[發明專利]一種光纖預制棒制造時控制氣態原料流量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201210554293.9
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103058512A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 江平;田國才;蔣平;李學軍;高長峰;李尚偉;任振華
• 申請（專利權）人: 江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: C03B37/07
• 分類號: C03B37/07
• 代理公司: 北京宇生知識產權代理事務所(普通合伙) 11116
• 代理人: 倪駿;莊益利

技術領域

本發明涉及光纖預制棒制造領域，尤其是涉及一種光纖預制棒制造時控制氣態原料流量的裝置和方法。

背景技術

隨著光通信行業的飛速發展，光纖需求迅速增長，對光纖預制棒制造所需液態化學品氣態供應系統要求越來越高，不但需要控制其氣態供應量，更需要大容量并能夠在單位時間內輸出量更大的蒸發系統。

目前使用的液態化學品氣態供應系統中，蒸發器一般采用雙容器自重開閉法來控制液態化學品的流入量，這種方法容易出現補不進液態原料或補料過度的問題，且蒸發量一般不大。蒸發器一般采用內部加熱的方法，由于加熱器直接接觸化學品，使用一段時間后加熱器表面結垢，致使加熱效率降低或不能加熱；對于氣態流量控制一般采用質量流量控制計（MFC）來控制，雖然MFC控制較為精確但它容易發生堵塞現象，維護成本高。

本發明開發的光纖預制棒所用液態化學品氣化并定量輸送的系統，液體供應部分采用化學品液位計115和比例控制閥102控制液態化學品在蒸發器內的液位，對液體的加熱采用非接觸式外部加熱，同時根據氣化量的不同需求，可設計不同容積的化學品罐120；對于氣態流量控制采用電子針閥控制微孔110前壓力傳感器111的值（微孔前壓力P2）來實現，大小不同的微孔對應不同流量的量程，維護十分方便。

發明內容

本發明提供了一種光纖預制棒制造時控制氣態原料流量的裝置，該裝置包括：

蒸發器120的內液位控制單元，由液位計115和比例控制閥102組成，通過比例控制閥的控制使液位高度控制在蒸發器容積固定高度處；

蒸發器120的內液溫控制單元，由一個液體溫度傳感器116和蒸發器外加熱器121組成，外加熱器通過PID控制；

蒸發器120內蒸汽壓力控制單元，內蒸汽壓力值由化學原料液體的溫度和化學原料液

位的高低來決定，由壓力傳感器117來讀取，液位的高度恒定，內蒸汽壓力P1通過控制化學原料液體的溫度來調整；

微孔110前壓力P2控制單元，前壓力值由壓力傳感器111讀取，該單元控制調整前壓力P2的值來控制氣態化學原料的流量，P2的控制是通過PID控制一個電子針閥112開閉的大小實現的；

壓力傳感器109，其讀取的數值為微孔110后壓力P3；

計算單元，在不同P2壓力下，測量在一段時間內液態化學品的使用量，計算氣態化學原料流量與微孔前后壓力差之間的3次線性方程系數。

進一步，在微孔前方增加了一個過濾器113。

進一步，為了保證氣態化學原料流量的穩定，須滿足下面條件：P1>P2>P3。

進一步，沿氣體流向氣態管道溫度逐漸升高。

進一步，液態化學原料通過液態化學品入口進入，經過氣動閥101和液體比例控制閥102，再經過手動閥103和106進入蒸發器120；氣態化學原料經氣動閥114和過濾器113流經電子針閥112。

本發明還提供了一種光纖預制棒制造時控制氣態化學原料流量的方法，該方法包括：

步驟（1）在不同微孔前壓力P2下，測量在一段時間內液態化學品的使用量；

步驟（2）計算氣態化學原料流量與微孔前后壓力差之間的3次線性方程系數；

步驟（3）通過電子針閥112控制不同的P2控制獲得對應的氣態化學原料流量。

進一步，可以通過液體流量計來測量液態化學原料的使用量或者通過測量化學原料緩沖罐一段時間內的重量變化來實現。

進一步，電子針閥112通過PID控制。

進一步，液態化學原料通過液態化學品入口進入，經過氣動閥101和液體比例控制閥102，再經過手動閥103和106進入蒸發器120；氣態化學原料經氣動閥114和過濾器113流經電子針閥112。

根據本發明的裝置和方法可以根據需求設計出不同的蒸發量和不同的輸出流量，以適應于不同的光纖預制棒制造工藝和高效低成本制造光纖預制棒。

附圖說明

圖1是根據本發明的裝置的電路結構圖。

圖2是SiCl₄流量隨微孔前壓力P2變化趨勢圖。

圖1中附圖標記含義為：101、107、108、114為氣動閥，102為比例控制閥，103、104、105、106為手動閥，109、111、117為壓力傳感器，110為微孔，112為電子針閥，113為過濾器，115為液位計，116為溫度傳感器，118為蒸發器內氣態化學品，119為蒸發器內氣態化學品，120為蒸發器，121為加熱器。

具體實施方式