CN106370697A - 基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置 - Google Patents

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Abstract

基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置属于电力、红外检测技术领域；该基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置包括从上到下依次设置的上环形圈，中环形圈和下环形圈，以及在每个环形圈上均匀分布的红外摄像头，所有摄像头输出信号均连接信号处理器；其特征在于，向电缆横截面上投影，三个环形圈上对应位置的红外摄像头以固定角度依次排列，且上环形圈，中环形圈和下环形圈不具有旋转功能；与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，在本发明基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置的特殊结构下，不仅能够简化装置的复杂性，而且能够省略检测步骤，具有降低成本，简化使用的技术优势。

Description

基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置
技术领域
基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置属于电力、红外检测技术领域。
背景技术
电缆通常是由两根或多根导线绞合而成，每组导线之间相互绝缘，外面包有绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
这种结构，有利于保护电缆，延长其使用寿命，但是仍然不能彻底避免电缆中导线发生氧化等老化问题。一旦电缆中的导线发生氧化等老化问题，将会影响线路的传输功能，严重时将造成电缆失效。
针对电缆中导线氧化等老化问题，对电缆制定了使用寿命，在达到使用寿命后，就会将电缆进行整体更换。然而，如果电缆在仍然具有良好性能的情况下进行整体更换，势必会提高成本。解决这个问题的方法就是对电缆进行定期检查，查找电缆中导线发生老化的位置，再对电缆进行更换。
发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》，发现了电缆中的导线在老化后会使电缆的导热性能会发生改变的特性，即电缆在老化后，轴向和横向两个方向的热传递速度均不同，利用此特性，发明了一种基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置与检测方法，为电缆老化位置检测提供了新的检测手段。然而，该发明所公开的装置需要具有旋转功能，且对应的检测方法步骤复杂，实施起来不仅成本高，而且复杂。
发明内容
本发明的目的就是针对发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》中红外摄像头多和检测方法步骤复杂的问题，设计一种改进的电缆老化位置红外检测装置。
为了实现上述目的，本发明公开了一种基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置，不仅能够简化发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》中装置的复杂性，而且能够省略检测步骤，具有降低成本，简化使用的技术优势。
本发明的目的是这样实现的：
基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置，包括从上到下依次设置的上环形圈，中环形圈和下环形圈，所述中环形圈位于上环形圈和下环形圈的中间位置，电缆从上环形圈，中环形圈和下环形圈中穿过，上环形圈的周围均匀设置有上一红外摄像头，上二红外摄像头和上三红外摄像头，中环形圈的周围均匀设置有中一红外摄像头，中二红外摄像头和中三红外摄像头，下环形圈的周围均匀设置有下一红外摄像头，下二红外摄像头和下三红外摄像头，所述上环形圈，中环形圈和下环形圈均具有温度监测功能，中环形圈具有均匀加热功能；上一红外摄像头，上二红外摄像头，上三红外摄像头，中一红外摄像头，中二红外摄像头，中三红外摄像头，下一红外摄像头，下二红外摄像头和下三红外摄像头的输出信号连接信号处理器；
向电缆横截面上投影，上一红外摄像头与中一红外摄像头所成圆心角等于中一红外摄像头与下一红外摄像头所成圆心角，且中一红外摄像头位于上一红外摄像头与下一红外摄像头之间；上二红外摄像头与中二红外摄像头所成圆心角等于中二红外摄像头与下二红外摄像头所成圆心角，且中二红外摄像头位于上二红外摄像头与下二红外摄像头之间；上三红外摄像头与中三红外摄像头所成圆心角等于中三红外摄像头与下三红外摄像头所成圆心角，且中三红外摄像头位于上三红外摄像头与下三红外摄像头之间；所述圆心角为不超过10°的固定值；上环形圈，中环形圈和下环形圈不具有旋转功能。
一种在上述基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置上实现的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，包括以下步骤：
步骤a、用中环形圈给电缆加热；
步骤b、让电缆自然冷却，冷却温度高于加热前温度；
步骤c、确定老化横向位置；
步骤d、确定老化轴向位置；
步骤e、根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置。
上述基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，所述步骤c包括以下步骤：
步骤c1、得到系列灰度数据
上一红外摄像头得到灰度数据k11，上二红外摄像头得到灰度数据k12，上三红外摄像头得到灰度数据k13，中一红外摄像头得到灰度数据k21，中二红外摄像头得到灰度数据k22，中三红外摄像头得到灰度数据k23，下一红外摄像头得到灰度数据k31，下二红外摄像头得到灰度数据k32，下三红外摄像头得到灰度数据k33；
步骤c2、从中环形圈所在水平面得到老化横向初始位置
判断min(|k21-k22|,|k21-k23|,|k22-k23|)的最小值，如果：
第一种情况：|k21-k22|最小，老化位置位于中三红外摄像头所覆盖的区域或中一红外摄像头和中二红外摄像头的交界；
第二种情况：|k21-k23|最小，老化位置位于中二红外摄像头所覆盖的区域或中一红外摄像头和中三红外摄像头的交界；
第三种情况：|k22-k23|最小，老化位置位于中一红外摄像头所覆盖的区域或中二红外摄像头和中三红外摄像头的交界；
步骤c3、从上环形圈和下环形圈所在水平面得到老化横向最终位置
考察|k11-k12|，|k11-k13|，|k12-k13|，|k31-k32|，|k31-k33|，|k32-k33|六个取值，
在步骤c2的第一种情况下，
如果|k11-k12|和|k31-k32|分别是上环形圈和下环形圈所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中三红外摄像头所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中一红外摄像头和中二红外摄像头的交界；
在步骤c2的第二种情况下，
如果|k11-k13|和|k31-k33|分别是上环形圈和下环形圈所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中二红外摄像头所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中一红外摄像头和中三红外摄像头的交界；
在步骤c2的第三种情况下，
如果|k12-k13|和|k32-k33|分别是上环形圈和下环形圈所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中一红外摄像头所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中二红外摄像头和中三红外摄像头的交界。
上述基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，所述步骤d包括以下步骤：
步骤d1、用中环形圈给电缆加热
步骤d2、在规定的时间t内，计算：
t 1 ( t ) = ∫ 0 t ( k 11 + k 12 + k 13 ) d t
t 3 ( t ) = ∫ 0 t ( k 31 + k 32 + k 33 ) d t
步骤d3、绘制t1(t)和t3(t)随时间变化的曲线，如果：
t1(t)在t3(t)上方，将基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置向下移动，重复步骤b1；
t1(t)在t3(t)下方，将基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置向上移动，重复步骤b1；
t1(t)和t3(t)重合，老化轴向位置位于中环形圈所在平面。
有益效果：
第一、与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，本发明基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置的区别技术特征在于，向电缆横截面上投影，三个环形圈上对应位置的红外摄像头以固定角度依次排列，该区别技术特征所带来的效果在于使上环形圈，中环形圈和下环形圈不需要具有旋转功能，因此能够简化装置的复杂性；
第二、与发明专利《一种电力线老化红外检测装置与检测方法》相比，本发明基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法的区别技术特征在于，在确定老化横向位置步骤中，首先得到系列灰度数据，然后从中环形圈所在水平面得到老化横向初始位置，再结合上环形圈和下环形圈所在水平面得到老化横向最终位置；在这些步骤中，不仅无需上环形圈，中环形圈和下环形圈进行旋转，而且确定老化横向位置的步骤更少，每一步也更简单，因此具有简化使用的技术优势。
附图说明
图1是本发明基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置的结构示意图。
图中：1上环形圈、11上一红外摄像头、12上二红外摄像头、13上三红外摄像头、2中环形圈、21中一红外摄像头、22中二红外摄像头、23中三红外摄像头、3下环形圈、31下一红外摄像头、32下二红外摄像头、33下三红外摄像头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置实施例。
本实施例的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置，结构示意图如图1所示，该基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置包括从上到下依次设置的上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3，所述中环形圈2位于上环形圈1和下环形圈3的中间位置，电缆从上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3中穿过，上环形圈1的周围均匀设置有上一红外摄像头11，上二红外摄像头12和上三红外摄像头13，中环形圈2的周围均匀设置有中一红外摄像头21，中二红外摄像头22和中三红外摄像头23，下环形圈3的周围均匀设置有下一红外摄像头31，下二红外摄像头32和下三红外摄像头33，所述上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3均具有温度监测功能，中环形圈2具有均匀加热功能；上一红外摄像头11，上二红外摄像头12，上三红外摄像头13，中一红外摄像头21，中二红外摄像头22，中三红外摄像头23，下一红外摄像头31，下二红外摄像头32和下三红外摄像头33的输出信号连接信号处理器；
向电缆横截面上投影，上一红外摄像头11与中一红外摄像头21所成圆心角等于中一红外摄像头21与下一红外摄像头31所成圆心角，且中一红外摄像头21位于上一红外摄像头11与下一红外摄像头31之间；上二红外摄像头12与中二红外摄像头22所成圆心角等于中二红外摄像头22与下二红外摄像头32所成圆心角，且中二红外摄像头22位于上二红外摄像头12与下二红外摄像头32之间；上三红外摄像头13与中三红外摄像头23所成圆心角等于中三红外摄像头23与下三红外摄像头33所成圆心角，且中三红外摄像头23位于上三红外摄像头13与下三红外摄像头33之间；所述圆心角为不超过10°的固定值；上环形圈1，中环形圈2和下环形圈3不具有旋转功能。
具体实施例二
本实施例是基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法实施例。
本实施例的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，在具体实施例一所述的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置上实现，该方法包括以下步骤：
步骤a、用中环形圈2给电缆加热；
步骤b、让电缆自然冷却，冷却温度高于加热前温度；
步骤c、确定老化横向位置；
步骤d、确定老化轴向位置；
步骤e、根据老化横向位置和轴向位置，确定空间位置。
具体实施例三
本实施例是基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法实施例。
本实施例的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，在具体实施例二的基础上，进一步限定所述步骤c包括以下步骤：
步骤c1、得到系列灰度数据
上一红外摄像头11得到灰度数据k11，上二红外摄像头12得到灰度数据k12，上三红外摄像头13得到灰度数据k13，中一红外摄像头21得到灰度数据k21，中二红外摄像头22得到灰度数据k22，中三红外摄像头23得到灰度数据k23，下一红外摄像头31得到灰度数据k31，下二红外摄像头32得到灰度数据k32，下三红外摄像头33得到灰度数据k33；
步骤c2、从中环形圈2所在水平面得到老化横向初始位置
判断min(|k21-k22|,|k21-k23|,|k22-k23|)的最小值，如果：
第一种情况：|k21-k22|最小，老化位置位于中三红外摄像头23所覆盖的区域或中一红外摄像头21和中二红外摄像头22的交界；
第二种情况：|k21-k23|最小，老化位置位于中二红外摄像头22所覆盖的区域或中一红外摄像头21和中三红外摄像头23的交界；
第三种情况：|k22-k23|最小，老化位置位于中一红外摄像头21所覆盖的区域或中二红外摄像头22和中三红外摄像头23的交界；
步骤c3、从上环形圈1和下环形圈3所在水平面得到老化横向最终位置
考察|k11-k12|，|k11-k13|，|k12-k13|，|k31-k32|，|k31-k33|，|k32-k33|六个取值，
在步骤c2的第一种情况下，
如果|k11-k12|和|k31-k32|分别是上环形圈1和下环形圈3所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中三红外摄像头23所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中一红外摄像头21和中二红外摄像头22的交界；
在步骤c2的第二种情况下，
如果|k11-k13|和|k31-k33|分别是上环形圈1和下环形圈3所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中二红外摄像头22所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中一红外摄像头21和中三红外摄像头23的交界；
在步骤c2的第三种情况下，
如果|k12-k13|和|k32-k33|分别是上环形圈1和下环形圈3所在水平面内红外数据的最小值，则老化位置位于中一红外摄像头21所覆盖的区域；
如果则老化位置位于中二红外摄像头22和中三红外摄像头23的交界。
具体实施例四
本实施例是基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法实施例。
本实施例的基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测方法，在具体实施例二的基础上，进一步限定所述步骤d包括以下步骤：
步骤d1、用中环形圈2给电缆加热
步骤d2、在规定的时间t内，计算：
t 1 ( t ) = ∫ 0 t ( k 11 + k 12 + k 13 ) d t
t 3 ( t ) = ∫ 0 t ( k 31 + k 32 + k 33 ) d t
步骤d3、绘制t1(t)和t3(t)随时间变化的曲线，如果：
t1(t)在t3(t)上方，将基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置向下移动，重复步骤b1；
t1(t)在t3(t)下方，将基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置向上移动，重复步骤b1；
t1(t)和t3(t)重合，老化轴向位置位于中环形圈2所在平面。

Claims (1)

1.基于导热性能检测的电缆老化位置红外检测装置，包括从上到下依次设置的上环形圈（1），中环形圈（2）和下环形圈（3），所述中环形圈（2）位于上环形圈（1）和下环形圈（3）的中间位置，电缆从上环形圈（1），中环形圈（2）和下环形圈（3）中穿过，上环形圈（1）的周围均匀设置有上一红外摄像头（11），上二红外摄像头（12）和上三红外摄像头（13），中环形圈（2）的周围均匀设置有中一红外摄像头（21），中二红外摄像头（22）和中三红外摄像头（23），下环形圈（3）的周围均匀设置有下一红外摄像头（31），下二红外摄像头（32）和下三红外摄像头（33），所述上环形圈（1），中环形圈（2）和下环形圈（3）均具有温度监测功能，中环形圈（2）具有均匀加热功能；上一红外摄像头（11），上二红外摄像头（12），上三红外摄像头（13），中一红外摄像头（21），中二红外摄像头（22），中三红外摄像头（23），下一红外摄像头（31），下二红外摄像头（32）和下三红外摄像头（33）的输出信号连接信号处理器；
其特征在于，
向电缆横截面上投影，上一红外摄像头（11）与中一红外摄像头（21）所成圆心角等于中一红外摄像头（21）与下一红外摄像头（31）所成圆心角，且中一红外摄像头（21）位于上一红外摄像头（11）与下一红外摄像头（31）之间；上二红外摄像头（12）与中二红外摄像头（22）所成圆心角等于中二红外摄像头（22）与下二红外摄像头（32）所成圆心角，且中二红外摄像头（22）位于上二红外摄像头（12）与下二红外摄像头（32）之间；上三红外摄像头（13）与中三红外摄像头（23）所成圆心角等于中三红外摄像头（23）与下三红外摄像头（33）所成圆心角，且中三红外摄像头（23）位于上三红外摄像头（13）与下三红外摄像头（33）之间；所述圆心角为不超过10°的固定值；上环形圈（1），中环形圈（2）和下环形圈（3）不具有旋转功能。
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Address before: 150036 Xiangfang District, Harbin, Heilongjiang, 45 East Street five people's livelihood (1 building of Minsheng District) 2 unit 401 room.

Applicant before: Wang Qi

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Effective date of registration: 20201111

Address after: Group 8, Xuean community neighborhood committee, Dongchen Town, Rugao City, Nantong City, Jiangsu Province, 226000

Patentee after: Nantong jiashijie Electric Co., Ltd

Address before: 751507 Caoji Circle Natural Village, Huianbao Town, Yanchi County, Wuzhong City, Ningxia Hui Autonomous Region

Patentee before: Yanchi Huize Agricultural Machinery Operation Co.,Ltd.

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Effective date of registration: 20210728

Address after: 226000 Group 8, Xuean community neighborhood committee, Dongchen Town, Rugao City, Nantong City, Jiangsu Province

Patentee after: NANTONG DONGFENG SPECIAL CABLE Co.,Ltd.

Address before: 226000 Group 8, Xuean community neighborhood committee, Dongchen Town, Rugao City, Nantong City, Jiangsu Province

Patentee before: Nantong jiashijie Electric Co., Ltd

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