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申请/专利权人：宝武重工有限公司

摘要：本发明公开了长寿命大功率等离子体炬连续随动系统及控制方法，涉及等离子体物理技术领域，包括等离子体炬单元、连续推进单元以及监控单元；其中：所述等离子体炬单元的两端分别具有阳极以及阴极底座；所述连续推进单元设置于所述等离子体炬单元的阴极底座一侧，所述连续推进单元用于持续向所述阴极底座内送入阴极；所述监控单元用于采集等离子体焰流的信息并控制连续推进单元运行。本发明通过连续推进单元可持续性的向等离子体炬单元内送阴极，保证电极放电的连续性，进而提高等离子体炬单元的连续工作时间，降低了维护成本高的问题；根据等离子体工作状态，建立阴极自动接续机制，构建连续随动系统，保障了系统的自我调节功能。

主权项：1.长寿命大功率等离子体炬连续随动系统，其特征在于：包括等离子体炬单元、连续推进单元以及监控单元；其中：所述等离子体炬单元的两端分别具有阳极以及阴极底座；所述连续推进单元设置于所述等离子体炬单元的阴极底座一侧，所述连续推进单元用于持续向所述阴极底座内送入阴极；所述监控单元用于采集等离子体焰流的信息并控制连续推进单元运行；所述连续推进单元包括推进结构以及阴极；其中：所述阴极的一端安装于推进结构的输出端，另一端穿过所述阴极底座且延伸至所述等离子体炬单元内，所述推进结构将阴极向等离子体炬单元内部移动，使阴极插入至等离子体炬单元内部；所述监控单元包括测量模块以及信号处理模块；其中：所述测量模块用于监测光谱强度、等离子体焰流核心区域长度、阴极位置、电流以及电压变化，所述测量模块与所述信号处理模块通过数据线传输连接，所述测量模块将所监测到的数据反馈至信号处理模块，信号处理模块根据等离子体焰流核心区域长度设定阴极向等离子体炬单元内部移动的尺寸，进而使阴极的端部始终维持在等离子体炬单元内部同一位置；所述长寿命大功率等离子体炬连续随动系统的控制方法包括以下步骤：步骤S1：在设定的工作条件下，测量等离子体焰流核心区域长度，该长度定义为参考长度Lref，将该长度对应的阴极位置定义为参考位置lref；步骤S2：通过推进结构调整阴极至位置l1，并记录等离子体焰流核心区域长度，记为L1；步骤S3：重复多次步骤S2，依次获得多个阴极位置l2、l3、l4...ln，对应的等离子体焰流核心区域长度分别记为L2、L3、L4...Ln；步骤S4：将各阴极位置分别与参考位置作差比较，获得相对位置Δl1、Δl2、Δl3、Δl4...Δln，同时将各等离子体焰流核心区域长度分别与参考长度作差比较，获得相对长度ΔL1、ΔL2、ΔL3、ΔL4...ΔLn；步骤S5：建立相对长度和相对位置的相干关系模型，即可通过相干关系模型反应出相对长度和相对位置之间的关系；步骤S6：将阴极恢复至参考位置，启动等离子体炬单元，同时对等离子体焰流核心区域长度实时监测；步骤S7：当监控单元获取到等离子体焰流图像后，信号处理模块通过分析，得出当前等离子体焰流核心区域长度与参考长度之间的相对长度；步骤S8：根据步骤S5建立的相干关系模型，信号处理模块计算得出阴极所需移动的相对位置；步骤S9：基于步骤S8得出的相对位置，信号处理模块向连续推进单元发送相应动作指令，连续推进单元控制阴极推进移动至指定位置处，该指定位置默认为阴极参考位置；步骤S10：阴极达到参考位置后，测量模块对等离子体焰流核心区域长度进行测量，并重复步骤S6至步骤S9，对阴极位置进行调整；步骤S11：当等离子体焰流核心区域长度与参考长度一致时，信号处理模块停止发送指令，连续推进单元停止动作；步骤S12：测量模块持续采集等离子体焰流核心区域长度，当发生变化时，重复上述步骤，使阴极始终保持在参考位置。

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