【正文】 運行信號的發(fā)出以及系統(tǒng)需要的各種信號的采集，全部依賴計算機與PLC的相互協(xié)作來完成。當拉制光纖的直徑、溫度、氣氛等參數(shù)發(fā)生微小變化時，控制系統(tǒng)自動反饋一個信息，并使變化自動得到補償，這一作用系統(tǒng)稱為控制系統(tǒng)。牽引輪和牽引裝置及收排線機構(gòu)如圖538所示，牽引裝置一般采用輪式牽引機，牽引光纖在牽引輪上移動，牽引速度即為拉絲生產(chǎn)線的拉絲速度。為保證光纖直徑的精度要求，下列措施是必須的：首先，要求拉絲塔的底座應與周圍建筑物的地基隔離，單獨設置地基，以防止廠房周圍車輛、機械振動產(chǎn)生影響，引起拉制的光纖直徑波動；第二要求預制棒的拉絲牽引輪的速度要非常均勻平穩(wěn)；牽引輪，收線盤，電機的傳動部分不能出現(xiàn)任何的偏心，否則都會導致光纖直徑的變化；第三光纖直徑要有一個十分精密的測量與反饋控制系統(tǒng)。激發(fā)能級是離散性、量子化的。用激光拉制光纖的清凈度是各種方法無法比擬的，因為在拉絲過程中，激光器自身不會帶來任何污染；而在光纖直徑的控制上，在不需控制環(huán)的幫助下，大長度光纖直徑的偏差小于標準值的1%，且加熱溫度穩(wěn)定不變。當 ZrO2管溫度高于1500186。ZrO2氧化鋯加熱爐是利用氧化鋯材料在常溫下為絕緣體，接近1500186。石墨加熱爐采用直流或SOHZ型工頻交流電源為石墨爐加熱，如圖534。C的高溫已超過一般材料的熔點，因而加熱爐的設計是拉絲技術的又一關鍵技術。在正常狀態(tài)，若預制棒的饋送速度為V，光纖的拉絲速度為Vf，預制棒的外徑為D，裸光纖的外徑為df，df=2b。饋送機構(gòu)緩慢地將預制棒送入高溫加熱爐內(nèi)。管棒法拉制光纖工藝有兩種：一是將熔煉成一體的芯/包預制棒直接在高溫爐中加溫軟化拉制成光纖，如利用MCVD法制取的光纖預制棒；二是在芯層玻璃棒體上套上外包層玻璃管送入加熱爐中熔煉成一體，再送入高溫爐中加溫軟化拉制成光纖，如二步法生產(chǎn)的光纖芯層棒和包層管制成的預制棒。一次涂覆工藝是將拉制成的裸光纖表面涂覆上一層彈性模量比較高的涂覆材料，其作用是保護拉制出的光纖表面不受損傷，并提高其機械強度，降低衰減。若不能立即拉絲，則應將處理好的預制棒懸掛在空氣過濾器的正前面或?qū)⑵浯娣庞谔貏e的無塵密封容器中，以便在暫時存放期間和在運往拉制場所時，表面不致被損傷、污染。C ~2300176。表524光纖預制棒酸蝕最佳參數(shù)表HF酸濃度溶解速率浸蝕時間492601010m/s15（min）5－30~5(h )4930（min）為使表面酸蝕均勻，酸蝕之前最好用有機溶劑清洗預制棒表面，因為粘附在預制棒表面的有機物妨礙氫氟酸溶劑對預制棒表面的浸蝕作用。C的高沉積溫度和高收縮溫度下，使稀少的金屬粒子自火焰中飛濺出來，熔融到棒的熱表面上，并在拉絲工藝之后，遺留于光纖表面上，這對微裂紋的形成起著主要作用。由于預制棒表面存在的裂紋和雜質(zhì)粒子，在高于2000176。C時，氯氣氣氛保溫兩小時，OH含量為200~300ppm，保溫時間延長至7小時，OH含量則小于1ppm。C時氣孔開始縮小。如果溶劑的烷基不同于醇鹽的烷基，則會產(chǎn)生轉(zhuǎn)移酯化反應：R（OH）+Si（OR）4 Si（OR）3（OR）+ROH （5232）（4）干燥階段： 一般放在敞開容器內(nèi)，加熱到80~110176。膠化過程中包含著水解和聚合兩類化學反應。在沒有酸類物質(zhì)參與反應時，金屬醇鹽往往會由于水的存在而起加水分解，生成白色沉淀物，加入酸類物質(zhì)后，立刻可以使其再溶解。制造步驟可以分為以下幾個階段：（1）配方階段：原料、稀釋劑、摻雜劑和催化劑等根據(jù)重量百分比稱重，混合均勻，如要作成一定形狀的產(chǎn)品，可以把溶膠注入所需要的模具內(nèi)，如管狀或棒狀模具。雖然利用氣相沉積技術可制備優(yōu)質(zhì)光纖，但是氣相沉積技術也存在著不足：原料資源、設備投入昂貴，工藝復雜，成品合格率較低，玻璃組份范圍窄等?；诖朔N想法，可以將四種不同的氣相沉積工藝進行不同方式的組合，可以派生出不同的新的預制棒實用制備技術—大棒套管法。燒結(jié)工序：隨著沉積的結(jié)束，多孔預制棒沿垂直方向提升到反應爐的上部石墨環(huán)狀加熱爐中，充入氯氣Cl2,氫氣H2，以及氯化亞砜(SOCl2)進行脫水處理并燒結(jié)成透明的玻璃光纖預制棒。VAD法光纖預制棒的制備工藝同樣有二個工序：沉積和燒結(jié)。其缺點是若采用氧化鋁陶瓷或高純石墨作靶棒，在抽去靶棒時，將引起預制棒中心層折射率分布紊亂，而導致光纖傳輸性能的降低。燒結(jié)工藝：當沉積工序完成后，抽去中心靶棒，將形成的多孔質(zhì)母體送入一高溫燒結(jié)爐內(nèi)，在1400～1600℃的高溫下，進行脫水處理，并燒縮成透明的無氣泡的固體玻璃預制棒，這一過程稱為燒結(jié)。在OVD法的化學反應中，不僅有從化學試劑系統(tǒng)中輸送來的氣相物質(zhì)，還有火炬中的氣體，而燃料燃燒產(chǎn)生的水也成為反應的副產(chǎn)品，而化學氣相物質(zhì)則處于燃燒體中間，水份進入了玻璃體，故稱為火焰水解反應。PCVD法工藝的優(yōu)點，不用氫氧火焰加熱沉積，沉積溫度低于相應的熱反應溫度，石英包皮管不易變形；控制性能好，由于氣體電離不受包皮管的熱容量限制，所以微波加熱腔體可以沿石英包皮管作快速往復運動，沉積層厚度可小于1um，從而制備出芯層達上千層以上的接近理想分布的折射率剖面。微波等離子體化學氣相沉積法，簡稱為PCVD法，如圖529所示。MCVD法自動化程度非常高，關鍵工藝參數(shù)均由計算機精確控制，包括：載運化學試劑的純氧流量，加熱溫度，試劑蒸發(fā)瓶的水浴溫度，玻璃車床的轉(zhuǎn)速，石英包皮管在高溫下外徑形變的檢測等。GeO2揮發(fā)、分解，引起光纖中心凹陷，此凹陷的深度和寬度由其中心孔附近失去的摻雜材料(GeO2)的多少來決定。g光纖剖面折射率分布指數(shù)。原石英包皮管這時與沉積的石英玻璃熔縮成一體，成為預制棒的外包層。在沉積過程中，應按一定速度左右往復地移動氫氧噴燈，氫氧火焰每移動一次，就會在石英包皮管的內(nèi)壁上沉積一層透明的SiO2SiF4（或SiO2B2O3）玻璃薄膜，厚度約為8～10μm。MCVD法的特點是在一根石英包皮管內(nèi)沉積內(nèi)包皮層和芯層玻璃，整個系統(tǒng)是處于全封閉的超提純狀態(tài)，所以用這種方法制得的預制棒純度非常的高，可以用來生產(chǎn)高質(zhì)量的單模和多模光纖。目前最為成熟的技術有四種：美國康寧公司在1974年開發(fā)成功，1980年全面投入使用的管外氣相沉積法，簡稱OVD法（OVD－Outside Vaper Deposition）；美國阿爾卡特公司在1974年開發(fā)的管內(nèi)化學氣相沉積法，簡稱MCVD法（MCVD－Modified Chemical Vaper Deposition）；日本NTT公司在1977年開發(fā)的軸向氣相沉積法，簡稱VAD法（VAD－Vaper Axial Deposition）；荷蘭菲利浦公司開發(fā)的微波等離子體化學氣相沉積法，簡稱PCVD法（PCVD－Plasma Chemical Vaper Deposition）。 壁厚公差：～（mm）長度：1000～1200mm錐度：≤（外徑）弓形: ≤1mm/m不同心度：≤橢圓度（長、短軸差）：≤CSA:同一根包皮管，平均CSA＝％；同一批包皮管，平均CSA＝4％（CSA包皮管橫截面的變化量）OH濃度：≤150ppm開放形氣泡：不允許存在任何大小的開放形氣泡；封閉形氣泡可允許：⑴～5mm、⑵每米1－～、⑶每米3－～、夾雜物：在同一批包皮管中2％。如果包皮管上某些部位存在氣泡，未熔化的生料粒子和雜質(zhì)，或某些堿金屬元素（Na、K、Mg等）雜質(zhì)富集到某一點，就會產(chǎn)生應力集中或者使光纖玻璃內(nèi)造成缺陷或微裂紋。它的純度對光纖的衰減影響很大，一般要求它含水(H2O)的露點在－70℃～－83℃，含H2O量1ppm；其它氫化物含量。這就構(gòu)成了所謂的“精餾－吸附－精餾”綜合提純工藝。精餾是蒸餾方法之一，主要用于分離液體混合物，以便得到純度很高的單一液體物質(zhì)。鹵化物試劑目前已有成熟的提純技術，如精餾法，吸附法，水解法，萃取法和絡合法等。這些液態(tài)試劑在常溫下呈無色的透明液體，有刺鼻氣味，易水解，在潮濕空氣中強烈發(fā)煙，同時放出熱量，屬放熱反應。成纜工藝首先要做兩方面的準備并應注意這樣幾點技術要點：（1）選擇具有優(yōu)良傳輸特性的光纖，此光纖可以是單模光纖也可以是多模光纖，并對光纖施加相應應力的篩選，篩選合格之后才能用來成纜；（2）對成纜用各種材料，強度元件，包扎帶，填充油膏等進行抽樣檢測，100％的檢查外形和備用長度，同時，按不同應用環(huán)境，選擇專用的成纜材料。光纖制造設備上所有氣體管道在工作間歇期間，均應充氮氣保護，避免空氣中潮氣進入管道，影響光纖性能。第五章 光纖光纜制造工藝及設備重點內(nèi)容:原料提純工藝、預制棒汽相沉積工藝、拉絲工藝、套塑工藝、余長形成、松套水冷、絞合工藝、層絞工藝難點: 汽相沉積工藝參數(shù)確定、拉絲環(huán)境保護、余長的控制、梯度水冷的控制、絞合參數(shù)的選擇主要內(nèi)容:（1）光纖制造工藝光纖原料制備及提純質(zhì)量檢測與控制光纖預制棒熔煉及表面處理合格光纖拉絲及一次涂覆工藝二次涂覆工藝光纖張力篩選及著色工藝(2)纜芯制造工藝（成纜工藝）中心管式單元帶狀光纖緊套光纖松套光纖層絞式單元加強件張力篩選合格一次著色光纖性能檢測骨架式纜芯單元光纖防水油膏光纖防水石油膏絞合機光纜油膏阻水帶包扎帶填充繩光纖防水油膏性能檢測 二次套塑 纜芯 (3)護套擠制工藝合格的纜芯檢驗光纜油膏內(nèi)護套裝鎧外護套打印標記檢驗加強件阻水帶包扎帶填充繩護套膠 成品光纜 圖5－01光纖光纜制造工藝流程圖通信用光纖是由高純度SiO2與少量高折射率摻雜劑GeOTiOAl2OZrO2和低折射率摻雜劑SiF4(F)或B2O3或P2O5等玻璃材料經(jīng)涂覆高分子材料制成的具有一定機械強度的涂覆光纖。（3）在層絞結(jié)構(gòu)中要特別注意絞合節(jié)距和形式的選擇，要合理科學，作到在成纜、？設和使用運輸中避免光纖受力。以SiCl4為例，它的水解化學反應式如下：SiCl4+2H2O 4HCl+SiO2 (511) SiCl4+4H2O H4SiO4+4HCl (512)由于鹵化物試劑的沸點低，℃，故易汽化，故提純工藝多采用汽相提純。目前在光纖原料提純工藝中，廣泛采用的是“精餾－吸附－精餾”混合提純法。精餾塔由多層塔板和蒸餾釜構(gòu)成，蒸餾得到的產(chǎn)品可分為塔頂餾出液（SiCl4液體）和蒸餾釜殘液（含金屬雜質(zhì)物質(zhì)）二種，SiCl4餾出液由塔頂蒸汽凝結(jié)得到，為使其純度更高，將其再回流入塔內(nèi)，并與從蒸餾釜連續(xù)上升的蒸汽在各層塔板上或填料表面密切接觸，不斷地進行部分汽化與凝縮，這一過程相當于對SiCl4液體進行了多次簡單的蒸餾，可進一步提高SiCl4的分離純度。采用這種提純工藝可使SiCl4純度達到很高的水平，金屬雜質(zhì)含量可降低到5ppb左右，含氫化物SiHCl3的含量可降低到。氬氣（Ar）有時也被用來作為載送氣體，對它的純度要求與氧氣相同。一旦當光纖受到張應力作用時，若主裂紋上的應力集中程度達到材料的臨界斷裂應力δe，光纖就斷裂。嚴重斑點（非玻璃化粒子）：決不允許外來物質(zhì)（指紋、沖洗的污斑和灰塵）：決不允許溝棱凹凸：（mm）表514 石英包皮管中雜質(zhì)含量的極限值金屬離子雜質(zhì)名稱 Al Ca Fe K Li Mg Mn Na Ti最大允許值（ppm） 24 傳統(tǒng)實體SiO2玻璃光纖制造方法有兩種:一種是早期用來制作傳光和傳像的多組分玻璃光纖的方法；另一種是當今通信用石英光纖最常采用的制備方法。上述四種方法相比，其各有優(yōu)缺點，但都能制造出高質(zhì)量的光纖產(chǎn)品，因而在世界光纖產(chǎn)業(yè)領域中各領一份風騷。MCVD法制備光纖預制棒工藝可分為二步：第一步，熔煉光纖預制棒的內(nèi)包層玻璃MCVD法制備光纖預制棒工藝可分為二步：第一步，熔煉光纖預制棒的內(nèi)包層玻璃制備內(nèi)包層玻璃時，由于要求其折射率稍低于芯層的折射率，因此，主體材料選用四氯化硅（SiCl4），低折射率摻雜材料可以選擇氟利昂（CF2Cl2）、六氟化硫（SF6）、四氟化二碳C2F4 、氧化硼B(yǎng)2O3等化學試劑。不斷從左到右緩慢移動，然后，快速返回到原處，進行第二次沉積，重復上述沉積步驟，那么在石英包皮管的內(nèi)壁上就會形成一定厚度的SiO2SiFSiO2B2O3玻璃層，作為SiO2光纖預制棒的內(nèi)包層。外包層不起導光作用，因為依前幾章的分析可知：激光束是在沉積的芯層玻璃中傳播。為使光纖預制棒的折射率分布達到所需的要求，可以通過向二氧化硅基體中加入少量摻雜劑來改變其折射率的方法實現(xiàn)。這種現(xiàn)象對光纖的衰減和色散都有很大的影響，尤其對多模光纖的傳輸帶寬影響是非常大的，僅此一項有時就把光纖寬度限制在了1GHZ?km之內(nèi)，對單模光纖的色散、帶寬也會造成一定的影響。MCVD法的優(yōu)點是工藝相對比較簡單，