[發(fā)明專利]一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110353576.6
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113091618B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 郜峰利;劉浩;宿剛;喬君豐;齊文斌;徐信
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學;白城福佳科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

1.一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，包括激光發(fā)射器組(1)、光學透鏡(2)、氧化鋁材質(zhì)管路(3)、交聯(lián)聚乙烯電纜(4)、線陣光電二極管(5)、數(shù)控模擬開關陣列(6)、電源電壓轉(zhuǎn)換電路(7)、電壓放大電路(8)、比較器電路(9)、MCU(10)、驅(qū)動器(11)及下牽引(12)；所述激光發(fā)射器組(1)發(fā)射脈沖點光源，經(jīng)過光學透鏡(2)后光線被調(diào)整為平行光，垂直經(jīng)過氧化鋁材質(zhì)管路(3)，當交聯(lián)聚乙烯電纜(4)在氧化鋁材質(zhì)管路(3)中的位置發(fā)生變化時，光線會被遮擋，線陣光電二極管(5)將有一部分接收不到光信號，以氧化鋁材質(zhì)管路(3)截面中軸線為邊界，將線陣光電二極管(5)所產(chǎn)生的信號水平垂直方向兩兩分組，得到四組電流信號，水平方向為一組與二組，垂直方向記錄為三組四組，這四組電流信號在MCU(10)的調(diào)控下依次經(jīng)過數(shù)控模擬開關陣列(6)、電源電壓轉(zhuǎn)換電路(7)、電壓放大電路(8)及比較器電路(9)，轉(zhuǎn)換為記錄光電二極管開關的數(shù)字信號，存入MCU(10)寄存器中，利用MCU(10)對這些信號經(jīng)過計算分析得到轉(zhuǎn)速增量信號，計算得到的轉(zhuǎn)速增量信號作為下牽引(12)的轉(zhuǎn)速增量通過RS-232通訊協(xié)議傳遞給驅(qū)動器(11)，驅(qū)動器(11)再經(jīng)過profibus通訊，將轉(zhuǎn)速傳遞至下牽引(12)，以此實現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電纜(4)保持在氧化鋁材質(zhì)管路(3)的中心前行。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射器組(1)由四個脈沖激光發(fā)射器(13)組成，兩兩一組，分別位于水平方向及垂直方向，垂直于管壁放置，由激光發(fā)射器所發(fā)射的脈沖點光源光信號，經(jīng)過光學透鏡(2)后被調(diào)整為平行光束。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述光學透鏡(2)由四個透鏡組成，分別放置在水平方向及垂直方向平行于氧化鋁材質(zhì)管路(3)位置，將點光源轉(zhuǎn)換為平行光束。

4.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述線陣光電二極管(5)，由多個光電二極管并行等間距排列分布。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化鋁材質(zhì)管路(3)為透明三氧化二鋁材質(zhì)，主晶相屬于立方晶系，透光率95％，抗彎強度280MPa。

6.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述交聯(lián)聚乙烯電纜(4)，是一種以聚乙烯為絕緣層主要材料的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高壓電纜，采用三層共擠懸鏈法生產(chǎn)方法，即使用三臺擠出機同時擠出XLPE電纜的絕緣材料，經(jīng)由封閉機加熱包裹成線。

7.如權(quán)利要求1所述的一種用于交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的光電懸垂系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU(10)對存入MCU(10)寄存器中的信號進行計算分析，具體如下：將水平方向線陣光電二極管(5)及垂直方向線陣光電二極管(5)所接收到的信號以管路界面中軸線分別分成兩組，依次經(jīng)過電源電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓放大電路及比較器電路后得到四組信號，為光電二極管接收到的光信號轉(zhuǎn)換成的電壓信號，記為：

{V₁₁、V₁₂…V_1n},{V₂₁、V₂₂…V_2n},{V₃₁、V₃₂…V_3n},{V₄₁、V₄₂…V_4n}；

將四組信號分別求和，得到信號求和信號記為：

再將得到的求和信號進行運算：

在理想狀態(tài)下，交聯(lián)聚乙烯電纜(4)處于管路中心，運算得到的V₁、V₂為零，在交聯(lián)聚乙烯電纜(4)在管路中的位置發(fā)生變化時，V₁、V₂不再為零，將兩個信號取絕對值并相加，得到信號：

V_∑＝|V₁|+|V₂|

再對得到的信號進行比例調(diào)節(jié)：

Signal_out＝K*V_∑；其中，K為比例系數(shù)，取值范圍為0到10V；

將得到的信號Signal_out作為下牽引轉(zhuǎn)速的增量通過RS-232協(xié)議傳遞給驅(qū)動器，由驅(qū)動器對下牽引轉(zhuǎn)速進行控制交聯(lián)聚乙烯電纜(4)前行的速度，以此保持交聯(lián)聚乙烯電纜(4)位置處于管路中心。