CN104359759A - 一种交联聚乙烯热延伸试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交联聚乙烯热延伸试验装置，其技术特点是：包括安装在烘箱内的图像获取设备和图像分析处理设备，图像获取设备包括光源、光学放大镜头及CCD相机，光源安装在XLPE试样的一侧，光学放大镜头及CCD相机安装在XLPE试样的另一侧，光源发出的平行光均匀地照射在被测XLPE试样上，形成的图像经过光学放大镜头放大后，通过CCD相机采集并传送至图像分析处理设备，通过试验主机计算试样的负载下最大伸长率。本发明能够精确测量交联聚乙烯绝缘试样伸长率，具有测量精度高，测量速度快的优点，在XLPE绝缘试样热延伸试验过程中，无需打开烘箱门，排除了由于人工读数及烘箱内温度场不稳定而造成的试验结果误差。
Description
技术领域
本发明属于交联聚乙烯技术领域，尤其是一种交联聚乙烯热延伸试验装置。
背景技术
有机过氧化物化学交联、硅烷温水交联及电子辐射交联是生产交联电缆最常用的方式。在生产过程中间质量控制和成品质量检查中，热延伸试验是检验交联聚乙烯(简称XLPE)的交联程度的一个重要手段。通过该项试验可测出XLPE在高温下的延伸率和永久变形率，作为衡量XLPE耐热性能以及交联度的一个重要技术参数。依据GB/T2951.21的规定，将承受一定负载(20N/cm2)的XLPE绝缘试样悬挂于电热烘箱内试验架上，通过烘箱加热，5min内使温度升至200℃后保持10min，测量XLPE绝缘试样上标记线间距离并计算伸长率得到其负载下最大伸长率，然后从试样上解除拉力(在下夹头处把试样剪断)，等试样恢复再次测量标记线间的距离并计算伸长率得到其冷却后最大永久伸长率。试验结果的判定为：负载下最大伸长率≤175％，冷却后最大永久伸长率≤15％。如果伸长率较小，说明在受到拉伸后绝缘可以更好地恢复到原来的长度，即绝缘层的交联度大。标准中规定测量标记线间距离时应通过烘箱视窗进行观测，如果必须把门打开进行测量，则应在打开门后30s内测量完毕。
现有的热延伸试验装置，一般是由烘箱、热延伸试验架及刻度为1.0mm的钢直尺构成，试验数据由人工进行读数。该套试验装置在读数时存在如下问题：
1、由于钢尺刻度较细，试样和钢直尺之间相隔一段距离，试样经加热拉长后，其标记线变粗变淡，且试样本身标记线以外部分也会随着拉长而与起始位置偏离一段长度，所以对伸长位移进行读数存在一定视觉误差。
2、由于烘箱内光线昏暗，烘箱视窗的透明度较差，一般读取数据都需打开烘箱门，而烘箱门一旦打开，势必会造成烘箱内温度下降、稳定温度场被破坏，造成试验温度偏离标准值，试验过程中，如果电热烘箱温度回升过慢或无法稳定保持200℃，均会形成不稳定温度场，导致试样温度分布不均匀，附加热应力的作用会使试样拉伸过长甚至伸长率超标，或者在试验持续近15min时试样断掉，造成试验结果不合格。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量精度高、速度快且使用方便的交联聚乙烯热延伸试验装置。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种交联聚乙烯热延伸试验装置，包括安装在烘箱内的图像获取设备和图像分析处理设备，所述的图像获取设备包括光源、光学放大镜头及CCD相机，光源安装在XLPE试样的一侧，光学放大镜头及CCD相机安装在XLPE试样的另一侧，光源发出的平行光均匀地照射在被测XLPE试样上，形成的图像经过光学放大镜头放大后，通过CCD相机采集并传送至图像分析处理设备，由试验主机计算出XLPE试样上两条标记线中心间距在加热前后的变化量，从而得到XLPE试样的负载下最大伸长率。
而且，所述的图像分析处理设备包括试验主机、安装在试验主机内的图像采集卡以及相应的图像处理软件和试验分析软件。
本发明的优点和积极效果是：
本发明利用计算机视觉技术对XLPE绝缘试样在加热前后的几何尺寸进行检测，实现了光、机、电和计算机技术的有机结合，能够精确测量交联聚乙烯绝缘试样伸长率，具有测量精度高，测量速度快的优点，并且使用像素细分技术，使测量精度突破像素级限制，达到微米级。在XLPE绝缘试样热延伸试验过程中，无需打开烘箱门，只用对通过CCD相机采集到的试样图片进行分析，再由应用软件直接计算出试样的伸长率，排除了由于人工读数及烘箱内温度场不稳定而造成的试验结果误差。
附图说明
图1是本发明的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种交联聚乙烯热延伸试验装置，如图1所示，包括安装在烘箱内的图像获取设备和图像分析处理设备，所述的图像获取设备包括光源、光学放大镜头及CCD相机，光源安装在XLPE试样的一侧，光学放大镜头及CCD相机安装在XLPE试样的另一侧，光源发出的平行光均匀地照射在被测XLPE试样上，形成的图像经过光学放大镜头放大后，通过CCD相机采集并传送至图像分析处理设备，所述的图像分析处理设备包括试验主机、安装在试验主机内的图像采集卡以及相应的图像处理软件和试验分析软件，图像分析处理设备中的图像采集卡接收到图像信号后将图像数字化并传至试验主机中，再由试验主机直接计算出试样上两条标记线中心间距在加热前后的变化量，从而得到试样的负载下最大伸长率。
本发明照明系统采用背向照明，即XLPE试样放在光源和CCD相机之间，其优点是能获得高对比度的图像，便于后续的图像处理。透镜形成的光学放大镜头可以将微小试样放大，不仅便于图像的识别，更可以提高检测的精度。
本试验装置的使用方法为：将XLPE试样悬挂于烘箱内样品架上，负载装配于XLPE试样下端，关闭箱门；打开烘箱内光源、CCD相机以及图像分析处理设备；测试XLPE试样上两条标记线中心间距的初始值；设置烘箱内加热温度、时长；到达加热时长，测试XLPE试样上两条标记线中心间距的初始值；试验分析软件计算得到XLPE试样的负载下最大伸长率；打开箱门，去除试样下端负载，待试样恢复，慢慢冷却至室温，再次测试XLPE试样上两条标记线中心间距；试验分析软件计算XLPE试样的冷却后最大永久伸长率。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种交联聚乙烯热延伸试验装置，其特征在于：包括安装在烘箱内的图像获取设备和图像分析处理设备，所述的图像获取设备包括光源、光学放大镜头及CCD相机，光源安装在XLPE试样的一侧，光学放大镜头及CCD相机安装在XLPE试样的另一侧，光源发出的平行光均匀地照射在被测XLPE试样上，形成的图像经过光学放大镜头放大后，通过CCD相机采集并传送至图像分析处理设备，由试验主机计算出XLPE试样上两条标记线中心间距在加热前后的变化量，从而得到XLPE试样的负载下最大伸长率。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯热延伸试验装置，其特征在于：所述的图像分析处理设备包括试验主机、安装在试验主机内的图像采集卡以及相应的图像处理软件和试验分析软件。
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