[发明专利]光纤拉制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用光纤预制件生产光纤的光纤拉制装置。本发明 特别涉及一种光纤拉制装置，其控制性能通过对应于光纤拉制装置运 行期间时时刻刻变化的拉制速度(实际拉制速度)改变光纤拉制装置 运行条件中的运行参数而得到提高，以及一种光纤拉制装置，其控制 性能通过对应于拉制速度连续改变实际拉制速度的目标变化量，并通 过根据实际拉制速度的目标变化量与实际拉制速度的实际变化量之间 的偏差调节预制件进给速度，而得到提高。

背景技术

一般来说，在生产光纤的光纤拉制装置中，光纤预制件在光纤拉 制装置所配备的拉制炉中加热后被连续拉制的速度(称为拉制速度) 与所生产光纤的质量密切相关。因此，在光纤拉制装置中，已经进行 了各种用于将拉制速度调节至最佳速度的改进，以获得良好质量的光 纤。

通常，拉制速度本身受反馈控制，使得拉制后的光纤(裸光纤) 外径的检测值追随目标值；因此，使实际拉制速度达到适当速度的控 制，通过控制将作为拉制对象的光纤预制件送入拉制炉的速度(此后 称为预制件进给速度)等方式间接实现。

在根据下面专利文献1的光纤拉制装置中，例如，预制件进给速度 Vf通过下面所示的方法计算；光纤预制件被以计算出的预制件进给速 度Vf送入到拉制炉中；由此，拉制速度被间接控制成适当的速度。下 文中，时间t表示拉制期间某一瞬时的时间，拉制速度V(t)表示在时 间t时的实际拉制速度。

在根据专利文献1的光纤拉制装置中，作为将光纤预制件送入拉制 炉的速度的基准(下文称为预制件基准进给速度)的速度Vf1，基于光 纤预制件的外径D(下文称为预制件直径)、拉制后光纤(裸光纤)的 目标直径d(下文称为目标纤维直径)、以及光纤的目标拉制速度v1， 通过下面的公式(A)计算出来。这一公式(A)建立在质量守恒定律 之上，该定律在所供给的光纤预制件与拉制后的光纤之间成立。这里， 目标拉制速度v1是在稳态运行中出于与作为后续处理的涂敷处理的关 系考虑，获得良好质量的光纤所希望的拉制速度，这将在此后进行介 绍。

Vf1＝v1·d²/D²...(A)

接下来，实际设定的预制件进给速度Vf(t)通过以预定修正值(Δ Vf1和ΔVf2)对由公式(A)计算出的预制件基准进给速度Vf1进行修 正来计算。其中，修正值ΔVf1通过将目标拉制速度v1与实际拉制速度 v(t)之间的差值乘以预定正系数K1计算出。修正值ΔVf2通过将作为 加速度的实际拉制速度v(t)每单位时间的变化量即V(t)-V(t-Δt) 乘以预定正系数K2来计算。

实际设定的预制件进给速度Vf(t)通过下面的公式(B)计算，该 式是从上述预制件基准进给速度Vf1加上修正值ΔVf1的结果减去修正 值ΔVf2。

Vf(t)＝Vf1+ΔVf1-ΔVf2

＝v1·d2/D2+K1(v1-v(t))-K2(v(t)-v(t-Δt))...(B)

通过根据公式(B)设定预制件进给速度Vf，实际拉制速度v(t)被 间接控制以追随目标拉制速度v1。具体而言，当实际拉制速度v(t)降低 到低于目标拉制速度v1时，预制件进给速度Vf根据公式(B)加速；结 果，光纤预制件的洗脱量增加，拉制后光纤的直径(检测值)趋向于 增加；因此，实际拉制速度v(t)受到控制而增加，使得光纤的直径接近 目标直径d。相反，当实际拉制速度v(t)超过目标拉制速度v1时，预制 件进给速度Vf根据公式(B)减速；结果，实际拉制速度v(t)受到控制 而减速，使得光纤的直径接近目标直径d。

根据专利文献1的光纤拉制装置的原理是，驱动预制件进给马达旋 转，使得将光纤预制件送入到拉制炉中的速度接近由上式计算出的预 制件进给速度Vf(t)，从而生产出高质量的光纤。

现在，稳态运行中的预制件直径D、目标直径d和目标拉制速度v1 被预设为光纤拉制装置的运行条件；并且在根据专利文献1的光纤拉制 装置中，只要运行条件的设置不作修改，由公式(A)计算出的预制件 基准进给速度Vf1就是恒定的。