CN105334161A - 一种电缆检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆检测系统及检测方法，电缆检测系统包括控制器、被测电缆检测装置和标准电缆检测装置，被测电缆检测装置包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、第一导轮、第二导轮、第一检测器；所述第一检测器包括底板、立柱、圆环部，圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括压力传感器、压缩弹簧、滚轮支架、滚轮，8个滚轮抵接在被测电缆外表面；标准电缆检测装置包括主动轮、从动轮、第二检测器，控制器根据第一、二检测器的信号判断被测电缆是否存在缺陷。本发明的检测系统检测效率高，且精度高。

Description

一种电缆检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种电缆检测系统及检测方法。

背景技术

电缆是本领域的常见的导电和信息传输的部件，合格的电缆的导线的外部包层沿其长度方向应该是等直径且光滑的。但是在电缆制造过程中难免会出现外包层凸起、凹陷等质量问题，这些外在的质量问题很可能是由于其内部导体存在质量问题，如果使用这些劣质产品可以会带来不良后果，因此需要有好的检测装置能够检测出这些质量问题。

发明内容

发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种电缆检测系统及检测方法，用于检测电缆外表面凹陷、凸包等缺陷。

技术方案：一种电缆检测系统，包括被测电缆检测装置和标准电缆检测装置，被测电缆检测装置包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、第一导轮、第二导轮、第一检测器；所述第一卷绕装置包括第一支架、设置在第一支架上的第一转轴、驱动第一转轴的第一电机、由第一转轴驱动的第一卷筒，所述第一卷筒包括第一筒体和位于第一筒体两侧的圆环形第一挡板，两个第一挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；所述第二卷绕装置包括第二支架、设置在第二支架上的第二转轴、驱动第二转轴的第二电机、由第二转轴驱动的第二卷筒，所述第二卷筒包括第二筒体和位于第二筒体两侧的圆环形第二挡板，两个第二挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆经过第一导轮、第一检测器和第二导轮；所述第一检测器包括底板、位于底板上的立柱、位于立柱上的圆环部，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧、滚轮支架、滚轮，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在被测电缆外表面，测试时，第一导轮和第二导轮之间的电缆的长度方向水平；被测电缆的一端连接在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置上；所述标准电缆检测装置包括主动轮、主动轮支架、驱动主动轮的第三电机、从动轮、从动轮支架，所述主动轮和从动轮外圆周上设有凹槽，所述标准电缆为环状，设置在主动轮和从动轮的凹槽内，所述主动轮和从动轮之间还设有第二检测器，所述第二检测器包括底板、位于底板上的立柱、位于立柱上的圆环部，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧、滚轮支架、滚轮，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在标准电缆外表面，测试时，主动轮和从动轮之间的电缆的长度方向水平；所述检测系统还包括与第一电机、第二电机、第三电机、16个压力传感器相连的控制器，所述控制器根据16个压力传感器的信号判断被测电缆是否存在缺陷。

进一步地，两个第一挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍。两个第二挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍。

进一步地，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机或步进电机；或者第一电机、第二电机和第三电机上均设有编码器。

进一步地，整个检测过程中，若存在某一时刻F(t)大于设定阈值，控制器判断被测电缆存在缺陷；

F(t)＝(f₁(t)-f(t)'₁)²+(f₂(t)-f₂'(t))²+(f₃(t)-f₃'(t))²+(f₄(t)-f₄'(t))²

+(f₅(t)-f₅'(t))²+(f₆(t)-f₆'(t))²+(f₇(t)-f₇'(t))²+(f₈(t)-f₈'(t))²

其中，f₁(t)至f₈(t)分别是标准电缆检测装置第一至第八压力传感器的测量值，f₁'(t)至f₈'(t)分别是被测电缆检测装置第一至第八压力传感器的测量值，t为时间；第一检测器的第一至第八压力传感器和第二检测器的第一至第八压力传感器一一对应，且对应的压力传感器相对于其所在的圆环部设置方位相同。

一种使用上述的电缆检测系统的电缆检测方法，包括如下步骤；

1)选取被测电缆和标准电缆，将被测电缆卷绕在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置的第二卷筒上；将标准电缆设置在主动轮和从动轮之间；

2)启动第一电机、第二电机和第三电机，利用第一、二电机将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置；利用第三电机带动主动轮转动；同时控制器记录F(t)的值；

3)检测完毕后，控制器判断，是否存在某一时刻F(t)大于设定阈值，若存在，控制器判断被测电缆存在缺陷，若不存在，控制器判断被测电缆不存在缺陷。

有益效果：本发明的检测系统，可以使电缆一边行走，一边进行检测，检测效率高，通过对比被测电缆和标准电缆的检测数据可以很好地检测出被测电缆是否存在缺陷，并且只要第三电机启动，标准电缆的检测数据是可以不断提供，并且由于被测电缆和标准电缆在同一测量现场中，及时现场有什么微风或者震动，也能够通过数据处理的方式抵消掉，测量准确，外界干扰因素小。

附图说明

图1为电缆检测系统示意图；

图2为卷绕装置示意图；

图3为第一检测器示意图；

图4为主动轮及电缆示意图；

图5为第二检测器示意图。

具体实施方式

附图标记说明：

1.1第一卷筒；1.2第一支架；1.3第一导轮；2.1第二卷筒；2.2第二支架；2.3第二导轮；3第一检测器；4被测电缆；5标准电缆；1.1.1挡板；1.1.2卷筒；3.1底板；3.2立柱；3.3圆环部；3.4压力传感器；3.5压缩弹簧；3.6滚轮支架；3.7滚轮；6.1主动轮；6.2主动轮支架；6.3从动轮；6.4从动轮支架；6.5第二检测器。

如图1-3所示，一种电缆检测系统，包括被测电缆检测装置和标准电缆检测装置，被测电缆检测装置包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、第一导轮1.3、第二导轮2.3、第一检测器3；所述第一卷绕装置包括第一支架1.2、设置在第一支架上的第一转轴、驱动第一转轴的第一电机、由第一转轴驱动的第一卷筒1.1，所述第一卷筒包括第一筒体1.1.2和位于第一筒体两侧的圆环形第一挡板1.1.1，两个第一挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；所述第二卷绕装置包括第二支架、设置在第二支架上的第二转轴、驱动第二转轴的第二电机、由第二转轴驱动的第二卷筒，所述第二卷筒包括第二筒体和位于第二筒体两侧的圆环形第二挡板，两个第二挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆经过第一导轮1.3、第一检测器3和第二导轮2.3；所述第一检测器包括底板3.1、位于底板上的立柱3.2、位于立柱上的圆环部3.3，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器3.4、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧3.5、滚轮支架3.6、滚轮3.7，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在被测电缆外表面，测试时，第一导轮和第二导轮之间的电缆的长度方向水平；被测电缆的一端连接在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置上；所述标准电缆检测装置包括主动轮6.1、主动轮支架6.2、驱动主动轮的第三电机、从动轮6.3、从动轮支架6.4，所述主动轮和从动轮外圆周上设有凹槽，所述标准电缆为环状，设置在主动轮和从动轮的凹槽内，所述主动轮和从动轮之间还设有第二检测器6.5，所述第二检测器包括底板6.5.1、位于底板上的立柱6.5.2、位于立柱上的圆环部6.5.3，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器6.5.4、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧6.5.5、滚轮支架6.5.6、滚轮6.5.7，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在标准电缆外表面，测试时，主动轮和从动轮之间的电缆的长度方向水平；所述检测系统还包括与第一电机、第二电机、第三电机、16个压力传感器相连的控制器，所述控制器根据16个压力传感器的信号判断被测电缆是否存在缺陷。具体地，整个检测过程中，若存在某一时刻F(t)大于设定阈值，控制器判断被测电缆存在缺陷；

F(t)＝(f₁(t)-f(t)'₁)²+(f₂(t)-f₂'(t))²+(f₃(t)-f₃'(t))²+(f₄(t)-f₄'(t))²

+(f₅(t)-f₅'(t))²+(f₆(t)-f₆'(t))²+(f₇(t)-f₇'(t))²+(f₈(t)-f₈'(t))²

其中，f₁(t)至f₈(t)分别是标准电缆检测装置第一至第八压力传感器的测量值，f₁'(t)至f₈'(t)分别是被测电缆检测装置第一至第八压力传感器的测量值，t为时间；第一检测器的第一至第八压力传感器和第二检测器的第一至第八压力传感器一一对应，且对应的压力传感器相对于其所在的圆环部设置方位相同。也就是说第一检测器的第一检测部和第二检测器的第一检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同(例如都在12点方位)；第一检测器的第二检测部和第二检测器的第二检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第三检测部和第二检测器的第三检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第四检测部和第二检测器的第四检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第五检测部和第二检测器的第五检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第六检测部和第二检测器的第六检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第七检测部和第二检测器的第七检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同；第一检测器的第八检测部和第二检测器的第八检测部相对于其所在圆环部的设置方位相同。

第一导轮、第二导轮、第一检测器在同一水平高度检测，使得第一导轮和第二导轮之间的电缆在水平方向直线移动，便于第一检测器对电缆的检测；另外，第一、二卷筒的挡板之间的距离小于直径的两倍，可以保证卷筒上每一层的电缆只有一圈，简化了电缆的卷绕过程，也保证第一卷绕装置、第一导轮、第一检测器、第二导轮、第二卷绕装置的电缆大致在同一平面内，便于保证检测的精度。当然更合适地，也可以使两个第一挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍；两个第二挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍。

所述第一电机和第二电机均为伺服电机，当然也可以选择步进电机，或者在第一电机和第二电机上设置编码器，只要能够记录电机的转数就可以，这样控制器可以控制电机的转动角度和速度。

具体的电缆检测方法，包括如下步骤；

1)选取被测电缆和标准电缆，将被测电缆卷绕在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置的第二卷筒上；将标准电缆设置在主动轮和从动轮之间；

2)启动第一电机、第二电机和第三电机，利用第一、二电机将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置；利用第三电机带动主动轮转动；同时控制器记录F(t)的值；

3)检测完毕后，控制器判断，是否存在某一时刻F(t)大于设定阈值，若存在，控制器判断被测电缆存在缺陷，若不存在，控制器判断被测电缆不存在缺陷。

通过这样的方式，当卷绕完毕时，第一检测器检测了全部电缆(连接第一卷绕装置的端部到第一检测器的这段电缆无法检测到，但是这段距离很短，可以忽略，也可以通过其他检测方式(例如人工观察)进行弥补)，就能够检测出几乎整条电缆是否存在缺陷。

另外，为了便于电缆在卷绕装置上的卷绕，不会从卷绕装置上脱落，电缆的两端可以用胶水或者其他固定结构(例如夹持部夹持端部或者利用压头将端部压在卷筒壁上)固定连接在第一、二卷绕装置的卷筒上。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (5)

1.一种电缆检测系统，其特征在于，包括被测电缆检测装置和标准电缆检测装置，被测电缆检测装置包括第一卷绕装置、第二卷绕装置、第一导轮、第二导轮、第一检测器；所述第一卷绕装置包括第一支架、设置在第一支架上的第一转轴、驱动第一转轴的第一电机、由第一转轴驱动的第一卷筒，所述第一卷筒包括第一筒体和位于第一筒体两侧的圆环形第一挡板，两个第一挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；所述第二卷绕装置包括第二支架、设置在第二支架上的第二转轴、驱动第二转轴的第二电机、由第二转轴驱动的第二卷筒，所述第二卷筒包括第二筒体和位于第二筒体两侧的圆环形第二挡板，两个第二挡板相对的表面间隔的距离小于被测电缆直径的2倍；第一卷绕装置和第二卷绕装置之间的电缆经过第一导轮、第一检测器和第二导轮；所述第一检测器包括底板、位于底板上的立柱、位于立柱上的圆环部，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧、滚轮支架、滚轮，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在被测电缆外表面，测试时，第一导轮和第二导轮之间的电缆的长度方向水平；被测电缆的一端连接在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置上；所述标准电缆检测装置包括主动轮、主动轮支架、驱动主动轮的第三电机、从动轮、从动轮支架，所述主动轮和从动轮外圆周上设有凹槽，所述标准电缆为环状，设置在主动轮和从动轮的凹槽内，所述主动轮和从动轮之间还设有第二检测器，所述第二检测器包括底板、位于底板上的立柱、位于立柱上的圆环部，所述圆环部内沿圆周方向均匀设有8个相同的检测部，检测部包括位于圆环部内侧的压力传感器、一端抵接在压力传感器上的压缩弹簧、滚轮支架、滚轮，压缩弹簧的另一端设有滚轮支架，滚轮支架上设有滚轮，8个滚轮抵接在标准电缆外表面，测试时，主动轮和从动轮之间的电缆的长度方向水平；所述检测系统还包括与第一电机、第二电机、第三电机、16个压力传感器相连的控制器，所述控制器根据16个压力传感器的信号判断被测电缆是否存在缺陷。

2.根据权利要求1所述的电缆检测系统，其特征在于，两个第一挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍。两个第二挡板相对的表面间隔的距离为被测电缆直径的1.05-1.5倍。

3.根据权利要求1所述的电缆检测系统，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机或步进电机；或者第一电机、第二电机和第三电机上均设有编码器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电缆检测系统，其特征在于，整个检测过程中，若存在某一时刻F(t)大于设定阈值，控制器判断被测电缆存在缺陷；

F(t)＝(f₁(t)-f(t)'₁)²+(f₂(t)-f′₂(t))²+(f₃(t)-f′₃(t))²+(f₄(t)-f′₄(t))²+(f₅(t)-f′₅(t))²+(f₆(t)-f′₆(t))²+(f₇(t)-f′₇(t))²+(f₈(t)-f′₈(t))²

其中，f₁(t)至f₈(t)分别是标准电缆检测装置所述第一至第八压力传感器的测量值，f′₁(t)至f′₈(t)分别是被测电缆检测装置第一至第八压力传感器的测量值，t为时间；第一检测器的第一至第八压力传感器和第二检测器的第一至第八压力传感器一一对应，且对应的压力传感器相对于其所在的圆环部设置方位相同。

5.一种使用权利要求4所述的电缆检测系统的电缆检测方法，其特征在于，包括如下步骤；

1)选取被测电缆和标准电缆，将被测电缆卷绕在被测电缆检测装置的第一卷绕装置上，另一端连接在被测电缆检测装置的第二卷绕装置的第二卷筒上；将标准电缆设置在主动轮和从动轮之间；

2)启动第一电机、第二电机和第三电机，利用第一、二电机将被测电缆从第一卷绕装置卷绕至第二卷绕装置；利用第三电机带动主动轮转动；同时控制器记录F(t)的值；

3)检测完毕后，控制器判断，是否存在某一时刻F(t)大于设定阈值，若存在，控制器判断被测电缆存在缺陷，若不存在，控制器判断被测电缆不存在缺陷。