、压力传感机构和温度控制机构，所述压力传感机构，用于检测所述氘气处理罐内的混合气体压力；所述温度控制机构包括温度传感机构和升温机构，所述温度传感机构用于检测氘气处理罐内的温度，所述升温机构用于加热升温氘气处理罐内混合气体；
所述装置还包括抽真空机构，用于对氘气处理罐腔抽真空。
具体地，所述装置还包括一氘气引管和一保护气引管，所述氘气引管的一端与所述混合气体引入管连接，另一端与氘气供给源连接，保护气引管的一端同样与混合气体引入管连接，另一端与保护气供给源连接。
进一步地，所述装置还包括至少两个气体流量控制机构，分别设置于所述氘气引管和保护气引管的管路上，用于控制氘气引管和保护气引管引入所述混合气体引入管的流量。
其中，所述气体流量控制机构包括控制球阀、减压阀、流量计和电磁阀，且依次连接在所述氘气引管和保护气引管的管路上；在所述的混合气体引入管的管路上设置有一用于控制由所述氘气引管引入的氘气以及和由所述保护气引管引入的保护气进入所述氘气处理罐腔内的混合气体电磁控制阀。
进一步地，所述抽真空机构包括真空泵电机和真空泵，所述真空泵电机与真空泵配接，所述真空泵的真空泵进气口上连接有一抽气管的一端，而抽气管的另一端与所述氘气处理罐连接并且与所述氘气处理罐腔相通，真空泵出气口与外界相通。
另一方面，本发明实施例还提供了一种光纤氘气处理系统，包括上述装置和控制器；具体包括：
压力传感模块，用于检测氘气处理罐内的混合气体压力；
温度控制模块，用于检测和控制所述氘气处理罐内的温度；
抽真空模块，用于对氘气处理罐腔抽真空；
气体流量控制模块，用于控制氘气引管和保护气引管引入混合气体引入管的流量；
升温模块，用于对氘气处理罐内加热升温；
所述压力传感模块，温度控制模块、抽真空模块、气体流量控制模块和升温模块与所述控制器相连；
所述压力传感模块与所述抽真空模块和气体流量控制模块相连；
所述升温模块与所述温度控制模块相连。
进一步地，所述光纤氘气处理系统还包括控制与显示终端，用于操作和显示氘气处理时的压力和温度控制。
又一方面，本发明实施例提供了应用上述光纤氘气处理装置及系统的方法，所述技术方案如下：
所述方法包括：
s1：将待处理光纤置于氘气处理罐内的存放架上，对氘气处理罐腔体抽真空；
s2：按照一定比例向氘气处理罐中充入含有氘气和保护气的混合气体，使其保持在固定数值p0，调节温度至光纤氘气处理温度t0；
s3：光纤氘气处理过程中，检测到氘气罐内部压力pt＜p0，向氘气罐中充入相同比例的相同混合气体，直至pt＝p0；
s4：检测到氘气处理罐中温度tt＜t0，加热升温调节温度至tt＝t0。
其中，s2中按照一定比例充入含氘气和保护气的体积比可以为任意比例。
优选地，所述s2中混合气体的固定数值p0为1-2.5mpa的某一具体值，光纤氘气处理温度t0为0-65℃。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1)本发明实施例通过传感器检测技术实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，可根据实际需要及时调整，提高了光纤氘气处理的效率和质量；
2)本发明实施例将传感器检测技术参与到系统控制中，在反应过程中自动补气和升温，提高了装置自动化水平，提高了氘气处理的效率；
3)本发明实施例可对多组氘气处理罐同时监测和控制，且采用io-link通信技术，实现分布式从站的远程测量，通过profinet网络将采集的模拟量信号快速传输至plc控制端口，信息传递准确、及时、高效；
4)本发明实施例在监测压力的用时也可实时检测温度，并通过plc控制实现温度准确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光纤氘气处理装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种光纤氘气处理系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种光纤氘气处理方法的流程图；
其中附图标记表示为：101-氘气处理罐，102-氘气处理罐腔，103-氘气处理罐进气口，104-混合气体引入管，105-存放架，106-压力传感机构，107-温度控制机构，108-抽真空机构，109-氘气引管，110-保护气引管，111-氘气供给源，112-保护气供给源，113-气体流量控制机构，114-控制球阀，115-减压阀，116-流量计，117-电磁阀，118-混合气体电磁控制阀，119-真空泵，120-真空泵电机，121-真空泵进气口，122-抽气管，123-真空泵出气口；201-光纤氘气处理装置201,202-控制器，203-压力传感模块，204-温度控制模块，205-抽真空模块，206-气体流量控制模块，207-升温模块，208-控制与显示终端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中光纤氘气处理时压力自动化和智能化低、无法控制温度的问题，本发明提供了一种光纤氘气处理方法、装置及系统，通过传感器检测技术实现了氘气反应压力参与到系统控制中，在反应过程中自动补气，增加反应压力，提高了氘气处理的效率。
实施例1
本发明实施例提供了一种光纤氘气处理装置，所述技术方案如下：
如图1所示，所述装置包括氘气处理罐101，所述氘气处理罐101的外部设置有一与氘气处理罐腔102相通的氘气处理罐进气口103，所述氘气处理罐进气口103连接有一用于向氘气处理罐腔102内引入氘气和保护气的混合气体引入管104；将光纤放置于含有一定浓度水平的氘气中，保护气将氘气稀释至一定的浓度水平，氘与si-o自由基反应形成si-od，阻止光纤表面氢与硅氧自由基反应形成硅羟基，使光纤得以经受住长时间的含氢环境的侵蚀。氘气在于保护气形成的混合气体中的浓度过低，会影响反应的效率，如果浓度过高会造成不必要的成本浪费，所以控制一定的氘气反应压力，使得氘气维持合适的浓度水平是光纤氘气处理中非常关键的控制参数。
所述氘气处理罐101内部设置有存放架105、压力传感机构106和温度控制机构107；其中，所述存放架105在具体实施中可设置氘气处理罐101所能容纳的一个或多个，可用于同时对多条光纤进行氘气处理。
所述压力传感机构106，用于检测所述氘气处理罐内的混合气体压力；本发明实施例通过压力传感器的设置实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，可根据实际需要及时调整，提高了光纤氘气处理的效率和质量；所述温度控制机构107包括温度传感机构和升温机构，所述温度传感机构用于检测氘气处理罐101内的温度，所述升温机构用于加热升温氘气处理罐101内混合气体；同时，本发明还设置了对氘气反应的温度的实时监控，温度也是氘气处理反应中重要的参数，对于反应速度和效率产生影响；本发明实施例将传感器检测技术参与到系统控制中，将实时监测的温度和压强的信息反馈至操作和显示终端，在反应过程中自动补气和升温，提高了装置自动化水平，提高了氘气处理的效率。
所述装置还包括抽真空机构108，用于对氘气处理罐腔102抽真空。抽真空操作确保装置内无其他杂质气体也保证了氘气的浓度水平可以准确控制。
具体地，所述装置还包括一氘气引管109和一保护气引管110，所述氘气引管109的一端与所述混合气体引入管104连接，另一端与氘气供给源111连接，保护气引管10的一端同样与混合气体引入管104连接，另一端与保护气供给源112连接。充入氘气处理装置的两路气体通过两个独立的引管分别从氘气供给源和保护气供给源分别导出，这两路引管在装置上方进口处会合于混合气体引入管，在所述的混合气体引入管104的管路上的会合处设置有一用于控制由所述氘气引管引入的氘气以及和由所述保护气引管引入的保护气进入所述氘气处理罐腔内的混合气体电磁控制阀118。此混合气体电磁控制阀的启闭用于控制两路气体是否进入氘气处理罐101。
进一步地，为了准确控制进入装置的气体流量，所述装置还包括两个气体流量控制机构113a和113b，分别设置于所述氘气引管109和保护气引管110的管路上，分别用于控制氘气引管109和保护气引管110引入所述混合气体引入管104的流量。流量的准确控制使得装置密闭空间内的氘气浓度水平可以准确获得和控制，并且可由压力传感机构106准确采集。
其中，如图1所示，所述气体流量控制机构113包括控制球阀114、减压阀115、流量计116和电磁阀117，且依次连接在所述氘气引管109和保护气引管110的管路上；氘气的控制球阀、减压阀、流量计和电磁阀，自右向左依次设置氘气引管的管路上，所述控制球阀靠近氘气气源，氘气引管管路上的电磁阀靠近混合气体电磁控制阀；而保护气的控制球阀、减压阀、流量计和电磁阀，自右向左依次设置保护气引管的管路上，所述控制球阀靠近保护气气源，保护气引管管路上的电磁阀靠近混合气体电磁控制阀；各自引路的管路上的流量的准确控制使得氘气和保护气进入装置密闭空间内的浓度水平可以准确获得和控制，并且可由压力传感机构106准确采集。
进一步地，所述抽真空机构108包括真空泵电机119和真空泵120，所述真空泵电机119与真空泵120配接，所述真空泵120的真空泵进气口121上连接有一抽气管122的一端，而抽气管122的另一端与所述氘气处理罐101连接并且与所述氘气处理罐腔102相通，真空泵出气口123与外界相通。抽真空操作确保装置内无其他杂质气体也保证了氘气的浓度水平可以准确控制。
本发明实施例达到了如下有益效果：
1)本发明实施例涉及的装置包括压力传感器，通过传感检测技术实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，可根据实际需要及时调整，提高了光纤氘气处理的效率和质量；
2)本发明实施例涉及的装置还包括温度传感器，通过将温度检测技术参与到系统控制中，在反应过程中自动升温，达到最优光纤处理温度，提高了装置自动化水平，提高了氘气处理的效率。
实施例2
本发明实施例还提供了一种光纤氘气处理系统，如图2所示，包括上述光纤氘气处理装置201和控制器202；具体包括：
压力传感模块203，用于检测氘气处理罐内的混合气体压力；本发明实施例涉及的系统中包括压力传感模块，通过传感检测系统控制实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，可根据实际需要及时调整，提高了光纤氘气处理的效率和质量；
温度控制模块204，用于检测和控制所述氘气处理罐内的温度；本发明实施例涉及的系统包括温度传感模块，通过将温度检测技术参与到系统控制中，在反应过程中自动升温，达到最优光纤处理温度，提高了装置自动化水平，提高了氘气处理的效率。本系统还包括升温模块207，用于对氘气处理罐内加热升温；所述升温模块207与所述温度控制模块204相连。本发明实施例在监测压力的用时也可实时检测温度，并通过plc控制实现温度准确控制。
抽真空模块205，用于对氘气处理罐腔抽真空；气体流量控制模块206，用于控制氘气引管和保护气引管引入混合气体引入管的流量；压力传感模块203与所述抽真空模块205和气体流量控制模块206相连。流量的准确控制使得装置密闭空间内的氘气浓度水平可以准确获得和控制，并且可由压力传感模块203准确采集。
压力传感模块203，温度控制模块204、抽真空模块205、气体流量控制模块206和升温模块207与所述控制器202相连。
本发明实施例可对多组氘气处理罐同时监测和控制，且采用io-link通信技术，实现分布式从站的远程测量，通过profinet网络将采集的模拟量信号快速传输至plc控制端口，信息传递准确、及时、高效。
进一步地，所述光纤氘气处理系统还包括控制与显示终端208，用于操作和显示氘气处理时的压力和温度控制。对于压力和温度的实时监测结果可通过
本发明实施例涉及的主要技术包括但不限于io-link通信技术、profinet通信技术、气体压力pid控制技术、气体温度pid控制技术；而且可通过在原有的硬件基础上增加cp-343以太网模块组建profinet网络，快速传输6个io-link远程站的数据，每个远程站上连接4个压力传感器。在具体实施中，io-link远程站和每个远程站上连接的压力传感器的数量可以为有限的一个或多个。以此利用io-link通信技术，实现分布式从站的远程测量，满足多箱光纤氘气处理的要求。通过profinet网络将采集的模拟量信号快速传输至plc控制端口，实时检测光纤氘气反应的压力和温度，并通过plc控制实现温度准确控制。
实施例3
本发明实施例提供了应用上述光纤氘气处理装置及系统的方法，如图3所示，所述技术方案如下：
所述方法包括：
s1：将待处理光纤置于氘气处理罐内的存放架上，对氘气处理罐腔体抽真空；由前述的抽真空机构的真空泵电机处于工作状态，带动真空泵工作，由氘气处理罐腔体内的气体经过抽气管和真空泵出气口引至氘气处理罐外界，当氘气处理罐内的真空度达到1333.3pa时真空泵电机停止工作。氘气处理管腔内的负压状态由控制与显示终端的数据显示面板显示，因为在氘气处理罐内设置有压力传感器，且压力传感器感知腔体内的压力状况。
s2：按照一定比例向氘气处理罐中充入含有氘气和保护气的混合气体，使其保持在固定数值p0，调节温度至光纤氘气处理温度t0；通过开启自右向左依次设置氘气引管的管路上的氘气的控制球阀、减压阀、流量计和电磁阀，其中，控制球阀靠近氘气气源，氘气引管管路上的电磁阀靠近混合气体电磁控制阀，在开启状态下，由氘气气源(如氘气钢瓶)向氘气处理罐腔体内充入氘气且氘气流量被氘气气体流量计检测和显示并传输至控制与显示终端的数据显示面板显示；而自右向左依次设置保护气引管的管路上的保护气的控制球阀、减压阀、流量计和电磁阀也依次开启，其中，所述控制球阀靠近保护气气源，保护气引管管路上的电磁阀靠近混合气体电磁控制阀，在开启状态下，由保护气气源(如钢瓶)向氘气处理罐腔体内充入保护气且保护气流量被保护气气体流量计检测和显示并传输至控制与显示终端的数据显示面板显示。
值得注意的是，在具体实施中，保护气优选为氮气，但是绝不限于这一种气体；氘气和保护气在各自引路的管路上的流量可以被实时、准确监测并被及时控制，进而使得氘气和保护气进入装置密闭空间内的浓度水平可以准确获得和控制。
s3：光纤氘气处理过程中，检测到氘气罐内部压力pt＜p0，向氘气罐中充入相同比例的相同混合气体，直至pt＝p0；通过传感检测系统控制实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，当氘气处理罐内的氘气压力降低于设定值时迅速被补充，根据实际需要及时调整，保证光纤氘气处理反应处于足够的氘气浓度的气氛下进行反应，大大提高了光纤氘气处理的效率和质量。
s4：检测到氘气处理罐中温度tt＜t0，加热升温调节温度至tt＝t0。本发明实施例将温度传感检测技术参与到系统控制中，在氘气处理反应过程中，如果氘气处理罐内的反应温度低于预设值，氘气处理罐在加热升温装置下自动升温到达预设温度，提高了装置自动化水平，保证了氘气处理反应始终处于最佳反应温度的状态，提高了氘气处理的效率。
其中，s2中按照一定比例充入含氘气和保护气的体积比可以为1：1，1.5：1或1：1.5。在具体实施例中，氘气与保护气的比例包括但不限于上述比例，但是氘气比例过低会导致氘气处理反应效率低，反应不完全，氘气比例过高会造成不必要的成本浪费。
优选地，所述s2中混合气体的固定数值p0为1-2.5mpa的某一具体值，光纤氘气处理温度t0为0-65℃。
1)本发明实施例通过传感检测技术实现了对氘气反应压力实时监测，使得氘气反应压力是实时可掌握的，可根据实际需要及时调整，提高了光纤氘气处理的效率和质量；
2)本发明实施例将传感器检测技术参与到系统控制中，在反应过程中自动补气和升温，提高了装置自动化水平，提高了氘气处理的效率；
3)本发明实施例可对多组氘气处理罐同时监测和控制，且采用io-link通信技术，实现分布式从站的远程测量，通过profinet网络将采集的模拟量信号快速传输至plc控制端口，信息传递准确、及时、高效；
4)本发明实施例在监测压力的用时也可实时检测温度，并通过plc控制实现温度准确控制。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
需要说明的是：上述实施例提供的对光纤氘气处理装置及系统在对光纤进行氘气处理时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备或系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的对光纤氘气处理的设备及系统与光纤氘气处理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程也可依照方法实施例的相关步骤，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。