[发明专利]一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统

权利要求书

1.一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，包括激光发射器组(1)、光学透镜(2)、氧化铝材质管路(3)、交联聚乙烯电缆(4)、线阵光电二极管(5)、数控模拟开关阵列(6)、电源电压转换电路(7)、电压放大电路(8)、比较器电路(9)、MCU(10)、驱动器(11)及下牵引(12)；所述激光发射器组(1)发射脉冲点光源，经过光学透镜(2)后光线被调整为平行光，垂直经过氧化铝材质管路(3)，当交联聚乙烯电缆(4)在氧化铝材质管路(3)中的位置发生变化时，光线会被遮挡，线阵光电二极管(5)将有一部分接收不到光信号，以氧化铝材质管路(3)截面中轴线为边界，将线阵光电二极管(5)所产生的信号水平垂直方向两两分组，得到四组电流信号，水平方向为一组与二组，垂直方向记录为三组四组，这四组电流信号在MCU(10)的调控下依次经过数控模拟开关阵列(6)、电源电压转换电路(7)、电压放大电路(8)及比较器电路(9)，转换为记录光电二极管开关的数字信号，存入MCU(10)寄存器中，利用MCU(10)对这些信号经过计算分析得到转速增量信号，计算得到的转速增量信号作为下牵引(12)的转速增量通过RS-232通讯协议传递给驱动器(11)，驱动器(11)再经过profibus通讯，将转速传递至下牵引(12)，以此实现交联聚乙烯电缆(4)保持在氧化铝材质管路(3)的中心前行。

2.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述激光发射器组(1)由四个脉冲激光发射器(13)组成，两两一组，分别位于水平方向及垂直方向，垂直于管壁放置，由激光发射器所发射的脉冲点光源光信号，经过光学透镜(2)后被调整为平行光束。

3.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述光学透镜(2)由四个透镜组成，分别放置在水平方向及垂直方向平行于氧化铝材质管路(3)位置，将点光源转换为平行光束。

4.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述线阵光电二极管(5)，由多个光电二极管并行等间距排列分布。

5.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述氧化铝材质管路(3)为透明三氧化二铝材质，主晶相属于立方晶系，透光率95％，抗弯强度280MPa。

6.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述交联聚乙烯电缆(4)，是一种以聚乙烯为绝缘层主要材料的立体网状结构高压电缆，采用三层共挤悬链法生产方法，即使用三台挤出机同时挤出XLPE电缆的绝缘材料，经由封闭机加热包裹成线。

7.如权利要求1所述的一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，其特征在于，所述MCU(10)对存入MCU(10)寄存器中的信号进行计算分析，具体如下：将水平方向线阵光电二极管(5)及垂直方向线阵光电二极管(5)所接收到的信号以管路界面中轴线分别分成两组，依次经过电源电压转换电路、电压放大电路及比较器电路后得到四组信号，为光电二极管接收到的光信号转换成的电压信号，记为：

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

将四组信号分别求和，得到信号求和信号记为：

再将得到的求和信号进行运算：

在理想状态下，交联聚乙烯电缆(4)处于管路中心，运算得到的V₁、V₂为零，在交联聚乙烯电缆(4)在管路中的位置发生变化时，V₁、V₂不再为零，将两个信号取绝对值并相加，得到信号：

V_∑＝|V₁|+|V₂|

再对得到的信号进行比例调节：

Signal_out＝K*V_∑；其中，K为比例系数，取值范围为0到10V；

将得到的信号Signal_out作为下牵引转速的增量通过RS-232协议传递给驱动器，由驱动器对下牵引转速进行控制交联聚乙烯电缆(4)前行的速度，以此保持交联聚乙烯电缆(4)位置处于管路中心。