[发明专利]一种石英玻璃棒温度和功率联合控制真空烧结方法

说明书

本发明公开了一种石英玻璃棒温度和功率联合控制真空烧结方法，升温至烧结温度前，加热电源采用温度PID控制模式，达到烧结温度10min后，程序自动切换至功率控制模式，以避免因红外测温不准，而造成石英玻璃棒因实际温度过高造成的玻璃棒拉长报废的问题，烧结阶段Phase结束后，程序再自动切换至温度PID控制模式；根据上一炉烧结运行数据，各段红外测温温度和加热电源功率输出，对下一炉烧结配方recipe数据进行修正；本发明采用温度和功率联合控制控制，可实现真空烧结多段红外温度与实际温度相差较大时，仍可烧结出均匀性较好的石英玻璃棒，以提高真空烧结设备使用率和石英玻璃棒成品合格率。

技术领域

本发明涉及石英玻璃制造设备技术领域，尤其涉及一种石英玻璃棒温度和功率联合控制真空烧结方法。

背景技术

在制备石英玻璃过程中，比较常用的方法是采用VAD、OVD生产工艺制备预制棒母棒的松散体，之后采用烧结的方法使其烧结成玻璃体，烧结过程使用真空烧结炉进行烧结。

真空烧结炉常采用4段或5段加热方式，每段均配置一台红外测温仪进行测温，加热电源每段单独控温，常采用温度PID调节控温方式，但由于在因某些外部原因或石墨件材质问题，石墨件所含杂质较多，或在安装法兰时，使用真空油脂较多，加热时，石墨件杂质或真空油脂挥发，经常造成真空烧结炉体上红外测温透光镜片模糊，测量温度比实际温度低几十度，而采用PID调节控温方式，从而造成实际温度比recipe设置温度高几十度，预制棒在该段位置将会拉长，产品报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种石英玻璃棒温度和功率联合控制真空烧结方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种石英玻璃棒温度和功率联合控制真空烧结方法，该方法包括：

将石英玻璃棒真空烧结分为多个阶段Phase，在工控机系统的烧结配方Recipe中为每个阶段Phase设置烧结步骤、烧结数据，并将烧结数据下载入工控机的PLC存储区内；启动自动烧结后，控制程序将按烧结配方Recipe中的烧结步骤、烧结数据进行烧结；

在烧结过程中，若某段测温异常时，烧结配方Recipe的加热数据小于一定阈值时，系统采用温度和功率联合控制程序进行控制，在烧结阶段Phase前，加热电源控制模式采用温度PID控制模式，达到烧结温度一定时间后，温度和功率趋于稳定后，程序自动切换至功率控制模式，烧结阶段Phase结束后，系统自动还原为温度PID控制模式。

进一步地，本发明的所述方法还包括烧结数据的设置方法：

获取工控机系统HMI历史烧结记录，查看上一炉的烧结数据，汇总出正常烧结时阶段Phase(n)中，各段功率值{p1^’(n)，p2^’(n)，p3^’(n)，p4^’(n)，p5^’(n)}和烧结阶段结束时的红外测温值{t1^’(n)，t2^’(n)，t3^’(n)，t4^’(n)，t5^’(n)}，’表示上一炉某阶段Phase(n)结束时的数据；将上一炉的功率值和测温值作为下一炉烧结数据的设置依据。

进一步地，本发明的所述方法还包括：

若某段测温异常时，将烧结配方Recipe中该段烧结前一个阶段Phase的加热数据设定为上一炉该段烧结阶段Phase即将结束时的温度值，该段烧结阶段Phase加热数据设置为原先烧棒正常烧结阶段Phase稳定时的功率值；若测温正常，按原先方式设定；即：

假设第k段测温异常时，设置数据为：

Phase(n-1)＝{t1(n-1)，t2(n-1)，…，tk(n-1)，…，tm-1(n-1)，tm(n-1)}