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S1固定玻璃棒后匀速转动:将经过研磨、清洗、烘干的玻璃棒一端装夹到第一夹持器,
另一端装夹到第二夹持器,并控制玻璃棒匀速转动,转动速度为60‑120rad/min;
S2预热:打开副燃烧器并控制温度在580℃‑605℃,对玻璃棒预热30‑90分钟;
S3火抛处理:预先调整好主燃烧器的火焰喷头的高度、角度以及主、副燃烧器的燃气和
氧气的供应量,调节玻璃棒的旋转速度为60‑90rad/min,打开各个主燃烧器的火焰喷头,使
玻璃棒表面受热火抛处理,当玻璃棒的表面产生熔融流体时,关闭主燃烧器和副燃烧器;
S4测温、冷却及退火:完成火抛处理后,停止玻璃棒的转动,由红外测温探头检测玻璃
棒表面的温度,待其自然冷却至500℃以下后,取下玻璃棒放入退火炉中进行退火,退火工
艺为在590‑600℃保温100‑130min后随炉降温冷却,得到火焰抛光好的高膨胀玻璃棒;
所述火焰喷台上设有第一移动手柄,所述第二夹持器固定座上设有第二移动手柄。
3.根据权利要求2所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,所述火焰喷台上设
4.根据权利要求1所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,所述第二夹持器所
在端为被动旋转端,所述第一夹持器所在端为主动旋转端;或,所述第二夹持器所在端为主
5.根据权利要求1‑4任一项所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,还包括电
6.根据权利要求5所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,所述第一夹持器夹
持玻璃棒的一端设有第一挡火罩,所述第二夹持器夹持玻璃棒的一端设有第二挡火罩;
7.根据权利要求5所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,所述第一夹持器和
第二夹持器的活动夹爪为石墨夹爪、陶瓷夹爪或外层包裹陶瓷纤维保温棉的金属夹爪。
8.根据权利要求5所述的高膨胀玻璃棒火焰抛光方法,其特征是,所述喷焰器包括至
少一组主燃烧器和副燃烧器,每组中所述主燃烧器的火焰喷头和所述副燃烧器的火焰喷头
应用的微光夜视仪,具有在夜间低照度条件下观察及瞄准的能力,具有分辨力高、体视感好
的特点,是士兵夜间作战的主要装备,能确保士兵在夜间完成探测和瞄准、击中作战目标
的任务。在微光夜视技术发展早期,由于受成本约束,对成像分辨率和像质要求均比较低,
但是随着光纤传像元器件的发展以及各类电子科技类产品性能提升和价格的降低,高清晰度的微
光夜视仪需求逐步实现技术可行,对光纤传像元件的内部质量发展要求慢慢的升高,从早期的要
求内部斑点缺陷的尺寸小于120μm到目前的斑点缺陷尺寸小于50μm,低缺陷慢慢的变成了光纤
传像元件的主流发展的新趋势。光纤传像元件的内部质量最重要的包含内部斑点缺陷与像畸变两个
方面,斑点缺陷的缩小能使得分辨的图像更清晰,避免大尺寸斑点缺陷带来的目标误判,而
像畸变是指的观测画面的失真程度。其中内部斑点缺陷对视觉效果的影响最重要,斑点
缺陷尺寸越小,传像越清晰,而斑点尺寸大,则会让传像画面中出现很多的“假目标”,所以
消除或降低斑点缺陷尺寸对于微光夜视仪的传像清晰度、细节表现等都有很大的帮助。
光纤传像元件包括光纤面板、光纤倒像器、光纤光锥、光纤传像束等,是一种性能
优异的光电成像元器件,具有数值孔径大,传光效率高,分辨率比较高,传像清晰、真实,在光学
上具有零厚度,结构相对比较简单,体积小,重量轻,气密性好,畸变小,斑点少,级间耦合损失小,耦
合效率高,能改善边缘像质等特点。光纤传像元件最典型的应用是作为微光像增强器的光
学输入、输出窗口,对提高成像器件的品质起着重要的作用,广泛地应用于军事、刑侦、航
合、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和别的需要传送图像的仪器和设备中,是当今
件的光学纤维是由低折射率的皮料玻璃管、高折射率的芯料玻璃棒和光吸收料玻璃丝利用
棒管结合和真空拉制工艺经热熔压制备而成的。由于光学纤维完全由皮料玻璃紧密地熔合
在一起,各相邻之间的光学纤维靠的近,导致相邻纤维间会出现串光,或者由于制备过程中
温度场或者拉制受力不均匀可能会引起的皮层玻璃管壁厚不均匀等问题,会导致输入光线会
在全反射过程中穿透皮层发生光渗透现象,造成漏光,或者光学纤维的芯料或皮料接触界
面因为存在缺陷、间隙或污染物而破坏了光的全反射条件,使光线在此发生了散射,这些散
射光进入到相邻纤维中,就造成了串光。而杂散光、漏光或串光的存在是直接影响光纤传像
元件的内部质量的主要的因素,提高光纤传像元件内部质量的方法主要有两种:一是降低光
学纤维拉丝及排板过程中的纤维丝表面的磨损,提高纤维丝的表面上的质量,此方法相对简单,
不过涉及到的生产工序较多,使得斑点缺陷的质量提高有限;二是提高棒管的表面紧密接
触度,让芯皮界面尽可能达到完全的光学接触,不因空隙而出现“漏光”的现象,从而彻底解
方法制备,其表面是天然的火焰抛光流体成型表面,内外表面都光滑如镜,拥有良好的表面
光洁度和透过度,而为实现棒管的匹配,芯料玻璃棒需要经过滚磨才可以做到与皮料玻璃
管的紧密匹配,但是芯料玻璃棒经过滚圆磨削后,其表面不可避免的存在大小不一的凹坑,
芯料玻璃棒无法达到理想的表面光洁度和透光度,如果芯料玻璃棒的表面存在不光洁或杂
质,将极度影响与皮层玻璃管的光学接触。而为了更好的提高芯料玻璃棒的表面光洁程度和透光
度,一般会对芯料玻璃棒进行抛光处理,一般会用的玻璃棒抛光的方法主要有两种,一是机
械磨抛法,利用抛光粉和抛光毛毡对玻璃棒的表明上进行研磨抛光处理,缺点是加工周期长、
效率低、需要用大量辅材、生产所带来的成本高以及存在抛光不均匀等问题,而且抛光处理过程中
在芯料玻璃棒表面而无法清除,这些杂质颗粒碎屑进入到芯皮界面会影响芯皮界面的传光
质量,甚至影响光纤传像元件的内部传像质量;二是化学抛光法,利用酸溶液或碱溶液对玻
璃棒表明上进行非物理性腐蚀处理,缺点是会腐蚀掉玻璃棒表面的一些有效化学组分或造成芯皮
界面的离子扩散,化学溶液侵蚀的能力强,对人体和环境有危害,还存在废液不能回收和处理
的芯料玻璃是多组分的高膨胀系数玻璃,尚未见报道有一种用于高膨胀玻璃棒的火焰抛光
焰抛光问题,提升光纤传像元件的内部质量,本发明提供了一种抛光效率高且抛光效果好
所述第二夹持器所在端为被动旋转端,所述第一夹持器所在端为主动旋转端;或,
所述主燃烧器的火焰喷头为喇叭状,所述火焰喷头的外径为Φ10‑Φ25mm。
S1固定玻璃棒后匀速转动:将经过研磨、清洗、烘干的玻璃棒一端装夹到第一夹持
器,另一端装夹到第二夹持器,并控制玻璃棒匀速转动,转动速度为60‑120rad/min;
S2预热:打开副燃烧器并控制温度在580℃‑605℃,对玻璃棒预热30‑90分钟;
S3火抛处理:预先调整好主燃烧器的火焰喷头的高度、角度以及主、副燃烧器的燃
气和氧气的供应量,调节玻璃棒的旋转速度为60‑90rad/min,打开各个主燃烧器的火焰喷
头,使玻璃棒表面受热火抛处理,当玻璃棒的表面产生熔融流体时,关闭主燃烧器和副燃烧
S4测温、冷却及退火:完成火抛处理后,停止玻璃棒的转动,由红外测温探头检测
玻璃棒表面的温度,待其自然冷却至500℃以下后,取下玻璃棒放入退火炉中进行退火,退
火工艺为在590‑600℃保温100‑130min后随炉降温冷却,得到火焰抛光好的高膨胀玻璃棒。
所述研磨包括粗磨和精磨;所述粗磨为采用80‑100目金刚砂粗磨50‑80分钟;所述
(1)采用本发明的装置和方法能实现自动精确控制,可以有效提升高膨胀芯料玻
璃棒的光学均匀性和抛光效率,火焰抛光后玻璃棒不炸裂、不弯曲,且抛光后无杂质产生,
(2)火焰抛光效果优良,纤芯玻璃棒表明产生透明光滑的抛光面,光滑的抛光表面
(3)经过本发明火焰抛光的纤芯玻璃棒与皮层玻璃管匹配拉制的光学纤维内部缺
陷少,制备的光纤传像元件的内部质量优良,没有>50μm的斑点缺陷,且<50μm的斑点缺陷
(4)本发明能最大限度的减少各种玻璃棒抛光过程中辅材的使用,火焰抛光效率
高,产品质量高,生产所带来的成本低,可避开高温作业对人体可能会产生的安全风险隐患,实现了高膨
图1中:101为玻璃棒,12为玻璃棒粘接卡头,13为主动旋转端,14为被动旋转端,15
图2和图3中:100为喷焰器,101为玻璃棒,102为主喷焰器,103为副喷焰器,104为
火焰喷台,201为第一夹持器,202为第二夹持器,203为第一挡火罩,204为第二挡火罩,205
为第二夹持器固定座,206为第一夹持器固定座,301为防护罩,401为电子控制管理系统,501为
地详细描述。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明,但不作为对本
参见图1,为本发明实施例提供的高膨胀玻璃棒的研磨示意图;玻璃棒101火抛前
先进行表面研磨,玻璃棒101一端通过玻璃棒粘接卡头12固定在主动旋转端13上,另一端通
过玻璃棒粘接卡头12固定在被动旋转端14上,主动旋转端13和被动旋转端14的下方设有抛
第一夹持器201,一端用于夹持玻璃棒101一端,另一端转动连接第一夹持器固定
第二夹持器202,一端用于夹持玻璃棒101另一端,另一端转动连接第二夹持器固
熔化温度,从而使玻璃的表面张力减小以达到抛光的效果,解决了传统的抛光装置抛光效
火焰喷台104上设有第一移动手柄501,第二夹持器固定座205上设有第二移动手
喷射的火焰对玻璃棒进行预热和保温,主燃烧器对玻璃棒进行火抛处理,火抛处理的一般
为3‑10分钟。当加热处玻璃棒的表面产生熔融流体时,能移动第一移动手柄加热玻璃棒
其他未加热的部位,进而达到实现不同长度玻璃棒表面抛光的目的。通常情况下,主、副燃
烧器的设置数目可以适用一定玻璃棒长度的预热和火抛需求,无需移动。通过设置移动的
火焰喷台和第二夹持器固定座,可以适用不同长短的玻璃棒的抛光需要,拓展了装置的适
用范围,第一移动手柄能控制火焰喷台在滑动导轨上左右移动,第二移动手柄可以控制
第二夹持器固定座带动第二夹持器在滑动导轨上移动,具有移动方便、快捷锁定的优点。
优选地,第二夹持器202所在端为被动旋转端,第一夹持器201所在端为主动旋转
端,或,第二夹持器202所在端为主动旋转端,第一夹持器201所在端为被动旋转端。
实现玻璃棒的旋转。设置一端提供主动力进行玻璃棒的旋转,防止两端同时提供动力不匹
进一步地,还包括电子控制管理系统401,用于控制玻璃棒101的旋转速度和喷焰器100
优选地,第一夹持器201夹持玻璃棒101的一端设有第一挡火罩203,第二夹持器
第一夹持器固定座206、玻璃棒101及第二夹持器固定座205的外围设有防风罩
第一夹持器201和第二夹持器201的活动夹爪为石墨夹爪、陶瓷夹爪或外层包裹陶
瓷纤维保温棉的金属夹爪。活动夹爪可以由石墨或陶瓷制成,也可以是金属外层包裹有陶
瓷纤维保温棉;夹持器的活动夹爪优选由石墨材质制成,可以在不对玻璃棒表面造成损伤
放的系统,外界环境气流会影响火焰的稳定性,外界环境气流会带走一部分燃烧热,常规的
火焰抛光方法会使得玻璃棒在高温火焰抛光过程中存在炸裂问题,为防止玻璃棒冷热不均
发生收缩或者炸裂情况,需将本发明的玻璃棒在带有防风罩的火焰中抛光处理。设置防风
罩可以防止热量的流失和流动空气对高膨胀玻璃棒的表面造成炸裂,还可避开高温作业
参见图2,喷焰器100包括至少一组主燃烧器102和副燃烧器103,当为3组以上时,
二直线、玻璃棒相互平行,每组中主燃烧器102的火焰喷头和副燃烧器103的火焰喷头的连
线°,正投影线经过所述连线的中点,相邻每组中的主燃烧器102等间距设置;副
主燃烧器102的火焰喷头的喷口为喇叭状,所述喷口的外径为Φ10‑Φ25mm,当外
径大于Φ25mm时,火焰无法集中加热,会使得玻璃棒表面抛光效率降低;当外径小于Φ10mm
主燃烧器和副燃烧器交叉设置,保证了玻璃棒加热的均匀性。设置喇叭状开口,以
打开各个主燃烧器的火焰喷头后,玻璃棒的旋转速度为60‑90rad/min,利用旋转
对高温加热的玻璃区域进行二次高温均化处理,车床转动速度以玻璃棒不会因重力软化成
“弓形”为宜,根据抛光时间设定玻璃棒的旋转速度,优选旋转速度为72‑90rad/min,若旋转
速度过快,则玻璃棒表面温度受热不均匀,若旋转速度过慢,则玻璃棒内部会受热软化,进
而导致玻璃棒变形。为了获取富氧气氛,要增加氧气流量,主、副燃烧器的燃气和氧气的
石英砂(高纯,150μm筛上物为1%以下、45μm筛下物为30%以下、Fe
0.01wt.%)、硼酸或硼酐(400μm筛上物为10%以下、63μm筛下物为10%以下)、碳酸钙(分析
纯,平均粒径250μm)、碳酸锶(分析纯,纯度≥99.0%)、硝酸钡(分析纯,纯度≥99.0%)、二
氧化钛(化学纯)、三氧化二镧(5N)、三氧化二钆(5N)、五氧化二铌(5N)。
(1)具有合适的热膨胀系数,在30~300℃范围的平均线)具有高折射率,折射率n
芯料玻璃的折射率后,不但可以提高玻璃的有效数值孔径,而且能很好的提高光纤面板、光
按表1实施例1玻璃成份选择原料,并且要求对玻璃原料中的变价元素的氧化物如
成,然后使用铂金坩埚在1550℃温度下熔融6小时,在玻璃熔制过程中,对玻璃进行2至3次
的搅拌,使玻璃熔制均匀,待玻璃熔融后,再降温至1420℃温度澄清2小时,然后再将熔融玻
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