[实用新型]一种光纤涂层直径自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型一种光纤涂层直径自动控制系统涉及的是一种光纤生产过程中涂层直径自动控制系统。

背景技术

涂层直径是光纤的一个极为重要的拉丝控制参数。传统的拉丝方法，操作人员通过拉丝经验直接设定相应速度段的涂覆压力，这种方法在低速拉丝生产时能够满足生产要求，但是在拉丝速度超过1800m/min高速拉丝时，光纤涂层直径的调节不够平滑，无法满足生产要求。

发明内容

本实用新型目的是针对上述存在的不足之处提供一种光纤涂层直径自动控制系统，是一种自动调节的光纤涂层直径自动控制系统，自动调节涂覆压力、涂覆温度和涂料管道温度，使光纤的涂层直径稳定在标准范围内。

一种光纤涂层直径自动控制系统法采取以下技术方案实现：

一种光纤涂层直径自动控制系统包括光纤涂覆装置、涂覆装置温度传感器、涂覆压力传感器、涂料管道温度传感器、涂料压料装置、涂覆装置的水浴装置、涂料固化装置、涂层直径测径仪、牵引装置、可编程逻辑控制器和上位机。

光纤涂覆装置设置有涂料盒，涂料盒中设置有水浴加热套。水浴加热套设置有进水口、回水管。涂料盒下方安装有涂覆模具。

涂覆装置的水浴装置包括进水管、出水管、电热管、液位传感器、水泵、温度传感器和水加热桶。水加热桶中盛装有热水，水加热桶下部装有电热管，水加热桶装有液位传感器，水泵的进水管与水加热桶连通，水泵的出水管与涂料盒设置的水浴加热套进水口连接，供给水浴加热套热水加热涂料，使涂料管道温度控制在30℃~60℃。水浴加热套设置的回水管通过控制阀与水加热桶连接。

涂料压料装置包括气体控制阀、进气管、液位传感器、涂料管道和涂料桶。涂料桶中盛装有涂料，涂料桶中装有液位传感器，涂料桶上部装有进气管，进气管上装有气体控制阀，调节进入涂料桶的压缩空气或其他气体压力，涂料管道一端与涂料桶连通，另一端与光纤涂覆装置的涂料盒连通，涂覆压力传感器和涂料管道温度传感器安装在涂料管道上，涂料压料装置上安装有涂覆装置温度传感器。

涂料固化装置安装在光纤涂覆装置的下部，所述的涂料固化装置是一种紫外线固化器，紫外线固化器装有紫外线灯，通过紫外线可将光纤表层的涂料迅速进行固化。

在涂料固化装置与牵引装置之间装有涂层直径测径仪，涂层直径测径仪通过信号线与可编程逻辑控制器相连，上位机通过控制线与可编程逻辑控制器相连。涂覆装置温度传感器、涂覆压力传感器和涂料管道温度传感器通过通过信号线与可编程逻辑控制器相连。

裸光纤经光纤涂覆装置进行涂覆，涂覆后的光纤通过涂料固化装置对涂料进行固化，涂层直径测径装置对固化后的光纤进行涂层直径测量，将测量得到的涂层直径信号传送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将采集到的涂层直径值与上位机设置的标准涂层直径值进行对比分析，通过PID运算，自动调节涂覆压力、涂覆温度和涂料管道温度，使光纤的涂层直径稳定在标准范围内，同时涂覆压力传感器、涂覆装置温度传感器、涂料管道温度传感器将实时采集到的涂覆压力、涂覆温度和涂料管道温度通过信号线反馈给可编程逻辑控制器。

一种光纤涂层直径自动控制的自动控制方法如下：

涂覆装置水浴装置对光纤涂覆装置进行水浴加热，使涂覆装置保持涂覆温度范围在30℃~60℃，涂覆温度通过安装在光纤涂覆装置上的涂覆装置温度传感器进行测量。涂料压料装置将涂料压入光纤涂覆装置对裸光纤进行涂覆，涂料管道采用全自动加热管道，涂料管道温度和涂料管道压力通过安装在涂料管道上的涂料管道温度传感器和涂覆压力传感器进行测量。涂覆压力传感器、涂覆装置温度传感器、涂料管道温度传感器将实时采集到的涂覆压力、涂覆温度和涂料管道温度通过信号线反馈给可编程逻辑控制器。涂层直径测径仪对固化后的光纤进行涂层直径测量，将测量得到的涂层直径信号传送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将采集到的涂层直径值与上位机设置的标准涂层直径值进行对比分析，通过PID运算，自动调节涂覆压力在0MPa~1.2MPa、涂覆温度30℃~60℃和涂料管道温度30℃~60℃，使光纤的涂层直径波动范围稳定在6μm之内。

整个生产过程通过可编程逻辑控制器（10）进行控制，操作人员可通过上位机（11）对可编程逻辑控制器（10）发送操作指令，上位机（11）通过工业以太网跟可编程逻辑控制器（10）实现数据交换。

所述的PID 是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。

PID控制系统组成如下：

PID调节微分方程如下：

式中    

PID调节器的传输函数如下：