[发明专利]一种拉丝过程中光纤涂料温度自动控制的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对湿对湿（wet-on-wet）涂敷工艺对光纤涂料进行在线温度控制的方法及装置，属于光纤加工技术领域。

背景技术

光纤涂敷层是组成光纤的两种最重要的材料组成之一，它的主要功能包括对裸光纤进行机械保护，保持光纤强度，抵抗环境侵蚀以及保持和改善光纤弯曲性能等。所以，光纤涂敷质量的好坏将直接影响到光纤的质量和性能。对于常规通信光纤而言，玻璃光纤表面涂敷有两层涂敷层，两层涂敷层的厚度及比例分配会较大程度上影响到光纤的使用性能，如剥离力，微弯性能，环境测试性能等。因此，两层涂敷层的厚度和比例需要控制在一个合理的范围内。

在光纤涂料涂覆工艺中湿对湿光纤涂敷工艺具有以下特点：（1）由于两层涂敷腔体直接相邻，所以通常采用同一个水（或油）浴腔体对涂敷杯进行加热，而不能单独对两层涂敷腔体的进行加热。而根据相应的研究，对于湿对湿涂敷工艺，拉丝过程中两层涂料的粘度差应该控制在一定的合理范围内；（2）在拉丝过程中，由于两层涂料分开涂敷，且涂敷方式不一样，所以第二层涂料涂敷的模具孔直径一般都很大，这样的设计在拉丝开始的低速阶段容易产生涂敷直径偏大而使光纤报废。

随着光纤制造技术的发展，光纤的拉丝速度越来越快，目前普遍在1500米/分钟以上。在这种情况下，采用传统的固定温度加热方法越来越难以满足高速拉丝对涂料涂覆的需求，光纤的涂覆质量难以得到保证。湿对湿涂敷工艺被认为是适合高速拉丝的涂敷方式，但需对该工艺及设备进行改进，以获得良好的光纤涂敷质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种拉丝过程光纤涂料温度自动控制方法及装置，实现光纤拉丝过程中涂料温度随拉丝速度自动变化，从而达到涂料温度(或粘度)与拉丝速度的良好匹配，使光纤表面涂覆层的质量得到保证。

本发明光纤涂料温度自动控制方法的技术方案为：包括有光纤涂覆器，光纤涂覆器涂料腔通过进料管道与料罐相连通，其特征在于在进料管道外安设可控加热器，对进料管道内的涂料进行加温，同时设置处理控制单元，处理控制单元通过采集拉丝速度传感信号和进料管道温度传感信号与预设的参数数值相比较，对可控加热器的加热过程进行控制，从而实现对光纤涂覆器中的涂料温度的自动控制和调节过程。

按上述方案，所述的处理控制单元为PLC单元，PLC单元设置有拉丝速度与进料管道温度对应关系程序，通过PLC程序控制实现可控加热器的加热随拉丝速度的变化而自动调节。

按上述方案，所述的可控加热器对进料管道温度的自动调节范围为25~100℃；所述的进料管道为金属管道。

按上述方案，所述的可控加热器的加热方式为电加热方式、液体介质加热方式或气体介质加热方式。

按上述方案，所述的光纤涂覆器设置有一个或多个涂料腔，每个涂料腔分别连接进料管道，至少在一根进料管道上安设可控加热器，对至少一根进料管道内的涂料进行加温。

 按上述方案，PLC程序中进料管道温度设定和拉丝速度的关系公式为：

y = a[(x-300)/100]² + b(x-300)/100 + c

式中：y为PLC的进料管道温度设定；x为拉丝速度；

a为常数，范围为0.1至0.6；b为常数，范围为0.1至4；

c为常数，范围为20至40。

本发明光纤涂料温度自动控制装置的技术方案为：包括有光纤涂覆器，光纤涂覆器涂料腔通过进料管道与料罐相连通，其特征在于在进料管道外安设可控加热器，同时设置PLC单元，PLC单元输入端与拉丝速度传感器和进料管道温度传感器分别相接，PLC单元输出端与可控加热器的温度控制电路联接。

按上述方案，所述的拉丝速度传感器设置在拉丝输出端的牵引轮上；所述的进料管道温度传感器设置在靠近光纤涂覆器的进料管道上。

按上述方案，所述的可控加热器为电加热器，所述的电加热器由包绕进料管道的电热丝构成。

按上述方案，所述的可控加热器为液体或气体介质加热器，所述的液体或气体介质加热器由包覆进料管道的环形加热槽和与其相连的循环加热器构成，环形加热槽和循环加热器中充注液体或气体介质。