CN116936194A - 极低热导率直流线成型方法及用于量子计算机的直流线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极低热导率直流线成型方法，采用钛合金材料的导丝，导丝包裹绝缘漆层形成导线，导线多次绞合依次形成小线对、大线对、线集、线芯，线芯外部包裹非金属材料的外护套形成直流线。本发明还公开了一种采用所述极低热导率直流线成型方法制成的用于量子计算机的直流线。所述极低热导率直流线成型方法操作方便快捷；所述用于量子计算机的直流线热导率低、体积更小，可有效适用于温度低且空间紧凑的工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及线缆相关技术领域，更准确的说涉及一种极低热导率直流线成型方法及用于量子计算机的直流线。
背景技术
直流线缆可作为直流信号的传输线缆，起到设备内外的通信功能。在设备内部工作环境温度较低的情况下，要求直流线具有极低的热导率。现有的直流线主要应用于常温环境，且直流线路通路较少，为保证信号传输、避免串流，目前主流的工艺方式为左右绞（SZ形绞合），该工艺比较成熟，各个线组按照各层中邻近线组的绞距各不相同的原则排列，有1+6、1+6+12等排列方式，且对绞后外部包裹金属屏蔽层及绝缘层，以确保线缆强度及抗干扰能力，但是也增加了线缆的体积，降低了可弯折性。此外，现有的直流线一般具有金属的中心加强件及屏蔽层，导热率较高。
以量子计算机中应用的直流线为例，量子芯片需要在真空且极低温的工作环境下才能达到理想的性能，为了保证低温状态，需要防止穿入内部的线缆传递较多热量。此外，量子计算机内部空间比较紧凑，要求线缆体积小且容易弯曲。现有工艺生产的直流线难以满足低热导率、体积小、易弯曲的需求，难以应用于工作环境温度较低、空间紧凑的设备中。
综上，本领域需要一种新型直流线成型方法，以制成极低热导率、体积更小且更易弯曲的直流线。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种极低热导率直流线成型方法，采用低导热率导线，无中心加强件多次绞合，形成2*2*2*3排列方式的线芯，降低直流线的导热率和线缆弯曲半径。
本发明的另一个目的在于提供一种用于量子计算机的直流线，采用所述极低热导率直流线成型方法制成。
为了达到上述目的，本发明提供一种极低热导率直流线成型方法，包括步骤：
（A）选择钛合金材料的导丝，在导丝外部包裹绝缘漆层形成导线，导线缠绕在导线轴上；
（B）选取两个缠绕导线的导线轴，将导线分别从导线轴上拉出，并将两根导线的线头固定在第一集线轴上；
（C）两个导线轴以两个导线轴的连线中点为中心转动，两根导线绞合；
（D）第一集线轴转动，将绞合的两根导线收集缠绕在第一集线轴上，两根导线绞合收集完成后形成一个小线对；
（E）将两个小线对从第一集线轴上拉出，固定小线对的线头在第二集线轴上，两个第一集线轴以两个第一集线轴的连线中点为中心转动，将绞合的两个小线对收集缠绕在第二集线轴上，两个小线对绞合收集完成后形成一个大线对；
（F）将两个大线对从第二集线轴上拉出，固定大线对的线头在第三集线轴上，两个第二集线轴以两个第二集线轴的连线中点为中心转动，将绞合的两个大线对收集缠绕在第三集线轴上，两根大线对绞合收集完成后形成线集；
（G）将三个线集从第三集线轴上拉出，固定线集的线头，三个第三集线轴呈三角形排布，且以三角形中心点为中心转动，将三个线集收集绞合，收集绞合完成形成线芯；
（H）在线芯外部编织一层非金属材质的外护套，形成一根直流线。
优选地，所述步骤（D）中第一集线轴与线轴同方向转动。
优选地，所述步骤（E）中第二集线轴与第一集线轴同方向转动。
优选地，所述步骤（F）中第三集线轴与第二集线轴同方向转动。
优选地，所述步骤（C）中两个线轴以两个线轴的连线中点为中心顺时针匀速转动。
优选地，所述步骤（D）中形成小线对的节距范围为6-10mm。
优选地，所述步骤（E）中形成大线对的节距范围为8-14mm。
优选地，所述步骤（F）中形成线集的节距范围为16-20mm
优选地，所述步骤（A）中绝缘漆层的厚度为0.01-0.03mm。
本发明提供一种直流线，用于量子计算机，采用所述极低热导率直流线成型方法制成。
与现有技术相比，本发明公开的一种极低热导率直流线成型方法及用于量子计算机的直流线的优点在于：所述极低热导率直流线成型方法各步骤绞合方向相同，能够有效避免各步骤互相影响、约束绞合力，且操作方便快捷；所述直流线采用极低导热率的导线，且不采用金属加强件及屏蔽层，采用非金属外护套，有效降低了导热率；所述直流线的各路导线绞合紧凑，不易松散，多步骤反复绞合，可以在不采用金属屏蔽层的前提下减小直流信号回路之间的信号干扰；所述直流线无内部加强件，且体积更小，整体更加柔软易弯折，弯曲半径较小，可以更加方便地布设于紧密空间中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1所示为本发明一种极低热导率直流线成型方法的流程图。
如图2所示为本发明一种极低热导率直流线成型方法步骤（C）中线轴转动过程示意图。
如图3所示为本发明一种极低热导率直流线成型方法步骤（G）中第三集线轴转动过程示意图。
如图4所示为本发明一种用于量子计算机的直流线的导线的截面示意图。
如图5所示为本发明一种用于量子计算机的直流线的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本申请一种极低热导率直流线成型方法包括步骤：
（A）选择钛合金材料的导丝，在导丝外部包裹绝缘漆层形成导线，导线缠绕在导线轴上；
（B）选取两根缠绕导线的导线轴，将导线分别从导线轴上拉出，对齐排布并将导线线头固定在第一集线轴上；
（C）两个导线轴以两个导线轴的连线中点为中心匀速转动，导线逐渐从导线轴上释放，两根导线绞合；
（D）第一集线轴与导线轴同方向匀速转动，将绞合的两根导线收集缠绕在第一集线轴上，收集缠绕过程中导线处于绷直状态，两根导线绞合收集完成后形成一个小线对；
（E）将两个小线对从第一集线轴上拉出，固定小线对线头在第二集线轴上，两个第一集线轴以两个第一集线轴的连线中点为中心匀速转动，第二集线轴与第一集线轴同方向匀速转动，将绞合的两个小线对收集缠绕在第二集线轴上，收集缠绕过程中小线对处于绷直状态，两根小线对绞合收集完成后形成一个大线对；
（F）将两个大线对从第二集线轴上拉出，固定大线对线头在第三集线轴上，两个第二集线轴以两个第二集线轴的连线中点为中心匀速转动，第三集线轴与第二集线轴同方向匀速转动，将绞合的两个大线对收集缠绕在第三集线轴上，收集缠绕过程中大线对处于绷直状态，两根大线对绞合收集完成后形成线集，线集为2*2*2结构；
（G）将三个线集从第三集线轴上拉出，固定线集的线头，三个第三集线轴呈等腰三角形排布，且以等腰三角形中心点为中心，与第三集线轴同方向匀速转动，将三个线集收集绞合，过程中线集处于绷直状态，收集绞合完成形成线芯，线芯为2*2*2*3结构；
（H）在线芯外部编织一层非金属材质的外护套，形成一根直流线。
其中，参见图4，步骤（A）中绝缘漆层12的厚度为0.01-0.03mm，钛合金材料的导丝11导热率很低，且包裹绝缘漆层12后形成的导线1直径很小，可以确保直流线的低导热率及小体积。
参见图2，步骤（C）中两个线轴A、B转动一圈回到初始位置时，两根导线形成绞合形成小线对，小线对上的麻花状结构距离为一个节距，小线对的节距范围为6-10mm；优选各个小线对的节距大小不同。
步骤（E）中大线对的节距范围为8-14mm，优选各个大线对的节距大小不同。
步骤（F）中线集的节距范围为16-20mm，优选各个线集的节距大小不同。
优选步骤（C）中两个线轴以两个线轴的连线中点为中心顺时针匀速转动，后续第一集线轴、第二集线轴、第三集线轴均顺时针匀速转动，可以避免各步骤相互影响、约束了绞合力。
参见图3，步骤（G）中三个第三集线轴C、D、E呈等腰三角形位置安置，三个第三集线轴C、D、E呈顺时针方向匀速转动。线芯无节距要求，依靠线集与线集之间的摩擦力结合在一起，不易松散。
参见图5，步骤（H）制成的用于量子计算机的直流线具有2*2*2*3结构的线芯1，线芯1外部包裹非金属材质的外护套2。用于量子计算机的直流线具有24路通信通道，非金属外护套2包裹住24路的线芯1，可以隔绝热量传递，进一步降低热导率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种极低热导率直流线成型方法，其特征在于，包括步骤：
（A）选择钛合金材料的导丝，在导丝外部包裹绝缘漆层形成导线，导线缠绕在导线轴上；
（B）选取两个缠绕导线的导线轴，将导线分别从导线轴上拉出，并将两根导线的线头固定在第一集线轴上；
（C）两个导线轴以两个导线轴的连线中点为中心转动，两根导线绞合；
（D）第一集线轴转动，将绞合的两根导线收集缠绕在第一集线轴上，两根导线绞合收集完成后形成一个小线对；
（E）将两个小线对从第一集线轴上拉出，固定小线对的线头在第二集线轴上，两个第一集线轴以两个第一集线轴的连线中点为中心转动，将绞合的两个小线对收集缠绕在第二集线轴上，两个小线对绞合收集完成后形成一个大线对；
（F）将两个大线对从第二集线轴上拉出，固定大线对的线头在第三集线轴上，两个第二集线轴以两个第二集线轴的连线中点为中心转动，将绞合的两个大线对收集缠绕在第三集线轴上，两根大线对绞合收集完成后形成线集；
（G）将三个线集从第三集线轴上拉出，固定线集的线头，三个第三集线轴呈三角形排布，且以三角形中心点为中心转动，将三个线集收集绞合，收集绞合完成形成线芯；
（H）在线芯外部编织一层非金属材质的外护套，形成一根直流线。
2.如权利要求1所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（D）中第一集线轴与线轴同方向转动。
3.如权利要求2所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（E）中第二集线轴与第一集线轴同方向转动。
4.如权利要求3所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（F）中第三集线轴与第二集线轴同方向转动。
5.如权利要求4所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（C）中两个线轴以两个线轴的连线中点为中心顺时针匀速转动。
6.如权利要求1所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（D）中形成小线对的节距范围为6-10mm。
7.如权利要求1所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（E）中形成大线对的节距范围为8-14mm。
8.如权利要求1所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（F）中形成线集的节距范围为16-20mm。
9.如权利要求1所述的极低热导率直流线成型方法，其特征在于，所述步骤（A）中绝缘漆层的厚度为0.01-0.03mm。
10.一种用于量子计算机的直流线，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的极低热导率直流线成型方法制成。
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