[实用新型]一种在线监测OVD疏松体密度的设备

说明书

本实用新型提供了一种在线监测OVD疏松体密度的设备，包括用来沉积疏松体的沉积腔，所述沉积腔内设有水平放置芯棒的夹具，夹具上方与芯棒平行方向安装有激光扫描测径系统，夹具下方安装有喷灯平台；所述激光扫描测径系统设有测径的激光装置以及控制激光装置左右移动的第一驱动结构，所述夹具连接控制夹具旋转的第二驱动结构，所述第一驱动结构、第二驱动结构；所述夹具内设有称重装置，所述称重装置连接控制器。本实用新型为“在沉积过程中在线监测疏松体的直径，及时控制疏松体的密度，从而制备大尺寸预制棒”提供必要的硬件支撑。

技术领域

本实用新型属于光纤预制棒的研发和制造领域，特别是涉及到一种在线监测OVD疏松体密度的设备。

背景技术

近几年来，国家对光通讯产业的大力扶持，光通讯产业得到快速发展，棒纤缆产业的结构优化、差异化竞争已经势在必行，光纤企业加大力度研发光纤预制棒，提高生产预制棒的技术和降低成本，其中最有效的方法之一是开发大尺寸光纤预制棒技术，大尺寸预制棒有利于降低光纤的制造成本(预制棒成本、拉丝成本、测试成本都会因预制棒的增大而降低)。由于套管法制备大预制棒，需要大尺寸的厚套管，而制造这种规格的套管很困难，价格非常昂贵，因此选择比较经济的外包技术制备大尺寸预制棒。

目前，光纤预制棒多采用“两步法”复合工艺生产流程，也就是先用改进的化学气相沉积法(MCVD)、等离子化学气相沉积法(PCVD)、气相轴向沉积法(VAD)、外部气相沉积法(OVD)等芯棒作技术沉积芯层，再采用套管法、OVD法、VAD法，等离子喷涂法、Sol-Gel(溶胶凝胶)法等外包层制作工艺技术制作外包层。在众多各种外包层制作工艺中，VAD法和OVD法成产成本低，因此，国内大多数光通信企业采用VAD+OVD的全合成工艺制备大尺寸光纤预制棒。VAD和OVD采用的工艺都是火焰水解法，即气相沉积，也就是气态卤化物(SiCl₄等)与氢氧焰或甲烷焰进行反应，生成大量的粉尘颗粒，然后通过热泳运动沉积，当粉尘颗粒遇到温度低的芯棒时，会在芯棒的周围形成一层温差非常大的界面层。而这些粉尘颗粒将会从高温向低温移动，与此同时，芯棒沿旋转轴方向来回移动，能够使粉尘均匀地沉积到芯棒的有效部分上去，而VAD工艺与OVD工艺不同的是，VAD工艺沉积的预制棒的生长方向是由下向上轴生长的。制备大尺寸预制棒需采用OVD工艺。在OVD的工艺过程中，很多因素影响沉积，其中最重要的是SiO₂颗粒。SiO₂颗粒的形成会极大的影响疏松体，SiO2颗粒是由气态的SiCl₄分子在化学反应中形成SiO₂晶核，在热的作用下，多个SiO₂晶核互相碰撞和结合生成比分子更大的原始颗粒，原始颗粒形成以后，在碰撞和结合的作用下形成不完全的凝聚颗粒，这些凝聚颗粒继续互相聚集到原始颗粒上，这些颗粒在通过热泳运动吸附在芯棒表面上。SiO₂颗粒的形成主要有几个因素导致，例如芯棒的直径，芯棒的移动速度，氢气、氧气流量等，芯棒的直径越大会导致芯棒的表面积越大，因而芯棒表面的界面层越大，颗粒就有更多的机会和棒体接触，增加被捕获的几率；芯棒的移动速率越快，单位时间内芯棒表面的界面层也越大，而速率过快会导致密度过低；氢气和氧气流量较大，颗粒流的温度越高，热泳作用越剧烈，但温度不能过高，否则颗粒过小不易捕捉，且疏松体因受热过多而过于致密。并且，在沉积的过程中有时会经常出现疏松体开裂，疏松体表面出现很多白色疙瘩，疏松体直径不均匀等一系列异常，这会对制备大尺寸预制棒产生很大的阻力。

综上分析，根据现有的工艺设备制备大尺寸预制棒，沉积过程中无法合适的控制疏松体的密度，这也会影响后续烧结工艺，将会增加大尺寸预制棒前期调试的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种在线监测OVD疏松体密度的设备，为“在沉积过程中在线监测疏松体的直径，及时控制疏松体的密度，从而制备大尺寸预制棒”提供必要的硬件支撑。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：