[发明专利]用于光纤预制棒生产的烧结炉

说明书

本发明公开了一种用于光纤预制棒生产的烧结炉，烧结炉上设有气体取样装置、气相色谱装置和计算机系统。本发明在芯棒沉积工序使用气体取样装置，抽取并分析气体中氯化氢的含量，与吹入的气体浓度相比较；测算反应速率；精确监控工艺过程。在玻璃化工序使用气体取样装置，抽取并分析气体中氢气、氯化氢和水蒸汽的含量，精确判断玻璃化去水的效果。

本申请是申请日为2017年02月28日，申请号为201710113464.7，发明名称为“光纤预制棒的生产工艺及其光纤预制棒”的分案申请。

技术领域

本发明涉及光纤预制棒生产领域，具体涉及一种光纤预制棒的生产工艺及其光纤预制棒。

背景技术

光纤预制棒是制造石英系列光纤的核心原材料。光纤的内部结构就是在预制棒中形成的，因而预制棒的制造是光纤工艺中最重要的部分。光纤预制棒的制造有多种方法，常用的制造工艺是气相氧化法。在气相氧化法中，高纯度卤化物的蒸汽和氧气发生反应，形成一些氧化物微粒，这些氧化物微粒会沉积在玻璃或者石英体的表面上(或管状体的内壁)，然后通过烧结形成透明的玻璃棒。

众所周知，用VAD或OVD法沉积的松散体要经过烧结才能变成可供拉丝的光纤预制棒。在这一过程中，如何制得高度透明的均匀的玻璃体预制棒，对光纤的传输衰减特性十分重要。随着制造的预制棒直径的增大，棒中的残留气泡问题再度成为关注的焦点。固化过程中气孔的变化收缩与烧结前松散体芯棒的直径、密度、气孔的大小有关，因此烧结工艺必须结合沉积后松散体预制棒的特点，根据实际情况选择合适的工艺条件。而在松散体的烧结过程中，通入四氯化硅、氢气和氧气，烧结生成的二氧化硅微粒附着在芯棒上形成松散体上，该烧结过程的稳定，直接影响了松散体各层次的气泡的均匀性和松散体的密度分布(松散体的沿由外而内径向方向密度依次增加，且气泡分布由疏变密，同一直径区域的气泡应一致)，最终直接影响后续玻璃化工序烧结的效果。

现有的预制棒烧结和松散体玻璃化过程中，由于缺乏实时的气相反应详细的数据，对实际生产状况，只能要依靠工人直接观察火焰颜色和以往的经验进行粗略判断，因此，在实际的生产过程中，现有的工艺无法精确了解实际的烧结沉积和玻璃化过程，因而无法保证生产工艺的稳定性。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种光纤预制棒的生产工艺，解决了现有光纤预制棒生产工艺无法监测实际生产过程的缺陷。

本发明采取的技术方案如下：

一种光纤预制棒的生产工艺，包括以下步骤:

1)芯棒沉积工序：在芯棒车床上，于氢氧喷灯中通入四氯化硅、氢气和氧气，进行烧结，生成的二氧化硅微粒附着在芯棒上形成松散体；在松散体烧结沉积过程中，使用气体取样装置，抽取芯棒底部外侧的气体和芯棒顶部外侧的气体，使用气相色谱装置分析气体中氯化氢的含量，与吹入的气体浓度相比较；

2)玻璃化工序：得到的松散体熔融脱水，得到玻璃化的芯棒；在松散体玻璃化过程中，使用气体取样装置，抽取松散体底部外侧的气体和松散体顶部外侧的气体，使用气相色谱装置分析气体中氢气、氯化氢和水蒸汽的含量；

步骤1)和步骤2)中所述烧结炉上设有气体取样装置、气相色谱装置和计算机系统；所述气体取样装置包括底部取样器和顶部取样器；所述底部取样器包括弧形采样管和固定接管；所述顶部采样器包括同样的弧形采样管和滑动接管；所述弧形采样管具有120℃的弧度，所述弧形采样管的末端设有取样头；所述取样头内设有耐高温陶瓷滤网；所述烧结炉上开有第一穿孔、第二穿孔和排气管，所述排气管位于烧结炉的顶部；所述固定接管穿过第一穿孔外接第一进样管；所述滑动接管穿过第二穿孔外接第二进样管；所述滑动接管可沿第二穿孔滑动，使得弧形采样管的采样头接近或远离芯棒；所述第一进样管和第二进样管上均设有截止阀，所述第一进样管和第二进样管均连接进样总管上，所述进样总管连接气体储器，所述气体储器连接气相色谱装置；所述气相色谱装置电性连接计算机系统。