[发明专利]一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统

说明书

本发明公开了一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，属于仪器仪表与测量技术领域，系统包括激光发射器组、数控模拟开关阵列及MCU；激光发射器阵列发射脉冲点光源，经过光学透镜光线被调整为平行光，垂直经过氧化铝材质管路，当交联聚乙烯电缆在氧化铝材质管路中的位置发生变化时，光线会被遮挡，将线阵光电二极管所产生的信号转换为记录光电二极管开关的数字信号，利用MCU对这些信号经过一系列运算，作为下牵引转速增量传递给驱动器，将转将转速传递至下牵引，实现聚乙烯电缆在氧化铝材质管路中心前行；本发明光悬垂系统可实现电缆在氧化铝材质管路中位置的控制，系统简单易实现，抗干扰能力强，精度高，灵敏度高，可视性高，稳定性高，成本低廉。

技术领域

本发明属于仪器仪表与测量技术领域，具体涉及一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统。

背景技术

交联电缆生产线利用三层悬链法生产聚乙烯电缆，即通过三台挤出机同时挤出聚乙烯材料，并在封闭机中加热成包裹铜线的外围层，再送至加热段悬链管路，加热段对半成线的三种材料混合绝缘层进行加热，使其均匀融合。接下来由冷却段悬链管路进行冷却形成成线，为防止电缆线偏离中心，摩擦管路，导致成品出现质量问题，需要采用悬垂控制器对电缆线的位置进行控制。

普通垂悬控制器由发射控制柜，发射线圈，接收控制柜，接收线圈，连接电缆等组成。首先由发射控制器中的信号发生电路产生一定频率的高频正弦信号，经过电压放大，功率放大，接入到发射线圈中，发射线圈中产生同频交变环型磁场，硫化管中的电缆穿过发射线圈，即穿过环行磁场，电缆产生感应电势。电缆芯线与其对硫化管(地)的分布电容以及对硫化管的分布电容构成回路，缆芯上流过高频电流，产生一个高频磁场，这个磁场正好穿过安装在硫化管道内的一组接收线圈。接收线圈切割磁力线，就在接收线圈内产生一个一定频率的感应电势。当电缆位于硫化管中心位置时，上下两个接收线圈感应信号相等。反之，感应信号就不相等。靠近电缆的线圈信号大，远离电缆的线圈信号小，PLC采集这两个接收线圈的感应信号，通过一定的算法和处理，就可以分析出电缆处于硫化管道中的位置，并给出电缆位置的模拟量，通过连接电缆送给主电控柜的直流调速装置，控制下牵引转速，调节电缆线在管路中的位置。电缆位置指示表将电缆在硫化管中的相对位置反映在刻度上，如果电缆位于硫化管的底部，则表头指示在最左，如果电缆位于硫化管的中部，则表头指示在中间，如果电缆位于硫化管的顶部，则表头指示在最右。

现有的悬垂控制系统根据发射线圈与接收线圈的感应电动势的差值在经过PLC的计算来确定聚乙烯电缆线在管路中的位置，但线圈的稳定性受温度，湿度等环境因素影响较大，抗干扰能力差。以PLC作为运算单元，计算速度慢，并且精度受线圈的匝数、励磁电流以及聚乙烯电缆在磁场中的有效磁路长度所影响，精度有限。

发明内容

针对现有技术中存在的普通垂悬控制器的抗干扰能力差、计算速度慢、精度有限等问题，本发明提出了一种用于交联电缆生产线的光电悬垂系统，激光发射器发射脉冲激光点光源，经过透镜光线被调整为平行光，垂直经过氧化铝材质管路，当交联聚乙烯电缆在管路中的位置发生变化时，光线会被遮挡，线阵光电二极管所接收的光信号将会发生变化，通过MCU控制单元及其他外围电路收集信号，并进行一系列的运算，得到控制牵引机的转速增量信号，从而实现对交联聚乙烯电缆在管路中位置的控制。该方法充分利用MCU的集成性和灵活性，光学元件的光电抗干扰性，以及简单的外围电路即可实现管路位置信号的采集与控制信号的输出。

本发明通过如下技术方案实现：