Präzise und wiederholbare Flusskontrolle bei der Herstellung von Glasfasern
Verfahren zur Herstellung optischer Fasern
Schritt 1: Herstellung der Vorform
Der Herstellungsprozess für optische Fasern beginnt mit der Herstellung einer Vorform. Dabei werden verschiedene Dotiergase verwendet, um Schichten aus reinem Glas zu einem Zylinder hinzuzufügen. Die fertige Vorform besteht aus einem Kern und einer Ummantelung, die jeweils einen eigenen Brechungsindex haben, so dass das Licht im Kern gefangen bleibt. Selbst kleine Unvollkommenheiten oder Defekte in der Ummantelung können den Anteil des durchgelassenen Lichts verringern oder andere Kabeleigenschaften beeinträchtigen. Ein Rotameter oder ein Massendurchflussregler wird zur präzisen Regulierung der Brenngase verwendet, um die optimalen Prozessbedingungen aufrechtzuerhalten.
Schritt 2: Zeichnen der Faser
Die Vorform wird dann in einen Ziehturm gelegt, um die optische Faser herzustellen. Ein Ende der Vorform wird erhitzt, und das Heizelement wird durch Inertgase vor dem Verbrennen während des Prozesses geschützt. Durch die Schwerkraft beginnt ein kleiner Tropfen geschmolzenen Glases von der Vorform zu fallen, während sie sich erhitzt, und bildet den Anfang der optischen Faser (oft <500 um im Durchmesser). Die Ziehtürme sind oft mehrere Stockwerke hoch, damit die Faser genügend Platz hat, um sich zu dehnen.
Schritt 3: Qualitätskontrolle und Farbbandbeschichtung
Nach dem Ziehen der Faser wird ihre Dicke gemessen und die Qualität geprüft. Zu diesem Zeitpunkt kann eine dünne Beschichtung aus einer Polymer- oder Acrylschicht auf die Außenseite des Glases aufgebracht werden. Diese Beschichtung bewahrt die Fasereigenschaften und schützt das reine Glas vor schädlichen Umwelteinflüssen.
Der Beschichtungsfluss wird in der Regel über eine Druckregelung gesteuert. Da die Faser sehr dünn ist, muss die Druckregelung extrem genau und über die gesamte Länge der Faser wiederholbar sein, um eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten. Selbst winzige Druckschwankungen können zu Abweichungen in der Gesamtdicke im Mikrometerbereich führen, was die Gesamtleistung der Faser drastisch beeinträchtigt. Die Faser wird dann mit UV- oder thermischen Verfahren ausgehärtet.
Die Rolle von Alicat bei der Herstellung von Glasfasern
Wie die Vorform erstellt wird, Massendurchflussregler regeln den Durchfluss der Brenngase, die zum Aufheizen der Vorform und zum Aufbringen jeder neuen Glasschicht verwendet werden. Während des Faserzugs leiten diese Regler Argon in den Ofenbereich, um das Ofenelement vor Verbrennungen zu schützen. Zum Schluss, Druckregler werden in der Endbeschichtung verwendet.
- Glasfaserkabel werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 90 Fuß pro Sekunde produziert, was eine schnelle Reaktion bei der Kontrolle erforderlich macht. Mit Reaktionszeiten der Steuerung von bis zu 30 SekundenDie Druck- und Durchflussregler von Alicat sorgen für eine gleichbleibende Faserqualität, indem sie externe Umgebungsschwankungen schnell ausgleichen.
- Massendurchflussregler messen gleichzeitig Massendurchfluss, Volumendurchfluss und Absolutdruck, und Temperatur - und kann historische Daten aufzeichnen. Auf diese Weise können Hersteller Umweltveränderungen erkennen, die zu Ausschuss, Defekten oder anderen Qualitätsproblemen im Prozess führen. Dies ist besonders nützlich bei der Herstellung von Spezialfasern für Hochenergieanwendungen, die sehr spezifische optische Eigenschaften erfordern.
- Datenüberwachung in Echtzeit und einfache Integration in Kontrollsysteme bedeuten eine konsistente Erkennung von Spitzen, Null-Durchflussbedingungen oder anderen Warnauslösern. Liegt ein Problem vor, können die Steuerungen Signale an die SPS senden, um die Anlage abzuschalten. Dies gibt dem Betreiber die Möglichkeit, das Problem zu identifizieren, es zu beheben und den Betrieb wieder aufzunehmen.
Das Endergebnis ist eine höhere Wiederholbarkeit und Effizienz im Herstellungsprozess von Glasfasern, was zu einem viel besseren Produkt und weniger verlorenen Chargen führt.