CN113156213A - 导体直流电阻在线测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种导体直流电阻在线测量装置及方法，该装置包括测量系统、温控系统以及控制系统；测量系统包括电阻测试仪以及测试夹具；温控系统包括测量恒温箱、加热组件、测量温度传感器以及环境温度传感器；控制系统包括实测数据采集模块、测量数据管理模块以及测量数据分析与统计模块。上述导体直流电阻在线测量装置在进行导体直流电阻测量时，无需从待测样品上截取指定长度进行直流电阻测量，避免了原材料浪费和经济损失。并且测量结果能够通过控制系统进行及时的分析、统计、记录、处理以及输出反馈，并且能够对检测数据进行查询、编辑以及输出；构成了信息闭环，能够实现在线检测的自动化操作以及信息化管理。

Description

导体直流电阻在线测量装置及方法
技术领域
本发明涉及导体直流电阻检测技术领域，特别是涉及一种导体直流电阻在线测量装置及方法。
背景技术
电线电缆是国民经济建设基础产业之一，直流电阻是电线电缆最关键的参数之一，也是其性能检验项目中最重要的一个指标。当前，电缆生产企业通常都是从生产线上截取一段电缆导体，送至实验室内进行测量。这种测量方式，不仅造成大量的原材料浪费及经济损失，而且测量结果不能及时反馈，无法构成信息闭环，不能做到生产工艺的实时调整。
发明内容
基于此，针对传统的导体直流电阻测量方式不能在线检测，造成大量的原材料浪费及经济损失，而且测量结果不能及时反馈，无法构成信息闭环，不能做到生产工艺的实时调整的技术问题，提出了一种导体直流电阻在线测量装置及方法。
本发明提出的一种导体直流电阻在线测量装置，所述导体直流电阻在线测量装置包括测量系统、温控系统以及控制系统；
所述测量系统包括电阻测试仪以及测试夹具，所述电阻测试仪与所述测试夹具相连；
所述温控系统包括测量恒温箱、加热组件、测量温度传感器以及环境温度传感器；所述加热组件以及所述测量温度传感器设于所述测量恒温箱的腔体内，所述环境温度传感器设于所述测量恒温箱的腔体外；
所述控制系统与所述电阻测试仪、所述加热组件、所述测量温度传感器以及所述环境温度传感器相连；所述控制系统包括实测数据采集模块、测量数据管理模块以及测量数据分析与统计模块；
所述实测数据采集模块用于获取所述电阻测试仪的直流电阻检测数据以及实时显示；
所述测量数据管理模块用于对检测数据进行查询、编辑以及输出；
所述测量数据分析与统计模块用于对检测数据进行分析以及统计。
在其中的一个实施例中，所述测量温度传感器为4至16个，所述测量温度传感器均匀分布于所述测量恒温箱的腔体内。
在其中的一个实施例中，所述测量温度传感器为8个。
在其中的一个实施例中，所述温控系统还包括对流装置，所述对流装置用于使所述测量恒温箱的腔体内的空气产生对流。
在其中的一个实施例中，所述测量恒温箱相对的两侧分别设有用于待测样品穿过的通孔，所述通孔处设有密封圈。
本发明还提出了一种导体直流电阻在线测量方法，所述导体直流电阻在线测量方法使用上述的导体直流电阻在线测量装置进行导体直流电阻的测量；
所述导体直流电阻在线测量方法包括以下步骤：
启动步骤：启动所述导体直流电阻在线测量装置，将所述测试夹具夹在待测样品设定长度的两端；
控温步骤，所述温控系统根据所述控制系统设定的测量温度参数以及所述测量温度传感器测的实时测量温度控制所述加热组件，使所述实时测量温度达到所述测量温度参数；
测量步骤，当所述实时测量温度达到所述测量温度参数时，所述电阻测试仪测量所述待测样品的直流电阻检测数据；
数据处理步骤，所述控制系统获取所述直流电阻检测数据并对所述检测数据进行处理，换算出待测样品的20℃环境下的直流电阻。
在其中的一个实施例中，在所述控温步骤中，所述控制系统设定的测量温度参数为若干个，相应的，在所述测量步骤中，所述电阻测试仪分别测量所述若干个测定温度参数对应的直流电阻检测数据；
所述控制系统根据所述若干个测量温度参数对应的直流电阻检测数据获得测量温度—电导率的数学模型，并根据所述测量温度—电导率的数学模型换算出待测样品的20℃环境下的直流电阻。
在其中的一个实施例中，在所述数据处理步骤中，还包括以下步骤：
将所述待测样品的20℃环境下的直流电阻检测数据与所述待测样品的20℃环境下的直流电阻设计数据进行比较，并根据所述比较结果判断所述待测样品是否符合设计要求。
在其中的一个实施例中，在所述数据处理步骤中，还包括以下步骤：
将根据所述比较结果判断所述待测样品是否符合设计要求的判断结果进行实时推送，所述实时推送方式包括电子邮件、短信、微信中的任意一种或几种。
上述导体直流电阻在线测量装置在进行导体直流电阻测量时，无需从待测样品上截取指定长度进行直流电阻测量，避免了原材料浪费和经济损失。并且测量结果能够通过控制系统进行及时的分析、统计、记录、处理以及输出反馈，并且能够对检测数据进行查询、编辑以及输出；构成了信息闭环，能够实现在线检测的自动化操作以及信息化管理。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例与所设计的系统架构中的技术方案，下面结合附图对系统实施例与系统架构和技术方案中所需要的使用的附图进行简单介绍，显而易见，下面描述的附图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。
图1为本发明一实施例的导体直流电阻在线测量装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例的导体直流电阻在线测量装置的控制系统的模块化结构框图；
图3为本发明一实施例的导体直流电阻在线测量方法流程图。
具体实施方式
应当指明，以下详细说明的内容都是示例性的，目的是对本发明的内容进行指示性的说明，需要注意的是，本发明使用的所有技术和科学术语具有与发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面将结合本发明实施例中的附图说明，对本发明实施例中的系统架构与现有技术中的解决方案进行清晰、完整的描述，需要注意的是，所描述的实施例仅是为了对本发明进行解释与说明，而不是全部的内容。在本发明所提供的实施例的基础上，本领域内的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他所有实施例，都在本发明申请的保护范围之内。
请参阅图1所示，本发明提出的一实施例的导体直流电阻在线测量装置，该导体直流电阻在线测量装置包括测量系统、温控系统以及控制系统300。
其中，测量系统包括电阻测试仪110和测试夹具(图中未示出)，电阻测试仪110与测试夹具相连。可选的，电阻测试仪110可以是电桥，优选为数字电桥。
其中，温控系统包括测量恒温箱210、加热组件(图中未示出)、测量温度传感器(图中未示出)和环境温度传感器(图中未示出)。加热组件、测量温度传感器设于测量恒温箱210的腔体内，环境温度传感器设于测量恒温箱210的腔体外。可选的，测量温度传感器和环境温度传感器可以是铂金电阻温度传感器。温控系统能够根据控制系统300设定的测量温度参数以及测量温度传感器测的实时测量温度自动控制加热组件，在使实时测量温度达到测量温度参数的同时，还能够确保实时测量温度保持稳定。在进行具体实施时，温控系统通过自动温度控制，能使测量恒温箱210的实时测量温度范围为25℃～80℃，实施测量温度波动范围≤0.1℃。
其中，请参阅图1和图2所示，控制系统300与电阻测试仪110、加热组件、测量温度传感器以及环境温度传感器相连，该控制系统300包括实测数据采集模块、测量数据管理模块以及测量数据分析与统计模块；
实测数据采集模块用于获取电阻测试仪110的直流电阻检测数据以及实时显示；可选的，实测数据采集模块还用于直流电阻检测数据的计算以及现场判断待测样品是否合格；
测量数据管理模块用于对检测数据进行查询、编辑以及输出；即测量数据管理模块主要用于存储与直流电阻检测数据相关的检测记录，该检测记录即包括直流电阻检测数据，也包括检测过程中的温度、时间等数据，并便于后期进行查询、编辑和输出；其中输出可以是检测记录的导出，也可以是检测记录的打印，还可以检测记录通过移动通信、电子数据等方式的发送。
测量数据分析与统计模块用于对检测数据进行分析以及统计。
上述导体直流电阻在线测量装置在进行导体直流电阻测量时，无需从待测样品10上截取指定长度进行直流电阻测量，避免了原材料浪费和经济损失。并且测量结果能够通过控制系统300进行及时的分析、统计、记录、处理以及输出反馈，并且能够对检测数据进行查询、编辑以及输出；构成了信息闭环，能够实现在线检测的自动化操作以及信息化管理。
作为一种可选实施方式，测量温度传感器为4至16个，均匀分布于测量恒温箱210的腔体内。优选的，测量温度传感器为8个。优选的，实时测量温度为若干个测量温度传感器所测得的温度值的平均值。
进一步优选的，控制系统300的实测数据采集模块还用于获取测量温度传感器所测得的温度值，控制系统300的测量数据分析与统计模块用于计算测量温度传感器所测得的温度值的平均值。
更进一步优选的，控制系统300的测量数据分析与统计模块用于计算测量温度传感器所测得的温度值的方差值。当测量温度传感器所测得的温度值的方差值大于设定方差值时，控制系统300进行报错。
作为一种可选实施方式，温控系统还包括对流装置，对流装置用于使测量恒温箱210的腔体内的空气产生对流。可选的，对流装置包括2个或4个风扇，风扇设置在测量恒温箱210的对角处，用于使测量恒温箱210内的空气产生对流，从而使测量恒温箱210内的温度更为均衡，温度控制更为精确。
作为一种可选实施方式，电阻测试仪110固定在测量恒温箱210体上，从而使电阻测试仪110与测量恒温箱210形成一体结构，便于进行整体移动。
进一步可选的，电阻测试仪110设置于测量恒温箱210体的腔体内，且测试夹具固定在测量恒温箱210体的箱盖上，当测量恒温箱210的箱盖扣合时，测试夹具正好夹在待测样品10的制定长度两端，更便于进行测量夹具的安装，减少了操作步骤。
作为一种可选实施方式，测量恒温箱210相对的两侧分别设有用于待测样品10穿过的通孔，通孔处设有密封圈。待测样品10通过该通孔穿设于测量恒温箱210，使待测样品10的一部分位于测量恒温的腔体内，并通过温控系统的温度控制使该部分待测样品10的温度达到测量温度，进而在该测量温度条件下进行直流电阻的测量。
本发明的第二大方面还提出了一种导体直流电阻在线测量方法，该导体直流电阻在线测量方法使用上述的导体直流电阻在线测量装置进行导体直流电阻的测量。请参阅图3所示，本发明的导体直流电阻在线测量方法包括以下步骤：
启动步骤S100：启动导体直流电阻在线测量装置，将测试夹具夹在待测样品10单位长度的两端；
控温步骤S200，温控系统根据控制系统300设定的测量温度参数以及测量温度传感器测的实时测量温度控制加热组件，使实时测量温度达到测量温度参数；
测量步骤S300，当实时测量温度达到测量温度参数时，电阻测试仪110测量待测样品10的直流电阻检测数据；
数据处理步骤S400，控制系统300获取直流电阻检测数据并对检测数据进行处理，换算出待测样品10的20℃环境下的直流电阻。
上述导体直流电阻在线测量方法，先对制定长度的待测样品10进行短时间加热，使待测样品10的实时测量温度快速达到测量温度参数，进而通过电阻测试仪110测量该实时测量温度条件下的导体直流电阻，进一步换算出待测样品10的20℃环境下的直流电阻。在导体直流电阻在线测量过程中，无需从待测样品10上截取指定长度进行直流电阻测量，避免了原材料浪费和经济损失。并且测量结果能够通过控制系统300进行及时的分析、统计、记录、处理以及输出反馈，并且能够对检测数据进行查询、编辑以及输出；构成了信息闭环，能够实现在线检测的自动化操作以及信息化管理。
作为一种可选实施方式，上述导体直流电阻在线测量方法还包括输出步骤S500，输出步骤用于将检测数据输出。该输出方式可以是通过显示屏显示、通过打印装置400打印、发送至移动终端500等方式中的任意一种或几种。
作为一种可选实施方式，在控温步骤中，控制系统300设定的测量温度参数为若干个，相应的，在测量步骤中，电阻测试仪110分别测量若干个测定温度参数对应的直流电阻检测数据；进而控制系统300根据若干个测量温度参数对应的直流电阻检测数据获得测量温度—电导率的数学模型，并根据测量温度—电导率的数学模型换算出待测样品10的20℃环境下的直流电阻。
作为一种可选实施方式，在数据处理步骤中，还包括以下步骤：
将待测样品10的20℃环境下的直流电阻检测数据与待测样品10的20℃环境下的直流电阻设计数据进行比较，并根据比较结果判断待测样品10是否符合设计要求。
作为一种可选实施方式，在数据处理步骤中，还包括以下步骤：将根据比较结果判断待测样品10是否符合设计要求的判断结果进行实时推送，实时推送方式包括电子邮件、短信、微信中的任意一种或几种。通过判断结果的实时推送，能够使控制人员及时获得待测样品10是否符合设计要求的判断结果，进而根据该结果对生产进行调整，以避免生产的电线电缆不合格造成资源的浪费。
对所公开的上述实施例的说明，为了便于本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，对上述实施例的修改或拓展到其他电子商务平台的应用对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本发明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，在其他实施例中应用。因此，本发明将不会被限制于上述的实施例，而是符合本发明所公开的技术原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种导体直流电阻在线测量装置，其特征在于，所述导体直流电阻在线测量装置包括测量系统、温控系统以及控制系统(300)；
所述测量系统包括电阻测试仪(110)以及测试夹具，所述电阻测试仪(110)与所述测试夹具相连；
所述温控系统包括测量恒温箱(210)、加热组件、测量温度传感器以及环境温度传感器；所述加热组件以及所述测量温度传感器设于所述测量恒温箱(210)的腔体内，所述环境温度传感器设于所述测量恒温箱(210)的腔体外；
所述控制系统(300)与所述电阻测试仪(110)、所述加热组件、所述测量温度传感器以及所述环境温度传感器相连；所述控制系统(300)包括实测数据采集模块、测量数据管理模块以及测量数据分析与统计模块；
所述实测数据采集模块用于获取所述电阻测试仪(110)的直流电阻检测数据以及实时显示；
所述测量数据管理模块用于对检测数据进行查询、编辑以及输出；
所述测量数据分析与统计模块用于对检测数据进行分析以及统计。
2.根据权利要求1所述的导体直流电阻在线测量装置，其特征在于，所述测量温度传感器为4至16个，所述测量温度传感器均匀分布于所述测量恒温箱(210)的腔体内。
3.根据权利要求2所述的导体直流电阻在线测量装置，其特征在于，所述测量温度传感器为8个。
4.根据权利要求3所述的导体直流电阻在线测量装置，其特征在于，所述温控系统还包括对流装置，所述对流装置用于使所述测量恒温箱(210)的腔体内的空气产生对流。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的导体直流电阻在线测量装置，其特征在于，所述测量恒温箱(210)相对的两侧分别设有用于待测样品(10)穿过的通孔，所述通孔处设有密封圈。
6.一种导体直流电阻在线测量方法，其特征在于，所述导体直流电阻在线测量方法使用如权利要求1至5任意一项所述的导体直流电阻在线测量装置进行导体直流电阻的测量；
所述导体直流电阻在线测量方法包括以下步骤：
启动步骤：启动所述导体直流电阻在线测量装置，将所述测试夹具夹在待测样品(10)设定长度的两端；
控温步骤，所述温控系统根据所述控制系统(300)设定的测量温度参数以及所述测量温度传感器测的实时测量温度控制所述加热组件，使所述实时测量温度达到所述测量温度参数；
测量步骤，当所述实时测量温度达到所述测量温度参数时，所述电阻测试仪(110)测量所述待测样品(10)的直流电阻检测数据；
数据处理步骤，所述控制系统(300)获取所述直流电阻检测数据并对所述检测数据进行处理，换算出待测样品(10)的20℃环境下的直流电阻。
7.根据权利要求6所述的导体直流电阻在线测量方法，其特征在于，在所述控温步骤中，所述控制系统(300)设定的测量温度参数为若干个，相应的，在所述测量步骤中，所述电阻测试仪(110)分别测量所述若干个测定温度参数对应的直流电阻检测数据；
所述控制系统(300)根据所述若干个测量温度参数对应的直流电阻检测数据获得测量温度—电导率的数学模型，并根据所述测量温度—电导率的数学模型换算出待测样品(10)的20℃环境下的直流电阻。
8.根据权利要求7所述的导体直流电阻在线测量方法，其特征在于，在所述数据处理步骤中，还包括以下步骤：
将所述待测样品(10)的20℃环境下的直流电阻检测数据与所述待测样品(10)的20℃环境下的直流电阻设计数据进行比较，并根据所述比较结果判断所述待测样品(10)是否符合设计要求。
9.根据权利要求8所述的导体直流电阻在线测量方法，其特征在于，在所述数据处理步骤中，还包括以下步骤：
将根据所述比较结果判断所述待测样品(10)是否符合设计要求的判断结果进行实时推送，所述实时推送方式包括电子邮件、短信、微信中的任意一种或几种。
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