一种光纤拉锥控制装置及光纤拉锥装置的制作方法

本实用新型涉及光纤拉锥技术领域，具体涉及一种光纤拉锥控制装置及光纤拉锥装置。

背景技术：

光纤拉锥器是生产拉锥光纤的重要设备，原来的光纤拉锥器是通过氢氧焰对待拉锥光纤直接加热，工作人员凭经验判断是否达到光纤拉锥所需温度，进而实现对待拉锥光纤进行拉伸，这种光纤拉锥工艺的光纤拉锥效率低下、光纤拉锥成品率低。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种光纤拉锥控制装置及光纤拉锥装置。

本实用新型的目的采用以下技术方案来实现：

本实用新型第一方面提供了一种光纤拉锥控制装置，该光纤拉锥控制装置包括：设置在氢氧焰喷射机构的喷嘴上方的导热盖板，导热盖板和喷嘴之间设有供待拉锥光纤穿过的空间；用于感测导热盖板温度的测温器，测温器设置在导热盖板附近；与测温器连接的，用于控制氢氧焰喷射机构喷射出的氢氧气体流量大小的控制器。

控制器接收测温器传输的导热盖板的温度，并根据导热盖板的温度调节氢氧焰喷射机构喷射出的氢氧气体的流量大小。

优选地，控制器根据导热盖板的温度调节氢氧焰喷射机构喷射出的氢氧气体的流量大小，包括：控制器对接收到的温度和预设定的光纤拉锥温度值进行比较，并根据比较结果调节氢氧焰喷射机构喷射出的氢氧气体的流量大小。

优选地，控制器根据比较结果调节氢氧焰喷射机构喷射出的氢氧气体的流量大小，包括：比较结果为接收到的温度大于光纤拉锥温度值，控制器通过控制氢氧焰喷射机构来减小氢氧气体的流量，或者，比较结果为接收到的温度小于光纤拉锥温度值，控制器通过控制氢氧焰喷射机构来增大氢氧气体的流量。

优选地，测温器设置在导热盖板的上方。

优选地，测温器是红外温度测温仪或温度传感器。

优选地，控制器是通过控制氢氧焰喷射机构的流量阀门的开度来实现对氢氧气体流量大小的控制。

优选地，该光纤拉锥控制装置还包括将导热盖板支撑在喷嘴上方的支撑部件，支撑部件包括用于支撑导热盖板的第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件沿垂直于待拉锥光纤的延伸方向分别设置在喷嘴的两端；第一支撑件的上端部与导热盖板的一侧活动连接，导热盖板通过第一支撑件进行翻转，实现导热盖板的掀起和盖下。

优选地，测温器与导热盖板的间距取值范围是300mm-500mm；和/或，导热盖板和待拉锥光纤的间距取值范围是5mm-10mm。

优选地，导热盖板包括第一侧壁、第二侧壁和上盖板，第一侧壁和第一支撑件的上端铰接，第二侧壁的外表面设有凸起，第二支撑件上设置有与第二侧壁上的凸起位置相对应的缺口，当导热盖板盖合时，第二支撑件的缺口嵌合在第二侧壁的凸起上。

优选地，测温器和控制器之间是有线连接或无线连接。

有益效果：本实用新型提供了一种光纤拉锥控制装置，该装置通过在喷嘴和待拉锥光纤的上方设置一个导热盖板，这使得在导热盖板下方(包括待拉锥光纤的拉伸位置)形成了一个温度区域，该区域内温度分布均匀，使得待拉锥光纤在此区域内受热均匀。

导热盖板是热的良导体，因此导热盖板的温度反映的是光纤加热的温度，该温度经测温器测得，克服了现有技术中工作人员凭经验调整光纤拉锥温度的缺点。

利用控制器对测得的导热盖板的温度和拉锥光纤温度值进行比较，进而根据比较结果，调整氢氧气体流量的大小，实现对光纤拉锥加热温度的反馈调节，有利于精准控制光纤加热温度，同时也实现了对光纤拉锥过程的控制，提高了生产效率和生产成品率。

本实用新型第二方面提供了一种光纤拉锥装置，该光纤拉锥装置包括：具有喷嘴的氢氧焰喷射机构，以及第一方面所描述的光纤拉锥控制装置。

优选地，该光纤拉锥装置还包括两个光纤固定台，两个光纤固定台沿待拉锥光纤的延伸方向分别设置在喷嘴的两端，通过两个光纤固定台将待拉锥光纤的两端固定。

有益效果：本实用新型提供了包括光纤拉锥控制装置的光纤拉锥装置，通过在喷嘴和待拉锥光纤的上方设置一个导热盖板，这使得在导热盖板下方(包括待拉锥光纤的拉伸位置)形成了一个温度区域，该区域内温度分布均匀，使得待拉锥光纤在此区域内受热均匀。

导热盖板是热的良导体，因此导热盖板的温度反映的是光纤加热的温度，该温度经测温器测得，克服了现有技术中工作人员凭经验调整光纤拉锥温度的缺点。

利用控制器对测得的导热盖板的温度和拉锥光纤温度值进行比较，进而根据比较结果，调整氢氧气体流量的大小，实现对光纤拉锥加热温度的反馈调节，有利于精准控制光纤加热温度，同时也实现了对光纤拉锥过程的控制，提高了生产效率和生产成品率。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例光纤拉锥装置中导热盖板盖合状态下的结构示意图；

图2是本实用新型实施例光纤拉锥装置中导热盖板掀起状态下的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的光纤拉锥控制方法的工作流程图。

附图标记：红外温度测温仪1；控制器2；氢氧焰喷射机构3；喷嘴4；导热盖板5；第一侧壁51；第二侧壁52；上盖板53；第一支撑件6；第二支撑件7；光纤固定台8。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1，一种光纤拉锥控制装置，该光纤拉锥控制装置包括：

设置在氢氧焰喷射机构3的喷嘴4上方的导热盖板5，在导热盖板5和喷嘴4之间设置有可供待拉锥光纤穿过的空间；用于感测导热盖板5温度的测温器，该测温器设置在导热盖板附近；与测温器连接的，用于控制氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体流量大小的控制器2。控制器2接收测温器传输的导热盖板5的温度，并根据导热盖板5的温度调节氢氧焰喷射机构3的氢氧气体的流量大小。

可选地，在图1和图2示出的一个实施例中，测温器是红外温度测温仪1，在其他可选的实施方式中，测温器可以是温度传感器。

在一种实施方式中，红外温度测温仪1放置在导热盖板5的正上方，在其他可选的实施方式中，红外温度测温仪1可以设置在导热盖板5的斜上方或者侧面。

可选地，红外温度测温仪1与导热盖板5的间距取值范围是300mm-500mm。在一个实施例中，红外温度测温仪1与导热盖板的间距是400mm。

可选地，导热盖板5和待拉锥光纤的间距取值范围是5mm-10mm，在一个实施例中，导热盖板5和待拉锥光纤的间距是8mm。

优选地，红外温度测温仪1和控制器2之间是无线连接。在其他实施例中，红外温度测温仪1和控制器2之间可以是有线连接。

优选地，该光纤拉锥控制装置还包括将导热盖板5支撑在喷嘴4上方的支撑部件，在图1和图2示出的一个实施例中，支撑部件包括用于支撑导热盖板5的第一支撑件6和第二支撑件7，第一支撑件6和第二支撑件7沿垂直于待拉锥光纤的延伸方向分别设置在喷嘴4的两端。第一支撑件6的上端部与导热盖板5的一侧活动连接，导热盖板5通过第一支撑件6进行翻转，实现导热盖板5的掀起和盖下。在其他实施方式中，导热盖板5可以是被悬挂在喷嘴4的上方。

优选地，在图1和图2示出了一个实施例中，导热盖板5包括第一侧壁51、第二侧壁52和上盖板53。第一侧壁51和第一支撑件6铰接，第二侧壁52的外表面有一凸起，第二支撑件7上设置一个与第二侧壁53上的凸起位置相对应的缺口，当导热盖板5盖合时，第二支撑件7的缺口嵌合在第二侧壁52的凸起上。

优选地，上盖板53的尺寸是30mm×30mm的正方形，在其他可选的实施方式中，导热盖板5可以是一个多边形或者圆形。

优选地，导热盖板5是热的良导体，诸如铜、合金钢。

有益效果：通过在喷嘴4和待拉锥光纤的上方设置一个导热盖板5，这使得在导热盖板5下方(包括待拉锥光纤的拉伸位置)形成了一个温度区域，该区域内温度分布均匀，使得待拉锥光纤在此区域内受热均匀。

导热盖板5是热的良导体，因此导热盖板5的温度反映的是光纤加热的温度，该温度经红外温度测温仪1测得，克服了现有技术中工作人员凭经验调整光纤拉锥温度的缺点。

利用控制器2对测得的温度和拉锥光纤温度值进行比较，进而根据比较结果，调整氢氧气体流量的大小，实现对光纤拉锥加热温度的反馈调节，有利于精准控制光纤加热温度，同时也实现了对光纤拉锥过程的控制，提高了生产效率和生产成品率。

参见图1和图2示出了一种光纤拉锥装置，该光纤拉锥装置包括带有喷嘴4的氢氧焰喷射机构3和上述实施例中的光纤拉锥控制装置，在一种实施方式中，喷嘴4通过氢氧气体输送管道(图中未示出)与氢氧焰喷射机构3连接。

在一个实施例中，控制器2根据导热盖板5的温度调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小，包括：对接收到的温度和预设定的光纤拉锥温度值进行比较，如果比较结果为接收到的导热盖板5的温度大于光纤拉锥温度值，控制器2通过控制氢氧焰喷射机构3来减小氢氧气体的流量；或者，如果比较结果为接收到的温度小于预设定的光纤拉锥温度值，控制器2通过控制氢氧焰喷射机构3来增大氢氧气体的流量。在本发明一个实施例中，最佳光纤拉锥温度值为1100度。

在另一个实施例中，控制器2根据接收到的温度实时调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小为通过PID算法精确控制氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量。

例如，根据接收到的第N时刻和第N-1时刻的导热盖板5的温度，利用PID算法实时调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小，PID算法公式为：

L＝T(N)×p-T(N-1)×i+[T(N)+T(N-1)]×d

上式中，L是氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量值，T(N)是第N时刻的导热盖板5的温度，T(N-1)是第N-1时刻的导热盖板5的温度，参数p是PID算法的比例系数，参数i是PID算法的积分系数，参数d是PID算法的微分系数。

上述实施方式中，控制器2基于当前时刻和当前时刻的前一时刻的导热盖板5的温度通过PID算法能够精确计算出光纤锥过程中当前时刻适宜的氢氧气体的流量。

优选地，该光纤拉锥装置还包括两个光纤固定台，两个光纤固定台沿待拉锥光纤的延伸方向分别设置在喷嘴的两端，通过两个光纤固定台将待拉锥光纤的两端固定。

优选地，在对待拉锥光纤进行加热时，将导热盖板5扣合在待拉锥光纤上。

有益效果：通过在喷嘴4和待拉锥光纤的上方设置一个导热盖板5，这使得在导热盖板5下方(包括待拉锥光纤的拉伸位置)形成了一个温度区域，该区域内温度分布均匀，使得待拉锥光纤在此区域内受热均匀。

导热盖板5是热的良导体，因此导热盖板5的温度反映的是光纤加热的温度，该温度经红外温度测温仪1测得，克服了现有技术中工作人员凭经验调整光纤拉锥温度的缺点。

利用控制器2对测得的导热盖板5的温度和拉锥光纤温度值进行比较，进而根据比较结果，调整氢氧气体流量的大小，实现对光纤拉锥加热温度的反馈调节，有利于精准控制光纤加热温度，同时也实现了对光纤拉锥过程的控制，提高了生产效率和生产成品率。

本实用新型基于上述的光纤拉锥装置对光纤拉锥控制过程如下描述。参见图1-3，该光纤拉锥控制过程包括：将导热盖板5放置在氢氧焰喷射机构3的喷嘴4的上方；将红外温度测温仪1放置在能够感测到导热盖板5温度的位置；红外温度测温仪1感测导热盖板5的温度，并将感测到的温度传输至控制器2。在一个实施例中，控制器2对接收到的温度和光纤拉锥温度值进行比较，并根据比较结果调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量。

在一种实施方式中，控制器2对接收到的导热盖板5的温度和预设定的光纤拉锥温度值进行比较，并根据比较结果调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小，包括：如果比较结果为导热盖板5的温度大于光纤拉锥温度值，控制器2通过控制氢氧焰喷射机构3来减小氢氧气体的流量；如果比较结果为导热盖板5的温度小于光纤拉锥温度值，控制器2通过控制氢氧焰喷射机构3来增大氢氧气体的流量。

有益效果：通过将接收到的导热盖板5的温度与光纤拉锥温度值进行比较，由于红外温度测温仪1测得的温度反映的是光纤拉锥温度，因此，工作人员可以根据控制器2的比较结果对氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量进行调节，克服了现有技术中工作人员凭经验调整光纤拉锥温度的缺点。在本实用新型实施例中，氢氧焰火苗的大小通过控制器2控制两种气体流量来实现。控制器2通过控制氢氧焰喷射机构3的流量阀门的开度来实现对氢氧气体流量大小的控制，其中，流量阀门设置于氢氧焰喷射机构3的氢氧气体的管道处。

在一种实施方式中，控制器2对接收到的导热盖板5的温度和光纤拉锥温度值进行比较，并根据比较结果调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小，包括：

控制器2根据接收到的第N时刻和第N-1时刻的导热盖板5的温度，利用PID算法实时调节氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量大小，其中，PID算法公式为：

L＝T(N)×p-T(N-1)×i+[T(N)+T(N-1)]×d

上式中，L是氢氧焰喷射机构3喷射出的氢氧气体的流量值，T(N)是N时刻测得的导热盖板5的温度，T(N-1)是N-1时刻测得的导热盖板5的温度，参数p是PID算法的比例系数，参数i是PID算法的积分系数，参数d是PID算法的微分系数。

在一个实施例中，参数p、i、d是预先设定的经验参数值。

在另一个实施中，控制器2通过获得导热盖板5的温度值确定PID控制算法中的参数p、i、d的数值，其包括：获取一段时间内多个时间点所对应的导热盖板5的温度，分别计算各个时间点所对应的导热盖板5的温度与预设定的光纤拉锥温度值的温度差以及温度差的变化率；根据计算得到的温度差以及温度差的变化率，确定PID控制算法中的参数p、i、d的数值。

有益效果：通过在喷嘴4和待拉锥光纤的上方设置一个导热盖板5，这使得在导热盖板5下方(包括待拉锥光纤的拉伸位置)形成了一个温度区域，该区域内温度分布均匀，使得待拉锥光纤在此区域内受热均匀。

进一步地，利用控制器2对测得的温度和拉锥光纤温度值进行分析，进而对氢氧气体流量大小进行调节，可以较好地实现光纤拉锥过程中的温度稳定，提高光纤拉锥质量。

更优选地，根据温度和氢氧气体流量的关系式并利用PID算法计算出喷射出的氢氧气体流量值，进而对氢氧气体流量大小进行调节，相对于仅根据比较结果的大小对氢氧气体流量大小进行粗略调节的方法而言，该调节氢氧气体流量的方法更加智能化，更能稳定控制喷射出的氢氧气体的流量大小，相对于直接通过温度差来粗略调节氢氧气体流量的大小而言，光纤拉锥的成品率从75％提高到了95％，光纤拉锥效率提高了50％。

在本发明实施例中，虽然光纤拉锥装置仅示例说明了氢氧焰喷射机构和氢氧气体，本领域技术人员能够理解可其他可燃烧气体及其对应的喷射机构也可以实现光纤拉锥，其属于本专利权利要求的等同保护范围。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。