用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块，所述均匀加热模块包括石英管和六个小电棒，六个小电棒紧密堆积在石英管外面，六个小电棒与石英管之间紧密贴合，六个小电棒串联，小电棒外面填充保温材料。均匀加热模块通过温度控制系统，真空控制系统，气体循环系统和水冷系统来间接“影响”加热区的温度分布，促使加热炉形成尖锐加热区。这样做方法简单，精度高，温度可调范围大，升温呈现梯度，温度控制精度高，光纤丝径稳定，光纤析晶程度相比别的加热炉少，使用寿命长。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光纤领域，涉及一种在多组分玻璃光纤制造过程中用于加热光纤预制棒的100-600°C中低温高精密加热炉，特别适用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块。
技术介绍
光纤是21世纪通讯和科技发展不可缺少的材料。其中主要用于光纤通讯领域，同时用于医疗，军事，科研，大气监测等等许多领域。光纤在国民生产和国防建设中有着重要和关键的应用，实现科技高速发展，改变通讯手段，以及提高人民物质和精神文明建设具有十分重大意义。如何拉制出符合设计要求并可实用的光纤，控制预制棒的加热温度区间是至关重 要的。现阶段光纤预制棒的加热模块设计有许多方式可以尝试使用，但是如果温场无法控制，会使得不同区域加热会出现偏差，温度可控范围变小，光纤在拉制过程出现析晶，光纤丝径不稳定且误差很大，光纤易断裂。目前，虽然普通石英光纤在光通讯领域有广泛的应用，其制作技术也相对成熟，这主要得益于高温的石墨电阻炉的设计成功，其温度区间涵盖了 1100-2300°C，温度区间尖锐，温度精确可控±1°C。而大部分多组分玻璃光纤的制造技术并不成熟，除了光纤预制棒玻璃块体材料的制作难度，中低温多组分玻璃光纤的拉制也是业界难题，尚无成熟的加热技术确保多组分玻璃光纤能够在尖锐温度区间内误差可控的拉制成功。为解决这一业界难题，必须研制一种温度区间尖锐、热量充足、惰性气氛环境保护、气流平衡可控的高精密光纤预制棒加热炉。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块，该用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块能使电阻式加热炉在预制棒加热炉的工作区间能使用自然温度分布形成尖锐温度加热区间，温控范围区间准确，精度高，百度降温区间的半径合理。本技术的技术方案是这样解决的本技术提供了一种用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块，所述均匀加热模块包括石英管和六个小电棒，六个小电棒紧密堆积在石英管外面，六个小电棒与石英管之间紧密贴合，六个小电棒串联，小电棒外面填充保温材料。所述均匀加热模块包括石英管和在石英管外面紧密堆积的轻质耐火材料，耐火材料上刻有三个小槽，电阻丝穿过小槽并缠绕三圈；耐火材料外面填充有保温材料。所述均匀加热模块包括石英管和在石英管外面浇注成倒喇叭形的加热环；加热环外面填充有保温材料。所述保温材料是石棉。由均匀加热模块、惰性保护气体循环系统、温度控制系统、真空系统、水冷系统来形成一个尖锐温度加热区间；通过均匀加热模块使加热区间形成一个尖锐温度分布，并且使温度梯度缓慢升温预热，精确控制百度加热区间的半径；而且真空系统通过控制抽取炉子和预制棒的真空度间接改变炉子温度分布，从而促使尖锐加热区间的形成；另外，通过温度控制系统直接调节温度变化，调节小电棒的加热预制棒，保护气直接改变加热区间和预热区温度，水冷循环系统间接改变加热区间的温度。所述的尖锐温度加热区间形成方法，按下述步骤进行(I)用六个小电棒紧密堆积在石英管外面，彼此之间紧密贴合；(2)采用串联方式将小电棒链接，保证所有发热体电流相同，故而发热量相同；(3)小电棒外面填充保温材料，保持加热炉温度并避免热量散失；(4)连接好真空系统，通过真空控制系统间接控制和影响加热区间的温度； (5)连接好温度控制接线，通过温度控制系统来调节加热区间温度；(6)连接水冷系统和保护气循环系统；(7)在最外面套上透明的石英罩以观察里面预制棒长度变化。所述的尖锐温度加热区间形成方法，按下述步骤进行(I)在石英管外面紧密堆积轻质耐火材料；(2)在耐火材料上刻上三个小槽，将电阻丝穿过小槽缠绕三圈；(3)耐火材料外面填充保温材料保温，保持加热炉温度；(4)连接好真空系统，通过真空控制系统间接控制和影响加热区间的稳定；(5)连接好温度控制接线，通过温度控制系统来调节加热区间温度；(6)连接水冷系统和保护气循环系统；(7)在最外面套上透明的石英罩以观察里面预制棒长度变化。所述的尖锐温度加热区间形成方法，按下述步骤进行(I)控制和计算各部分加热环的金属厚度以及喇叭区的倾斜角度，以此制造模具进行烧筑；(2)在石英管外面浇注成倒喇叭形的加热环；(3)在加热环外面填充保温材料保温，保持加热炉温度；(4)连接好真空系统，通过真空控制系统间接控制和影响加热区间的稳定；(5)连接好温度控制接线，通过温度控制系统来调节加热区间温度；(6)连接水冷系统和保护气循环系统；(7)在最外面套上透明的石英罩以观察里面预制棒长度变化。本技术采用在石英管外面推上小电棒，并且保持部分区域严格密封，所有电阻相同，精确控制预热区，通过加热六个小电棒，使加热区间形成一个尖锐温度加热区间，并且使温度梯度缓慢升温预热，精确控制百度加热区间的半径(最高温度至陡降100°c的纵向距离)；而且真空系统通过控制抽取炉子和预制棒的真空度间接改变炉子温度分布，从而促使尖锐加热区间的形成；另外，通过温度控制系统直接调节温度变化，调节小电棒的加热预制棒，保护气直接改变加热区间和预热区温度，水冷循环系统间接改变加热区间的温度，这些都有助于形成尖锐加热区。本技术采用在推着石英管外面的耐火材料上刻上三个凹槽，用电阻丝缠绕并埋入凹槽内，通过三圈电阻丝加热，使加热区间形成一个尖锐温度分布，并且在预热区和加热区间使温度梯度缓慢升温预热，精确控制百度加热区间的半径(最高温度至陡降100°c的纵向距离)；而且真空系统通过控制抽取炉子和预制棒的真空度间接改变炉子温度分布，在一定程度促使尖锐加热区间的形成，温度控制系统直接调节温度变化，调节电阻丝的加热炉内预制棒，通入保护气直接改变加热区间和预热区温度，水冷循环系统间接影响加热区间的温度，这些都有助于形成尖锐加热区。本技术采用在实施加热环浇筑成型，为倒喇叭形结构，自动形成尖锐加热区间和预热区，通过倒喇叭形结构加热环加热，使加热区间形成一个尖锐温度分布，并且使温度梯度缓慢升温预热，精确控制百度加热区间的半径(最高温度至陡降100°c的纵向距离)；而且真空系统通过控制抽取炉子和预制棒的真空度间接改变炉子温度分布，在一定程度促使尖锐加热区间的形成，温度控制系统直接调节温度变化，调节加热环的加热，通入保护气直接改变加热区间和预热区温度，水冷循环系统间接影响加热区间的温度，这些都有助于形成尖锐加热区。本技术与现有技术相比，通过小电棒，电阻丝，加热环形成一个尖锐温度加热 区，严格控制百度加热区间距离。通过温度控制系统，真空控制系统，气体循环系统和水冷系统来间接“影响”加热区的温度分布，促使加热炉形成尖锐加热区。这样做方法简单，精度高，温度可调范围大，升温呈现梯度，温度控制精度高，光纤丝径稳定，光纤析晶程度相比别的加热炉少，使用寿命长。附图说明图I是本技术所提供电阻丝加热模式示意图；图2是本技术所提供小电棒加热模式示意图；图3是本技术所提供加热环加热模式示意图；图4是本技术所提供温度控制接线示意图；图5是本技术所提供温度控制系统示意图；图6是本技术所提供发热体示意图；图7是本技术所提供发热电极设计示意图；图8是本技术所提供连接头示意图；图9是本技术所提供加热炉整体示意图。。其中1为石英管；2为小电棒；3为电阻丝；4为加热环；5为耐火材料；6为小槽；7为热电偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于高精密电阻式加热炉的均匀加热模块，其特征在于：所述均匀加热模块包括石英管和六个小电棒，六个小电棒紧密堆积在石英管外面，六个小电棒与石英管之间紧密贴合，六个小电棒串联，小电棒外面填充保温材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林傲祥，
申请(专利权)人：西安思翰光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：