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MCVD选件:附加功能可以增强光纤预制棒的强度,产量和重现性
日期:2021-02-03 01:49:12
光纤预制棒

您可以使用非常基本的系统来制造光纤预制棒,本质上就是带有MCVD车床的房间中的气体输送系统。或者,您可以通过添加许多附件来增强您的系统,这些附件将提高光纤强度和产量,并提高光纤预制棒制造过程的可重复性。
 
多年来,在我开发和制造特种光纤的过程中(我一直在这里运行和维护气体输送系统),我积极寻找各种附加控制设备以改善我们的工艺和光纤质量。实际上,某些功能(例如自动阀门泄漏测试和自动校准)是根据我的要求而专门设计的,可以满足我的需求。以下信息简要描述了MCVD系统的附加功能,这些功能将增强您生产满足您的设计目标的高质量特种光纤预制棒的能力。
 
多通道气体干燥器和露点监控器
如果不进行气体干燥,则光纤中的水峰和输送管线的腐蚀会导致严重的问题,导致化学品污染。我熟悉多通道气体干燥器,该干燥器可除去输入气流中的水分。该气体干燥器还包括露点监控器,因此您可以跟踪气流中的水分含量。多通道气体干燥器具有两个干燥塔。一塔干燥并向系统输送过程气体时,另一塔处于待机模式。根据对设备的编程方式,您可以指示MCVD系统在使用中的色谱柱被水分饱和之前切换到备用色谱柱。同样,对于氧气的输送,在干燥塔之前使用“裂解”塔。

mcvd

 
多通道气体干燥器和露点监控器是重要功能,因为它们是完全自动化的。如果您选择不安装自动气体干燥器,则另一种选择是购买带有可更换滤芯的固定式干燥柱,该柱可安装在实验室的墙上。这些固定的干燥塔需要由操作员手动更换和交叉清洗。在这种情况下,您可能会在此过程中冒入水分的风险。同样,MCVD中的气体干燥器将干燥的氮气输送到干燥箱,干燥箱封闭了所有的Teflon截止阀和管路,以保持系统干燥。它还提供了干燥的气体来传输化学物质,这是至关重要的设备。
 
自动阀泄漏测试
气体输送系统中的阀门确定将哪些化学物质输送到沉积管以及何时输送。如果阀门不密封,则不会获得预期的气体流量,或者会与其他化学品交叉混合。在生产光纤预制棒之前了解您的防漏系统非常有价值。但是,手动进行约100个阀门的泄漏测试非常耗时。对于我操作的MCVD系统,最多需要2天的时间才能手动对整个系统进行泄漏测试并跟踪泄漏。请记住,阀门需要在打开位置进行泄漏测试(气体正在输送到系统中),因为气体仍可能泄漏到大气中。当然,它们还需要在关闭位置进行测试(气体没有输送到系统中)。
 
或者,您可以购买自动泄漏测试系统作为附加选项。这种计算机化的泄漏测试系统可自动将系统中的每个阀门以所有组合在打开和关闭位置循环。这种节省时间的选件可为每个阀提供低压氧气,并在输送管线上寻找零流量状态。这是通过系统中的每个阀(无需操作员)完成的,并且计算机程序会记录所有结果并提供报告。根据该报告,您可以确定哪个阀门泄漏并迅速对其进行维修。
 
这是一项节省时间的功能:无需花费2天的时间对系统进行手动泄漏测试,而只需花费2个小时即可运行测试。如果您手动进行了泄漏阀测试,则您会熟悉一个关键问题:如果有多个阀门泄漏,则很难查明是哪个阀门导致了该问题。此自动泄漏测试功能可提供报告,指出需要注意的特定阀门,因此可以快速进行维修。

光纤

 
自动校准软件界面
我发现校准是生产符合设计目标的优质光纤预制棒的关键因素。在本文中,我将简要介绍一下校准。我鼓励您阅读我以前的文章之一,其中讨论了校准H2 / O2质量流量控制器的重要性,并提供了许多技巧。
 
应我的要求,开发了一种自动校准系统,以将通过气体输送系统中每个设备的质量流量与质量流量标准进行比较。质量流量标准在推车上,位于气体输送设备旁边,并连接到MCVD。然后,流经控制设备的气流将离开机器并流经校准标准液。一个计算机程序通过10个不同的设定值自动循环被测质量流量控制器,并将其与质量流量控制标准进行比较。这是针对系统中的每个质量流量控制器完成的。我操作的MCVD具有12个质量流量控制器。质量流量控制器由计算机自动按照标准切换,并且在没有操作员在场的情况下进行了测试。
 
此选项也是省时的功能。您可以在晚上挂上校准车,然后回家。早上,您会看到每个质量流量控制器与标准相比的报告。如果不合格,您可以选择纠正质量流量控制器,更换它,或者简单地让控制配方软件自动补偿特定质量流量控制器提供的不正确值。
 
自动校准软件的主要优点是您可以绝对清楚质量流量控制器的操作。如果您不跟踪校准,例如,您要求100 CC,而实际上却获得110 CC,那么您就在不断地“追求设计”。我与经验丰富的行业专业人士进行了交谈,他们认识到他们陷入了陷阱。他们会从轮廓分析仪或光纤测量中获得反馈,而不是控制配方。该结果将反馈到MCVD中以“纠正”配方。相反,通过校准,您可以坐在驾驶员座位上,并且可以清楚地看到前方的道路。您可以确定如何最好地有效地前进。
 
考虑一下如果不校准质量流量控制器会发生什么,将很有帮助。如果您只是将光学结果反馈到MCVD系统配方中,那么您正在追求设计。这可以工作一段时间,但是当质量流量控制器发生故障并且必须更换时,您不知道实际流量是多少。您安装的新的,经过校准的单元将提供实际的流量。不幸的是,您将需要重新开始并重新建立流速设定点以符合规格。追赶质量流量控制器的漂移可能非常耗时。另一方面,自动校准系统将提供所有系统质量流量控制器的实际流量曲线,以确保您的MCVD配方可提供可重现的结果。
 
 
 
大气压补偿
当您考虑时,大气压确实会影响您的气体输送系统。当氧气通过化学药品鼓泡时,液体上方的大气压会影响您蒸发化学药品的速度。较低的大气压会增加化学品的蒸发速率。如果您使用恒温鼓泡器并很好地控制了汽化过程-但如果大气压力下降-那么从理论上讲,您将能够在相同的流量和温度下获得更高水平的蒸汽。这会影响您的光纤预制棒结果。有一些功能可以补偿MCVD系统中的气压变化。
 
车床外壳
一些光纤预制棒制造商将其MCVD设备安装在10,000级无尘室中。但是,可以使用非常基本的系统来制造光纤预制棒:在开放实验室中的车床和气体输送系统。如果您选择这样做并希望获得更高的纯度,则可以添加一个车床外壳(车床被装在带有滑动门的玻璃外壳中)。在此机柜中,通常会添加HEPA过滤器,以将进入的空气过滤到10,000级或更高的清洁度。外壳相对于外部房间产生正压力。正压与清洁空气的这种组合有助于防止微粒进入清洁环境,融合到预成型坯上并在拉伸光纤中造成薄弱点。
 
此外,车床外壳是一项安全功能,因为它可以保护操作员免受火焰和活动部件的伤害。如果您无力安装10,000级无尘室,则可以在实验室环境中添加车床外壳。这项小的投资可以提高光纤预制棒成品率,从而提高投资回报率。
 
辅助恒温鼓泡加热器
该浸入式加热器将热量添加到起泡剂化学品中,以补偿由于起泡作用引起的冷却。这是添加到您的MCVD中的重要功能,因为它可以在不到5分钟的时间内重新稳定起泡器化学温度。如果您阅读过我以前的文章,您会知道,我认为起泡器是制造光纤预制棒时极为重要的设备。实际上,我更喜欢玻璃起泡器,因为这使您可以查看化学药品,确定适当的液位并确认均匀的气泡流。多年来,我发现化学能见度是真正的优势。
 
扫描高温计
公司提供了一个扫描高温计,它可以指向沉积管上最热的点。开发了预定的高温计瞄准位置与速度的关系,并将其用于编程中。如果没有此选项,高温计瞄准镜将调整为一个速度。如果燃烧器速度增加,则高温区域可能会落后于高温计,从而导致比输入控制器的实际温度低的温度。您的温度控制器将进行补偿,使实际温度高于编程值。如果没有这一关键设备,您可能会过度补偿温度,这会降低沉积效率并可能导致管过早收缩。
 
直径控制
为了防止管子收缩,您必须在每次通过时仔细控制管子的直径,并使层的厚度保持一致。随着您的光纤预制棒收缩,壁厚会增加,从而导致内部沉积温度降低。这将更改您每次通过所获得的层厚度以及该层的折射率。假设您已将配方编程为以X厚度提供20层。如果每一层都越来越薄,则最终的光纤预制棒将无法满足您的要求。MCVD的直径控制选项使您能够在每次运行中以及一次运行中控制沉积管直径。
 
带电动尾座的加长床车床
此附加功能使您可以将光纤预制棒拉伸到较小的直径。您可以对车床,消防车和电动尾座进行编程,使其以特定速度运行,从而为您提供特定的光纤预制棒直径。(程序将自动计算该值。)这是提高光纤预制棒成品率的非常有用的方法。实际上,您可以在预成型坯中制造大于所需的纤芯,将其拉伸为较小的直径,然后用石英管将其包覆,以实现光纤设计所需的纤芯/包层比。这个过程可以产生更多的光纤。实际上,这已成为制造电信光纤的流行方法。将芯棒制造成非常大的直径,然后将其拉伸成较长的长度,然后切成短段。接下来,每个部分都套上外套,以便从一个核心中获得许多光纤预制棒。这是制造光纤预制棒的经济有效的方法。显然,此附加功能可以直接影响您的光纤产量。
 
一个较小的相关选项是双爪卡盘。通常,车床配备了一组夹爪来抓管。如果沉积管不是完美的圆形,您可能会感觉到颚板移动。附加的钳口组提供了另一组接触点,因此沉积管保持稳定。同样,双钳口卡盘也可以用于外套保护:一组钳口保持预成型件,而第二组钳口保持过度折叠管。
 
夹克车床垂直拉伸
如上所述,加长床卧式车床可用于拉伸或覆套。另外,像我司也提供垂直拉伸和覆膜车床。有2个优点:
 
立式车床消除了重力问题,该问题导致在加热时导致管子下垂,这是卧式车床的常见情况。
立式拉伸车床通常更长,可以加工更长的光纤预制棒。
 
手动车床控制箱
公司提供的许多附加选项之一是用于设置的手动车床控制箱。当您将沉积管,塌缩管或预成型坯装入车床以及矫直和熔融玻璃时,您可以独立于自动系统控制燃烧器的火焰和位置。此功能使您可以在坐在车床前面的情况下上下移动燃烧器火架。另外,手动车床控制箱还具有控制电位器,用于控制H2 / O2流向燃烧器的流量。这使您可以在设置过程中手动控制燃烧器温度。
 
此外,引燃器/主燃烧器支脚拨动开关使您可以腾出双手专注于矫直和用石墨桨融合预成型件。要打开/关闭燃烧器,只需踩下脚踏板。脚踏板具有软启动功能,可缓慢倾斜质量流量控制器。没有此功能,如果您踩下踏板并打开氢气阀以使质量流量控制器将流量发送到燃烧器,则会产生大量的氢气。对于MCVD操作员而言,这些功能非常好用,用户友好。
 
化学填充系统:SiCl4,GeCl4,POCl3和备用
正如我在之前的文章中提到的那样,当您通过化学试剂制造光纤预制棒和气泡气体时,这些气体会汽化,并且起泡器中的化学含量会下降。MCVD系统中的某些组件有助于补偿该化学滴。但是,在某些时候,需要填充起泡器以维持可重现的蒸汽产生。半自动化学填充系统可将操作员从过程的关键部分中删除。这大大减少了出错的机会,也减少了水分进入系统的可能性。
 
通常,自动化学药品加注系统是独立的机柜,通过管道连接到气体传输系统并连接到每个起泡器。(这些系统可以是不锈钢或特氟隆/玻璃。)控制阀与管路成一直线,以便在适当的时候打开/关闭。化学品补充柜还容纳从化学品供应商处购买的散装容器。要启动化学加注系统,将输送管线中的干燥气体一直吹扫通过输送系统的气体,以绕过起泡器排空。完成后,对大容量化学容器进行加压,并将化学物质压入MCVD鼓泡器中,直至达到正确的液位。接下来,将剩余的化学药品用干燥气体从加气管线中吹扫一段设定的时间,以完成加气过程。
 
结论思想
如上所述,这些功能我发现非常有用。如果您对这些功能有任何疑问,建议您给我打电话。我们可以考虑各种选择,这些选择将增强贵公司的光纤强度和产量,并提高光纤预制棒制造工艺的可重复性。