CN116631705B - 一种拖曳系统用的发光电缆生产系统及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆生产系统的技术领域，具体涉及一种拖曳系统用的发光电缆生产系统及生产方法，该系统包括绞合装置，绞合装置包括相互电性连接的绞合模块、控制模块和人机接口模块；绞合模块用于绞合电缆；控制模块用于计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数和绞合模块持续工作时间，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块；人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数和绞合模块持续工作时间传输至客户端。本发明通过限定发光元件的理论截面面积以及绞合模块持续工作时间，能提高成缆的质量，保证成缆能正常发光。

Description

一种拖曳系统用的发光电缆生产系统及生产方法

技术领域

本发明涉及电缆生产系统的技术领域，具体涉及一种拖曳系统用的发光电缆生产系统及生产方法。

背景技术

拖曳系统用发光电缆作为矿山和隧道掘进大型移动设备供电载体，电气性能优越，特别适用于在黑暗场合和夜间施工中应用。具有可见性的电缆可以确保人员和设备的安全，且电缆外护套极其结实且坚韧，抗外力冲击性能优异、并具备抗磨损和抗撕裂的性能，可以在-50℃的作业环境中仍可以保持完美的柔性操作使用。

公开号为CN104698558A的申请文件公开了发光光缆，它包含有光缆缆芯、包覆在光缆缆芯外的保护层、挤塑包覆在保护层外的内护层，光缆缆芯由位于中央的加强件、以平行或绞合的方式分布在加强件外的多根松套管、将多根松套管包扎住的包扎层构成，每根松套管中至少具有一根光导纤维；其特征在于所述内护层外具有一发光层、发光层外挤塑包覆有防护层；发光层将内护层整体包覆住；防护层是透明的。

上述发光层为环形设置，其发光效果较差，由此在拖曳系统用发光电缆内单独设置发光元件，该发光元件呈类似圆柱状结构，能实现更好的发光效果，由于成缆的规格不一致，绞合过程中，如果发光元件的截面面积如果不受限定，其发光会受到一定的影响，导致发光元件仅能发出微弱的光，即成缆质量较差。

发明内容

本发明的目的在于提高成缆的质量，针对上述存在的不足，提出一种拖曳系统用的发光电缆生产系统及生产方法。

本发明采用如下技术方案：

一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，包括绞合装置，所述绞合装置包括相互电性连接的绞合模块、控制模块和人机接口模块；

所述绞合模块用于绞合电缆；

所述控制模块用于计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数和绞合模块持续工作时间，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块；

所述人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数和绞合模块持续工作时间传输至客户端；

所述控制模块计算发光元件的理论截面面积时，满足以下式子：

；

；

其中，为发光元件的理论截面面积，/>为理论比值系数，/>为成缆半径；/>为理论比值系数选择函数，/>至/>为不同的理论比值系数，由工程师根据经验预先设定，/>至/>为不同的理论比值系数对应的选择阈值。

可选的，所述绞合模块包括相互电性连接的信息子模块和计时子模块；

所述信息子模块用于设定成缆半径和发光元件的理论截面面积的信息；

所述计时子模块用于限定绞合模块持续工作时间。

可选的，所述控制模块计算绞合模块持续工作时间时，满足以下式子：

；

其中，为绞合模块持续工作时间，/>为绞合模块平均工作时间，其由工程师根据绞合模块的性能预先设定。

可选的，所述绞合装置还包括与所述控制模块电性连接的视觉模块，所述控制模块用于计算发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，所述人机接口模块将发光元件的质量评定信息传输至客户端。

可选的，所述控制模块计算发光元件的质量系数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量系数，/>为发光元件的实际截面面积，/>为发光元件的实际周长，/>为参考参数，其通过计算得出。

可选的，所述控制模块计算发光元件的质量评定函数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量评定函数，/>为发光元件的质量系数阈值，其由工程师根据经验设定；/>时，发光元件的质量评定合格；/>时，发光元件的质量评定不合格。

本发明还提供一种拖曳系统用的发光电缆生产方法，结合图 ，应用一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，包括以下步骤：

S1：控制模块计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块，并将发光元件的质量评定传输至人机接口模块；

S2：绞合模块根据发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息进行绞合；

S3：人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量评定信息传输至客户端。

本发明所取得的有益效果是：

1、控制模块计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数，并将发光元件的理论截面面积传输至绞合模块，绞合模块限定发光元件的理论截面面积已经成缆的半径，以此保证发光元件能正常工作，有助于提高成缆的质量；

2、控制模块计算绞合模块持续工作时间，并将绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块，减少绞合模块持续工作时间过长出现过热的情形，对绞合模块起到保护的效果，且保护成缆的表面；

3、在视觉模块和控制模块的相互配合下，得出发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，通过发光元件的质量评定函数可得出发光元件的质量评定信息，能实时监控成缆的质量。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产系统的整体结构示意图；

图2为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产系统中绞合装置的结构示意图；

图3为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产的流程示意图；

图4为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产系统实施例四的整体结构示意图；

图5为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产系统实施例四中采集子模块的结构示意图；

图6为本发明一种拖曳系统用的发光电缆生产系统实施例四中通过分析子模块得出的温度曲线图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

实施例一：本实施例提供了一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，结合图1至图3所示。

一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，包括绞合装置，绞合装置包括相互电性连接的绞合模块、控制模块和人机接口模块；

绞合模块用于绞合电缆；

控制模块用于计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数和绞合模块持续工作时间，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块；

人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数和绞合模块持续工作时间传输至客户端；

控制模块计算发光元件的理论截面面积时，满足以下式子：

；

；

其中，为发光元件的理论截面面积，/>为理论比值系数，/>为成缆半径，其由工程师根据实际需要预先设定；/>为理论比值系数选择函数，/>至/>为不同的理论比值系数，其由工程师根据经验预先设定，/>的值随着成缆半径的取值增大而增大，/>至/>为不同的理论比值系数对应的选择阈值，其由工程师根据经验预先设定。

具体的，通过发光元件的理论截面面积能求出发光元件的理论半径，当计算得出的发光元件的理论半径不为整数，为了提高生产的便利性，发光元件的理论半径以毫米为单位且省略小数点后面的数。

可选的，绞合模块包括相互电性连接的信息子模块和计时子模块；

信息子模块用于设定成缆半径和发光元件的理论截面面积的信息；

计时子模块用于限定绞合模块持续工作时间。

可选的，控制模块计算绞合模块持续工作时间时，满足以下式子：

；

其中，为绞合模块持续工作时间，/>为绞合模块平均工作时间，其由工程师根据绞合模块的性能预先设定。

具体的，绞合模块的性能包括绞合模块本身的功率和安全工作时长决定，比如，绞合模块本身的功率越大、安全工作时长越长，则对应的绞合模块平均工作时间越长。

可选的，绞合装置还包括与控制模块电性连接的视觉模块，控制模块用于计算发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，人机接口模块将发光元件的质量评定信息传输至客户端。

由于成缆过程中经过挤压以及编织的操作，导致发光元件可能受到一定程度的挤压，成缆结束后，需要通过相关的式子判断发光元件的质量系数。

可选的，控制模块计算发光元件的质量系数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量系数，/>为发光元件的实际截面面积，/>为发光元件的实际周长，/>为参考参数，其通过计算得出。

可选的，控制模块计算参考参数时，满足以下式子：

;

其中，为参考参数，/>为视觉模块和发光元件的像素距离，其通过视觉模块得出，/>为视觉模块和发光元件的实际距离，其通过视觉模块得出。

具体的，视觉模块拍摄图像，首先将拍摄图像变换为灰度图像，并取其边缘二值图像，然后分别对边缘二级图像掩膜进行膨胀和清除边缘，最后对处理后的二值图像的连通区域进行检测，求二值图像连通区域个数、周长和面积，并以区域个数、周长和面积求出发光元件的实际截面面积和发光元件的实际周长。将拍摄图像转换为灰度图像的操作，便于识别发光元件；且后续进行膨胀以及清楚边缘的操作，能更精准的求出发光元件的实际截面面积和发光元件的实际周长。

可选的，受环境的影响，的数值通常会产生一定的误差，当计算参考参数具有较高的精准度要求时，可以使用以下式子：

;

其中，为误差系数，其由工程师根据经验预先设定，比如，当/>取值大于100mm时，/>取值为3mm，当/>取值小于或等于100mm时，/>取值为1mm。

可选的，控制模块计算发光元件的质量评定函数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量评定函数，/>为发光元件的质量系数阈值，其由工程师根据经验设定，发光元件的质量系数阈值随着发光元件的实际截面面积上调而上调；时，发光元件的质量评定合格；/>时，发光元件的质量评定不合格。

本发明还提供一种拖曳系统用的发光电缆生产方法，结合图 ，应用一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，包括以下步骤：

S1：控制模块计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块，并将发光元件的质量评定传输至人机接口模块；

S2：绞合模块根据发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息进行绞合；

S3：人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量评定信息传输至客户端。

实施例二：本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，结合图1所示。

由于成缆过程经过挤压的操作，可能导致发光元件外露在表面的情形，即成缆的表面可能存在缺口。

可选的，视觉模块将拍摄图片分割成个单元，其中，m为大于1的整数，其由工程师根据经验设定，比如，当拍摄图片的像素值越大则m的取值越大。

控制模块计算每个单元的亮度标准差时，满足以下式子：

；

其中，为亮度标准差，/>为第/>个单元的亮度数值，其通过视觉模块得出，/>为所有亮度数值的算数平均值。

具体的，由于每个单元具有一定的大小，每个单元内对应不同位置检测到的亮度数值可能会出现一定的区别，以同一个单元为例，视觉模块对单元内不同的位置进行检测，从而得出至少五个且为单数的亮度数值，选出亮度数值的最高值以及亮度数值的最低值求差，得出的亮度差与预先设定的亮度差阈值作比对，当亮度差在亮度差阈值之间时，为亮度数值的最低值，当亮度差在亮度差阈值外时，/>为亮度数值的最高值。

控制模块计算缺口判断函数时，满足以下式子：

；

其中，为缺口判断函数，/>为亮度标准差阈值，其由工程师根据经验设定，亮度标准差阈值随着对应单元的亮度数值上调而上调；/>时，对应的单元存在缺口；/>时，对应的单元不存在缺口。

可选的，视觉模块拍摄图片，且视觉模块提取拍摄图片的检测区域，为了减少噪点以提高提取的检测区域的精准度，视觉模块需要将检测区域缩小倍。

控制模块计算检测区域的缩小倍数时，满足以下式子：

；

其中，为检测区域的缩小倍数，/>为检测区域的实际面积，/>为检测区域的理论面积，其由工程师根据经验设定，比如，成缆半径取值越大则/>的取值越大。

控制模块计算每个单元的亮度标准差、缺口判断函数和检测区域的缩小倍数，并将缺口判断的信息和检测区域的缩小倍数传输至人机接口模块，人机接口模块将缺口判断的信息和检测区域的缩小倍数传输至客户端。

实施例三：本实施例包含了实施例二的全部内容，提供了一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，结合图1所示。

最后需要对成缆的发光元件进行检测，判断发光元件是否能正常工作。

控制模块计算暗单元判断函数时，满足以下式子：

；

其中，为暗单元判断函数，/>为发光强度阈值，其由工程师根据经验设定，比如发光元件的实际截面面积越大则/>的取值越大，/>为发光元件的实际发光强度，其通过视觉模块得出；/>时，对应的单元为亮单元；/>时，对应的单元为暗单元。

控制模块计算有效发光评定系数时，满足以下式子：

；

其中，为有效发光评定系数，/>为理论发光强度，由工程师根据经验设定，比如发光元件的实际截面面积越大则/>的取值越大，/>为理论辐射面积，由工程师根据经验设定，比如发光元件的实际截面面积越大则/>的取值越大，/>为/>时对应的单元数量之和，其由工程师计算得出，/>为/>时对应的单元数量之和，其由工程师计算得出。

控制模块计算发光监测信息时，满足以下式子：

；

其中，为发光监测信息，/>为有效发光评定系数阈值，其由工程师根据经验设定，比如/>和/>的取值越大则/>的取值越大；/>时，有效发光评定合格；/>时，有效发光评定不合格。

控制模块计算暗单元判断函数、有效发光评定系数和有效发光评定系数，并将暗单元判断信息和发光监测信息传输至人机接口模块，人机接口模块将暗单元判断信息和发光监测信息传输至客户端。

实施例四：本实施例包含了实施例三的全部内容，提供了一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，结合图4至图6所示。

绞合装置还包括与控制模块电性连接的温度模块。

温度模块包括采集子模块、分析子模块和报警子模块；

采集子模块用于采集实时温度值，并将实时温度值传输至控制模块，控制模块将实时温度值与提前预设的温度阈值比对，且控制模块通过实时温度值和提前设定的温度阈值得出温度差，控制模块将温度差传输至分析子模块和报警子模块；

分析子模块将温度差转化为温度曲线图，并将温度曲线图传输至人机接口模块，人机接口模块将温度曲线图传输至客户端；

报警子模块将温度差与提前预设的温度差阈值比对，当温度差超出提前预设的温度差阈值时，报警子模块启动，报警子模块发出声音信号，且报警子模块与绞合模块电性连接，报警子模块将报警信号传输至绞合模块，使绞合模块停机。

可选的，在绞合模块持续工作时间内，规定采集子模块采集的次数至少为十次，且采集子模块每次采集的位置均不相同，从而能采集到成缆表面不同的位置的实时温度值，能较好的反应成缆表面的实时温度值。

可选的，采集子模块包括相互电性连接的校准源单元、拍摄单元和主控单元；

拍摄单元用于采集成缆表面所在的目标区域的实图，且用于采集成缆表面所在的目标区域的热感应图，热感应图相当于温度图；

校准源单元位于目标区域内，使拍摄单元在采集目标区域的热感应图时，拍摄单元也将成缆表面以及校准源单元的热感应信息采集至同一张热感应图中；

主控单元用于根据实图和热感应图计算成缆表面的实时温度值，主控单元计算得出的实时温度值传输至控制模块。

可选的，关于主控单元用于根据实图和热感应图计算成缆表面的实时温度值的原理如下：

设定校准源单元为温度传感器，基于实图和热感应图确定成缆表面的第一温度、温度传感器的第二温度，基于温度传感器的检测结果得到检测温度，然后计算检测温度和第二温度之间的偏差，对第一温度进行修正，将修正后的温度作为实时温度值，以此提高检测的准确性。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。

Claims (7)

1.一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，包括绞合装置，所述绞合装置包括相互电性连接的绞合模块、控制模块和人机接口模块；

所述绞合模块用于绞合电缆；

所述控制模块用于计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数和绞合模块持续工作时间，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块；

所述人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数和绞合模块持续工作时间传输至客户端；

所述控制模块计算发光元件的理论截面面积时，满足以下式子：

；

；

其中，为发光元件的理论截面面积，/>为理论比值系数，/>为成缆半径；/>为理论比值系数选择函数，/>至/>为不同的理论比值系数，由工程师根据经验预先设定，/>至为不同的理论比值系数对应的选择阈值。

2.如权利要求1所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，所述绞合模块包括相互电性连接的信息子模块和计时子模块；

所述信息子模块用于设定成缆半径和发光元件的理论截面面积的信息；

所述计时子模块用于限定绞合模块持续工作时间。

3.如权利要求2所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算绞合模块持续工作时间时，满足以下式子：

；

其中，为绞合模块持续工作时间，/>为绞合模块平均工作时间，其由工程师根据绞合模块的性能预先设定。

4.如权利要求3所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，所述绞合装置还包括与所述控制模块电性连接的视觉模块，所述控制模块用于计算发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，所述人机接口模块将发光元件的质量评定信息传输至客户端。

5.如权利要求4所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算发光元件的质量系数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量系数，/>为发光元件的实际截面面积，/>为发光元件的实际周长，/>为参考参数，其通过计算得出。

6.如权利要求5所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算发光元件的质量评定函数时，满足以下式子：

；

其中，为发光元件的质量评定函数，/>为发光元件的质量系数阈值，其由工程师根据经验设定；/>时，发光元件的质量评定合格；/>时，发光元件的质量评定不合格。

7.一种拖曳系统用的发光电缆生产方法，应用如权利要求6所述的一种拖曳系统用的发光电缆生产系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：控制模块计算发光元件的理论截面面积、理论比值系数选择函数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量系数和发光元件的质量评定函数，并将发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息传输至绞合模块，并将发光元件的质量评定传输至人机接口模块；

S2：绞合模块根据发光元件的理论截面面积和绞合模块持续工作时间的信息进行绞合；

S3：人机接口模块将发光元件的理论截面面积、理论比值系数、绞合模块持续工作时间、发光元件的质量评定信息传输至客户端。