本實用新型專利技術(shù)公開了一種中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，包括爐體、爐體頂部的進(jìn)氣裝置、爐體中間設(shè)置的石英管、設(shè)置在石英管外壁中部的復(fù)合加熱模塊；所述爐體頂部設(shè)置有上法蘭盤，上法蘭盤上安裝有進(jìn)氣裝置、在進(jìn)氣裝置頂端安裝有上端封口，爐體底部設(shè)置有下法蘭盤；所述上法蘭盤中心設(shè)置有上圓孔、下法蘭盤中心設(shè)置有下圓孔，上圓孔邊緣設(shè)置有上圓環(huán)形槽、下圓孔邊緣設(shè)置有下圓環(huán)形槽，石英管頂端連接上圓環(huán)形槽，石英管底端連接下圓環(huán)形槽，石英管與進(jìn)氣裝置連通，石英管內(nèi)充填惰性氣體。本實用新型專利技術(shù)的高精密加熱設(shè)備能夠制作無析晶，絲徑穩(wěn)定控制在±0.5微米誤差范圍內(nèi)的紅外硫系，碲酸鹽玻璃等光纖。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
：本技術(shù)涉及在光纖制造過程中的中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，特別適用于制作無析晶，絲徑穩(wěn)定(絲徑控制在±0.5微米誤差范圍內(nèi))的紅外光纖(硫系，碲酸鹽玻璃等光纖)的預(yù)制棒加熱爐設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
：上世紀(jì)70年代誕生的低損耗石英光纖技術(shù)以及后來發(fā)展的超低損耗無水石英光纖的技術(shù)，引領(lǐng)人類社會進(jìn)入了光通訊的時代。石英光纖的光輝歷史延續(xù)到了2005年，經(jīng)歷了實芯單模/多模光纖、光子晶體光纖、大模場光纖、布拉格光纖等階段的發(fā)展，似乎到了它歷史的盡頭。從材料學(xué)的角度出發(fā)，我們會發(fā)現(xiàn)石英光纖只是硅酸鹽玻璃(SiO2為主要成分)的一種高級表現(xiàn)形式，品種比較單一。目前的高功率光纖激光器大多集中于1-2μm近紅外波段，產(chǎn)品也多以石英光纖為激光載體。但是由于石英光纖材料本身限制，其紅外波長截至波長只能到2.2微米。因此，光纖的研究超越硅酸鹽玻璃的狹義范疇，便可擴(kuò)展到其他氧化物玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等多組分玻璃為主體的特種玻璃光纖。目前，美國、日本、英國、澳大利亞、法國和德國等發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資研究各種用途的多組分玻璃光纖。綜合各種情形，我們認(rèn)為多組分玻璃光纖產(chǎn)業(yè)化的腳步越來越近，是繼石英光纖之后光纖產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的“第二次革命”。3-5μm波段中紅外相干光源是三個大氣紅外窗口(1-3μm、3-5μm和8-12μm)中在大氣中衰減最小的，并且該波段涵蓋了許多原子和分子的吸收峰，因此該波段在光電對抗、目標(biāo)偵測、激光光譜學(xué)、地球勘探、大氣監(jiān)測(特別是CO2、H2O和O3)、天氣預(yù)報、森林火災(zāi)預(yù)警、醫(yī)療衛(wèi)生、無線光網(wǎng)絡(luò)以及空間光通信等領(lǐng)域有著越來越重要的應(yīng)用價值和前景扮演者極為重要的角色。舉例來說，遙感化學(xué)傳感、空氣污染控制(環(huán)境中10–9級含量的甲醛、一氧化氮、二氧化氮、硫化氫、三氫化砷等有害氣體的檢測)、激光手術(shù)刀等都是關(guān)系國計民生的重大需求。因此在3-5微米波段的紅外光纖激光器具有非常大的應(yīng)用前景，現(xiàn)階段主要限制紅外光纖激光器發(fā)展主要是工作物質(zhì)：紅外光纖。現(xiàn)階段能被實用的紅外光纖仍然在探索中，紅外光纖相對于石英，主要缺點之一就是容易析晶。如何拉制沒有析晶的紅外光纖，光纖預(yù)制棒加熱爐子的設(shè)計是至關(guān)重要的。現(xiàn)階段加熱爐的設(shè)計方式有許多，然而拉制出來的紅外光纖存在大量的析晶，導(dǎo)致絲徑浮動范圍大，在拉制過程中出現(xiàn)斷裂，甚至無法拉出光纖。因此如何設(shè)計出合理紅外光纖預(yù)制棒加熱爐，用于拉制無析晶的紅外光纖是一個非常重要的課題，并且具有很重大的意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
：為解決上述
技術(shù)介紹
中存在的缺陷，本技術(shù)提供了中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，這種高精密加熱爐能夠制作無析晶，絲徑穩(wěn)定(絲徑控制在±0.5微米誤差范圍內(nèi))的紅外光纖(硫系，碲酸鹽玻璃等光纖)。本技術(shù)的技術(shù)方案如下：中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，包括爐體、爐體頂部的進(jìn)氣裝置、爐體中間設(shè)置的石英管、設(shè)置在石英管外壁中部的復(fù)合加熱模塊；所述爐體頂部設(shè)置有上法蘭盤，上法蘭盤上安裝有進(jìn)氣裝置、在進(jìn)氣裝置頂端安裝有上端封口，爐體底部設(shè)置有下法蘭盤；所述上法蘭盤中心設(shè)置有上圓孔、下法蘭盤中心設(shè)置有下圓孔，上圓孔邊緣設(shè)置有上圓環(huán)形槽、下圓孔邊緣設(shè)置有下圓環(huán)形槽，石英管頂端連接上圓環(huán)形槽，石英管底端連接下圓環(huán)形槽，石英管與進(jìn)氣裝置連通，石英管內(nèi)充填惰性氣體。所述石英管頂端與上圓槽通過密封圈和硅膠密封，石英管底端與下圓槽通過密封圈和硅膠密封，密封膠耐200-250℃高溫。所述復(fù)合加熱模塊包括設(shè)置在石英管外部的加熱環(huán)、設(shè)置在加熱環(huán)外壁的陶瓷管；所述陶瓷管內(nèi)部設(shè)置有電阻絲；所述加熱環(huán)和陶瓷管外設(shè)置有不銹鋼罩，在不銹鋼罩和陶瓷管之間填充有耐火材料。所述加熱環(huán)由耐熱特殊鋼構(gòu)成，其鋼號為301、302、304、309、310、408、600或630；所述耐火材料是陶瓷塊、石棉或者玻璃纖維。所述加熱環(huán)是圓環(huán)形狀，其內(nèi)徑是20-50mm，外徑是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm；所述加熱環(huán)的橫截面形狀是┃┃形、┝┩形、】【形、][形、)(形、》《形或形。所述電阻絲直徑是0.5-20mm；所述電阻絲圈數(shù)是1-19圈，采用豎直排放式、疊放式或者并列堆放式。所述陶瓷管是環(huán)狀，其外徑是2-28mm，內(nèi)徑是1.5-24mm。所述高精密復(fù)合加熱模塊形成1mm-20mm最高溫平臺，12-35mm二十度高溫平臺，20-40mm五十度降溫分布區(qū)間，45-65mm百度降溫分布區(qū)間；或者，形成3mm-18mm最高溫平臺，14-32mm二十度高溫平臺，23-38mm五十度降溫分布區(qū)間，46-62mm百度降溫分布區(qū)間；或者，形成5mm-15mm最高溫平臺，14-30mm二十度高溫平臺，25-36mm五十度降溫分布區(qū)間，48-60mm百度降溫分布區(qū)間；或者，形成6mm-12mm最高溫平臺，16-26mm二十度高溫平臺，27-32mm五十度降溫分布區(qū)間，50-55mm百度降溫分布區(qū)間。所述惰性氣體是氬氣、氮氣、氦氣中的一種或多種。所述石英管內(nèi)還設(shè)置有一根空心不銹鋼桿，不銹鋼桿下端連接中紅外玻璃光纖預(yù)制棒，上端連接真空管，真空管連接真空泵。所述的特殊加熱模塊主要由特殊的鋼材料(圓環(huán)形狀，鋼材料內(nèi)徑是20-50mm，外徑是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm)，3-16圈的電阻絲(電阻絲的直徑是0.5-20mm)和許多個陶瓷管(陶瓷管的外徑是2-28mm，內(nèi)徑是1.5-24mm)構(gòu)成加熱模塊。所述的保溫系統(tǒng)包括耐火材料，玻璃纖維，保溫石棉，耐火鋼等等，其放置的方式保持是均勻，軸對稱。所述的密封系統(tǒng)主要通過一根準(zhǔn)直的石英管，密封膠，密封圈以及兩塊特殊結(jié)構(gòu)的法蘭盤來實現(xiàn)。所述的保護(hù)氣體循環(huán)系統(tǒng)主要是指如何使?fàn)t子里面保持無氧氣，少水分的通氣設(shè)計，使用惰性氣體保護(hù)紅外預(yù)制棒不被氧化，析晶，整個保護(hù)氣體進(jìn)氣方式有傾斜式，旋轉(zhuǎn)式，直通式。所述的真空系統(tǒng)主要是需要調(diào)節(jié)真空度來調(diào)節(jié)包層和芯之間空隙的真空度，以便抽真空時不讓包層破裂。所述的預(yù)制棒送棒系統(tǒng)主要是通過控制升降裝置，可以實現(xiàn)快速升降，慢速升價，也可以實現(xiàn)在0.05-5mm/min升降預(yù)制棒，誤差在1％以內(nèi)。上述特殊鋼材料可以是型號301，302，304，309，408，600，630。特殊加熱鋼材料的形狀有“┃”，“┝”，“【”，“[”，“)”“》”，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，其特征在于：包括爐體、爐體頂部的進(jìn)氣裝置、爐體中間設(shè)置的石英管、設(shè)置在石英管外壁中部的復(fù)合加熱模塊；所述爐體頂部設(shè)置有上法蘭盤，上法蘭盤上安裝有進(jìn)氣裝置、在進(jìn)氣裝置頂端安裝有上端封口，爐體底部設(shè)置有下法蘭盤；所述上法蘭盤中心設(shè)置有上圓孔、下法蘭盤中心設(shè)置有下圓孔，上圓孔邊緣設(shè)置有上圓環(huán)形槽、下圓孔邊緣設(shè)置有下圓環(huán)形槽，石英管頂端連接上圓環(huán)形槽，石英管底端連接下圓環(huán)形槽，石英管與進(jìn)氣裝置連通，石英管內(nèi)充填惰性氣體；所述石英管內(nèi)設(shè)置有一根空心不銹鋼桿，不銹鋼桿下端連接中紅外玻璃光纖預(yù)制棒，上端連接真空管，真空管連接真空泵。
【技術(shù)特征摘要】
1.中紅外光纖拉絲塔用高精密加熱設(shè)備，其特征在于：包括爐體、爐體頂部的進(jìn)氣裝置、爐體中間設(shè)置的石英管、設(shè)置在石英管外壁中部的復(fù)合加熱模塊；所述爐體頂部設(shè)置有上法蘭盤，上法蘭盤上安裝有進(jìn)氣裝置、在進(jìn)氣裝置頂端安裝有上端封口，爐體底部設(shè)置有下法蘭盤；所述上法蘭盤中心設(shè)置有上圓孔、下法蘭盤中心設(shè)置有下圓孔，上圓孔邊緣設(shè)置有上圓環(huán)形槽、下圓孔邊緣設(shè)置有下圓環(huán)形槽，石英管頂端連接上圓環(huán)形槽，石英管底端連接下圓環(huán)形槽，石英管與進(jìn)氣裝置連通，石英管內(nèi)充填惰性氣體；所述石英管內(nèi)設(shè)置有一根空心不銹鋼桿，不銹鋼桿下端連接中紅外玻璃光纖預(yù)制棒，上端連接真空管，真空管連接真空泵。
2.如權(quán)利要求1所述高精密加熱設(shè)備，其特征在于：所述石英管頂端與上圓槽通過密封圈和硅膠密封，石英管底端與下圓槽通過密封圈和硅膠密封，密封膠耐200-250℃高溫。
3.如權(quán)利要求1所述高精密加熱設(shè)備，其特征在于：所述復(fù)合加熱模塊包括設(shè)置在石英管外部的加熱環(huán)、設(shè)置在加熱環(huán)外壁的陶瓷管；所述陶瓷管內(nèi)部設(shè)置有電阻絲；所述加熱環(huán)和陶瓷管外設(shè)置有不銹鋼罩，在不銹鋼罩和陶瓷管之間填充有耐火材料。
4.如權(quán)利要求3所述高精密加熱設(shè)備，其特征在于：所述加熱環(huán)由耐熱特殊鋼構(gòu)成...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林傲祥，
申請(專利權(quán))人：西安思翰光電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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