CN114324012A - 数字图像处理热延伸测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电线电缆测试技术领域，尤其涉及一种数字图像处理热延伸测试系统，具体是一种适用于质检机构、电线电缆生产厂家的热延伸试验检测的设备。本发明包括自然通风老化箱、相机、电脑、光源和钢板尺构成，其中自然通风老化箱的一侧连接有电控箱，电控箱里连接有相机和光源，电脑外置于自然通风老化箱外部，电脑和相机通过USB连接线相连接。本发明测试系统具有结构简单，操作简单，抗干扰能力强，维护方便，安全可靠的特点，能够减少误操作率，有效的提高了试验效率和技术难度，提高实验数据的准确性。本发明测试系统适用于质检机构、电线电缆生产厂家的基于数字图像处理热延伸测试系统。

Description

数字图像处理热延伸测试系统

技术领域

本发明属于电线电缆测试技术领域，尤其涉及一种数字图像处理热延伸测试系统，具体是一种适用于质检机构、电线电缆生产厂家的热延伸试验检测的设备。

背景技术

目前，我国还没有便于质检机构、电线电缆生产厂使用的热延伸测试系统，一些热延伸测试系统生产厂家和质检部门热延伸试验系统一般由烘箱、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。

经长期应用实践分析，它存在如下问题：

如由于钢直尺刻度细，当试样经加热拉长后，其标线变粗变淡，且试样本身标记线以外部分也会随着拉长而偏离起始位置，故导致伸长位移读数存在视觉误差；一般烘箱视窗的透明度较差，当老化一段时间后，需要打开烘箱门进行读数。为尽可能精确读数，往往会出现打开烘箱门的时间超过标准要求，这引起试验温度偏离标准值；试验温度的时间控制，也时常会带来人为的差错。

这样就需要一个测量精度高，人为误差小并且符合GB/T2951-2008，GB/T 12527-2008，GB/T 14049-2008，GB/T12706-2008标准的热延伸测试系统。而在一些工业化比较高国家，都有专用的检测设备，如瑞典的全自动热延伸测试系统等。但是这类国外的热延伸测试系统的市场销售价格普遍较高，在我国难以大量推广和普及。

近些年，国内也有研发机构和人员一直在做这方面的设计和开发工作。但是由于存在测量误差较大，工作不可靠，易受干扰等问题，都没有形成批量生产。因此，到目前为止，我国电线电缆生产厂、质检机构仍没有针对热延伸试验的简单适用的专项检测设备。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种数字图像处理热延伸测试系统。其目的是为了实现结构简单，操作简单，抗干扰能力强，维护方便，测量数据准确，提高效率，安全可靠的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

数字图像处理热延伸测试系统，包括自然通风老化箱、相机、电脑、光源、钢板尺及电控箱构成，其中自然通风老化箱的一侧连接有电控箱，电控箱内连接有相机和光源，电脑外置于自然通风老化箱外部，电脑和相机通过USB连接线相连接。

进一步的，所述自然通风老化箱包含加热腔和电控箱，所述自然通风老化箱1的前部设置有用来放置试样的检修门；检修门的外层板采用碳素钢喷塑，检修门的内层板采用不锈钢结构，外层板与内层板间采用铆钉连接，内层板与外层板间填充有保温棉，外层板与内层板铆钉连接处镶嵌有高温硅胶密封条。

进一步的，所述检修门的一端安装有铰链，检修门的另一端安装有迫紧锁，铰链与自然通风老化箱相连接。

进一步的，所述加热腔的下方设有电加热装置，还设有连接电加热装置、控制板和温度传感器的控制器，控制器通过USB连接线连接在电脑上；电加热装置连接于加热腔的底部；控制板连接在电控箱上；温度传感器连接于加热腔内部后板上；控制器通过卡扣方式连接于控制板上。

进一步的，所述电控箱的一侧设有玻璃观察窗，电控箱内设有靠近待测绝缘套的温度传感器；电控箱内固定连接有相机支撑架，相机支撑架上连接有相机和光源，并且满足光源位于电控箱侧面的玻璃观察窗内侧；相机的摄像头通过USB连接线连接在电脑上。

进一步的，所述加热腔内置有试样支架，试样支架上连接有钢板尺。

进一步的，所述相机支撑架由碳素钢板喷塑而成，在支撑架的中间位置开有用于相机摄像的圆孔，相机支撑架底部安装有可旋转的合页；相机支撑架与玻璃观察窗间底部采用合页连接，顶部及周边使用大头螺钉压紧。

进一步的，所述相机选用500万像素的工业相机。

进一步的，所述数字图像处理热延伸测试系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤1.打开电脑，将自然通风老化箱和相机通电，等自然通风老化箱升到标准需要的温度，将电脑上的上位机软件和相机附近的光源打开，将试样支架连同钢板尺一起放入到自然通风老化箱的加热腔中；

步骤2.将试样放入到自然通风老化箱的检修门上，在上位机C++软件上标出所有试样的标距；

步骤3.打开计时器，15分钟后，将伸长标线划出，上位机C++软件便得出伸长结果，并自动计算出试样的伸长率。

进一步的，步骤3中所述试样的伸长率包括：

打开光源，点击C++软件里面的试样操作栏中“一号试样标记线”复选框，试样显示区域出现一组三条的彩色测试线，从上到下分别为“1号零点”、“1号原长”、“1号延伸”；将“1号零点”线拖曳至试样上标记线，再将“1号原长”拖曳至试样下标记线，得到试样原长；等试验时间到达后拖曳“1号零点”标志线至试样上标线，再拖曳“1号延伸”标志线至延伸后的试样下标线，系统自动得出伸长率。

本发明具有以下有益效果及优点：

本发明数字图像处理热延伸测试系统巧妙的利用相机进行实时监控，测量精度与操作无关，在同一工作环境条件下，摄像头误差相差最大不超过几微米，保证了GB/T2951-2008，GB/T 12527-2008，GB/T 14049-2008，GB/T12706-2008标准和IEC标准对测量精度的要求。

本发明适用于质检机构、电线电缆生产厂家的基于数字图像处理热延伸测试系统，该系统采用数字图像处理技术，并通过电脑上位机C++软件来实现对试样的实时监测，然后通过计算得出样品的伸长率。本发明根据数字图像处理技术和上位机系统实时监控试样的变化，不再采用实际标尺测量和人工计算，减少了误操作率和技术难度；并且预防实验员操作时被高温烧伤，有效的提高了试验效率和技术难度，提高了安全可靠性。

本发明所述的数字图像处理热延伸测试系统没有复杂的操作，其结构简单，只有几个简单部件，抗干扰能力强，维护也方便。并且测试操作简单，减少了误操作率和技术难度，有效的提高了试验效率和技术难度，也有效的提高了实验数据的准确性。

因此，本发明数字图像处理热延伸测试测试系统实现了测量数据准确、操作简单、抗干扰能力强、提高效率、安全可靠等优点。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中相机安装结构示意图；

图3是本发明中钢板尺的安装结构示意图；

图4是本发明中相机支撑架的结构示意图；

图5是本发明中电加热装置的结构示意图；

图6是本发明外部结构示意图；

图7是本发明中检修门的结构示意图；

图中：

自然通风老化箱1，相机2，电脑3，光源4，钢板尺5，电控箱6，相机支撑架7，温度传感器8，控制板9，控制器10，电加热装置11，检修门12，玻璃观察窗13，加热腔14，试样支架15。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1-图7描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

本发明提供了一个实施例，是一种数字图像处理热延伸测试系统，如图1所示，图1是本发明的结构示意图。

本发明数字图像处理热延伸测试系统包括以下几部分构成：自然通风老化箱1，相机2，电脑3，光源4，钢板尺5和电控箱6。其中所述电控箱6固定安装于自然通风老化箱1的侧部，所述相机2安装于电控箱6内，为了能够清楚的观察试样，所述电控箱6内安装有相机取像的光源4。所述自然通风老化箱1内放置有试样支架15，所述钢板尺5安装在试样支架上，所述电脑3测试系统放置于自然通风老化箱1外部。所述电脑3和相机2通过USB连接线相连接，连接可靠，通讯可靠。电脑3与相机2实时监控测量试样并能计算伸长率，以此构成的数字图像处理处理系统。如图2所示，图2是本发明中相机安装结构示意图。

本发明所述电控箱6的一侧设有玻璃观察窗13，电控箱6内设有靠近待测绝缘套的温度传感器8。电控箱6内还安装有相机2和光源4，安全可靠，且可以有稳定的电源。其中，所述相机2安装于相机支撑架上，所述控制器10及相机2的摄像头通过USB连接线连接在电脑3上。所述相机支撑架7上还安装有光源4，所述光源4采用螺丝连接或粘接于相机支撑架7上。为了便于相机调节，所述相机支撑架7采用合页固定连接于自然通风老化箱1右侧的电控箱6里面。光源4位于电控箱6侧面的玻璃观察窗13内侧，便于观察试样，为相机2提供光线。所述相机2选用500万像素的工业相机。

如图3所示，图3是本发明中钢板尺的安装结构示意图。所述的钢板尺5为标准钢板直尺，固定连接在试样支架15上面，钢板直尺选用现有产品即可。这样离试样近，可以更清楚直观的在上位机C++安装在电脑里面，在电脑桌面直接打开，软件里面进行长度校准。为了使钢板尺5不晃动，所述钢板尺5的两端采用螺丝固定竖向连接于试样支架15上。所述试样支架15可以选用现有同类产品均可。

如图4所示，图4是本发明中相机支撑架的结构示意图。所述相机支撑架7采用优质碳素钢板喷塑而成，在支撑架的中间位置开有用于相机摄像的圆孔，底部安装有可旋转的合页，使用时便于相机的检修和安装。所述相机支撑架与玻璃观察窗间底部采用合页连接，顶部及周边使用若干大头螺钉压紧。

如图5所示，图5是本发明中电加热装置的结构示意图。本发明所述加热腔14的下方设有电加热装置11，还设有连接电加热装置11、控制板9和温度传感器8的控制器10。其中，所述电加热装置11采用市购热烘箱加热管，安装于加热腔14的底部，加热管的螺纹端与加热腔背部采用螺母压紧，所述控制板9安装于电控箱6上，控制板9的四周设置有螺纹安装孔，与电控箱6之间用螺栓连接。所述温度传感器8采用市购，安装于加热腔14内部后板中心位置，所述温度传感器8的螺纹端与加热腔14的背部采用螺母压紧。所述控制器10安装于控制板9上，采用卡扣方式连接，稳定可靠。

如图6所示，图6是本发明外部结构示意图。本发明所述自然通风老化箱1包含加热腔14和电控箱6。所述自然通风老化箱1的前部设置有用来放置试样的检修门12，所述检修门12的一端安装有铰链，所述检修门12的另一端安装有迫紧锁，所述检修门铰链与自然通风老化箱1采用螺丝连接。为了能够使自然通风老化箱1保持恒温试验环境，在检修门12的内侧一周镶嵌或粘接安装有能够起到密封作用的耐高温硅橡胶密封条，并且能够起到安全卫生的作用，同时还能够为热延伸试验提供一个可靠安全的实验环境。

如图7所示，图7是本发明中检修门的结构示意图。本发明所述检修门12外层板采用优质碳素钢喷塑处理，内层板采用优质不锈钢结构，所述外层板与内层板间采用铆钉连接，为了使检修门能够起到更好的保温作用，内层板与外层板间填充有保温棉，为了使检修门能够起到更好的密封作用，在外层板与内层板铆钉连接处镶嵌能够起到密封作用的高温硅胶密封条。

在具体进行测量热延伸试样时，利用本发明所述的数字图像处理热延伸测试系统进行测试的方法包括以下操作步骤：

步骤1.打开电脑3，将自然通风老化箱1和相机2通电，等自然通风老化箱1升到标准需要的温度200℃（±3℃），将电脑上的上位机软件和相机附近的光源都打开，打开自然通风老化箱1将试样支架15连同试样钢板尺5一起放入到自然通风老化箱1的加热腔14中。

步骤2.将所需要的试样放入到自然通风老化箱1的检修门12上，在上位机C++软件上标出所有试样的标距。

步骤3.打开计时器，按照国家标准规定定时15分钟第一时间进行测量，将伸长标线划到具体的位置上，上位机C++软件便得出伸长结果，并自动计算出试样的伸长率。运用上位机C++软件和相机的结合测量热延伸试样，可以快速准确的测量并得到结果，减少了误操作率，提高了试验效率。

其中，步骤3中所述试样的伸长率具体操作过程包括如下：

打开光源4在电脑上面的C++软件里面的试样操作栏里面找到“一号试样标记线”复选框，点击“一号试样标记线”复选框后，试样显示区域会出现一组三条的彩色测试线，从上到下分别为“1号零点”、“1号原长”、“1号延伸”。将“1号零点”线拖曳至试样上标记线，再将“1号原长”拖曳至试样下标记线，得到试样原长。等到试验的时间到达后拖曳“1号零点”标志线至试样上标线，再拖曳“1号延伸”标志线至延伸后的试样下标线，系统自动得出伸长率。

由于该系统涉及到长度问题，所以需要进行长度校准，首先将系数初始化，在“实际值mm”填入数字1，在“测量值pix”中填入1，点击“确定”，完成初始化。将钢板尺或其他已知长度，如10mm填入“实际值mm”；将测量长度，使用标记线实际在图1的试样显示区域实际测量，填入“测量值pix”；点击“确定”按钮，将长度校准系数记录入系统。长度系数较准完毕。

由于该系统具有数字图像处理特性功能，运用了上位机C++软件，可以有效的精准的画出三个或者更多试样的标距，节约更多的时间。而且相机附近的光源给相机提供稳定的光源，稳定相机的曝光率，提高相机的可靠性。在软件里面快速的记录试样的样品编号和试验主检人，样品编号是记录入数据库样品数据的唯一编号，不可重复。在做完实验时候自动保存数据。有效的提高了试验效率和技术难度，提高了安全可靠性。

在本发明中，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：包括自然通风老化箱（1）、相机（2）、电脑（3）、光源（4）、钢板尺（5）及电控箱（6）构成，其中自然通风老化箱（1）的一侧连接有电控箱（6），电控箱（6）内连接有相机（2）和光源（4），电脑（3）外置于自然通风老化箱（1）外部，电脑（3）和相机（2）通过USB连接线相连接。

2.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述自然通风老化箱（1）包含加热腔（14）和电控箱（6），所述自然通风老化箱1的前部设置有用来放置试样的检修门（12）；检修门（12）的外层板采用碳素钢喷塑，检修门（12）的内层板采用不锈钢结构，外层板与内层板间采用铆钉连接，内层板与外层板间填充有保温棉，外层板与内层板铆钉连接处镶嵌有高温硅胶密封条。

3.根据权利要求2所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述检修门（12）的一端安装有铰链，检修门（12）的另一端安装有迫紧锁，铰链与自然通风老化箱（1）相连接。

4.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述加热腔（14）的下方设有电加热装置（11），还设有连接电加热装置（11）、控制板（9）和温度传感器（8）的控制器（10），控制器（10）通过USB连接线连接在电脑（3）上；电加热装置（11）连接于加热腔（14）的底部；控制板（9）连接在电控箱（6）上；温度传感器（8）连接于加热腔（14）内部后板上；控制器（10）通过卡扣方式连接于控制板（9）上。

5.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述电控箱（6）的一侧设有玻璃观察窗（13），电控箱（6）内设有靠近待测绝缘套的温度传感器（8）；电控箱（6）内固定连接有相机支撑架（7），相机支撑架（7）上连接有相机（2）和光源（4），并且满足光源（4）位于电控箱（6）侧面的玻璃观察窗（13）内侧；相机（2）的摄像头通过USB连接线连接在电脑（3）上。

6.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述加热腔（14）内置有试样支架（15），试样支架（15）上连接有钢板尺（5）。

7.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述相机支撑架（7）由碳素钢板喷塑而成，在支撑架的中间位置开有用于相机摄像的圆孔，相机支撑架底部安装有可旋转的合页；相机支撑架（7）与玻璃观察窗间底部采用合页连接，顶部及周边使用大头螺钉压紧。

8.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统，其特征是：所述相机（2）选用500万像素的工业相机。

9.根据权利要求1所述的数字图像处理热延伸测试系统的测试方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1.打开电脑，将自然通风老化箱和相机通电，等自然通风老化箱升到标准需要的温度，将电脑上的上位机软件和相机附近的光源打开，将试样支架连同钢板尺一起放入到自然通风老化箱的加热腔中；

步骤2.将试样放入到自然通风老化箱的检修门上，在上位机C++软件上标出所有试样的标距；

步骤3.打开计时器，15分钟后，将伸长标线划出，上位机C++软件便得出伸长结果，并自动计算出试样的伸长率。

10.根据权利要求9所述的数字图像处理热延伸测试系统的测试方法，其特征是：步骤3中所述试样的伸长率包括：

打开光源，点击C++软件里面的试样操作栏中“一号试样标记线”复选框，试样显示区域出现一组三条的彩色测试线，从上到下分别为“1号零点”、“1号原长”、“1号延伸”；将“1号零点”线拖曳至试样上标记线，再将“1号原长”拖曳至试样下标记线，得到试样原长；等试验时间到达后拖曳“1号零点”标志线至试样上标线，再拖曳“1号延伸”标志线至延伸后的试样下标线，系统自动得出伸长率。

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