Система автоматического управления температурным режимом нагрева заготовки при производстве фторидных волокон

• Автор: Круглова, Светлана Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Математическая модель процесса нагрева фторидной оптической заготовки

1.1 Анализ методов, средств, технологий производства фторидных опти

ческих волокон.

1.2 Конструкция башни вытяжки фторидных оптических волокон.

1.3 Модуль нагрева заготовки.

1.4 Исследование модуля наг рева фторидной заготовки

как объекта управления..

1.5. Выводы по главе.

Глава 2. Синтез системы автоматического управления температурным режимом нагрева фторидной оптической заготовки
2.1. Исследование температурных полей в зоне нагрева фторидной
оптической заготовки
2.2 Функциональная и структурная схемы системы автоматического
управления температурным режимом нагрева фторидной оптической заготовки.
2.3 Синтез системы автоматическою управления температурным
режимом нагрева фторидной заготовки с желаемым распределением корней характеристического уравнения
2.4. Моделирование системы автоматического управления температурным режимом нагрева фторидной оп тической заготовки.
2.5. Дискретная модель системы стабилизации температурных
режимов в зоне нагрева фторидной оптической заготовки.
2.6. Выводы по главе.
Глава 3. Система управления процессом вытяжки оптических волокон из заготовки
3.1. Анализ управляемого процесса вытяжки.
3.2.Управление двигателем постоянного тока на скользящих режимах
3.3. Функциональная схема электропривода постоянного тока на скользящих режимах
3.4. Моделирование электропривода постоянного тока
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Техническая реализация системы стабилизации температурных режимов в зоне нагрева фторидной оптической заготовки
4.1. Анализ средств контроля температуры зоны формования луковицы
4.2. Основные теоретические предпосылки к применению оптического метода контроля температуры.
4.3. Техническая реализация датчика температуры зоны формования. 1
4.4. Техническая реализация релейного регулятора канала
управления и 0.
4.5. Инвертор на ЮВТ модулях
4.6. Выводы по главе
Выводы по диссертационной работе
Литература


Однако вязкость фторидных с текол очень сильно зависит от температуры, поэтому для получения высококачественных световодов здесь необходим прецизионный контроль температуры. На стеклянный стержень может быть предварительно надета подходящая пластмассовая трубка, например, из тефлона марки ИЕР [5]. Из полученной таким образом заготовки с помощью нагревательного элемента вытягиваются покрытые полимером световоды. Схема установки для вытяжки световодов из заготовки показана на рис. Этот метод имеет ряд преимуществ. Во-первых, вытяжка световода вместе с полимерным покрытием позволяет получать световоды, поверхность которых имеет незначительное количество микротрещин и которые, вследствие этого, обладают большей механической прочностью. И, во-вторых, полимерное покрытие позволяет более устойчиво передавать излучение, поскольку оно защищает стеклянную сердцевину от нежелательных контактов с атмосферой. Рис. Схема установки для вытяжки световодов из заготовки. В технологии фторидных стекол (ФС) изготовление заготовок для вытяжки волокна в большинстве случаев осуществляется путем отливки расплава стекла в латунные, часто разъемные формы, предварительно нагретые до температуры, близкой к температуре стеклования для предотвращения термоудара. Остывание расплава в средних частях заготовки должно быть достаточно быстрым для предотвращения предкристаплизации [6]. Эго обстоятельство ограничивает диаметр и длину заготовки, которые обычно составляют соответственно 8- и -0 мм, и усложняет изготовление двухслойной заготовки. Завершающей стадией получения заготовки является тонкий отжиг в области температур, не вызывающих зарождение и росі кристаллов. Все операции проводят в герметичных перчаточных боксах, снабженных обычно печами для варки стекла и отжига заготовки, в атмосфере осушенных и тщательно очищенных инертных газов для предотвращения гидролиза и окисления фторидных стекол. Для получения двухслойной заготовки используют несколько методов лигья. В «сливном» или «build-in casting» методе [, ] расплав оболочки запивают в цилиндрическую латунную форму, предварительно нагретую до температуры несколько ниже температуры стеклования. Часть расплава, соприкасающаяся со стенками формы, затвердевает в виде трубки с тонкими стенками. Форму быстро переворачивают вверх дном. Остаток перегретого расплава из центральной части выливают, а в освободившуюся центральную часть трубки мгновенно заливается расплав сердцевины с большим значением показателя преломления. Более совершенной разновидностью отого метода является литье в форму, днище которой снабжено тонкой (~1 мм) заслонкой. Во время остывания стекла оболочки в расплав сверху налившої стекло сердцевины. Когда толщина стенки застывающей оболочки достигает определенной величины, быстро открывают заслонку. По мере вытекания застывшею стекла оболочки из центра формы стекло сердцевины опускается, образуется двухслойная заготовка. В другом варианте метода [] применяют устройство, состоящее из соосно расположенного вертикально перемещающегося тигля с отверстием в центре дна и резервуара для слива расплава. Вес это размещено в нагревательной камере. Отверстия в дне тигля и формы закрываются поршневыми задвижками. Тигель может входить в форму на часть сс высоты. Форма снабжена охлаждаемой рубашкой. Для получения заготовки тигель, находящийся выше формы, заполняют стеклом сердцевины, а форму - стеклом оболочки, после чего тигель и форму нагревают до температуры превращения стекла в расплав. Затем тигель опускают в форму на заранее определенную глубину, погружая его нижнюю часть в расплав стекла оболочки. В рубашку формы подают охлаждающий газ. После того, как расплав оболочки стекла затвердеет на требуемую толщину, открывают задвижки в дне тигля и формы. Незатвердсвшая часть расплава оболочки сливается в резервуар, а ее объем занимает расплав стекла сердцевины, перетекающий из тигля. Последние два варианта «сливного» метода позволяют изготовлять заготовки, свободные от пузырей и кристаллов на іранице сердцевина-оболочка.