автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация и управление процессами проектирования и производства специальных кварцевых оптических волокон

На правах рукописи

Крюков Игорь Иванович

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИАЛЬНЫХ КВАРЦЕВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь-2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Первадчук Владимир Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Казанцев Владимир Петрович, кандидат технических наук

Кондратов Сергей Николаевич

Ведущая организация: ФГУП Научно-исследовательский технологический институт оптического материаловедения ВНЦ «Государственный оптический институт им С.И.Вавилова» (г. Санкт-Петербург)

¡о

Защита состоится 14.07.2006 г. в часов на заседании диссертационного совета Д212.188.04 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614000, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Пермского государственного технического университета

Автореферат разослан «И> июня 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Доктор технических наук, профессор

/

А.А.Южаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Оптические волокна занимают исключительно важное место в современной технике связи и приборостроении. Только с их помощью была решена задача высокоскоростной передачи больших объемов информации на любые расстояния. Многочисленные типы оптических волокон оптимизированы под конкретные конструктивные варианты линий связи и серийно выпускаются различными производителями, в основном, зарубежными. Кроме этого, все более важную роль играют специальные оптические волокна, предназначенные для использования в датчиках физических величин, волоконных лазерах, интегрально-оптических системах.

Постоянно возрастающая номенклатура этих волокон и непрерывное появление новых вариантов технологии их изготовления требуют для управления их разработкой и производством обязательного сочетания математического моделирования с экспериментальными исследованиями и производственной практикой.

Диссертационная работа является частью научных исследований, выполненных в рамках ОКР новых типов оптических волокон по государственному заказу, в рамках научно-технической программы 202 «Инновационная деятельность высшей школы» (подпрограмма 202.03 «Инновационные научно-технические проекты по приоритетным направлениям науки и техники») и межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования и министерства обороны РФ.

Целью работы является разработка автоматизированной системы управления проектированием и производством специальных кварцевых оптических волокон, позволяющей с минимальными затратами осваивать серийный выпуск новых изделий. Эта система включает в себя автоматизированные подсистемы проектирования технологических процессов, автоматического и интерактивного управления технологическим оборудованием, экспертного управления процессами анализа получаемых результатов и оптимизации технологических режимов.

• Указанная цель предполагает решение следующих научных задач:

разработка математических моделей технологических процессов с учетом их наиболее существенных особенностей и оптимизация управления этими процессами, подготовка и проведение серии экспериментов для уточнения параметров моделей, разработка компьютерных инженерных моделей для проверки и оперативной

разработки программ управления технологическим оборудованием, алгоритма корректировки этих моделей и программ по результатам практической реализации.

• Методы исследования: математическое и компьютерное моделирование, численные методы в системах Maple и MathCad, экспериментальные исследования температурных полей, тепломеханических и диффузионных процессов, оптические измерения параметров кварцевых волокон.

• Научная новизна заключается

• В разработке концепции управления технологическими процессами в производстве специальных кварцевых оптических волокон, основанной на учете реальных усложняющих факторов (нестационарный тепломассобмен при химических превращениях, краевые эффекты и т.д.).

• В предложенной и впервые решенной задаче оптимального управления процессом газофазного осаждения для системы с распределенными параметрами.

• В разработке концепции эффективных кривых выхода реакций окисления реагентов, позволяющих автоматизировать процесс разработки технологии газафазного осаждения.

• В разработке новых инженерных методик компьютерного моделирования профиля показателя преломления преформы по выбранным режимам процесса газофазного осаждения и новых методик количественной оценки скорости охлаждения волокна при вытяжке по форме «луковицы» заготовки с учетом ее обдува потоком инертного газа.

В разработке новых алгоритмов коррекции параметров компьютерных моделей по результатам экспериментов.

Практическая значимость заключается в сформулированных методиках и алгоритмах автоматизированного управления разработкой и производством специальных оптических волокон (методика определения параметров процесса газофазного осаждения для получения заданного профиля показателя преломления заготовки, алгоритм корректировки параметров этого процесса по результатам практической реализации, методики оценки внутренних напряжений и толщины диффузионных слоев при вытяжке волокна).

• На защиту выносятся:

• Разработка структуры АСУ ТП производства специальных оптических волокон.

• Разработка концепции эффективных кривых выхода реакций окисления галогенидов и методика их экспериментального определения.

• Постановка и решение задачи оптимизации управления технологическим процессом газофазного осаждения при изготовлении заготовок кварцевых оптических волокон соответствующей регулировкой скорости горелки по критерию заданного температурного поля преформы.

• Разработка математической модели вытяжки кварцевых волокон в условиях обдува потоком инертного газа,

• Инженерная компьютерная методика расчета профиля показателя преломления преформы с учетом всех возможных нестационарностей процесса газофазного осаждения.

• Методика экспериментальной оцеики величины внутренних напряжений и размеров диффузионного слоя при вытяжке оптических волокон.

• Алгоритм корректировки разработанных компьютерных методик по результатам практической реализации технологических процессов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» в 2000, 2001 г. г. Пермь, VI Международной конференция «Прикладная оптика» 2004 г. Санкт-Петербург, XV Международной конференции по'химической термодинамике в России, 2005 г. Москва.

Публикации Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах и 5 патентах.

Внедрение результатов работы. Основные результаты работы внедрены в Пермской научно-производствешюй приборостроительной компании при проектировании и производстве анизотропных оптических волокон для волоконно - оптических гироскопов. Кроме того, положения диссертационной работы используются в учебном процессе Пермского государственного технического университета в курсе «Математические методы оптимального управления».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, определяется её цель и ставятся задачи исследования.

В первой главе содержится постановка основных проблем и делается обзор существующих способов их решения.

Из нескольких применяющихся в промышленности базовых технологических процессов изготовления ОВ наиболее приспособленным для специальных волокон признан метод модифицированного химического осаждения из паровой фазы (MCVD), при котором внутри кварцевой формируется осадок легированного кварца заданного состава.

Полный цикл изготовления специальных ОВ обычно включает в себя тепломеханические, шлифовальные и кварцедувные операции, химическое травление. В результате формируется заготовка, имеющая часто довольно сложную структуру и состоящая из элементов (преформ) с разным составом легирующих элементов и соответственно с разным показателем преломления. Далее производится вытяжка ОВ на специальных колоннах.

В то время как разработка конструкции ОВ обычно производится с применением специализированных программных продуктов и достаточно хорошо отработана, проектирование технологического процесса изготовления заготовок этого волокна до сих пор почти всегда выполняется вручную. Для исправления этого положения многочисленные исследователи

разрабатывают математические модели технологических процессов производства ОВ и используют полученные результаты для проектирования АСУ ТП. Однако законченные системы такого рода в литературе не описаны.

Среди публикаций на тему МСУЮ необходимо отметить работы М.Чоя, К. Парка и Дж. Ченга..

Авторы, сделав ряд упрощающих предположений, получили численные решения поставленной задачи для некоторых выбранных сочетаний технологических параметров. Практическое использование этих работ, как и работ других цитируемых авторов, затруднено многообразием вариантов технологии.

Процессу вытяжки также посвящено значительное количество исследований (У. Пэк, Г. Гупта, В. Шульц и др.) Ряд работ посвящен важным для специальных ОВ оценкам напряженного деформированного состояния и диффузионных процессов (Арруда, Яблон, Лиитикайнен и др.).

Как отмечается всеми специалистами, внедрение технологий частичной или полной автоматизации всего цикла проектирования изделий и подготовки их производства является важнейшей задачей для всех современных предприятий. В отечественных и зарубежных работах по этому вопросу дается анализ различных вариантов АСУ ТП, среди которых, однако, нет относящихся к производству ОВ. Это еще раз доказывает актуальность выбранной темы.

В заключение главы формулируется задача данной работы: на основе теоретических разработок, экспериментальных исследований и производственного опыта создать АСУ процессами разработки и производства специальных оптических волокон.

Во второй главе предлагается структура АСУ ТП ОВ и описываются ее основные элементы. Определяются необходимые для ее практической реализации и отсутствующие в опубликованной литературе элементы, намечается план разработки этих элементов (математическое моделирование,

Рис.1

экспериментальное определение неизвестных параметров, инженерное компьютерное моделирование, алгоритмы коррекции). Исходя из особенностей технологического цикла производства ОВ, предложена следующая схема АСУТП (Рис.1). В ней приняты следующие обозначения: ТОУ-1...ТОУ-5 - технологические объекты регулирования (соответственно установка MCVD, измеритель профиля показателя преломления, оборудование для тепломеханического, шлифовального химического процессов, 04 - колонна вытяжки, установка контроля оптических параметров ОВ), РС - рабочие станции (компьютеры или контроллеры), OIOS - операторы, К-конструктор, Т- технолог.

На этой схеме тройной и двойной стрелками соответственно обозначены отсутствовавшие на практике и не описанные в литературе методики управления технологическими процессами MCVD и вытяжки ОВ. Разработка этих методик и является одной из главных задач работы.

Для решения этой задачи предлагается следующая схема.

На первом этапе на основе имеющихся данных, решается сугубо практическая задача разработки базового технологического процесса изготовления преформы с заданным профилем показателя преломления. После этого проводится серия экспериментальных исследований для уточнения параметров процесса.

Следующим этапом является математическое моделирование процесса и его оптимизация по выбранным критериям. Этот этап является ключевым для всей задачи и самым трудоемким. Разработанные модели, часто оказываются весьма сложными и справедливыми лишь для конкретного набора параметров. Чтобы приблизить разработанные модели к практике, мы продолжаем процедуру моделирования технологического процесса и формируем некий упрощенный алгоритм, позволяющий получать легко оцениваемый конечный результат для любого набора исходных параметров. Очевидно, что такой алгоритм снижает точность оптимизации и, чтобы отчасти компенсировать это, мы будем использовать специально полученные экспериментальные данные.

На основе математической модели, упрощающих ее алгоритмов и результатов экспериментов строится инженерная методика прогнозирования результатов реализации процесса (компьютерное моделирование). При этом некоторые качественно определенные из математической модели параметры и зависимости заменяются экспериментальными либо приближенными. Такие допущения, конечно, снижают точность компьютерной модели, однако последовательной корректировкой ее параметров по результатам каждой новой практической реализации можно получить удовлетворительные результаты.

Дальнейшая работа заключается в оформлении полученных результатов в виде технологических инструкций операционных карт, баз данных и протоколов испытаний.

Описанный подход иллюстрируется схемой (Рис. 2).

Рис. 2

Рассмотрим более подробно управление процессом МУСО. Смысл его заключается в том, чтобы, регулируя скорость движения кислородно-водородной горелки и количества легирующих реагентов, получить структуру заданного химического состава с заданным профилем показателя преломления. Предполагая, что количество осадка каждого из продуктов реакции зависит только от температуры, можно ввести понятие эффективной кривой выхода реакции, показывающей, какая часть поданного на вход в трубу реагента прореагировала и осела на стенки трубы. Ввиду сложности задачи такие кривые целесообразно определять экспериментально. Теперь, если будет известна температура в каждый момент времени в заданном сечении трубы, можно определить скорость осаждения всех продуктов реакций в этом сечении, т.е. химический состав и показатель преломления.

Рис.3

Таким образом, выделяются две частных задачи управления: осаждение слоя стекла заданного состава и задание необходимого для этого режима осаждения температурного поля. Порядок решения этих задач следующий: сначала задаем из каких-либо соображений температурное поле трубы. Например, можно ^потребовать, чтобы максимальная температура в зоне реакции не зависела бы от места расположения выбранного сечения по длине трубы. Это требование (с учетом краевых эффектов для относительно

короткой трубы) может оказаться достаточно трудно реализуемым. Затем определяем оптимальное управление горелкой для получения температурного поля, минимально отличающегося от заданного. После этого моделируем процесс осаждения стекла по эффективным кривым выхода реакций окисления и температурному полю оптимально движущейся горелки. Сравнивая получившийся в результате такого моделирования профиль показателя преломления с требуемым, производим корректировку режимов осаждения изменением количества подаваемых на вход реагентов.

Вторая задача, которую необходимо решить для реализации АСУ ТП, это управление вытяжкой волокна с учетом обдува заготовки потоком инертного газа. Этот обдув, регулирующий скорость охлаждения волокна, стал применяться для специальных ОВ относительно недавно, и в литературе пока не описан. С помощью обдува появляется дополнительная возможность управлять механическими напряжениями и диффузионными процессами в ОВ. Задачу управления вытяжкой с обдувом решаем сначала теоретически для одного из вариантов режима и сравниваем полученные результаты с результатами специально проведенных экспериментов. Далее, на основе этих данных формируем приближенную инженерную методику оценки скорости охлаждения ОВ по форме разогретого при вытяжке конца заготовки («луковицы»). Методика дает возможность оперативно управлять процессом вытяжки, используя дополнительный технологический параметр — обдув потоком газа.

Решение двух сформулированных выше задач позволяет замкнуть АСУ ТП ОВ и обеспечить ее функционирование в соответствии с требованиями ГОСТ 24.104-85

В третьей главе дана постановка и решение задачи оптимального управления процессом МС\Т>. В соответствии с изложенным выше сначала решаем задачу управления скоростью движения горелки.

Схема и характерные размеры приведены на Рис.4. Моделируя подвод потока тепла д от горелки гауссовским распределением

ЯЛ+ЛСУОз

I

0.0015 II

ехр

С)

Рис.4.

приходим к нелинейной задаче определения оптимальной скорости а(0- Так как в этом случае трудно ожидать аппроксимативной управляемости системой, то задачу оптимизации разбили на две. Вначале решается задача с распределенными параметрами, а затем по найденному управлению и(иг) определяется представитель класса функций вида (7) наиболее близкий к Теперь нужно найти такую скорость движения горелки, чтобы

температура для заданного промежутка времени была близка к заданной температуре Td. Близость понимается как минимум функционала

г £

J(u)= \\[T(t,z)~Td{t,z)Ydzdt + <j\u{t,z){ —> min <r>0 (2)

— ~k^T + alT-u{t,z),ze(0,L)< te(0,r) , (3)

при условии, что состояние системы описывается уравнениями

дТ , д2Г

--к —

д! а?

с начальными и граничными условиями 1-Ш рода ,

где а, = —. и«,г) = а,Тс+ (4)

РСр Рср

к, /?, с - коэффициент температуропроводности, плотность и удельная теплоемкость кварца соответственно, а - коэффициент теплоотдачи, и,(?,г) - поток тепла от горелки (распределенное управление). Уравнение теплопроводности получено в предположении, что изменением температуры по толщине стенки можно пренебречь, а тепло от горелки идет на нагрев кварца, теплоотдачу в окружающую среду и излучение. Коэффициент теплоотдачи складывается из конвективной и радиационной составляющих, значения которых определялись из критериального уравнения теплоотдачи и закона Стефана-Больцмана.

г _ Для данной задачи получена

- к 6 Г, + а т = - р ' г) система оптимальности (5), не з 1 е 11 а

Т (о , г ) = О

f О.о ) = о

содержащая оптимального

управления u(t,z).

</,/.) = о После ее решения оптимальное

др g 2 р _ _ управление определяется через

ИТ* к s г ! ~ ар = Т" ~ Т сопряженное состояние p(t,z) по

р (г, г ) » о формуле

»(,.*)--¿^ (б) ff 0.0= 0 сг

Численное решение системы оптимальности (5) проводилось в системе аналитических вычислений Maple 9.5. На следующем этапе по вычисленному оптимальному потоку u(t,z) находилась оптимальная скорость движения горелки a(t). Для этого, как отмечалось раньше, подбиралась наиболее близкая к управлению u(t,z) функция вида (1). Этот подбор осуществлялся путем минимизации функционала

г

л

Н

т L

1(a) = JI ui(t,z)-qnvlxe

dzdt —> min

(7)

оо

ч

для которой использовался метод градиентного спуска. Соответствующая программа решения реализована в Maple 9.5. Результаты расчетов представлены на рис.5. На качественном уровне они достаточно хорошо согласуются с практическими данными.

На Рис.5 приведено директивное распределение температуры: гауссов «колпак», равномерно перемещающийся по длине трубы (по осям горизонтальной плоскости отложены осевая координата и время). На Рис.6 -соответствующий директивному распределению температуры тепловой поток. Повышение величины этого потока на концах трубы вызвано повышенным теплоотводом. На Рис.7 показана найденная оптимальная скорость движения горелки (на концах трубы она меньше, чем в середине).

В ходе работы были проведены эксперименты по определению температуры в выбранном сечении трубы при различных скоростях движения горелки. Результаты приводятся на Рис. 8-9.

Рис.5

Рис.6.

Рис.7.

ТЧ520"С (осаждение отражающей оболочки) вперед

T-1680'C (осажиеннс ссрдиевины) вперед

1680С, 100mm/ min t, с

1680С, 150mm/ min t. с

Пользуясь этими данными, можно уточнить параметры факела горелки и директивное распределение температуры.

Далее, в соответствии с изложенной во второй главе программой был разработан алгоритм компьютерного моделирования профиля показателя преломления с учетом схлопывания трубы в сплошной стержень (преформу). Этот алгоритм реализован в MathCad 2001 Professional, приводится на Рис.10.

Рис.10

Кривые выхода реакций (экспериментальные) - отношение массовой доли прореагировавшего и осажденного на стенки трубы легирующего элемента к его массовой доле на входе в трубу - приводятся на Рис.11 (для 3 реагентов). На Рис. 12 -график изменения температуры со временем в

Продолжая вычисления, определим скорости осаждения реагентов. Затем перейдем от временных зависимостей к пространственным через объем осадка и получим профиль показателя преломления слоя на внутренней поверхности трубы. Охлопывание (коллапсирование) трубы в сплошную преформу моделируем соответствующим преобразованием; при этом оказывается возможным моделировать т. н. «центральный провал». Все время считается, что, зная состав смеси, мы можем определить и ее показатель преломления. Описанный алгоритм при правильном выборе кривых выхода дает хорошее количественное согласие с экспериментом (Рис. 13- расчетный, а Рис.14 - практически полученный профиль показателя преломления). Моделировались три прохода горелки, формирующие жилу, с учетом «центрального провала». Масштаб по оси абсцисс (радиальная координата преформы) для наглядности сильно увеличен.

Рис. 13. Рис.14.

В рамках алгоритма Рис. 10 разработана также методика обработки экспериментальных данных с целью определения кривых выхода реакций окисления по специально изготавливаемым калибровочным заготовкам. Кроме того, разработан очень важный для практики алгоритм коррекции технологических режимов для обеспечения большей точности реализации заданного профиля показателя преломления.

В четвертой главе решается задача управления процессом вытяжки ОВ с обдувом заготовки потоком газа (Рис.15). В квазиодномерном приближении уравнения, описывающие течение расплава, имеют вид:

дЯ Я ди .

неразрывности: иТГ+Т~д7 С7)

движения:

• & дг) Ряг

1 а(оягя) &

(8)

31 с рЯ* еП дг) 3/3 дг)

энергии: 1

г"«

> [ре Т*-еТ*\{а-И + кХ Ы-*)) н4л'о- вЛ(а-Д)Р-—-<-"-

\

-2Д(1 + Л,-Л,(Г-ЗД].

¿1-

Здесь г-продольная (осевая) координата, и- продольная скорость вытяжки, Я(г)- радиус волокна, Г, р -температура и плотность волокна, Ср,Л- удельная теплоемкость и теплопроводность кварца, сг- коэффициент поверхностного натяжения расплава кварца, /л - коэффициент динамической вязкости:

Граничные условия 7"|.=0=/0, ы|,=0=и0, Л|_=0=г0

Уравнения, описывающие течение и теплообмен политропного газа вклячают в себя уравнение неразрывности-(Ю), движения —(11),(12), и энергии-(13):

\_erpv + в|» + „|« + ±ар = 01 (Ю)-(12)

г 8 г дг Зг дг р дг дг р дг V / V у

ВТ 3Т _ Р ( 1 дгу , ди }

"~г7+"~аГ~ "с^{7-дГ дТ) (13)

граничные условия:

левая граница и = и0,у-0,р-рй,Т = Т0,Р = (г~1)Р0С„Т0

поверхность волокна (У.п) = о, - л а (т - т )

6 п

поверхность термоэлемента (Р, л) = О, Т = Т(г)

Здесь и (г,2) и у(г,г)- продольная и радиальная скорости газа, Р(г,г), Т(г,г)-давление и температура газа. Так как область течения газа является криволинейной трапецией, то уравнения (10)-(13) предварительно запишем в новых переменных: осевая координата д: и функция тока У^'2'

В этих координатах область течения представляет собой прямоугольник, а сами уравнения записываются так:

У У ч> ) ' уч> Уц>

Тхи + {У~ 1)

+ и

Р = 0 (13)-(15)

У*

где нижний индекс обозначает дифференцирование по соответствующей переменной, а безразмерные переменные имеют вид:

г г V размерные значения

Ц Я и характерные размерные значения

Результаты численного исследования вытяжки волокна конечно-разностным методом представлены в виде графиков изменения по длине радиуса волокна (рис.16) и скорости вытяжки (Рис.] 7). На Рис. 16 штриховыми линиями изображено распределения функций тока по области течения газа, а светлыми точками - экспериментальные данные.

По сравнению с вытяжкой без обдува радиус вытягиваемого волокна убывает существенно быстрее. Скорость остывания волокна, очевидно, возрастает с увеличением скорости обдува, что увеличивает внутренние напряжения в волокне.

В ходе работы были выполнены экспериментальные исследования формы «луковицы» при различных температурах и скоростях обдува. Получено качественное подтверждение теоретических выводов (Рис.19).

Для нахождения количественных оценок скорости охлаждения волокна была разработана специальная методика. Она основана на известном разложении уравнения для температуры по степеням малого параметра е отношения характерного длиннового размера к радиальному.

Рис. 19

Т = Т0+£%+£% +0(£6)

(16)

Решение для нулевого приближения температуры ТО найдем из известного в литературе (Г.Гупта, В.Шульц) уравнения

Т0'(2)+28г г (г) Т0(г)=0

(17)

где - число Стэттона. Радиус волокна как функцию осевой координаты определим экспериментально - по форме «луковицы».

Рис.21.

На Рис. 21 приводится вычисленная в пакете МаЛСаё по описанной методике зависимость температуры выбранного объема волокна от времени (в сек.). Полученная информация ■ используется для корректировки первоначально

выбранного режима вытяжки по результатам контроля оптических

свойств. Кроме того, при подборе режимов вытяжки ОВ в некоторых случаях необходимо учитывать диффузионные процессы, которые могут исказить его структуру. В ходе работы была выполнена серия исследований этого явления с применением специально разработанной методики подготовки поперечного шлифа волокна полировкой, травлением в смеси

кислот и анализом на оптическом профилометре ф. ЫеууУш'^у, Япония. Профилограммы (Рис.22) позволяют выявить структуру волокна, количественно оценить толщину диффузионного слоя и

скорректировать при необходимости режим вытяжки. Сочетание расчетных и инструментальных методов контроля параметров вытяжки позволяет оптимизировать его с Рис.22 достаточной для практики точностью.

Таким образом, разработаны научно и практически обоснованные методики управления технологическими процессами МСУТ) и вытяжки ОВ, позволившие связать в единую систему весь процесс проектирования и производства ОВ.

В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 .Разработана АСУ ТП производства специальных кварцевых оптических волокон, позволяющая вырабатывать , и реализовывать управляющие воздействия на объекты регулирования на основе математических моделей и специально организуемых экспериментальных исследований.

2. Предложена концепция эффективных кривых выхода реакций окисления компонентов процесса газофазного осаждения при изготовлении заготовок галогенидов и предложена методика их экспериментального определения.

3. Поставлена и решена задача оптимизации управления технологическим процессом изготовлении заготовок кварцевых оптических волокон соответствующей регулировкой скорости горелки.

5.Сформулирован и реализован в пакете MathCad алгоритм численного расчета профиля показателя преломления преформы с учетом всех возможных нестационарностей процесса газофазного осаждения.

6. Разработана математическая модель вытяжки кварцевых волокон в условиях обдува потоком инертного газа; реализован дополнительный механизм управления процессом.

7.Предложена методика экспериментальной оценки величины внутренних напряжений и размеров диффузионного слоя при разогреве заготовок, уточняющая процедуру проектирования технологии вытяжки OB.

8. В рамках разработанной АСУ ТП специальных OB предложен алгоритм последовательной корректировки и уточнения разработанных компьютерных методик по результатам практической реализации технологических процессов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Олейник A.A., Крюков И.И., Первадчук В.П. Управление процессом газофазного осаждения легирующего слоя. Вестник ПГТУ Математика и прикладная математика, Пермь, ПГТУ, 2001. С. 100—104.

2. Крюков И.И., Кель О.Л., Протасова Е.А., Щербинина И.Н., Якушев P.M. Эффективность функционирования оптоволоконных элементов при отрицательных температурах. Всероссийская научно-техническая конференция «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001» 12-14 апреля 2001 г. Программа и тезисы докладов, Пермь, 2001.- С. 163.

3. Первадчук В.П., Онянов В.А., Крюков И.И. Численное моделирование вытяжки кварцевого волокна из заготовки. Всероссийская научно-техническая конференция «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001» 12-14 апреля 2001 г. Тезисы докладов, стр.214. Пермь, 2001,- С. 214.

4. Труфанов H.A., Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н., Крюков И.И. Остаточные напряжения в силовых стержнях оптического волокна. Всероссийская научно-техническая конференция «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001» 12-14 апреля 2001 г. Тезисы докладов, стр.275. Пермь, 2001.-С. 214.

5. Труфанов H.A., Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н., Крюков И.И. Остаточные напряжения в силовых стержнях оптического волокна. Вестник ПГТУ Технологическая механика, Пермь, ПГТУ, 2002. С. 110-115.

6. Труфанов H.A., Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н., Крюков И.И. Остаточные напряжения в заготовках силовых стержней оптического волокна. «Наука производству» № 6, 2002,- с.20-24

7. Цибиногина М.К., Ероньян М.А., Крюков И.И., Киселева Н.Г., Петухов И.В. Математическое моделирование MCVD процесса изготовления световодов. VI Международная конференция «Прикладная оптика». Сборник трудов. Том 4, стр.99-103. Октябрь 2004 Санкт-Петербург. С.- 99-103.

8. Цибиногина М.К., Крюков И.И., Киселева Н.Г., Ероньян М.А. Высокотемпературные фазовые превращения при газофазном синтезе кварцевого стекла, легированного Ge02 и фтором. XV Международная конференция по химической термодинамике в России. 24 июня -2 июля 2005 г. Тезисы докладов Том II, М., 2005. - С. 285

9. Первадчук В.П., Онянов В.А., Крюков И.И. Математическое моделирование технологических процессов производства многослойных кварцевых оптических волокон (вытяжка из заготовки). Второй международ. Симпозиум "Аэрокосмические приборные технологии" 2002, Сб. материалов С.Пб С. 285

10. Андреев Л.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра ВОГ с открытым контуром; Патент РФ №2176775, 2002 г.

11. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ изготовления устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре ВОГ на основе двужильного световода; Патент РФ № 2188443, 2003 г.

12. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ фазовой модуляции лучей кольцевого интерферометра ВОГ. Патент РФ № 2194245, 2003 г.

13. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Щурик А.Г., Крюков И.И., Миков C.B., Кель O.JI. Способ изготовления кварцевого маятникового чувствительного элемента компенсационного акселерометра; Андреев А.Г., Ермаков B.C., Щурик А.Г., Крюков И.И., Миков C.B., Кель O.J1. Патент РФ № 2219554, 2003 г.

14. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ изготовления двухжильного одномодового световода, сохраняющего поляризацию излучения. Патент РФ № 2233811, 2004 г.

Лицензия ПД-11-0002 от 15.12.99

Подписано в печать 13.06.2006. Бумага ВХИ. Формат 60X90/16. Набор компьютерный. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,0. Заказ № 59к/2006.

Отпечатано на ризографе в отделе Электронных издательских систем ОЦНИТ Пермского государственного технического университета 614000, г. Пермь, Комсомольский пр.. 29, к.113, т.(342) 219-80-33

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Технологические процессы производства специальных оптических волокон и их математическое моделирование. Автоматизированные системы управления высокотехнологичных производств (обзор). Постановка задачи диссертационной работы.

1.1. Специальные кварцевые оптические волокна, особенности конструкции и технологии.

1.2. Математическое моделирование технологического процесса изготовления анизотропных оптических волокон.

1.2.1. Моделирование газофазного осаждения легирующих добавок при производстве кварцевых оптических волокон.

1.2.2. Основные подходы к вопросам математического моделирования процесса вытяжки оптического кварцевого волокна.

1.3. АСУ ТП в высокотехнологичных областях производства.

1.4. Постановка задачи данной работы.

ГЛАВА 2. Структура автоматизированной системы управления проектированием и производством специальных кварцевых оптических волокон и ее основные элементы.

2.1 .Общая постановка задачи и пути ее решения.

2.2. Полученные результаты

ГЛАВА 3. Оптимальное управление процессом изготовления заготовок оптического волокна методом газофазного осаждения (МСУО). Компьютерное моделирование процесса в инженерном приближении.

3.1. Постановка задачи тепломассопереноса химически реагирующих веществ в ходе процесса МСУО.

3.2. Управление величиной потока тепла.

3.3. Определение оптимальной скорости движения горелки.

3.4. Компьютерное моделирование процесса МСУО и профиля показателя преломления преформы.

ГЛАВА 4. Управление процессом вытяжки кварцевого оптического волокна.

4.1. Общая схема решения задачи.

4.2. Квазиодномерная модель.

4.3. Вытяжка оптоволокна при обдуве инертным газом

4.4. Разностные уравнения и результаты численных исследований.

4.5. Инженерное приближение задачи вытяжки.

1.Актуальность темы

Кварцевые оптические волокна занимают исключительно важное место в современной технике связи и приборостроении. С их помощью была решена задача высокоскоростной передачи больших объемов информации на любые расстояния. Специальные оптические волокна, предназначенные для использования в датчиках различных физических величин, позволили реализовать прецизионные системы с высокой надежностью и большим ресурсом. Оптические волокна, активированные ионами редкоземельных металлов, являются основой волоконных лазеров - наиболее перспективных по всем основным параметрам. Уникальными свойствами обладают фотонные кристаллы («дырчатые» волокна).

Разнообразие типов оптических волокон стремительно растет. При их разработке широко применяются специальные программные средства, позволяющие с достаточно высокой точностью предсказывать их оптические свойства. Теоретические основы технологии оптических волокон разработаны достаточно подробно многими исследователями. Их результаты позволяют на качественном уровне выбирать приемлемые схемы обработки заготовок и режимы вытяжки оптического волокна. В то же время, непосредственно практическая подготовка производства этой сложной наукоемкой продукции часто отстает и от конструкторских требований, и от теоретических разработок в области технологии. Часто такая подготовка опирается только на ранее накопленный опыт.

Необходима единая система управления разработкой и производством специальных оптических волокон, включающая в себя весь технологический цикл. Эта система должна быть оперативной, гибкой, в значительной мере автоматизированной и основываться как на математических и компьютерных моделях, так и на обобщенном производственном опыте.

2. Цель работы

Целью настоящей диссертационной работы является разработка автоматизированной системы управления проектированием и производством специальных кварцевых оптических волокон, позволяющей с минимальными затратами осваивать серийный выпуск новых изделий. Эта система должна включать в себя автоматизированные подсистемы проектирования технологических процессов, автоматического и интерактивного управления технологическим оборудованием, экспертного управления процессами анализа получаемых результатов и оптимизации технологических режимов.

Успех или неуспех любой вновь разработанной системы проектирования технологического процесса в производстве очень зависит от того, насколько полно она учитывает возможные изменения его параметров. В этом смысле упрощенные универсальные алгоритмы часто оказываются практичней гораздо более точных моделей, разработанных для выбранного конкретного случая. Обоснование допустимости частичной замены точных корректных моделей упрощенными алгоритмами инженерных приближений также является частью данной работы.

Разработанная система включает в себя как уже известные и используемые элементы (конструкторская программа проектирования волокна Б^егСас!, система ЧПУ линий изготовления заготовок, встроенные в оборудование вытяжки подсистемы автоматизировнного управления), так и вновь разработанные средства компьютерного моделирования и управления процессами изготовления заготовки и вытяжки волокна.

3. Научные задачи и методы исследования:

В настоящей работе выполнена разработка математических моделей основных технологических процессов изготовления оптического волокна с учетом их наиболее существенных особенностей и найдено оптимальное управление этими процессами.

С целью определения численных значений входящих в модели параметров были подготовлены и проведены экспериментальные исследования процессов изготовления заготовок оптического волокна и его вытяжки.

Для упрощения практического использования полученных теоретических результатов были разработаны компьютерные инженерные модели. С помощью этих моделей решена задача проверки и оперативной разработки числовых программ управления технологическим оборудованием. С целью компенсации изменений параметров этого оборудования были разработаны специальные алгоритмы корректировки компьютерных моделей и программ по результатам практической реализации.

В ходе выполнения работы применялись следующие методы исследования: математическое и компьютерное моделирование, численные методы в системах Maple и MathCad, экспериментальные исследования температурных полей, тепломеханических и диффузионных процессов, оптические измерения параметров кварцевых волокон.

4.Научная новизна.

Научная новизна диссертационного исследования заключается:

- в разработке концепции управления технологическими процессами в производстве специальных кварцевых оптических волокон, основанной на учете реальных усложняющих факторов (нестационарный тепломассобмен при химических превращениях, краевые эффекты и т.д.);

- в предложенной и впервые решенной задаче оптимального управления процессом газофазного осаждения для системы с распределенными параметрами;

- в разработке концепции эффективных кривых выхода реакций окисления реагентов, позволяющих формализовать и автоматизировать процесс разработки технологии газафазного осаждения при изготовлении заготовок волокна;

- в разработке новых инженерных методик компьютерного моделирования профиля показателя преломления преформы по выбранным режимам процесса газофазного осаждения и новых методик количественной оценки скорости охлаждения волокна при вытяжке по форме «луковицы» заготовки с учетом ее обдува потоком инертного газа;

- в разработке новых алгоритмов коррекции параметров компьютерных моделей по результатам экспериментов.

В настоящей диссертационной работе на защиту выносятся: Разработка структуры АСУ ТП производства специальных оптических волокон.

Разработка концепции эффективных кривых выхода реакций окисления галогенидов и методика их экспериментального определения.

Постановка и решение задачи оптимизации управления технологическим процессом газофазного осаждения при изготовлении заготовок кварцевых оптических волокон соответствующей регулировкой скорости горелки по критерию заданного температурного поля преформы.

Разработка математической модели вытяжки кварцевых волокон в условиях обдува потоком инертного газа,

Инженерная компьютерная методика расчета профиля показателя преломления преформы с учетом всех возможных нестационарностей процесса газофазного осаждения.

Методика экспериментальной оценки величины внутренних напряжений и размеров диффузионного слоя при вытяжке оптических волокон. Алгоритм корректировки разработанных компьютерных методик по результатам практической реализации технологических процессов

5. Внедрение результатов работы.

Диссертационная работа является частью завершенных научных исследований, выполненных в рамках ОКР новых типов оптических волокон (по государственному заказу), в рамках научно-технической программы 202 «Инновационная деятельность высшей школы» (подпрограмма 202.03 «Инновационные научно-технические проекты по приоритетным направлениям науки и техники») и межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования и министерства обороны РФ.

Основные результаты работы внедрены в Пермской научно-производственной приборостроительной компании при проектировании и производстве анизотропных оптических волокон для волоконно - оптических гироскопов.

Кроме того, положения диссертационной работы используются в учебном процессе Пермского государственного технического университета в курсе «Математические методы оптимального управления».

6. Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» в 2000, 2001 г. г. Пермь, VI Международной конференция «Прикладная оптика» 2004 г. Санкт-Петербург, XV Международной конференции по химической термодинамике в России, 2005 г. Москва.

7. Предложения, выносимые на защиту

В настоящей диссертационной работе на защиту выносятся:

- разработка структуры АСУ ТП производства специальных оптических волокон;

- разработка концепции эффективных кривых выхода реакций окисления галогенидов и методика их экспериментального определения.

- постановка и решение задачи оптимизации управления технологическим процессом газофазного осаждения при изготовлении заготовок кварцевых оптических волокон соответствующей регулировкой скорости горелки по критерию заданного температурного поля преформы;

- разработка математической модели вытяжки кварцевых волокон в условиях обдува потоком инертного газа;

- инженерная компьютерная методика расчета профиля показателя преломления преформы с учетом всех возможных нестационарностей процесса газофазного осаждения;

- методика экспериментальной оценки величины внутренних напряжений и размеров диффузионного слоя при вытяжке оптических волокон. Алгоритм корректировки разработанных компьютерных методик по результатам практической реализации технологических процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана структура автоматизированной системы управления разработкой и производством специальных кварцевых оптических волокон.

2. Поставлена и решена задача оптимизации управления технологическим процессом газофазного осаждения при изготовлении заготовок кварцевых оптических волокон соответствующей регулировкой скорости горелки по критерию заданного температурного поля преформы.

3. На основе решения оптимизационной задачи управления горелкой разработана концепция эффективных кривых выхода реакций окисления галогенидов и методика их экспериментального определения.

4. Разработана математическая модель вытяжки кварцевых волокон в условиях обдува потоком инертного газа,

5. Разработана инженерная компьютерная методика расчета профиля показателя преломления преформы с учетом всех возможных нестационарностей процесса газофазного осаждения.

6. Разработана методика экспериментальной оценки величины внутренних напряжений и размеров диффузионного слоя при вытяжке оптических волокон.

7. Разработан алгоритм корректировки методик компьютерного моделирования по результатам практической реализации технологических процессов

8. Разработанная система внедрена в Пермской научно-производственной приборостроительной компании.

1. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения,- М.; Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999. 671 стр. с ил.

2. Ларин Ю.Т. Оптические волокна. Обзорная информация, серия 19. Кабельные изделия Вып.1 М., 1984.

3. Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Справочник/ И.И.Гроднев, А.Г.Мурадян, Р.М. Шарафутдинов и др.- М., Радио и связь, 1993.-264 с.

4. Агравал, Говинд П. Нелинейная волоконная оптика М. Мир, 1996. 324 с

5. Е. М. Дианов, "Волоконные лазеры (Сессия РАН 02.06.2004г.)", Phys. Usp., 47, 1139 (2004)

6. Окоси Т. Волоконно-оптические датчики. Пер. с япон. Л.; Энергоатомиздат. 190.256 е.;

7. Ю.Н.Кульчин. Распределенные волоконно-оптические измерительные системы' М.: Физматлит, 2001.-272 с.

8. Шереметев А. Г. Волоконный оптический гироскоп М. "Радио и связь", 1987г 151с.

9. Herve С. Lefevre. The Fiber-Optic Gyroscope. Artech House Optoelectronics Library, 1993. p.332

10. OptSim 3.5 User Manual, ARTIS Software Corp. 2001.

11. FiberCAD, Optical Fiber Design Software, Optiwave Corp. 2000.

12. Труфанов H.A., Сметанников О.Ю., Труфанов A.H., Крюков И.И. Остаточные напряжения в силовых стержнях оптического волокна. Вестник ПГТУ Технологическая механика, Пермь, ПГТУ, 2002. С. 110-115

13. Труфанов Н.А., Сметанников О.Ю., Труфанов А.Н., Крюков И.И. Остаточные напряжения в заготовках силовых стержней оптического волокна. «Наука производству» № 6, 2002.- с.20-24

14. Gupta GK, Schultz WW, Arruda ЕМ, and Lu X . Nonisothermal Model of Glass Fiber Drawing Stability, Rheologica Acta, Vol. 35, pp 584-596, 1996

15. Deborah A. Kaminski Thermal Transport in Optical Fiber Proceedings of the International Centre of Heat and Mass Transfer, 1995

16. K. Okamoto. Single polarisation operation in highly birefringent optical fibers. Applied Physics/Vol/23,No. 15/1 August 1984

17. Р.Р.Убайдуллаев. Волоконно-оптические сети. Эко-трендз, Москва, 2000

18. Vienne, G. G., Caplen, J. E., Dong, L., Minelly, J. D., Nilsson, J. and Payne, D. N. (1998) Fabrication & characterisation of Yb3+:Er<sup>3+ phosphosilicate fibres for lasers. IEEE Journal of Lightwave Technology 16(11) pp. 1990-2001.

19. Masataka Nakazawa, Hirokazu Kubota, Kazunori Suzuki, Eiichi Yamada, and Akio Sahara Recent progress in soliton transmission technology. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science — September 2000 — Volume 10, Issue 3, pp. 486-514

20. A. Liem, J. Limpert, T. Schreiber, H. Zellmer, A. Tunnermann, A. Carter and K. Tankala High power linearly polarized fiber laser, ©2003 Optical Society of America

21. P.Kiiveri, S. Tammela. Design and Fabrication of Erbium Doped Fibres for Optical Amplifiers Optical Engineering — July 2000 — Volume 39, Issue 7, pp. 1943-1950

22. К.В.Дукельский, Ю.Н.Кондратьев, Л.Г.Левит. Получение световодов из кварцевого стекла, легированного ионами Ег и Yb, и исследование их свойств. VI Международная конференция «Прикладная оптика», С.-Петербург, 2004 г. Сб. трудов Т.2, с. 115-117.

23. Ainslie, B.J A review of the fabrication and properties of erbium-doped fibers for optical amplifier.; Journal of Lightwave Technology, Volume 9, Issue 2, Feb. 1991 Page(s):220 227

24. Markku Rajala, Kauko Janka, Simo Tammela, Per Stenius, Pauli Kiiveri, Mircea Hotoleanu Advantages of DND technology in active fiber production © Liekki Oy, 2003 (UPDATED MAY 2005)

25. Borut Lenardic. Fiber lasers and fabrication of dual clad fibers, doped with rare earth ions. 13. strokovni seminar OPTICNE KOMUNIKACIJE Ljubljana, 1 -3. februar 2006

26. J.B. McChesney, P.B. O'Connor , H.M. Presby A new technique for preraration of low loss and graded index optical fibers, Proc. IEEE 62, pp 1278-1279, 1974.

27. Suzanne R. Nagel, J.B.MacChesney, Kenneth L. Walker. An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance. IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-18, NO. 4 , April 1982.

28. K. L. Walker, F. T. Geyling, and S. R. Nagel Thermophoretic Deposition of Small Particles in the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process Journal of the American Ceramic Society Volume 63 Page 552 September 1980

29. M.Makara, B. Janoszczyk, J. Wojcik Experimental determination of effect of selected parameters of MCVD process on the properties of formed Si02 particles. SRIE Vol. 3189 pp.12-17.

30. Михеев M.A., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М. Энергия, 1973, 320 с.

31. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М., Высш. школа, 1980, 496 с.

32. Алексеев Б.В. Математическая кинетика реагирующих газов. М. Наука, 1982, 429 с.

33. Зб.Орин Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков. Мир, 1990, 533 с.

34. Мажарова О.С., Попов Ю.П., Похилко В.И. Математическое моделирование процесса массопереноса при жидкофазной эпитаксией в горизонтальных системах. ИПМ им. Келдыша АН СССР, Препринт, 1986, 250 с.

35. Грю К.Э., Иббс Т.Л. Термическая диффузия в газах. -М. ГИТТЛ, 1959, 184 с.

36. Северцев И.М., Лапидус И.И., Орион Б.В. Технология и аппаратура газовой эпитаксии кремния и германия. -М. Энергия, 1978, 136 с.

37. Алехин Е.И., Якимов Ю.И. Математические основы решения задач кинетической теории газов вблизи конденсированной фазы. М. Наука, 1981, 323 с.

38. Ивченко И.Н., Лоялка С.К., Томпсон Р.В. Об одной модели граничных условий в задаче теплового скольжения. Изв. РАН, сер. МЖГ 1993, №3, с.56-62.

39. Красюк Б.А., Корнеев Г.И. Оптические системы связи и световодные датчики. М., 1986,295 с.

40. Эйринг Г. Основы химической кинетики. М. Мир, 1983, 350 с.

41. Коган М.Н., Макашов Н.К. О граничных условиях для течений с химической реакцией на поверхности. Изв. АН СССР, сер. МЖГ, 1972, №1, с. 129-138.

42. Choi K.S.Park Analysis of the effects of traversing torch deposited layer thickness on particle deposition in the modified chemical vapor deposition process, SPIE Vol.1831 Optoelectronic Component Technologies (1992)/203.

43. K.S. Park, M. Choi, J.D.Chung, Unsteady heat and mass transfer on the codeposition of Si02/Ge02 during the modified chemical vapor deposition process, Int. J. Heat Mass Transfer 43 (2000) 3209-3217.

44. M.Choi, K.S.Park and J.Cho Modelling of chemical vapour deposition for optical fibre manufacture Optical and Quantum Electronics Volume 27, Number 5 May 1995 Pages:327 335

45. Б.А.Красюк, Г.И.Корнеев. Оптические системы связи и световодные датчики. Вопросы технологии. М., Радио и связь. 1985.

46. Z. Yin ,Y. Jaluria Neck Down and Thermally Induced Defects in High-Speed Optical Fiber Drawing Journal of Heat Transfer -- May 2000 -- Volume 122, Issue2, pp. 351-362

47. Yoshinori Hibino, Fumiaki Hanawa, and Masaharu Horiguchi Drawing-induced residual stress effects on optical characteristics in pure-silica-core single-mode fibers Journal of Applied Physics — January 1, 1989 — Volume 65, Issue 1, pp. 30-34

48. John A. Buckl Fundamentals of Optical Fibers, 2nd Edition: 2004

49. D. Derickson, Fiber Optic Test and Measurement, Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1997.

50. Mitsoulis Е. Extrudate swell in double-layer flows// J. of Rheology.-1986, v.30, p. 523-543.

51. Baracos G., Mitsoulis E. Numerical simulation of extrusion through orifice dies and prediction of Bagley correction for an UIRAC-LDPE melt //J. of Rheology.-1995, v.39, p,l 93-209.

52. Bush M.B. Boundary element simulation of polymer extrusion process// Eng. Anal.-1987, v.4, p.7-14.

53. Croché M.J., Davies A.R., Walters K. Numerical simulation of non Newtonian flow.//New-York: Elsevier, 1984.-p.352.

54. Butler C.W., Bush M.B. Extrudate swell in some dilute elastic solution//Rheologica Acta, 1989,28,p.294-301.

55. U.C.Paec C.R.Kurkjian Calculation of cooling rate and induced stresses in drawing of optical fibers. J. of Am. Ceramic Soc. V.58, No 7-8 (1975)

56. G.Gupta W.W.Schultz Non-isothermal flows of Newtonian slender glass fiber. J. Non-Linear Mechanics, v.33,Nol pp. 151-163,1998.

57. Jaydeep A. Kulkarni, Eric W. Grald, and Srinivas Chippada . Computer-aided analysis of optical fiber drawing and Coating: ShapeEvolution, Tension-Draw Ratio and Non-Isothermal Coating Effects The Technical Journal for the Wire & Cable Asia, 2006

58. K. Lyytikainen, S. T. Huntington, A. L. G. Carter, P. McNamaral, S. Fleming,J. Abramczyk, I. Kaplin, G. Schotz Dopant diffusion during optical fibre drawing, OPTICS EXPRESS Vol. 12, No. 6 ,972-977

59. U.C.Paek C.R. Kurkjian Calculation of cooling rate and induced stresses in drawing of optical fibers, J. Of The Am. Ceramic Soc. Vol. 58, No. 7-8 (1975).

60. L.Pagnotta, A.Poggialini. Measurement of Residual Internal Stresses in Optical Fiber Preforms, Experimental Mechanics.2003; 43: 69-76

61. Уральский оптико-механический завод (УОМЗ) Внедрение сквозной системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства оптико-механического и оптико-электронного оборудования. http://www.lanit.ru/uomz

62. Гатчин Ю.А. Программно-алгоритмическая структура системы автоматизации процессов выращивания кристаллов на основе микроЭВМ // ЭВМ в проектировании и производстве. Д.: Машиностроение, Ленингр. Отделение, 1987. Вып. 3

63. Ю.А. Гатчин, К.В. Дукельский, Э.С. Путилин Методы проектирования интегрированной системы автоматизированного производства оптических материалов, 2003. ysa.ifmo.ru/data/publications/BOOK003/paper022.pdf

64. Сысоев В.В. Автоматизированное проектирование линий и комплектов оборудования полупроводникового и микроэлектронного производства. М.: Радио и связь, 1982. - 120 с.

65. Быков В.П. "Методическое обеспечение САПР в машиностроении", JL: Машиностроение, Ленингр. отд., 1989. -255 с.

66. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Советское радио, 1975. - 216 с.

67. Масленников П.Н., Сысоев В.В. Оптимизация структуры линий полунепрерывного производства при их проектировании. Воронеж: ВГУ, 1979. -108 с.

68. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 400 с.

69. Чичварин Н.В. Экспертные компоненты САПР. М.: Машиностроение, 1991.-240с. с. 56. Аветисян Д.А., Башмаков И.А., Геминтер В.И. и др. Системыавтоматизированного проектирования: Типовые элементы, методы и процессы. -М.:Издательство стандартов, 1985. 179 с.

70. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем.-М.:Высшая школа, 1980.

71. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования: Принципы построения и структура. Кн. 1. М.: Высшая школа, 1986. - 127 с.

72. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении. Справочник. / Под ред. Аллик Р.А. JL: Машиностроение, 134 - 1986. - 319 с.67.

73. Челищев Б.Е., Боброва И.В., Гонсалес-Сабатер А. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении.-М.Машиностроение, 1987.-264с.

74. Дризовский Л.М., Киселева Э.В., Буторина Т.С. Состояние и перспективы развития САПР. // Приборы и системы управления. № 11, 1983. с. 15 - 17.

75. Шпур Г., Краузе Ф.Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении. М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

76. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б. Построение базы знаний проектирования вакуумного оборудования. / Тезисы доклада ВСС «Проектирование и эксплуатация баз данных и баз знаний». Симферополь, 1991. - с. 43.

77. Кожевников А.И., Львов Б.Г., Батраков В.Б. Интеллектуализация САПР вакуумных систем. / Вакуумная техника и технология, 1993, No 1, т. 3, с. 19-23.

78. Корпорация "Вектор-Альянс" E-mail: vector@itvek.com Система ТехноПро

79. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ изготовления устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре ВОГ на основе двужильного световода; Патент РФ № 2188443, 2003 г.

80. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ фазовой модуляции лучей кольцевого интерферометра ВОГ. Патент РФ № 2194245, 2003 г.

81. Андреев А.Г., Ермаков B.C., Курбатов A.M., Крюков И.И. Способ изготовления двухжильного одномодового световода, сохраняющего поляризацию излучения. Патент РФ № 2233811, 2004 г.

82. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В ОПОРНОЙ ТРУБКЕ

83. Технологическая инструкция1. НАЗНАЧЕНИЕ

84. Инструкция определяет порядок измерения продольного распределения температуры на опорной кварцевой трубке 020x2x500 мм в зоне горелки, перемещающейся с заданной скоростью1. ПОРЯДОК РАБОТЫ

85. Установить опорную кварцевую трубку 020x2x500 мм с приваренным технологическим концом диаметром 20 мм в станок SGL-17-115-SCH.

86. Подготовить станок к работе.

87. Приварить технологическую трубу диаметром 30 мм.

88. Установить стационарно оптический пирометр марки Williamson.

89. Запустить программу Mcvdmn.exe, в которой выбрать файл Р5555 с заданными технологическими режимами - для управления станком.

90. Измерить температуру поверхности вращающейся трубки пирометром марки Williamson в процессе движения горелки с определенным шагом по времени.

91. Тп- максимальная температура наружной поверхности трубки регистрируется оптическим пирометром марки ЬС^О 15/25 С 1.0У125 , движущимся вместе с горелкой.

92. Построить графики зависимости температуры стационарно установленного пирометра от времени Сопоставить значения максимальных температур, измеренных обоими пирометрами.

93. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ Р5555.