[发明专利]一种用于光纤熔融拉锥的电磁感应加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光纤熔融拉锥的电磁感应加热装置，可用于制备光无源器件，包括光纤耦合器，光波分复用器，光纤反射器，光纤偏振分束器，光衰减器等。

背景技术

光无源器件是光纤通信领域的重要器件，通常采用熔融拉锥方法生产，即将两根（或多根）光纤中的一段裸光纤在高温下被熔融，同时加以拉力在加热熔融区域使光纤束形成双锥形状，通常称拉锥，生产的光纤器件的质量很大程度上取决于拉锥过程中的高温源情况，理想的高温源应该对拉锥区域的温度高低，温度场的分布实现精确的可调可控。

目前拉锥设备的高温源通常采用氢氧燃烧产生的火焰获得。这种高温源所受影响因素诸多难以达到拉锥要求。另外还有以下缺点。

（1）氢氧火焰在光纤中容易产生[OH] ˉ,增大了光纤信号损耗，光纤器件可靠性差。

（2）气体燃烧系统存在安全隐患。

（3）通常每个气体燃烧火焰每次只能完成一件光纤器件的生产，产量低。

（4）对于气体火焰的燃烧情况影响因素诸多并且难以有效控制，拉锥质量主要靠人工经验保证，产品产量及成品率低，一致性差。

（5）气体火焰加热难以实现自动化生产。

（6）气体火焰难以对微小区域或超大区域有效加热，不能满足某些光纤器件的小尺寸或大尺寸区域加热的拉锥需求。

电加热是火焰加热的改进方向，专利申请号；200610032235.4；200510031609.6；200420035981.5属于电加热中的电阻加热方式。由于受现有电热材料的性能限制，加热系统设计困难，使用过程中在热应力作用下极易断裂，寿命很短，难以在生产中应用。

发明内容

本发明涉及一种用于光纤熔融拉锥的电磁感应加热装置。本发明通过被电磁感应发生器线圈包容的发热体导体在电磁感应发生器线圈通入交流电源后产生的涡流电流发热，克服了现有火焰加热和电阻加热的缺点，是一种新型光纤熔融拉锥加热装置。本装置通过测温系统反馈信号控制加热电源的输出参数，可以对拉锥区域的温度大小，进行精确地可调可控。并且在发热体上开有数个槽口，通过发热体的槽口大小，形状及感应器发生器线圈分布的设计，满足拉锥温度场的需要。同时，可使多组光纤分别在各个槽口，在同一个温度条件，同一个温度场条件和同一个拉拔条件下进行多组同时拉锥，可大幅度提高产品的质量、产量和产品的一致性。这种电磁感应加热装置更容易实现自动化生产。生产中无环境污染，无安全隐患。

另外，配合耐超高温，抗氧化，导电材料作为发热体，在空气中，加热区域温度可以满足从常温到2300℃及以上温度需求，可以生产目前条件下难以生产的更高温材料的光纤器件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：新型光纤熔融拉锥电磁感应加热装置。它包括发热体，包容发热体的外壳，发热体外壳周围绕有的电磁感应发生器线圈，与感应发生器线圈连接的交流电源，与感应发生器线圈连接的介质循环冷却系统及对发热体进行测温控温的系统。

所述发热体是导电体，所述导电体包括金属，金属合金，非金属，陶瓷，金属陶瓷，及复合材料在内的所有导电体。

所述发热体的截面形状包括圆形，椭圆形，正方形，长方形，三角形在内的所有几何形状及其任意组合形状。所述发热体上开有槽口，槽口形状包括圆形，椭圆形，正方形，长方形，三角形在内的所有几何形状及其任意组合形状。

所述发热体上所开槽口的数量包括1或多个。

所述发热体外壳包括保温壳层和绝缘壳层，所述保温壳层和绝缘壳层在发热体所开槽口的对应位置同样开有槽口，所述槽口形状包括圆形，椭圆形，正方形，长方形，三角形在内的所有几何形状及其任意组合形状。

所述电磁感应发生器线圈材料是导电金属管，所述导电金属管材料包括铜，铝，铁在内的所有导电金属材料及其它们的合金材料。所述导电金属管线圈所绕位置与发热体或外壳层所开设的槽口位置错开。

所述电磁感应发生器管状线圈内通有循环流动介质，所述循环流动介质包括水，油，空气在内的所有导热介质。所述循环介质与压力泵连接。

所述电磁感应管状线圈与交流电源实行电连接。

所述交流电源的频率包括中频，高频在内的所有交流频率段。

所述测温控温系统包括热电偶，光学测温仪。

本发明的优点和积极效果包括以下几个方面。

（1）本发明相比现有拉锥设备加热温度更高并且精确可调可控，加热温度场可以尽可能的按需分布，大幅度地提高了拉锥质量。