一种适用于光纤的氘气后处理系统的制作方法

1.本实用新型属于光纤制备技术领域，具体涉及一种适用于光纤的氘气后处理系统。


背景技术：

2.在光纤的制备过程中，载氢处理过程是一个十分重要的过程，对于光纤性能的提升有着极其重要的作用。然而，大量的实验表明，当氢分子进入光纤芯层后，会在1330nm、1440nm和1530nm等处出现明显的吸收峰，这种吸收峰是暂时性的，在含氢的气氛消失后会随之消失。但是，在1383 nm处形成的吸收峰会永久残留在光纤中，影响光纤的传输特性；另外，由于低水峰光纤开通了e波段的使用，导致1383 nm处的氢致损耗（简称氢损）格外受到重视。
3.研究表明，用氘气处理光纤能有效地降低光纤的氢敏感性。在室温下，将2km长光纤置于含氘的混合气（1％d： 99％he）中4天，对光纤进行氢老化实验，实验结果显示，氘气处理过的光纤进行氢老化实验时，在1383 nm处几乎没有任何附加损耗。为了进一步考察光纤的稳定性，将氘气处理后的光纤在常温条件下（23
±3°
c，40%~60%rh，一个大气压）放置3个月，再进行氢老化实验，结果显示，光纤仍具有良好的抗氢老化性能。由此可见，氘气处理可以有效地消除光纤的氢敏感性。
4.在氘气处理光纤过程中，主要是氘与过氧基的结合，而这种结合可以阻止后续氢与过氧基的结合，从而达到降低光纤氢敏感性的目的。同时，氘的反应机理与氢的类似，其形成的o-d键的键能为466 kj／mol，大于o-h键的键能460 kj／mol，故而从能量角度上讲，o-d键比o-h键更稳定，这也使得氘气处理后的光纤具有抗氢老化能力。
5.在氘气处理过程中，形成o-d键比o-h键的时间，受温度、压力、氘气浓度三个主要因素的影响。因为d原子和h原子是同位素，因此氘气与氢气一样是危险性易燃易爆气体，因此，鉴于安全因素的考虑，现有的氘气后处理通常采用常压、常温，因此所需的反应时间非常长，一般要两周以上。也正因如此，现有的氘气后处理过程往往具有如下缺陷：（1）反应时间太长，效率低；由于现有的处理设备大多采用类似集装箱的大房间，无法密封加压，因此只能充入1bar的d2，需要很长的反应时间。（2）温度控制不精准；现有的设备温度控制不精确，无法实现一些需要精确控温的反应。（3）自动化程度不高：因为整个系统需要充气、补气、n2置换等多个循环操作，需要人工参与的频次较高，智能化程度极低。（4）安全保护方面功能不够；由于d2后处理置换时间较长，通常是一周时间，期间需要持续监控、巡视，极易因巡视不及时导致安全隐患的出现。


技术实现要素：

6.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种适用于光纤的氘气后处理系统，能够实现光纤在加压环境下的氘气后处理，缩短氘气处理的时间，提升光纤氘气处理的效率和质量，降低光纤的制备成本。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种适用于光纤的氘气后处理系统，包括压力容器罐组、烘箱和供气组件；
8.所述压力容器罐组包括多个压力容器，并对应各压力容器分别设置有密封盖，使得待后处理的光纤可对应容置于压力容器的密封空腔中；至少部分压力容器通过管路依次连通，并在压力容器罐组上形成至少一个氘气后处理空腔；且
9.所述压力容器罐组设置在所述烘箱中，以此控制所述光纤进行后处理时的温度条件；
10.所述供气组件通过管路组件与各所述氘气后处理空腔连通，用于向所述氘气后处理空腔中通入氘气并控制各氘气后处理空腔中的氘气气压。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述压力容器罐组设置为多个，且所述压力容器罐组与所述烘箱一一对应设置。
12.作为本实用新型的进一步改进，至少一个压力容器罐组内形成有至少两个彼此独立的氘气后处理空腔；
13.和/或
14.至少一个压力容器罐组内的各压力容器依次连通。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述供气组件包括至少两个彼此独立的供气单元；
16.各所述供气单元分别通过供气管路与管路组件连通，可进行氘气的独立供气。
17.作为本实用新型的进一步改进，对应至少两个供气单元设置有供气切换组件，用于切换与所述管路组件连通的供气单元。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述供气单元为包含多个气瓶的集格。
19.作为本实用新型的进一步改进，对应至少部分集格设置有氘气补充管路；
20.所述氘气补充管路分别与氘气补充设备、对应集格连通，用于为压力下降后的集格补充氘气。
21.作为本实用新型的进一步改进，所述氘气后处理空腔中的气压为0~6bar；和/或，所述供气组件内的气压不小于6bar。
22.作为本实用新型的进一步改进，所述烘箱的控制温度为15~80℃。
23.作为本实用新型的进一步改进，还包括远程控制设备；
24.所述远程控制设备与系统中的至少部分设备电连接，并可与远程终端通信连接，用于作业人员通过远程控制设备远程监测并控制对应的设备。
25.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
26.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
27.（1）本实用新型的适用于光纤的氘气后处理系统，其包括压力容器罐组、烘箱和供气组件，利用压力容器罐组中多个压力容器的对应设置，可以形成若干氘气后处理空腔，再通过管路组件的设置，可以实现氘气后处理空腔与供气组件的连通，配合压力容器罐组在烘箱内的对应设置，可以实现光纤在相应压力调节、温度条件下完成氘气后处理，进而提升氘气后处理的效率和质量，缩短光纤的制备时间，降低了光纤的制备成本，提升光纤的使用性能。
28.（2）本实用新型的适用于光纤的氘气后处理系统，其通过设置由不同数量压力容器依次连通所形成的氘气后处理空腔，能够满足不同批量光纤的处理需求，减少氘气的浪费，提升氘气的利用效率；同时，利用烘箱与压力容器罐组的一一对应设置，可以实现不同压力容器罐组的独立控制，满足不同的氘气后处理需求，提升系统使用的兼容性和通用性。
29.（3）本实用新型的适用于光纤的氘气后处理系统，其通过在供气组件中设置多个供气单元，并对应其设置供气切换组件，能够实现不同供气单元之间的快速切换，保证供气过程进行的连贯性和准确性，进一步提升氘气后处理的效率和质量。
30.（4）本实用新型的适用于光纤的氘气后处理系统，其通过远程控制设备的设置，可以实现系统中相应设备工作状态的远程监测和远程控制，满足作业人员的远程控制需求和监控需求，提升系统使用的便捷性，确保报警情况的及时发现，充分保证光纤氘气后处理过程进行的安全性和准确性。
31.（5）本实用新型的适用于光纤的氘气后处理系统，其系统组成简单，控制便捷，能够实现光纤在加压氘气环境下的可靠载气后处理，并实现后处理过程中温度环境的准确控制，提升光纤氘气后处理的效率和质量，进而提升光纤产品的制备效率和使用性能，降低光纤的制备周期和制备成本，具有较好的实用价值和应用前景。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本实用新型实施例中适用于光纤的氘气后处理系统的系统构成示意图；
34.图2是本实用新型实施例中压力容器罐组在烘箱中的设置形式示意图；
35.图3~图5是本实用新型实施例中压力容器罐组的结构示意图；
36.图6是本实用新型实施例中设置于供气组件与供气管路之间的供气控制组件的结构形式示意图；
37.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
38.1、压力容器罐组；2、烘箱；3、供气组件；4、管路组件；
39.101、压力容器；102、密封盖；103、供气管；104、支架；301、气动阀；302、单向阀；303、调压阀；304、过滤器；305、压力传感器；306、隔膜阀；307、压力表；308、球阀。
具体实施方式
40.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.实施例：
46.请参阅图1~图6，本实用新型优选实施例中的适用于光纤的氘气后处理系统包括以管路组件4对应连通的压力容器罐组1和供气组件3，由压力容器罐组1完成待处理光纤的容置，并由供气组件3通过管路组件4向压力容器罐组1中通入一定压力的氘气，以及确保压力容器罐组1中的氘气压力维持在一定的范围内。进而通过将光纤盘保持在压力容器罐组1中一定时间，便可完成光纤在氘气环境下的后处理过程。
47.具体而言，优选实施例中的压力容器罐组1包括至少一个压力容器101，该压力容器101为一端开口的罐状结构，并对应其开口处设置有可开闭的密封盖102，用于压力容器101的打开或者锁闭。
48.在实际设置时，对应于密封盖102的设置，在压力容器101的开口处沿环向设置有多个连接件，用于密封盖102的连接紧固。同时，对应于密封盖102与压力容器101之间的可靠密封，优选在两者之间设置有若干密封件（图中未示出），例如密封圈、密封垫，以确保密封盖102锁闭后该压力容器101的密封性，进而保证氘气环境形成的准确性和安全性。
49.进一步地，如图3~图5中所示，优选实施例中压力容器罐组1包括多个压力容器101，且多个压力容器101呈阵列布置，例如图3中所示的4
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4阵列。同时，为了满足不同容纳体积需求下的应用，压力容器罐组1中的至少部分压力容器101通过管路连通，使得同一个压力容器罐组1内可以形成至少一个作用压力相同的后处理空间。
50.其次，为了实现光纤的批量化氘气后处理，在优选实施例中，压力容器罐组1的设置数量为多个，例如图2中所示的4个。同时，根据光纤后处理的需求，各压力容器罐组1中可以形成至少一个由多个依次连通的压力容器101所形成的封闭作业空间，并对应各封闭作业空间设置有至少一个与管路组件4连通的供气管103，以其完成各封闭作业空间中的氘气供应，完成相应氘气处理环境的生成需求。
51.例如，在图2中所示的优选实施例中，压力容器罐组1为四个，每个压力容器罐组1均包括16个呈阵列布置的压力容器101。在此实施例中，后三个压力容器罐组1中的16个压力容器101进一步优选依次连通，形成由16个压力容器101形成的氘气后处理空腔；而在第一个压力容器罐组1中，位于顶层的4个压力容器101依次连通，形成一组氘气后处理空腔；同时，位于第二层的4个压力容器101依次连通，形成第二组氘气处理空腔；相应地，位于底部两层的8个压力容器101依次连通，形成第三组氘气处理空腔。
52.可以看出，在图2所示的第一组压力容器罐组1中，其形成了三组彼此独立的氘气处理空腔，可满足不同体量光纤的处理需求。不过，在实际设置时，优选在彼此独立的两层压力容器101之间设置有带通断阀门的管路，可通过该通断阀门的启闭，调节实际工作的压力容器101数量，满足不同处理条件、不同处理量下的光纤后处理过程。
53.当然，可以理解，在实际设置时，相邻两压力容器罐组1之间的至少部分压力容器101也可通过管路连通，以进一步增加处于同一气压环境下的空腔体积，满足更大批量的光纤处理需求。
54.进一步地，对于优选实施例中的压力容器罐组1而言，还设置有烘箱2，使得压力容器罐组1可通过其底部的支架104支撑设置在烘箱2中，进而由烘箱2确保压力容器罐组1处于相应的处理温度范围内。
55.在优选实施例中，压力容器罐组1与烘箱2一一对应设置，即一个烘箱2中容纳一个压力容器罐组1。举例来说，在如图2所示的具体实施例中，压力容器罐组1为四组，此时，对应设置的烘箱2数量为4个，如图1、图2中所示，各烘箱2优选彼此独立，并可分别容纳16个压力容器101，进而由各烘箱2完成对应压力容器罐组1进行氘气后处理时的温度控制。
56.在实际设置时，各烘箱2的控制温度介于15~80℃之间，优选控制在25~60℃之间，进一步具体优选为35~50℃，且温度的控制精度优选为
±
1℃。显然，根据实际的需求，上述温度值可以进行修改。不过，由于氘气为易燃易爆气体，且压力容器101中进行了加压处理，因此，在实际使用时，各烘箱2的可控温度不超出60℃。
57.具体设置时，各烘箱2的温度控制通过位于其内部的加热元件和至少一个测温传感器（图中未示出）组合工作后完成，能够实现各烘箱2控制温度的准确控制。
58.更具体地，优选实施例中的供气组件3包括至少一个供气单元，各供气单元分别通过供气管路与管路组件连通，在供气管路上对应设置有相应的通断阀门和调压阀门，能够完成对应压力下氘气的持续供气，完成相应的后处理过程。在优选实施例中，上述供气单元优选为包含多个气瓶的集格，并进一步优选为彼此独立的至少两个，例如采用两个由3
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4气瓶组成的集格进行供气。实际设置时，对应于多个集格的工作，设置有供气切换组件，该供气切换组件的出气侧与管路组件4连通，其进气侧与各集格分别连通，用于切换与管路组件4连通的集格。
59.以优选实施例中设置两个集格的方案举例，在实际设置时，优选设置有如图6中所示的供气切换组件，其形成有两条由管路、三通、过滤器304、气动阀301、单向阀302、调压阀303、球阀308组成的控制管路，并在各控制管路上设置有至少一个压力表307，进而准确完成管路组件4中供气压力的控制与检测。
60.在实际设置时，工作的压力容器101内的压力优选为0~6bar，进一步优选控制在2.5~3.5bar之间，例如具体优选为3.0bar。相应地，对于供气的几个而言，其内部气压优选
不低于6bar，通过在各管路上设置压力传感器305，可以实时监测各管路乃至对应集格内的气压，以此判断是否切换集格进行供气。例如，在优选实施例中，当压力传感器305检测到供气管路中的气压小于6bar时，优选可自动切换另一个集格供气。
61.相应地，优选实施例中的管路组件4优选如图1中所示，其包括多个对应设置的管道，各管道分别由供气组件3延伸至对应的烘箱2，并与烘箱2中对应压力容器罐组1上的供气管103连通，完成氘气的传输。
62.进一步地，对应各控制管路分别设置有排气管路，如图6中所示，此时，排气管路与大气连通，用于在更换集格时排出管道中的氘气，确保供气单元更换的安全性。在实际设置时，排气管路上设置有两个分别与两供气管路连通的排气支路，并分别在各支路上设置有隔膜阀306，使得通过隔膜阀306的启闭实现排气支路的通断控制。实际设置时，为了提升排气的质量，在排气管路上设置有吹气接口，用于接入n2并以吹入n2的方式快速吹扫管路中的氘气。
63.优选地，对应各控制管路所连接的集格还设置有氘气补充管路，其包括分别与氘气补充设备、控制管路连通的管道，并在管道上设置有相应的控制阀门。如此，当压力传感器305检测到对应集格内的气压小于设定气压时，可通过控制氘气补充管路的开启完成氘气的补充。当然，可以理解的是，在进行氘气补充时，该控制管路处于不工作状态。
64.进一步优选地，为了方便氘气后处理系统的远程控制，还优选对应其设置有远程控制器，其与至少部分设备电连接，并可与远程终端（例如远程控制电脑、手机等设备）通信连接，进而使得系统工作过程中的各种信息，例如管路运行状态、压力容器101工作状态、烘箱2工作调节、供气组件3气压状态等数据均可通过远程终端获取，并可通过远程控制器进行远程控制，实现了系统报警时的快速响应，提升了系统使用的便捷性和安全性。
65.本实用新型中的适用于光纤的氘气后处理系统，其系统组成简单，控制便捷，能够实现光纤在加压氘气环境下的可靠载气后处理，并实现后处理过程中温度环境的准确控制，提升光纤氘气后处理的效率和质量，进而提升光纤产品的制备效率和使用性能，降低光纤的制备周期和制备成本，具有较好的实用价值和应用前景。
66.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。