[发明专利]一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设备及其方法

权利要求书

1.一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设备，其包括马弗管， 所述马弗管的中段外环面设置有加热器，所述加热器的外部设置有保温层， 所述保温层整体置于外层壳体内，疏松体的顶部设置有连接杆，烧结状态下 的所述疏松体位于所述马弗管的内部，其特征在于：所述连接杆的顶端外露 于所述马弗管的顶部，所述连接杆的顶部连接提升装置，所述提升装置的速 度控制部件外接于控制系统，所述外层壳体两侧的外壁对应于所述加热器的 加热区域位置设置有一对激光发射器和激光接收器，所述激光发射器的射出 端所射出的激光依次透过对应位置的外层壳体、保温层、加热器、马弗管并 最终被所述激光接收器所接收，所述激光发射器、激光接收器分别连接所述 控制系统，所述激光发射器射出的功率、激光接收器接收的功率分别被实时 传输至所述控制系统，所述控制系统内置有PID模块，PID模块通过比对激光 发射器射出的功率、激光接收器接收的功率的差值实时控制所述提升装置的 速度控制部件。

2.如权利要求1所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设 备，其特征在于：所述马弗管的下端侧部设置有进气口，所述马弗管的上端 侧部设置出气口，所述马弗管的顶部盖装有密封盖，所述连接杆的下端贯穿 所述密封盖后伸入所述马弗管的内腔。

3.如权利要求1或2所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结 的设备，其特征在于：所述激光接收器与发射器之间形成有激光贯穿轴线， 所述外层壳体对应于激光贯穿轴线的位置设置有贯穿孔，所述保温层对应于 所述激光贯穿轴线的位置设置有耐高温透明窗口，所述加热器的加热段对应 于所述激光贯穿轴线的位置设置有贯穿避让孔，所述马弗管为石英玻璃马弗 管。

4.如权利要求1所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设 备，所述激光贯穿轴线位于所述加热器半高平面的下方，所述激光贯穿轴线 与所述加热器半高平面之间的距离为L，L的数值为0～300mm。

5.如权利要求4所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设 备，其特征在于：L取值介于150mm～180mm。

6.一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的方法，其特征在于：使 用如权利要求1至5所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的设 备对疏松体脱水后，通过一对激光发射器和接收器实时监测正在烧结的疏松 体的烧结情况，进而实时控制提升装置的进给速度，在保证烧结温度不变的 情况下，确保烧结完成后的光纤预制棒的透明化。

7.如权利要求6所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的方 法，其特征在于：将疏松体放入马弗管中，通入氦气与氯气，之后加热器开 始加热，到达1200℃，开始脱水，排出反应废气，当脱水结束后，加热器继 续加热到1500±10℃，开始烧结，此时激光发射器发出激光，功率为P₁，通 过外层壳体、保温层、加热器、马弗管，穿过已透明的疏松体，到达激光接 收器，激光接收器接收到的激光功率为P₂，控制系统内的PID模块通过实时 比对P₁与P₂的大小，实时控制所述提升装置的速度控制部件，直至烧结结束， 加热器停止加热，烧结炉温恢复至待机温度，准备下一次生产。

8.如权利要求7所述的一种利用激光进行PID控制光纤预制棒烧结的方 法，其特征在于：在烧结时，激光发射器发射功率为P₁的激光，穿过透明化 的疏松体，由激光接收器接收，接收到的激光功率为P₂，P₁和P₂的差值为△P， 预先测得疏松体透明化状态的下的功率差值P₀，P₀与△P进行比对，若△P>P₀， 则说明疏松体透明化效果较差，PID模块控制下降速度变慢；若△P≤P₀，则 说明疏松体透明效果较好，PID模块控制下降速度变快。