[发明专利]一种稳定光纤预制棒芯棒生长的风量控制装置及其方法

权利要求书

1.一种稳定光纤预制棒芯棒生长的风量控制装置，其特征在于：包括石英腔体、金属吊杆、石英靶棒、提升部马达、卡盘、排气主管道、排气支管道、石英喷灯、原料气体气盘、废气处理塔、风机组、风速测定仪、电磁风阀、移动马达、活动盖板、连接杆、工控机和PC机；

提升部马达与卡盘相连，卡盘夹持住金属吊杆，将石英靶棒悬挂在金属吊杆末端，并伸入石英腔体内，提升部马达控制卡盘的上升和旋转；石英喷灯安装在石英腔体右侧，通过管道与原料气体气盘相连；排风主管道安装在石英腔体左上侧，在排气主管道内安装有风速测定仪，用于测定从石英腔体内抽取的风量；排气主管道连接到废气处理塔，再连接到风机组；在排气管道上开一排气支管道，并在排气支管道内安装电磁风阀；石英腔体顶端安装有活动盖板，活动盖板通过连接杆与移动马达相连，移动马达可以控制活动盖板的开合，石英腔体上部活动盖板进风处安装有风速测定仪；上述风速测定仪通过控制线与工控机的输入端口相连，电磁风阀和移动马达通过控制线与工控机的输出端口相连，工控机再与PC机用数据线相连。

2.根据权利要求1所述的一种稳定光纤预制棒芯棒生长的风量控制装置，其特征在于：在石英腔体的排气主管道和石英腔体上部活动盖板进风处安装风速测定仪，并将测得的风速数值传送给工控机，工控机计算出当前实际风量，并通过PID运算比较其与目标风量大小，调整电磁风阀和移动马达的开合度，使实际风量与目标风量一致，该过程的数值将传送给PC机，显示在显示屏上，实时监控风量变化。

3.根据权利要求1所述的一种稳定光纤预制棒芯棒生长的风量控制装置，其特征在于：沉积过程中光纤预制棒芯棒保持旋转，转速在15～30r/min，并以30～60mm/h的速度上提。

4.权利要求1所述的一种稳定光纤预制棒芯棒生长的风量控制方法，其特征在于：

首先，在PC机设定目标控制风量值，活动盖板进风风量值为1.8~2.3m3/min，一般为2m3/min，排气主管道排风风量为5~6.5m3/min，一般为5.8m3/min，再在PC机设定排气主管道的实际截面积和活动盖板空隙的实际截面积；在芯棒沉积过程中，环境中的空气通过石英腔体顶部的活动盖板中间的空隙进入石英腔体内，带动石英腔体内的废气和未能沉积的SiO2粉末通过排气主管道进入废气处理塔内，排气主管道和活动盖板处的风速测定仪将测得的风速数值传送给工控机；工控机计算出当前实际风量，并比较其与目标风量大小，调整电磁风阀和移动马达的开合度，使实际风量与目标风量一致，该过程的数值将传送给PC机，显示在显示屏上，实时监控风量变化；

当排气主管道处风量数值大于设定的目标控制风量值时，其中风量=风速测量仪数值×排气主管道截面积，工控机将通过PID运算，增加电磁风阀开度，增大补风，从而减少从沉积腔体内的抽风，使得抽风风量与设定目标控制风量值接近或相等；当排气主管道处风量数值小于设定的目标控制风量值时，工控机将通过PID运算，减少电磁风阀开度，减少补风，从而增加从沉积腔体内的抽风，使得抽风风量与设定目标控制风量值接近或相等；

当活动盖板处风量数值：风量=风速测量仪数值×活动盖板空隙截面积，活动盖板处于初始位置时空隙截面积为S₀，移动马达开始移动后通过转数转换得出移动距离，再计算出空隙变化面积S₁，实际截面积=S₀+S₁，大于设定的目标控制风量值时，工控机将通过PID运算，控制移动马达减少活动盖板开度，减少进风，使得进风风量与设定目标控制风量值接近或相等；当活动盖板处风量数值小于设定的目标控制风量值时，工控机将通过PID运算，控制移动马达增加活动盖板开度，增加进风，使得进风风量与设定目标控制风量值接近或相等。