学习情境三：石英光纤拉丝课件

学习情境三：石英光纤拉丝光纤的拉丝工艺概念：是指在特定的环境条件下将光纤预制棒拉制成符合标准的光纤的工艺。§3.1拉丝的含义特定环境：加热炉加热，控制温度、相对湿度和拉丝环境尘埃粒子数等。符合标准：内径的大小（由模式决定），外径125um光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备学习情境三：石英光纤拉丝光纤的拉丝工艺概念：是指在特定的环境光纤拉丝的方法：①双坩埚拉丝法②拉丝机拉丝法双坩埚拉丝法：由于效率较低，现在已经非常少见；拉丝机拉丝法：将制备好的光纤预制棒放置在拉丝塔拉丝。现在正在大量采用，并在不断改善之中，下面就为大家重点介绍的石英熔融拉丝就是用拉丝机拉丝法。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤拉丝的方法：①双坩埚拉丝法②拉丝机拉丝法双坩埚拉丝法：由§3.2石英熔融拉丝原理1）石英光纤拉丝原理原理：是将制备好的光纤预制棒放置在拉丝塔的进棒系统上，并放入高温炉中，利用高温炉加热熔融（约1900℃~2200℃）后拉制成直径符合要求的光纤纤维，并保证光纤的芯/包直径比和折射率分布形式不变的工艺操作过程。石英光纤拉丝过程动画及讲解光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.2石英熔融拉丝原理1）石英光纤拉丝原理原理：是将制光纤涂覆及固化炉系统光纤涂覆及固化炉系统主要是对从高温炉拉制出来的裸光纤涂覆聚丙烯酸树脂类涂料并进行固化，其组成如图3-9所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤涂覆及固化炉系统光纤涂覆及固化炉系统主要是对从高温炉拉制3-9、辅助牵引、涂覆及固化系统示意图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备3-9、辅助牵引、涂覆及固化系统示意图光电子技术专业-国家光纤涂覆的方法：湿—干两次涂覆湿—干光纤涂覆系统结构组成：由可以X—Y方向滑动的加热模台、涂覆模具（包括导模和模具，如图3-10所示）、水浴加热的涂料罐（如图3-11所示）和互联管道、压力控制单元组成。3-10、涂覆模具示意图光纤的涂覆光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤涂覆的方法：湿—干两次涂覆湿—干光纤涂覆系统结构组成：由图3-11、水浴加热的料灌光纤固化目前光纤固化大都采用Fusion公司的UV固化系统（如图3-12所示）光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-11、水浴加热的料灌光纤固化目前光纤固化大都采用Fus图3-12：UV固化系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-12：UV固化系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专根据光纤拉丝速度不同，可以选用不同数量的固化炉以满足光纤固化的要求。在目前的高速拉丝生产中，第一次涂覆一般采用两节固化炉，第二次涂覆一般采用4～6节固化炉，这样才能在高速拉丝过程中为涂覆光纤的固化提供足够能量。固化系统的组成部件：有灯模块、安装支架、冷却风机、空气冷却软管、氮气供应系统、排烟系统和供电单元以及内联电缆等。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备根据光纤拉丝速度不同，可以选用不同数量的固化炉固化系统的组成光纤直径测试系统光纤直径测试系统的组成①裸光纤直径的测试系统如图3-13②涂覆光纤直径的测试系统图3-13、裸光纤测径仪光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤直径测试系统光纤直径测试系统的组成①裸光纤直径的测试系统测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，将测试数值与标准值相比较，得到一个偏差信号，并将偏差信号反馈给拉丝塔控制系统，对工艺参数进行调整，从而得到直径波动符合规定的光纤产品。裸光纤直径测量系统测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，而不进行信号反馈。

涂覆光纤测试系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，将测试数裸光纤直径测量

光纤的牵引装置光纤的牵引装置作用：是用来控制光纤拉丝速度的，牵引轮转动的速度即为光纤拉丝的速度。牵引装置是和光纤的收丝系统连在一起的（如图3-15所示）光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤的牵引装置光纤的牵引装置作用：是用来控制光纤拉丝速度的光纤的牵引装置的操作过程：通过牵引轮带动皮带运动，可以通过拉丝塔控制系统设定其运动速度。在拉丝的开始阶段，通过调节牵引轮速度，控制光纤直径并进行涂覆，当光纤涂覆完成后，将牵引轮上的光纤引到光纤收丝筒上即可进行正常的拉丝过程。收丝系统的目的：主要是收集光纤，即将成品光纤收集到光纤收丝筒上，以备后续对光纤进行张力筛选、复绕、测试等操作工艺。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤的牵引装置的操作过程：通过牵引轮带动皮带运收丝系统的目的§3.4石英光纤拉丝工艺石英光纤拉丝光纤拉丝与石英预制棒的制造工艺无关，无论是MCVD、PCVD工艺制造的预制棒还是OVD、VAD工艺制造的预制棒，其拉丝工艺都是基本相同的。石英光纤拉丝的工艺示意图如图3-16所示：石英光纤拉丝目的：就是将通过光纤拉丝塔石英光纤预制棒的直径缩小（从大约100mm减小到125μm），且保持光纤的芯/包比和折射率分布不变。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.4石英光纤拉丝工艺石英光纤拉丝光纤拉丝与石英预制棒的图3-16石英光纤拉丝工艺示意图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-16石英光纤拉丝工艺光电子技术专业-国家重点建设示§3.41石英光纤拉丝的工艺流程石英光纤拉丝的工艺流程图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.41石英光纤拉丝的工艺流程石英光纤拉丝的工艺流程图光其具体描述如下：1）拉丝前的准备阶段—高温炉的清洁①拉丝前需要进行高温炉的清洁，检查石墨发热元件（如图3-17所示）、保温筒等各部件的使用情况，必要时清洁或更换，清除高温炉中残留的污染物。图3-17石墨发热元件光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备其具体描述如下：1）拉丝前的准备阶段—高温炉的清洁①拉丝前需②打开保护气（一般情况下为Ar气，若对光纤品质要求更高，则可选用He气），对炉内气氛进行保护降低炉内氧气的含量，在氧含量下降到规定值（一般情况下其中氧气含量应小于500ppm）后，对炉子进行预热。③对光纤通道、冷却管（如图3-18所示）、固化炉石英管和排烟管、供料系统、涂覆器等部件及收丝系统的导论、皮带等进行检查和清洁，光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②打开保护气（一般情况下为Ar气，若对光纤品质要③对光纤通道确认是否需要更换或清洗，保证拉丝过程中光纤运行的通道的洁净和光滑，防止对裸光纤或涂覆光纤的刮伤，并将涂覆器放置在涂覆模台上。图3-18光纤冷却管光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备确认是否需要更换或清洗，保证拉丝过程中光纤运行图3-18②检查冷却风管、排气管以及排烟管是否安装完好（检查方法：从石英管下方往上看，所有石英管应该接近一条直线）。高温炉的清洁需要注意的：①所有需要清洗的部件需要用洁净空气吹干；拉丝前的准备阶段—预制棒的清洁通常采用预制棒清洗机进行，使用去离子水对石英光纤预制棒的表面进行清洗，清除棒表面的污染物，然后需要用洁净空气将预制棒吹干。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②检查冷却风管、排气管以及排烟管是否安装完好高温炉的清洁需①固定并对准：用送棒系统的卡爪将清洗好的光纤预制棒固定好（如图3-19所示），采用手动方式将预制棒缓慢下降到炉口上方约3～5mm处，观察预制棒的位置是否在炉口预制棒的清洁需要注意的：若清洗后的预制棒长时间不用（超过30分钟），则在下次使用前需再次清洗。在清洗过程中应避免用手接触裸露的预制棒，防止预制棒的碰伤和擦伤等情况的发生。2）预制棒的熔融拉制阶段光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备①固定并对准：用送棒系统的卡爪将清洗好的光纤预预制棒的清洁需中心处，可以通过手动调节进行预制棒的对准。然后可以通过自动方式（设定的进棒速度和进棒长度）让预制棒进入高温炉内，再一次检查预制棒的对中情况，并将高温炉升温加热熔融预制棒。图3-19预制棒的安装固定光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备中心处，可以通过手动调节进行预制棒的对准。然图3-19预制棒②熔融及形成玻珠：高温炉温度升高导致预制棒的尖部粘度下降，在粘度降低到一定值时，尖端的石英玻璃由于自身重力作用而逐渐下垂，并使得熔融部分的石英玻璃变细形成一个玻珠（Firstdrop）从炉口下落（如图3-20和图3-21所示）。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②熔融及形成玻珠：高温炉温度升高导致预制棒的尖光电子技术专业图3-20预制棒加热熔融图3-21预制棒形成玻珠光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-20预制棒加热熔融图3-21预制棒形成玻珠光电③剪断玻珠：当光纤头（玻珠）从炉中下来后，操作人员用工具将掉下的光纤头剪断并拉细（如图3-22所示），用重物将光纤通过光纤通道引导辅助牵引装上。图3-22预制棒掉头操作过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③剪断玻珠：当光纤头（玻珠）从炉中下来后，操作图3-22预3）光纤的涂覆阶段①启动辅助牵引装置（见图3-23所示），调整牵引轮的位置和转动速度。图3-23辅助牵引装置光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备3）光纤的涂覆阶段①启动辅助牵引装置（见图3-23所示），调②在光纤直径达到100μm左右时，将光纤剪断，迅速将裸光纤穿过涂覆模具及固化炉（如图3-24示）。图3-24光纤涂覆固化过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②在光纤直径达到100μm左右时，将光纤剪断，迅速将裸光纤穿③然后将裸光纤粘在细铁棒之类的重物上使其在重力作用下下落。将光纤缠绕在引取轮上，启动压力涂覆控制按钮，对裸光纤进行涂覆（设定模式为先涂覆第二层，后涂覆第一层），并通过UV固化炉进行固化，在光纤直径达到250μm左右时将剪断并缠绕在转动的收丝盘上。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③然后将裸光纤粘在细铁棒之类的重物上使其在重力光电子技术专业②将裸光纤的直径稳定在125±0.5μm范围内，一次和二次涂覆光纤的直径分别稳定在190±5μm和250±5μm范围内（在此之前的光纤为废品）。4）光纤的直径控制及成品光纤的拉丝阶段①调整预制棒的进棒速度（下降或上升）、拉丝速度、高温炉的功率以及涂覆的压力，对光纤的直径进行调节。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②将裸光纤的直径稳定在125±0.5μm范围内，4）光纤的直③进行拉丝速度的提升（调节进棒速度、拉丝速度、高温炉温度等参数），根据实际情况启动自动拉丝程序控制，开始光纤成品的拉制（光纤收丝过程如图3-25所示）图3-25光纤收丝过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③进行拉丝速度的提升（调节进棒速度、拉丝速度、图3-25④在拉丝过程中要进行工艺监控、各项工艺参数的检查和记录、设备运行情况的检查等工作，以确保拉丝工作的顺利完成，如图3-26所示。图3-26光纤收丝过程和工艺控制光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备④在拉丝过程中要进行工艺监控、各项工艺参数的图3-26光纤张力的标准：根据相关标准进行光纤的张力筛选时，一般要求光纤能够承受1%～2%的应力并持续1s或者更长的时间。§3.5光纤张力筛选和复绕工艺流程光纤张力筛选的目的：是为了确保拉制的光纤在使用过程中具有必须的机械强度而进行的检测过程。光纤的筛选应力由应力区的两个驱动轮产生。光纤张力筛选机的结构和组成和光纤张力筛选过程分别如图3-27，3-28所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤张力的标准：根据相关标准进行光纤的张力筛§3.5光纤张图3-28光纤张力筛选工艺图示光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-28光纤张力筛选工艺图示光电子技术专业-国家重点建设光纤张力筛选的工艺流程①对筛选机及其部件进行检查和清洁，确保导轮干净无受损情况，皮带无损伤；②将拉丝后经过检查的光纤收丝筒装到筛选机的放线端，并确认光纤的开始端和结束端位置，将光纤的开始端用胶带贴牢；③设定筛选参数和筛选长度，确认张力筛选模式及所加张力大小，将按上图所示的方向依次通过每个导轮，并在收丝盘上固定好；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤张力筛选的工艺流程①对筛选机及其部件进行检查和清洁，确保定义：将经过张力筛选的光纤按照标准的段长或客户需要的段长复绕到光纤承绕盘上。④在操作面板上确认光纤长度，再次检查光纤是否在导轮和皮带的正确位置上，点击开始按钮开始筛选作业，筛选到规定长度后，取下光纤盘具，并填写记录表。光纤的复绕其结构和组成如图其结构和组成如图3-29其基本操作和张力筛选类似，其工艺流程如图3-30所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备定义：将经过张力筛选的光纤按照标准的段长或客户④在操作面板上图3-30光纤复绕工艺图示从图中可以看出，与张力筛选相比，光纤复绕工艺只是减少了张力检测的过程。而在有的厂家生产的设备上张力筛选和复绕工艺是可以合并进行。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-30光纤从图中可以看出，与张力筛选相比，光纤复绕工艺光纤冷却的优点:能防止加热炉在高温中被烧坏，并且可以防止热量外泄，保持高温炉内加热区温度的一致性。④光纤冷却阶段对拉丝工艺的影响影响面：对于涂覆工艺和光纤的性能影响很大。具体影响：在高速拉丝过程中，高温炉的温度可达1900℃，这些能量在降低热区预制棒的粘度使之软化的过程中，光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤冷却的优点:能防止加热炉在高温中被烧坏，④光纤冷却阶段对也会破坏预制棒中的分子结构（如Si-O-Ge键等）。如果光纤离开热区后骤冷，则会使这些缺陷保存下来，同时造成光纤受热不均，残余内应力累积，破坏光纤的性能。因此需要在炉口安装一节延长管或保温管，实现高温炉炉口的延伸，并通过开启下炉口光栅到适当位置，减小氧气进入高温炉的机会，以稳定高温炉内的温场分布，有效控制光纤的冷却温度。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备也会破坏预制棒中的分子结构（如Si-O-Ge键等）。光电子技§3.63送棒速度与拉丝速度的选择对拉丝工艺的影响影响因素：送棒速度和收丝速度达到平衡即可获得均匀的光纤直径。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.63送棒速度与拉丝速度的选择对拉丝工影响因素：送棒速在实际工艺中，送棒速度、光纤直径在线测试值以及收线筒的速度（拉丝速度）控制和匹配非常复杂，这是光纤拉丝控制系统的关键所在。在高温炉中，预制棒熔融拉丝过程如图所3-34所示：图3-34预制棒熔融拉丝光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备在实际工艺中，送棒速度、光纤直径在线测试值以图3-34预公式3-1中的D为预制棒直径；d为光纤直径；Vp送棒速度；νf拉丝速度。随着预制棒直径的增加，对炉子高温区的长度和中心温度的稳定性的要求也越来越高。而拉丝速度的公式可有下式求得：（3-1）

（3-2）从上图可知，高温炉中，预制棒直径和光纤直径的关系可以根据光纤和预制棒的体积比得到公式1光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备公式3-1中的D为预制棒直径；d为光纤直径；Vp送（3-1公式2中，v为拉丝速度；F为拉丝张力；l为预制棒受热长度（略短于高温炉热区长度）；η为石英玻璃的粘度，A为预制棒的横截面积。§3.7光纤直径的监测与控制光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备公式2中，v为拉丝速度；F为拉丝张力；l为预制棒受热长度（略

拉丝工艺中控制光纤直径的方法光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备拉丝工艺中控制光纤直径的方法光电子技术专业-国家重点建设示①通过调整高温炉中的气体流量来控制高温炉的温度来实现的。第一种方法的缺点：但是在生产过程中通过调节气体流量控制光纤直径可能会造成光纤直径出现一定程度的波动，从而造成光纤直径的不稳定，在生产不常使用；②通过调节光纤预制棒进棒速度和光纤的拉丝速度来实现对速度的控制，在生产过程中经常使用。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备①通过调整高温炉中的气体流量来控制高温炉的温度来实现的。第一用测径仪控制光纤直径的具体过程：①生产过程中利用测径仪测出的光纤直径，计算与标准值的偏差，输出一个偏差信号。②将偏差信号反馈给控制系统去控制预制棒进棒速度和拉丝速度。（1）当裸光纤直径变大时，由于反馈的偏差信号的作用，控制系统减小进棒速度，增加拉丝速度，光纤直径也随之减小；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备用测径仪控制光纤直径的具体过程：①生产过程中利用测径仪测出的（2）当裸光纤直径变小时，由于反馈的偏差信号的作用，控制系统增加进棒速度，减小拉丝速度，光纤直径也随之增大，从而达到控制光纤直径变化的目的。在生产用的拉丝塔的设计过程中，设备生产厂家已经将拉丝塔的控制系统模块化，操作人员在生产过程中可以选择相应的控制模式实现对光纤拉丝的自动控制，从而实现了高效率的拉丝过程，确保了拉制光纤的品质。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备（2）当裸光纤直径变小时，由于反馈的偏差信号的在生产用的拉丝§3.71光纤张力对光纤性能的影响及控制拉丝张力概念:在光纤拉丝塔上牵引设备上张力计所测得的张力，为光纤成形区因石英粘度所产生的阻力与光纤涂覆时所受的阻力二者之和。通过张力测试仪可以监测整个光纤拉丝过程的原因因为生产过程中的任何变化都会引起光纤张力的变化，故在石英光纤的生产制造中，包括拉丝、复绕和筛选的作业过程，任何有关光纤的机器都必须配备张力控制装置。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.71光纤张力对光纤性能的影响及控制拉丝张力概念:在光非接触式张力测试仪是安装在光纤涂覆系统之前，主要是测量裸光纤的张力，一般情况下该张力测试仪可以和裸纤测径仪放置在同一位置。图3-38就是一个典型的非接触式的张力测试仪装置图示。通过PULLMAN非接触张力测试系统测试裸光纤的张力。图3-38非接触式裸光纤张力测试仪光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备非接触式张力测试仪是安装在光纤涂覆系统之前，主图3-38非§3.73光纤涂覆及其对光纤性能的影响石英光纤上加涂层的目的：防止纤维表面受外界的损害并保护其原有的强度，涂层对于提供机械保护和阻止水分渗入光纤表面的微裂纹是很有必要的。光纤的涂层材料的分类：①无机材料，如碳涂层、金属涂层、碳化硅以及适合特种要求的新涂层材料；②是有机材料，如热固化材料、UV光固化材料等。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.73光纤涂覆及其对光纤性能的影响石英光纤上加涂层的目在石英光纤的生产过程中，常用的光纤涂层材料：紫外光固化涂料（通常为聚丙烯酸树脂）进行涂覆时，需注意的问题：2）涂覆杯中的剪切应力应减至最小，以防止涂层气泡的出现；3）系统必须提供足够能量的固化系统。1）裸光纤进入涂覆杯接触涂料时的温度通常要低于某一温度值（范围大约为40~60℃）；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备在石英光纤的生产过程中，常用的光纤涂层材料：紫进行涂覆时，需常见的光纤涂覆系统有两种：①开放式涂覆系统（如图3-40所示）图3-40开放式涂覆模具光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备常见的光纤涂覆系统有两种：①开放式涂覆系统（如图3-40所示开放式涂覆系统应用场所：开放式涂覆只能在低速拉制某些特种涂层光纤时具有较好的涂覆效果，不适合进行高速拉丝。开放式涂覆系统的特点：这种涂覆方式没有外界压力，主要通过涂料随光纤流动产生的牵引力进行涂覆，涂层厚度与拉丝速度和涂料的粘度无关，取决于涂覆磨具和光纤直径的关系，当拉丝速度增加到一定程度时，涂覆效果将急剧下降，涂料开始脱离。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备开放式涂覆系统应用场所：开放式涂覆只能在低速拉开放式涂覆系统②加压涂覆系统（如图3-41所示）图3-41压力涂覆系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②加压涂覆系统（如图3-41所示）图3-41压力涂覆系统光涂层的厚度与哪些因素有关：涂层的厚度与涂覆模具的直径、涂覆压力、光纤入杯温度、拉丝速度和涂料粘度相关。加压涂覆的方法：加压涂覆模具进行涂覆，依靠压力将涂料挤压在光纤表面。涂覆压力：在确定涂覆磨具的情况下，随压力增加，涂层厚度呈线性增加，涂层厚度反比于拉丝速度和涂料粘度。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备涂层的厚度与哪些因素有关：涂层的厚度与涂覆模具加压涂覆的方法加压涂覆的缺点及解决方法：涂覆过程中，空气会随光纤进入涂料中并积聚，涂料固化后则保存于光纤涂层中，这样将会严重影响涂层的同心度和光纤的强度，在高速拉丝的情况下，涂层中气泡的密度将会明显增加。因此，在高速拉丝时压力涂覆系统需要具有去除气泡的功能，最常用的是设计在涂覆的过程中往涂覆模具时通入CO2气体，以消除涂覆过程中产生的气泡。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备加压涂覆的缺点及解决方法：涂覆过程中，空气会光电子技术专业-目前普通光纤采用的工艺：基本上采用双层加压涂覆工艺，内涂层直径约为191μm，外涂层直径为245μm，且内外涂层的模量不同，以保护裸光纤，提高光纤抵抗外力的作用，使光纤在使用过程中能稳定工作。①涂覆质量涂料的性能对光纤拉丝工艺和性能的影响主要体现在：②固化效果光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备目前普通光纤采用的工艺：基本上采用双层加压涂覆工艺，内涂层直涂料的性能对拉丝工艺的影响：在高速拉丝条件下，其影响更加明显。高速拉丝会引起涂料的粘性发热，模具出口的涂料温度随着拉丝速度的升高而增加，涂料的粘度将会发生变化，因此对于涂料性能的要求和模具的设计要求就非常高。而在高速拉丝过程中，如果涂料的流变性能和涂覆系统以及工艺参数不匹配，就有可能造成涂覆工艺不稳定，发生涂料溢出、涂层起伏或缺陷等问题（如图3-42和图3-43所示），影响光纤的品质。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备涂料的性能对拉丝工艺的影响：在高速拉丝条件光电子技术专业-国图3-42涂层气泡图3-43涂层鼓出光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-42涂层气泡图3-43涂层鼓出光电子技光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤涂层的固化是由紫外光固化系统完成的（如图3-44所示）光纤涂层的固化图3-44紫外光固化系统光纤光缆制备光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤涂层的固化是由紫外光电子技术专业-国家重点建设示范性专业固化灯安装在拉丝塔架的安装板上，非常容易拆卸和校准，便于进行系统的清洁和维修。固化炉中的石英管为光纤固化时的通道，两端带有氮气喷头和烟雾排放的出口。灯管和氮气流量可以自动控制。光纤涂层的固化的结构：包括FUSIONUV固化灯、电源和控制系统。结构特点：光纤光缆制备光电子技术专业-国家重点建设示范性专业固化灯安装在拉丝塔架的光电子技术专业-国家重点建设示范性专业①涂层固化不够：在进行涂覆光纤的固化时随着拉丝速度的提高，涂层经过固化炉的时间将减小，接收到紫外光辐射的强度将降低，可能会造成涂层固化不够。光纤固化时的缺点：②涂层发粘：由于固化度不够，生产的光纤会产生表面发粘或强光下发彩的现象。由于光纤表面本身不均匀，复绕、筛选等工序中光纤涂层容易被破坏或损伤；也容易吸附灰尘等污染物，在成缆着色的过程中产生堵塞模具或着色不均匀的现象。光纤光缆制备光电子技术专业-国家重点建设示范性专业①涂层固化不够：在进行③光纤涂层变形：由于涂层的模量偏低，在光纤进行张力筛选受力时，涂层会出现一定程度的变形，不仅会影响后续的成缆等工作，还会严重光纤的性能。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业④光纤衰减增加：由于光纤涂层发粘和变形，可能会造成光纤涂层产生不均匀的侧应力，光纤弯曲时的附加损耗增加。光纤光缆制备③光纤涂层变形：由于涂层的模量偏低，在光纤进行张光电子技术专⑤机械性能恶化:由于涂层固化度不够，裸纤与内涂层的结合力下降，当受到外力作用时，光纤涂层容易剥落或变形，涂层对光纤的保护作用降低。光纤的机械性能如光纤强度、动态疲劳参数和使用寿命都会受到较大的影响。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备⑤机械性能恶化:由于涂层固化度不够，裸纤与内涂层光电子技术专1）高温炉的工作温度在2000℃左右，而熔融的棒头的温度很高，操作过程中需要佩戴耐高温手套，防止高温的石英玻璃烫伤操作人员或烫坏设备的连接电缆等塑料制品；炉内的亮度很高，禁止直接观察炉内预制棒的熔融情况，观察过程中必须佩带墨镜，以防止对眼睛的伤害。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业§3.8石英光纤拉丝的安全操作规程石英光纤拉丝工艺过程中，需要特别注意的：光纤光缆制备1）高温炉的工作温度在2000℃左右，而熔融的棒头光电子技术3）石英光纤拉制过程中，严禁用手或其它物体接触告诉运行中的光纤，避免造成人员的伤害或影响光纤的质量。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业2）光纤涂覆采用的涂料时有机合成的化合物，直接接触人体是具有一定程度的伤害，因此操作过程中需要防止光纤涂料直接接触皮肤。若皮肤接触上光纤涂料，须立即用蘸有医用酒精无尘纸清除皮肤上的涂料，然后用清水清洗皮肤。

光纤光缆制备3）石英光纤拉制过程中，严禁用手或其它物体接触告光电子技术专学习情境三：石英光纤拉丝光纤的拉丝工艺概念：是指在特定的环境条件下将光纤预制棒拉制成符合标准的光纤的工艺。§3.1拉丝的含义特定环境：加热炉加热，控制温度、相对湿度和拉丝环境尘埃粒子数等。符合标准：内径的大小（由模式决定），外径125um光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备学习情境三：石英光纤拉丝光纤的拉丝工艺概念：是指在特定的环境光纤拉丝的方法：①双坩埚拉丝法②拉丝机拉丝法双坩埚拉丝法：由于效率较低，现在已经非常少见；拉丝机拉丝法：将制备好的光纤预制棒放置在拉丝塔拉丝。现在正在大量采用，并在不断改善之中，下面就为大家重点介绍的石英熔融拉丝就是用拉丝机拉丝法。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤拉丝的方法：①双坩埚拉丝法②拉丝机拉丝法双坩埚拉丝法：由§3.2石英熔融拉丝原理1）石英光纤拉丝原理原理：是将制备好的光纤预制棒放置在拉丝塔的进棒系统上，并放入高温炉中，利用高温炉加热熔融（约1900℃~2200℃）后拉制成直径符合要求的光纤纤维，并保证光纤的芯/包直径比和折射率分布形式不变的工艺操作过程。石英光纤拉丝过程动画及讲解光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.2石英熔融拉丝原理1）石英光纤拉丝原理原理：是将制光纤涂覆及固化炉系统光纤涂覆及固化炉系统主要是对从高温炉拉制出来的裸光纤涂覆聚丙烯酸树脂类涂料并进行固化，其组成如图3-9所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤涂覆及固化炉系统光纤涂覆及固化炉系统主要是对从高温炉拉制3-9、辅助牵引、涂覆及固化系统示意图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备3-9、辅助牵引、涂覆及固化系统示意图光电子技术专业-国家光纤涂覆的方法：湿—干两次涂覆湿—干光纤涂覆系统结构组成：由可以X—Y方向滑动的加热模台、涂覆模具（包括导模和模具，如图3-10所示）、水浴加热的涂料罐（如图3-11所示）和互联管道、压力控制单元组成。3-10、涂覆模具示意图光纤的涂覆光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤涂覆的方法：湿—干两次涂覆湿—干光纤涂覆系统结构组成：由图3-11、水浴加热的料灌光纤固化目前光纤固化大都采用Fusion公司的UV固化系统（如图3-12所示）光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-11、水浴加热的料灌光纤固化目前光纤固化大都采用Fus图3-12：UV固化系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-12：UV固化系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专根据光纤拉丝速度不同，可以选用不同数量的固化炉以满足光纤固化的要求。在目前的高速拉丝生产中，第一次涂覆一般采用两节固化炉，第二次涂覆一般采用4～6节固化炉，这样才能在高速拉丝过程中为涂覆光纤的固化提供足够能量。固化系统的组成部件：有灯模块、安装支架、冷却风机、空气冷却软管、氮气供应系统、排烟系统和供电单元以及内联电缆等。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备根据光纤拉丝速度不同，可以选用不同数量的固化炉固化系统的组成光纤直径测试系统光纤直径测试系统的组成①裸光纤直径的测试系统如图3-13②涂覆光纤直径的测试系统图3-13、裸光纤测径仪光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤直径测试系统光纤直径测试系统的组成①裸光纤直径的测试系统测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，将测试数值与标准值相比较，得到一个偏差信号，并将偏差信号反馈给拉丝塔控制系统，对工艺参数进行调整，从而得到直径波动符合规定的光纤产品。裸光纤直径测量系统测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，而不进行信号反馈。

涂覆光纤测试系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备测试方法：对拉制的光纤进行直径的测量，将测试数裸光纤直径测量

光纤的牵引装置光纤的牵引装置作用：是用来控制光纤拉丝速度的，牵引轮转动的速度即为光纤拉丝的速度。牵引装置是和光纤的收丝系统连在一起的（如图3-15所示）光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤的牵引装置光纤的牵引装置作用：是用来控制光纤拉丝速度的光纤的牵引装置的操作过程：通过牵引轮带动皮带运动，可以通过拉丝塔控制系统设定其运动速度。在拉丝的开始阶段，通过调节牵引轮速度，控制光纤直径并进行涂覆，当光纤涂覆完成后，将牵引轮上的光纤引到光纤收丝筒上即可进行正常的拉丝过程。收丝系统的目的：主要是收集光纤，即将成品光纤收集到光纤收丝筒上，以备后续对光纤进行张力筛选、复绕、测试等操作工艺。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤的牵引装置的操作过程：通过牵引轮带动皮带运收丝系统的目的§3.4石英光纤拉丝工艺石英光纤拉丝光纤拉丝与石英预制棒的制造工艺无关，无论是MCVD、PCVD工艺制造的预制棒还是OVD、VAD工艺制造的预制棒，其拉丝工艺都是基本相同的。石英光纤拉丝的工艺示意图如图3-16所示：石英光纤拉丝目的：就是将通过光纤拉丝塔石英光纤预制棒的直径缩小（从大约100mm减小到125μm），且保持光纤的芯/包比和折射率分布不变。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.4石英光纤拉丝工艺石英光纤拉丝光纤拉丝与石英预制棒的图3-16石英光纤拉丝工艺示意图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-16石英光纤拉丝工艺光电子技术专业-国家重点建设示§3.41石英光纤拉丝的工艺流程石英光纤拉丝的工艺流程图光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.41石英光纤拉丝的工艺流程石英光纤拉丝的工艺流程图光其具体描述如下：1）拉丝前的准备阶段—高温炉的清洁①拉丝前需要进行高温炉的清洁，检查石墨发热元件（如图3-17所示）、保温筒等各部件的使用情况，必要时清洁或更换，清除高温炉中残留的污染物。图3-17石墨发热元件光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备其具体描述如下：1）拉丝前的准备阶段—高温炉的清洁①拉丝前需②打开保护气（一般情况下为Ar气，若对光纤品质要求更高，则可选用He气），对炉内气氛进行保护降低炉内氧气的含量，在氧含量下降到规定值（一般情况下其中氧气含量应小于500ppm）后，对炉子进行预热。③对光纤通道、冷却管（如图3-18所示）、固化炉石英管和排烟管、供料系统、涂覆器等部件及收丝系统的导论、皮带等进行检查和清洁，光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②打开保护气（一般情况下为Ar气，若对光纤品质要③对光纤通道确认是否需要更换或清洗，保证拉丝过程中光纤运行的通道的洁净和光滑，防止对裸光纤或涂覆光纤的刮伤，并将涂覆器放置在涂覆模台上。图3-18光纤冷却管光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备确认是否需要更换或清洗，保证拉丝过程中光纤运行图3-18②检查冷却风管、排气管以及排烟管是否安装完好（检查方法：从石英管下方往上看，所有石英管应该接近一条直线）。高温炉的清洁需要注意的：①所有需要清洗的部件需要用洁净空气吹干；拉丝前的准备阶段—预制棒的清洁通常采用预制棒清洗机进行，使用去离子水对石英光纤预制棒的表面进行清洗，清除棒表面的污染物，然后需要用洁净空气将预制棒吹干。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②检查冷却风管、排气管以及排烟管是否安装完好高温炉的清洁需①固定并对准：用送棒系统的卡爪将清洗好的光纤预制棒固定好（如图3-19所示），采用手动方式将预制棒缓慢下降到炉口上方约3～5mm处，观察预制棒的位置是否在炉口预制棒的清洁需要注意的：若清洗后的预制棒长时间不用（超过30分钟），则在下次使用前需再次清洗。在清洗过程中应避免用手接触裸露的预制棒，防止预制棒的碰伤和擦伤等情况的发生。2）预制棒的熔融拉制阶段光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备①固定并对准：用送棒系统的卡爪将清洗好的光纤预预制棒的清洁需中心处，可以通过手动调节进行预制棒的对准。然后可以通过自动方式（设定的进棒速度和进棒长度）让预制棒进入高温炉内，再一次检查预制棒的对中情况，并将高温炉升温加热熔融预制棒。图3-19预制棒的安装固定光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备中心处，可以通过手动调节进行预制棒的对准。然图3-19预制棒②熔融及形成玻珠：高温炉温度升高导致预制棒的尖部粘度下降，在粘度降低到一定值时，尖端的石英玻璃由于自身重力作用而逐渐下垂，并使得熔融部分的石英玻璃变细形成一个玻珠（Firstdrop）从炉口下落（如图3-20和图3-21所示）。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②熔融及形成玻珠：高温炉温度升高导致预制棒的尖光电子技术专业图3-20预制棒加热熔融图3-21预制棒形成玻珠光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-20预制棒加热熔融图3-21预制棒形成玻珠光电③剪断玻珠：当光纤头（玻珠）从炉中下来后，操作人员用工具将掉下的光纤头剪断并拉细（如图3-22所示），用重物将光纤通过光纤通道引导辅助牵引装上。图3-22预制棒掉头操作过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③剪断玻珠：当光纤头（玻珠）从炉中下来后，操作图3-22预3）光纤的涂覆阶段①启动辅助牵引装置（见图3-23所示），调整牵引轮的位置和转动速度。图3-23辅助牵引装置光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备3）光纤的涂覆阶段①启动辅助牵引装置（见图3-23所示），调②在光纤直径达到100μm左右时，将光纤剪断，迅速将裸光纤穿过涂覆模具及固化炉（如图3-24示）。图3-24光纤涂覆固化过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②在光纤直径达到100μm左右时，将光纤剪断，迅速将裸光纤穿③然后将裸光纤粘在细铁棒之类的重物上使其在重力作用下下落。将光纤缠绕在引取轮上，启动压力涂覆控制按钮，对裸光纤进行涂覆（设定模式为先涂覆第二层，后涂覆第一层），并通过UV固化炉进行固化，在光纤直径达到250μm左右时将剪断并缠绕在转动的收丝盘上。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③然后将裸光纤粘在细铁棒之类的重物上使其在重力光电子技术专业②将裸光纤的直径稳定在125±0.5μm范围内，一次和二次涂覆光纤的直径分别稳定在190±5μm和250±5μm范围内（在此之前的光纤为废品）。4）光纤的直径控制及成品光纤的拉丝阶段①调整预制棒的进棒速度（下降或上升）、拉丝速度、高温炉的功率以及涂覆的压力，对光纤的直径进行调节。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②将裸光纤的直径稳定在125±0.5μm范围内，4）光纤的直③进行拉丝速度的提升（调节进棒速度、拉丝速度、高温炉温度等参数），根据实际情况启动自动拉丝程序控制，开始光纤成品的拉制（光纤收丝过程如图3-25所示）图3-25光纤收丝过程光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备③进行拉丝速度的提升（调节进棒速度、拉丝速度、图3-25④在拉丝过程中要进行工艺监控、各项工艺参数的检查和记录、设备运行情况的检查等工作，以确保拉丝工作的顺利完成，如图3-26所示。图3-26光纤收丝过程和工艺控制光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备④在拉丝过程中要进行工艺监控、各项工艺参数的图3-26光纤张力的标准：根据相关标准进行光纤的张力筛选时，一般要求光纤能够承受1%～2%的应力并持续1s或者更长的时间。§3.5光纤张力筛选和复绕工艺流程光纤张力筛选的目的：是为了确保拉制的光纤在使用过程中具有必须的机械强度而进行的检测过程。光纤的筛选应力由应力区的两个驱动轮产生。光纤张力筛选机的结构和组成和光纤张力筛选过程分别如图3-27，3-28所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤张力的标准：根据相关标准进行光纤的张力筛§3.5光纤张图3-28光纤张力筛选工艺图示光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-28光纤张力筛选工艺图示光电子技术专业-国家重点建设光纤张力筛选的工艺流程①对筛选机及其部件进行检查和清洁，确保导轮干净无受损情况，皮带无损伤；②将拉丝后经过检查的光纤收丝筒装到筛选机的放线端，并确认光纤的开始端和结束端位置，将光纤的开始端用胶带贴牢；③设定筛选参数和筛选长度，确认张力筛选模式及所加张力大小，将按上图所示的方向依次通过每个导轮，并在收丝盘上固定好；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤张力筛选的工艺流程①对筛选机及其部件进行检查和清洁，确保定义：将经过张力筛选的光纤按照标准的段长或客户需要的段长复绕到光纤承绕盘上。④在操作面板上确认光纤长度，再次检查光纤是否在导轮和皮带的正确位置上，点击开始按钮开始筛选作业，筛选到规定长度后，取下光纤盘具，并填写记录表。光纤的复绕其结构和组成如图其结构和组成如图3-29其基本操作和张力筛选类似，其工艺流程如图3-30所示。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备定义：将经过张力筛选的光纤按照标准的段长或客户④在操作面板上图3-30光纤复绕工艺图示从图中可以看出，与张力筛选相比，光纤复绕工艺只是减少了张力检测的过程。而在有的厂家生产的设备上张力筛选和复绕工艺是可以合并进行。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备图3-30光纤从图中可以看出，与张力筛选相比，光纤复绕工艺光纤冷却的优点:能防止加热炉在高温中被烧坏，并且可以防止热量外泄，保持高温炉内加热区温度的一致性。④光纤冷却阶段对拉丝工艺的影响影响面：对于涂覆工艺和光纤的性能影响很大。具体影响：在高速拉丝过程中，高温炉的温度可达1900℃，这些能量在降低热区预制棒的粘度使之软化的过程中，光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备光纤冷却的优点:能防止加热炉在高温中被烧坏，④光纤冷却阶段对也会破坏预制棒中的分子结构（如Si-O-Ge键等）。如果光纤离开热区后骤冷，则会使这些缺陷保存下来，同时造成光纤受热不均，残余内应力累积，破坏光纤的性能。因此需要在炉口安装一节延长管或保温管，实现高温炉炉口的延伸，并通过开启下炉口光栅到适当位置，减小氧气进入高温炉的机会，以稳定高温炉内的温场分布，有效控制光纤的冷却温度。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备也会破坏预制棒中的分子结构（如Si-O-Ge键等）。光电子技§3.63送棒速度与拉丝速度的选择对拉丝工艺的影响影响因素：送棒速度和收丝速度达到平衡即可获得均匀的光纤直径。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.63送棒速度与拉丝速度的选择对拉丝工影响因素：送棒速在实际工艺中，送棒速度、光纤直径在线测试值以及收线筒的速度（拉丝速度）控制和匹配非常复杂，这是光纤拉丝控制系统的关键所在。在高温炉中，预制棒熔融拉丝过程如图所3-34所示：图3-34预制棒熔融拉丝光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备在实际工艺中，送棒速度、光纤直径在线测试值以图3-34预公式3-1中的D为预制棒直径；d为光纤直径；Vp送棒速度；νf拉丝速度。随着预制棒直径的增加，对炉子高温区的长度和中心温度的稳定性的要求也越来越高。而拉丝速度的公式可有下式求得：（3-1）

（3-2）从上图可知，高温炉中，预制棒直径和光纤直径的关系可以根据光纤和预制棒的体积比得到公式1光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备公式3-1中的D为预制棒直径；d为光纤直径；Vp送（3-1公式2中，v为拉丝速度；F为拉丝张力；l为预制棒受热长度（略短于高温炉热区长度）；η为石英玻璃的粘度，A为预制棒的横截面积。§3.7光纤直径的监测与控制光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备公式2中，v为拉丝速度；F为拉丝张力；l为预制棒受热长度（略

拉丝工艺中控制光纤直径的方法光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备拉丝工艺中控制光纤直径的方法光电子技术专业-国家重点建设示①通过调整高温炉中的气体流量来控制高温炉的温度来实现的。第一种方法的缺点：但是在生产过程中通过调节气体流量控制光纤直径可能会造成光纤直径出现一定程度的波动，从而造成光纤直径的不稳定，在生产不常使用；②通过调节光纤预制棒进棒速度和光纤的拉丝速度来实现对速度的控制，在生产过程中经常使用。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备①通过调整高温炉中的气体流量来控制高温炉的温度来实现的。第一用测径仪控制光纤直径的具体过程：①生产过程中利用测径仪测出的光纤直径，计算与标准值的偏差，输出一个偏差信号。②将偏差信号反馈给控制系统去控制预制棒进棒速度和拉丝速度。（1）当裸光纤直径变大时，由于反馈的偏差信号的作用，控制系统减小进棒速度，增加拉丝速度，光纤直径也随之减小；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备用测径仪控制光纤直径的具体过程：①生产过程中利用测径仪测出的（2）当裸光纤直径变小时，由于反馈的偏差信号的作用，控制系统增加进棒速度，减小拉丝速度，光纤直径也随之增大，从而达到控制光纤直径变化的目的。在生产用的拉丝塔的设计过程中，设备生产厂家已经将拉丝塔的控制系统模块化，操作人员在生产过程中可以选择相应的控制模式实现对光纤拉丝的自动控制，从而实现了高效率的拉丝过程，确保了拉制光纤的品质。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备（2）当裸光纤直径变小时，由于反馈的偏差信号的在生产用的拉丝§3.71光纤张力对光纤性能的影响及控制拉丝张力概念:在光纤拉丝塔上牵引设备上张力计所测得的张力，为光纤成形区因石英粘度所产生的阻力与光纤涂覆时所受的阻力二者之和。通过张力测试仪可以监测整个光纤拉丝过程的原因因为生产过程中的任何变化都会引起光纤张力的变化，故在石英光纤的生产制造中，包括拉丝、复绕和筛选的作业过程，任何有关光纤的机器都必须配备张力控制装置。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.71光纤张力对光纤性能的影响及控制拉丝张力概念:在光非接触式张力测试仪是安装在光纤涂覆系统之前，主要是测量裸光纤的张力，一般情况下该张力测试仪可以和裸纤测径仪放置在同一位置。图3-38就是一个典型的非接触式的张力测试仪装置图示。通过PULLMAN非接触张力测试系统测试裸光纤的张力。图3-38非接触式裸光纤张力测试仪光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备非接触式张力测试仪是安装在光纤涂覆系统之前，主图3-38非§3.73光纤涂覆及其对光纤性能的影响石英光纤上加涂层的目的：防止纤维表面受外界的损害并保护其原有的强度，涂层对于提供机械保护和阻止水分渗入光纤表面的微裂纹是很有必要的。光纤的涂层材料的分类：①无机材料，如碳涂层、金属涂层、碳化硅以及适合特种要求的新涂层材料；②是有机材料，如热固化材料、UV光固化材料等。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备§3.73光纤涂覆及其对光纤性能的影响石英光纤上加涂层的目在石英光纤的生产过程中，常用的光纤涂层材料：紫外光固化涂料（通常为聚丙烯酸树脂）进行涂覆时，需注意的问题：2）涂覆杯中的剪切应力应减至最小，以防止涂层气泡的出现；3）系统必须提供足够能量的固化系统。1）裸光纤进入涂覆杯接触涂料时的温度通常要低于某一温度值（范围大约为40~60℃）；光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备在石英光纤的生产过程中，常用的光纤涂层材料：紫进行涂覆时，需常见的光纤涂覆系统有两种：①开放式涂覆系统（如图3-40所示）图3-40开放式涂覆模具光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备常见的光纤涂覆系统有两种：①开放式涂覆系统（如图3-40所示开放式涂覆系统应用场所：开放式涂覆只能在低速拉制某些特种涂层光纤时具有较好的涂覆效果，不适合进行高速拉丝。开放式涂覆系统的特点：这种涂覆方式没有外界压力，主要通过涂料随光纤流动产生的牵引力进行涂覆，涂层厚度与拉丝速度和涂料的粘度无关，取决于涂覆磨具和光纤直径的关系，当拉丝速度增加到一定程度时，涂覆效果将急剧下降，涂料开始脱离。光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备开放式涂覆系统应用场所：开放式涂覆只能在低速拉开放式涂覆系统②加压涂覆系统（如图3-41所示）图3-41压力涂覆系统光电子技术专业-国家重点建设示范性专业光纤光缆制备②加压涂覆系统（如图3-41所示）图3-41压力涂覆系统光涂层的厚度与哪些因素有关：涂层的厚度与涂覆模具的直径、涂覆压力、光纤入杯温度、拉丝速度和涂料粘度相关。加压涂覆的方法：