用于特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置的制作方法

本发明属于光纤拉制过程中的温度测量技术领域，尤其涉及一种用于特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置。

背景技术：

光纤按照用途可分为通信光纤和特种光纤，目前特种光纤已广泛应用于通信、传感、生物医学、材料加工和军工等科技领域，特种光纤的市场正在迅速被打开。一般的通信光纤的制备过程，通常是将玻璃预制棒放入加高温炉中加热软化，采用高速拉丝拉制成光纤，由于一般通信光纤使用的石英玻璃的主要成分是sio2，其熔点约为1800℃，所以采用量程1000～3000℃的温度传感器可以满足整个生产过程。而特种光纤种类繁多包括塑料光纤、微结构空心光纤、多组分掺杂光纤，一般sio2通过多组分深掺杂后的玻璃棒，其熔点可降低到1000℃以下，而塑料光纤拉丝熔点更低，因此特种光纤的拉丝需要在500～3000℃范围内精确控温，因此加热炉的测温范围和精度将直接影响特种光纤的生产和制造。

红外测温传感器由于具有精度高、响应快，且非接触测量的特性决定其不会干扰到被测物体状态，因而被广泛应用于光纤拉丝塔上测量拉丝炉内部温度。红外测温传感器的测温原理基于黑体辐射定律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强，与光谱辐射度极大值对应的波长越短，因为高低温度辐射信号的波长相差很大，因此红外温度传感器无法做到同时对500～3000℃进行精确的、全范围的测量。

针对这个问题，现有厂商采用的做法：第一，不同的产品规定用不同的拉丝塔生产，拉丝塔上的拉丝炉配备相应温度范围的传感器，这种方法只适合拥有多条生产线的大型厂商；第二，在同一拉丝塔上生产不同产品时，更换不同的拉丝炉或者温度传感器，这种方法势必会影响生产效率，且人工更换难免出错；第三，在拉丝炉上同时安装两个传感器，这种方法也有其局限性，在不同位置进行测量，对拉丝炉的温度标定将不再是同一标准，不同传感器的温度值互相之间不具有参考性，不利于进行工艺试验，同时多加工的探测孔一定程度上也将影响拉丝炉的密闭性，另外在已经成型的标准拉丝炉上新加工探测孔，无疑增加了设备损坏的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置，不仅能够实现两个不同范围温度传感器之间的自动切换，从而对拉丝炉进行不同温度范围的精确测量，并且该装置是独立的系统，可以方便地应用到同类型的不同拉丝炉上，而无需对拉丝炉进行加工。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置，包括支架，在支架上固定有可调平面板，在可调平面板上固定有接近开关、控制屏和导轨滑台，其特征在于，接近开关用于对伺服电机的零点进行校正，控制屏与控制系统连接，用于设置伺服电机转动速度、方向和位置，导轨滑台上固定伺服电机和水平连接板，水平连接板上固定三轴手动导轨滑台，三轴手动导轨滑台上固定气缸固定工装，气缸固定工装的气缸分别与对应的两个温度传感器相连，并通过探温孔定位装置完成拉丝炉的温度测量。

按上述技术方案，气缸固定工装上固定有两个气缸，所述温度传感器数量为两个，均是光纤红外测温传感器，一个温度传感器的测温范围是1000～3000℃，一个温度传感器的测温范围是500～1500℃。

按上述技术方案，两个气缸尺寸相同，进气端均与气源连接，气缸固定工装装配孔的内径与气缸大径相同，两者间隙配合安装。

按上述技术方案，温度传感器上安装有保护套，保护套的大径与探温孔定位装置内孔的大径相同，均以相同的莫氏锥度完成结构型锥面配合。保护套、探温孔定位装置、传感器连接件和气缸的材质均为聚四氟乙烯。

按上述技术方案，气缸固定工装材质为2a12铝合金。

按上述技术方案，型材支架材质为铝型材，在型材中心线上，相隔中心孔距50mm均匀地开孔攻丝。

按上述技术方案，所述可调平面板材质为不锈钢。

本发明产生的有益效果是：可以对拉丝炉进行不同温度范围的精确测量，保证拉丝工艺上的一致性；方便高效且大大提高了拉丝炉温度控制的精度和范围。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例温度传感器自动切换装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例中导轨滑台剖视图；

图4为本发明实施例中三轴手动导轨滑台结构示意图；

图中：1-1—1#温度传感器，1-2—2#温度传感器，2-1—1#保护套，2-2—2#保护套，3—探温孔定位装置，4-1—1#传感器连接件，4-2—2#传感器连接件，5-1—1#气缸，5-2—2#气缸，6—气缸固定工装，7—三轴手动导轨滑台，8—伺服电机，9—水平连接板，10—型材支架，11—导轨滑台，12—联轴器，13—控制屏，14—可调平面板，15—控制系统，16—接近开关，17-1—1#温度传感器通信光纤，17-2—2#温度传感器通信光纤，18-1—x轴旋钮，18-2—y轴旋钮，18-3—z轴旋钮，19—丝杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，参见图1、2、3、4，特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置，包括：1#温度传感器1-1测温端与1#保护套2-1以螺纹连接方式固定，1#温度传感器1-1尾端与1#传感器连接件4-1以螺纹连接方式固定，2#温度传感器1-2测温端与2#保护套2-2以螺纹连接方式固定，2#温度传感器2尾端与2#传感器连接件4-2以螺纹连接方式固定；1#传感器连接件4-1与1#气缸5-1的连杆以螺纹连接方式连接固定，2#传感器连接件4-2与2#气缸5-2的连杆以螺纹连接方式连接固定；1#气缸5-1和2#气缸5-2分别通过螺钉顶丝固定在气缸固定工装8上，两件气缸尺寸相同，进气端均与气源连接，气缸固定工装6装配孔的内径与1#气缸5-1大径相同，两者间隙配合安装；气缸固定工装6通过螺钉连接固定在三轴手动导轨滑台7上；三轴手动导轨滑台7通过螺钉连接固定在水平连接板9上，三轴手动导轨滑台7可以分别通过x轴旋钮18-1、y轴旋钮18-2、z轴旋钮18-3向x、y、z三个方向移动；水平连接板9通过螺钉连接固定在导轨滑台11上；导轨滑台11通过螺钉连接固定在可调平面板14上；接近开关16通过定位架固定在可调平面板14上，接近开关16与水平连接板9的垂直距离为2mm，接近开关16可位于导轨滑台11行程内的任何位置；型材支架10在型材中心线上，相隔中心孔距50mm均匀地开孔攻丝，可调平面板14通过螺钉与型材支架10连接；伺服电机8与控制系统15连接，触摸屏13上可以设置伺服电机转动速度、方向和位置；1#温度传感器通信光纤17-1和2#温度传感器通信光纤17-2分别与控制系统15连接，控制系统15与控制屏13通过网线进行通信，控制屏13上可以设置伺服电机转动速度、方向和位置，同时显示两个温度传感器的实时测量值。

特种光纤拉丝炉的温度传感器自动切换装置，具体操作方法如下：初始状态时，开启1#气缸5-1和2#气缸5-2的气源，两个气缸分别处于收缩状态，此时使用控制屏13操作伺服电机8转动，伺服电机8通过联轴器12带动丝杆18进行转动，使水平连接板9跟随丝杆在x轴上向拉丝炉测温孔方向移动。当1#温度传感器1-1与探温孔定位装置3接近时，停止伺服电机6的转动，通过调节三轴手动导轨滑台，使得1#保护套2-1与探温孔定位装置3同心，此时关闭1#气缸5-1的气源，气缸的连接杆会带动1#传感器连接件4-1、1#温度传感器1-1和1#保护套2-1整体向y轴方向移动，最终1#保护套2-1与探温孔定位装置3的锥面完全配合，记录此时伺服电机的位置值，作为1#温度传感器1-1的切换位置；按照相同的操作，使2#保护套2-2与探温孔定位装置3的锥面完全配合，记录此时伺服电机的位置值，作为2#温度传感器1-2的切换位置。完成两个温度传感器切换位置的校验后，控制系统15可以自动记录两个位置值，再次进行温度传感器切换时，通过控制屏13可以自动完成切换过程，无需人工调整。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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