石英管是采用了经特殊工艺加工的乳白石英玻璃管、配用电阻合材料作为发热子,由于乳白石英玻璃可以吸收来自电热丝辐射的几乎全部的可见光和近红外光、且能使之转化为远红外辐射。但工业用红外线加热管基本淘汰了乳白色石英管,因其料性比较脆,故不能形成很长的乳白色加热管。且乳白色具有遮光效应,阻止了其热量。
石英玻璃在温度控制系统中,调节对象为预制棒的原材料石英管,被调参效为石英管火焰加热区的温度,它们都有白己的一些特点。首先,调节对象是间歇工作的,每一个生产周期包括沉积过程和间歇过程两部分。它们之间倒换频繁,温度差别很大。其次,石英管是由氢氧喷灯移动加热的。火焰加热区,原料反应区都是在移动的。
如图是石英管火焰加热区温度控制系统的沤图。它主要由温度检测单元和调节、执行单元两部分组成。
火焰加热区温度检测单元
根据对象的特点,这里选用了非接触式测温方式。所用仪表为红外幅射测温仪。它和喷灯一起安装在玻璃车床的拖板上,其探测目标位于石英管火焰加热区的前部。为了尽量减小测量时延,选择了响应时间只有零点几秒的测温仪,可以近似地看成一个纯比例环节。这为系统实现近似实时调节创造了条件。
调节、执行单元
间歇开关受车床行程开关和偏差鉴别电路控制。当每次沉积过程结束时,间歇开哭动作,使调节器的输出由自动状态自动地切换到手动状态,强行使电动调节阀固定在手动操作所给定的阀位上不动,此阀位与调节处于平稳状态时的阀位一致。与此同时,间歇开关还打开与电动调节阀并联的两个电磁阀(它们都控制一定的气体流量),加大燃料气体供应量,驱使石英管火焰加热区温度迅速上升。随着温度上升,由偏差鉴别单元根据设定位返步关闭两个电磁阀,不断降低温度上升斜率。这样做既可以使火焰加热区的温度迅速上升,又不致产生超调。当温度上升至给定值时,电路使调节器的输出由手动自动地切换到自动,系统进人自动调节状态。