[发明专利]一种VAD法制造光纤预制棒的装置和方法

权利要求书

1.一种VAD法制造光纤预制棒的装置，包括有立式机架，立式机架的上端安设旋转夹盘，旋转夹盘与上下移动座相连接，在立式机架的下方安设有喷灯组件，喷灯组件与燃气和化学气体原料供应系统相连通，其特征在于在旋转夹盘或上下移动座上安设重力传感器，重力传感器的输出端与控制单元相联。

2.按权利要求1所述的VAD法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的重力传感器为电阻应变式重力传感器。

3.按权利要求1或2所述的VAD法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的控制单元由PLC和计算机组成，控制单元的输出端与旋转夹盘和上下移动座的驱动控制单元相联，并与燃气和化学气体原料供应系统控制单元相联。

4.按权利要求1或2所述的VAD法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的喷灯组件包括预制棒芯部喷灯和预制棒包层喷灯。

5.按权利要求4所述的VAD法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的预制棒芯部喷灯和预制棒包层喷灯对应旋转夹盘固定在立式机架下方一侧，其中预制棒芯部喷灯的喷射方向与垂线的夹角为35～45度，预制棒包层喷灯的喷射方向与垂线的夹角为30～40度。

6.按权利要求1或2所述的VAD法制造光纤预制棒的装置，其特征在于所述的燃气和化学气体原料供应系统包括质量流量计MFC和气动阀门。

7.一种VAD法制造光纤预制棒的方法，其特征在于采用权利要求1~6的任意装置，过程如下：

将靶棒垂直夹持固定在旋转夹盘上，旋转夹盘下移至靠近喷灯组件处，同时通过控制单元进行装置的初始化设定，

开启旋转夹盘，使靶棒缓慢旋转，同时开启喷灯组件、燃气和化学气体原料供应系统，

喷灯组件按照预设的喷射流量将燃烧状态的化学气体原料喷射至旋转的靶棒，沉积形成粉末预制棒的芯部和包层，旋转夹盘缓慢上移，控制单元根据通过质量流量计MFC和气动阀门对化学气体原料喷射流量进行控制和调整，

旋转夹盘或上下移动座上的重力传感器将粉末预制棒的重量信息连续传输给控制单元，通过对预设直径、移动高度和粉末预制棒重量的综合运算，获得粉末预制棒的上移速度和转速，

喷灯组件不断燃烧喷射，粉末预制棒的芯部和包层不断延伸，重量不断增加，重力传感器连续检测粉末预制棒重量，控制单元根据重量信息控制上下移动座的上移速度，带动粉末预制棒不断上移，直至达到粉末预制棒预定的长度。

8.按权利要求7所述的VAD法制造光纤预制棒的方法，其特征在于所述的燃气为氢气或天然气CH₄。

9.按权利要求8所述的VAD法制造光纤预制棒的方法，其特征在于所述的喷灯组件包括预制棒芯部喷灯，预制棒芯部喷灯喷射沉积形成粉末预制棒芯层的反应为：

CH₄ + 2O₂ =CO₂+2H₂O

或 2H₂+O₂=2H₂O

SiCL₄+H2O=SiO₂+HCL

GeCL₄+H₂O=GeO₂+HCL

喷射沉积反应中通过掺入GeCL₄化学材料，水解反应后生成GeO₂，生成的GeO₂最后形成预制棒芯部高折射率芯层粉末体；

所述的喷灯组件包括预制棒包层喷灯，预制棒包层喷灯喷射沉积形成粉末预制棒包层的反应为：

CH₄ + 2O₂ =CO₂+2H₂O

或 2H₂+O₂=2H₂O

SiCL₄+H2O=SiO₂+HCL

喷射沉积反应中通过掺入四氯化硅，水解反应生成SiO₂，生成的SiO₂最后形成预制棒包层的高纯石英玻璃粉末体。

10.按权利要求7或8所述的VAD法制造光纤预制棒的方法，其特征在于所述的初始化设定包括固定位置的还原，重力传感器的归零，控制单元的参数设定，燃气和化学气体原料供应系统原料的准备。