CN111721211A - 一种corc超导带材间距自动反馈控制系统 - Google Patents

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王长滨
赵凯
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Abstract

本发明属于超导线缆制作技术领域，尤其涉及一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统，包括：间距检测系统、数据处理系统、速度控制系统、角度控制系统；其中，间距检测系统对线缆绕制中的同层超导带材之间的间距进行检测，将检测到的数据发送给数据处理系统，数据处理系统对数据进行处理，将所得的超导带材间距数据与预设值以及之前采集的值进行比对，生成控制指令并将指令通过速度控制系统和角度控制系统发送到绕制机构的电机上来控制内芯支线运动速度、超导带材旋转速度以及超导带材与内芯的角度。本发明消除机械误差，提高带材均匀性以质量性能；结构简单，精度高，反应灵敏，操作简捷，可以实现自动反馈控制。

Description

一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统
技术领域
本发明属于超导线缆制作技术领域，尤其涉及一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统。
背景技术
超导体又称为超导材料，是指在某一温度下电阻为零的导体。超导体由于其无电阻以及可以承载高电流的特性，可广泛应用于大型电力设备以及电力输送领域。随着超导线缆技术的发展以及超导材料制造工艺的进步，未来超导体将在越来越多的领域有所利用。
目前最为常见的应用即为超导线缆(超导电缆)。超导电缆是利用超导在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的。由于单根超导带材载流能力有限，因此超导线缆普遍采用多层超导带材绕制而成，其中，圆芯导线CORC(conductor on round core)形式由于其结构简单易于制作，机械结构稳定，结构灵活可扩展性好，电流密度高等一系列优点而拥有较好的应用前景。而国内现有CORC超导缆线多为手工或用现有机械改造而成的简单装置制作，难以保证质量，尤其对于每一层中的多条超导带材间距的控制较为粗糙，超导带材在内芯上排布不均匀，CORC超导缆线质量不稳定。因此有必要发明一种CORC缆线超导带材间距自动反馈控制系统。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统，包括：间距检测系统、数据处理系统、速度控制系统、角度控制系统；其中，间距检测系统对线缆绕制中的同层超导带材之间的间距进行检测，将检测到的数据发送给数据处理系统，数据处理系统对数据进行处理，将所得的超导带材间距数据与预设值以及之前采集的值进行比对，生成控制指令并将指令通过速度控制系统和角度控制系统发送到绕制机构的电机上来控制内芯支线运动速度、超导带材旋转速度以及超导带材与内芯的角度。
所述间距检测系统采用图像采集并配套与超导带材区分度高的背景。
所述间距检测系统包含可动探针用于检测线缆径向上的位移，通过高度差来识别带材间距以及间距大小。
所述间距检测系统采用电磁检测，利用交流信号在所测区域的带材内产生涡流信号大小实现带材间距检测。
所述间距检测系统采用超声测距对线缆表面起伏进行测量从而确定带材间距。
所述图像采集包括CCD\CMOS相机或2\3维激光扫描系统。
所述图像采集配套灯光辅助系统，用以在不同环境下为图像采集系统提供合适的灯光辅助，以提高图像质量。
所述数据处理系统确定间距是否符合标准并得到间距变化的趋势来作为指令产生的依据。
本发明的有益效果：
本发明能够判断绕制的间距是否符合标准以及间距变化的趋势；依据变化趋势通过与绕缆机的通讯接口调节绕缆机相应速度匹配或超导带材缠绕角度以自动调节超导带材的间距，消除长时间绕制过程中机械误差以及外界环境对带材绕制间距的影响，提高带材均匀性以提高CORC超导线缆质量性能；结构简单，精度高，反应灵敏，操作简捷，可以实现自动反馈控制。
附图说明
图1为本发明实施例一示意图。
图2为本发明实施例二示意图。
图3为本发明实施例三示意图。
图4为本发明实施例四示意图。
图5为本发明实施例五示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
本发明提供了一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统，包括：间距检测系统、数据处理系统、速度控制系统、角度控制系统；其中，间距检测系统对线缆绕制中的同层超导带材之间的间距进行检测，将检测到的数据发送给数据处理系统，数据处理系统对数据进行处理，将所得的超导带材间距数据与预设值以及之前采集的值进行比对，生成控制指令并将指令通过速度控制系统和角度控制系统发送到绕制机构的电机上来控制内芯支线运动速度、超导带材旋转速度以及超导带材与内芯的角度。
所述间距检测系统采用图像采集并配套与超导带材区分度高的背景，以提高对超导带材的分辨能力。
如图1所示，所述图像采集包括CCD\CMOS相机或2\3维激光扫描系统。
如图2所示，所述图像采集配套灯光辅助系统，用以在不同环境下为图像采集系统提供合适的灯光辅助，以提高图像质量。
如图3所示，所述间距检测系统包含可动探针用于检测线缆径向上的位移，通过高度差来识别带材间距以及间距大小。
如图4所示，所述间距检测系统采用超声测距对线缆表面起伏进行测量从而确定带材间距。
如图5所示，所述间距检测系统采用电磁检测，利用交流信号在所测区域的带材内产生涡流信号大小实现带材间距检测。
所述数据处理系统确定间距是否符合标准并得到间距变化的趋势来作为指令产生的依据。
所述超导带材间距反馈控制系统还包含由支撑结构支撑并独立于CORC超导缆线绕制机构，以避免因机械振动产生的误差。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，包括：间距检测系统、数据处理系统、速度控制系统、角度控制系统；其中，间距检测系统对线缆绕制中的同层超导带材之间的间距进行检测，将检测到的数据发送给数据处理系统，数据处理系统对数据进行处理，将所得的超导带材间距数据与预设值以及之前采集的值进行比对，生成控制指令并将指令通过速度控制系统和角度控制系统发送到绕制机构的电机上来控制内芯支线运动速度、超导带材旋转速度以及超导带材与内芯的角度。
2.根据权利要求1所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述间距检测系统采用图像采集并配套与超导带材区分度高的背景。
3.根据权利要求1所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述间距检测系统包含可动探针用于检测线缆径向上的位移，通过高度差来识别带材间距以及间距大小。
4.根据权利要求1所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述间距检测系统采用电磁检测，利用交流信号在所测区域的带材内产生涡流信号大小实现带材间距检测。
5.根据权利要求1所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述间距检测系统采用超声测距对线缆表面起伏进行测量从而确定带材间距。
6.根据权利要求2所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述图像采集包括CCD\CMOS相机或2\3维激光扫描系统。
7.根据权利要求2所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述图像采集配套灯光辅助系统，用以在不同环境下为图像采集系统提供合适的灯光辅助，以提高图像质量。
8.根据权利要求1所述CORC超导带材间距自动反馈控制系统，其特征在于，所述数据处理系统确定间距是否符合标准并得到间距变化的趋势来作为指令产生的依据。
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