CN114674377A - 一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆技术领域，特别涉及一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统，方法包括：当接收到传感器发送的谐振频率数据时，将谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据；根据第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定温度类数据对应的实际温度值；根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及实际温度值，对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正；根据经过第一次校正的位移类数据确定连接管和保护层之间的实际间隙量；根据实际间隙量对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正；根据经过第二次校正的位移及裂纹类数据，确定线芯裸露段的裂纹状态，以监测电缆接头的状态。

Description

一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统。

背景技术

在建设配电网的过程中，通常会使用到电缆。而受限于电缆的制造工艺等等因素，单根电缆的制造长度是有限制的，因而在构建远程电力输送的电力网络时，需要通过电缆接头将多段电缆连接成整体。

然而，经过研究发现，电缆接头处是电力安全事故的多发点。由于电缆在长时间运行之后，容易产生如过热、松动、开裂等故障，这些故障会加大电力输送过程中的损耗，更有甚者会损毁电缆接头，导致供电中断。

因此，为了电网的稳定运行，有必要对电缆接头处的状态进行监测。

发明内容

本发明提供了一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统，实现了对电缆接头处的运行状态进行监测，提高了对电缆接头的监测精度和监测水平。

本发明提供的一种电缆接头监测方法，应用于数据处理终端，所述数据处理终端与传感器通信连接，所述传感器用于监测电缆接头，所述传感器安装于电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段；所述传感器包括介质环，所述介质环内设有第一感应阵元、第二感应阵元、信号收发阵元，所述方法包括：

当接收到所述传感器通过所述信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将所述谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据；

根据所述第一感应阵元的谐振频率与所述介质环温度值的关联关系确定所述温度类数据对应的实际温度值；

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述介质环温度值的关联关系以及所述实际温度值，对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正；

根据经过所述第一次校正的位移类数据确定所述连接管和保护层之间的实际间隙量；

根据所述实际间隙量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正；

根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态。

可选地，所述根据经过所述第一次校正的位移类数据确定所述连接管和保护层之间的实际间隙量，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述第二感应阵元的变形量的关联关系，确定经过所述第一次校正的位移类数据对应的所述第二感应阵元的实际变形量；所述第二感应阵元的变形量为所述第二感应阵元的端部向外弯折的角度；

根据所述第二感应阵元的变形量与所述连接管和保护层之间的间隙量的关联关系，确定所述实际变形量对应的实际间隙量。

可选地，所述根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述线芯裸露段的裂纹值的关联关系，确定所述经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据对应的所述线芯裸露段的实际裂纹深度值。

可选地，所述根据所述实际间隙量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正，包括：

根据所述实际间隙量对应的谐振频率和所述第二感应阵元的初始谐振频率计算所述第二感应阵元的第二谐振频率偏移量；

根据所述第二谐振频率偏移量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正。

可选地，所述根据所述第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及所述实际温度值，对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定所述实际温度值对应的谐振频率；

根据所述实际温度值对应的谐振频率和所述第二感应阵元的初始谐振频率计算所述第二感应阵元的第一谐振频率偏移量；

根据所述第一谐振频率偏移量对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正。

可选地，所述当接收到所述传感器通过所述信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将所述谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据，包括：

在所述谐振频率数据中，将所述第一感应阵元对应的谐振频率数据划分为温度类数据；

将所述谐振频率数据中除温度类数据以外的谐振频率数据划分为混合类数据；

在所述混合类数据中，将满足预设条件的第二感应阵元对应的谐振频率数据划分为位移类数据；

将所述混合类数据中除位移类数据之外的谐振频率数据划分为位移及裂纹类数据。

可选地，所述根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态还包括

当判定所述线芯裸露段出现裂纹时，从所述第二感应阵元中筛选出第三感应阵元，所述第三感应阵元为发送位移及裂纹类数据的感应阵元；

根据所述第三感应阵元在所述线芯裸露段上覆盖的区域，确定所述线芯裸露段的裂纹长度值和裂纹位置。

本发明还提供一种传感器，用于监测电缆接头，包括：介质环；

所述介质环套接于电缆的连接管和保护层之间，并与所述电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段导热连接；所述介质环的端部分别抵紧所述电缆的连接管和保护层；

所述介质环内设有第一感应阵元、若干第二感应阵元、信号收发阵元；

所述第一感应阵元、所述信号收发阵元的内侧分别设有接地片；

若干所述第二感应阵元沿所述介质环的周方向均布；

各个所述第二感应阵元、所述第一感应阵元分别通过信号延迟结构与所述信号收发阵元连接；

所述信号收发阵元与外部设备连接。

可选地，所述介质环的端部形成突起部，所述突起部分别抵紧所述电缆的连接管和保护层；

所述第二感应阵元呈长条状并沿所述介质环的轴方向延伸至所述突起部；

所述突起部和所述第二感应阵元向外侧弯折。

可选地，所述信号延迟结构包括信号延迟线；

各个所述第二感应阵元、所述第一感应阵元分别通过相应的信号延迟线与所述信号收发阵元连接；

相邻位置的感应阵元对应的信号延迟线的长度差满足以下关系：

ΔL≥ξc

其中，ΔL为长度差，ξ为所述外部设备的时域分辨率，c为光速。

可选地，所述信号延迟结构还包括：信号延迟模块；

所述信号延迟模块的第一端和第二端均接入所述信号延迟线中；

其中，所述信号延迟模块包括：

电容、第一电感、第二电感；

所述第一电感的第一端、所述第二电感的第一端均与所述电容的第一端连接；

所述电容的第二端接地；

所述第一电感的第二端为所述信号延迟模块的第一端；

所述第二电感的第二端为所述信号延迟模块的第二端。

可选地，所述信号收发阵元并联有芯片，所述芯片用于存储所述传感器的ID。

本发明还提供了一种数据处理终端，包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序指令，并将所述程序指令传输给所述处理器；

所述程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如上所述的方法。

本发明还提供了一种电缆接头监测系统，所述系统包括：阅读器、信号处理器、数据处理终端和如上所述的传感器；

所述阅读器，与所述传感器通信连接，用于向所述传感器发送激励电信号，并用于接收所述传感器反馈的响应电信号；

所述信号处理器，与所述阅读器通信连接，用于接收所述阅读器传输的响应电信号，并对所述响应电信号进行信号处理得到第一感应阵元和第二感应阵元的谐振频率数据；

所述数据处理终端，与所述信号处理器通信连接，用于接收所述信号处理器传输的谐振频率数据，并用于根据如上所述的电缆接头监测方法对所述谐振频率数据进行数据处理，得到电缆接头的运行状态。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明一方面提供了一种电缆接头监测方法：当接收到传感器通过信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据，根据第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定温度类数据对应的实际温度值，根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及实际温度值，对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正，根据经过第一次校正的位移类数据确定连接管和保护层之间的实际间隙量，根据实际间隙量对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正，根据经过第二次校正的位移及裂纹类数据，确定线芯裸露段的裂纹状态，实现了同时针对电缆接头处的过热、松动、裂纹的状态进行监测，提高了对电缆接头的监测水平，并且通过两次校正操作进一步提高了监测数据的准确性，提高了对电缆接头的监测精度，进而提高了确定电缆接头故障的精度，有效地实现了对电缆接头进行更全面的监测。

本发明另一方面提供了一种传感器，用于监测电缆接头。包括：介质环，介质环套接于电缆的连接管和保护层之间，并与所述电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段导热连接，所述介质环内设有第一感应阵元、若干第二感应阵元、信号收发阵元；所述第一感应阵元、所述信号收发阵元的内侧分别设有接地片；若干所述第二感应阵元沿所述介质环的周方向均布，以及时采集线芯裸露段的状态信息。各个所述第二感应阵元、所述第一感应阵元分别通过信号延迟结构与所述信号收发阵元并联连接；所述信号收发阵元与外部设备连接，以便及时将线芯裸露段的状态信息至外部设备进行数据处理。通过前述第一感应阵元、第二感应阵、介质环的结构设置，使构成的传感器所采集的谐振频率数据能够反馈出电缆接头处的状态（是否松动、是否出现裂纹、是否的过热），即通过采用本发明提供的传感器，可以同时采集反馈电缆接头不同状态信息的数据，从而实现对电缆接头处更全面的监测，进一步提高了对电缆接头的监测精度和监测水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种电缆接头监测方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种电缆接头监测方法流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种传感器的半剖结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的介质环的外部结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的介质环的内部结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的介质环的在安装状态下的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的各个第二感应阵元的位置关系图；

图8为本发明实施例三一个示例提供的信号延迟结构的结构示意图；

图9为本发明实施例三另一个示例提供的介质环的内部结构示意图；

图10为本发明实施例四提供的一种数据处理终端的结构示意图；

图11为本发明实施例五提供的一种电缆接头监测系统的结构示意图。

图中：传感器1，介质环11，突起部11a，信号收发阵元12，第一感应阵元13，第二感应阵元14，接地片15，信号延迟结构16，信号延迟线16a，芯片17，信号延迟模块18，阅读器2，信号处理器3，数据处理终端4，连接管5，保护层6，第一电感C1，第二电感C2，电容L。

具体实施方式

本发明提供了一种电缆接头监测方法、传感器、数据处理终端及系统，实现了对电缆接头处的运行状态进行监测，及时确定电缆接头的故障信息，为电力系统的稳定运行提供有力的技术支持。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种电缆接头监测方法流程图。

本发明提供的一种电缆接头监测方法，应用于数据处理终端，数据处理终端与传感器通信连接，传感器用于监测电缆接头，传感器安装于电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段；传感器包括介质环，介质环内设有第一感应阵元、第二感应阵元、信号收发阵元。

需要说明的是，传感器的结构包括弹性的介质环，介质环内设有信号收发阵元、第一感应阵元、第二感应阵元。第一感应阵元为温度感应阵元，用于测量电缆接头处的温度。第二感应阵元为位移及裂纹感应阵元，用于测量电缆接头处的实际间隙量和裂纹深度值。

信号收发阵元、第一感应阵元的内侧均设有接地片。接地片能屏蔽线芯裸露段的裂纹对信号收发阵元、第一感应阵元的影响。信号收发阵元与其内侧设有的接地片之间形成谐振腔，第一感应阵元与其内侧设有的接地片之间形成谐振腔。第二感应阵元的数量为若干个，若干个第二感应阵元沿介质环的周方向均匀分布。第一感应阵元、各个第二感应阵元分别通过信号延迟结构与信号收发阵元并联。信号收发阵元能够与数据处理终端通信，并向数据处理终端传输第一感应阵元和各个第二感应阵元的谐振频率信号，第一感应阵元、各个第二感应阵元各自所对应的延时量均不同，因此，依据信号收发真元所发送的各个谐振频率数据的次序可以确定各个谐振频率数据对应的感应阵元。根据第一感应阵元的谐振频率信号进行分析可以得到线芯裸露段的温度。根据第二感应阵元的谐振频率信号进行分析可以得到电缆接头的连接管和保护层之间的间隙量，以及线芯裂纹的深度值等信息。通过第一感应阵元和第二感应阵元反馈的数据可以及时有效监测电缆接头处的运行状态。

其中，方法步骤包括：

101、当接收到传感器通过信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据。

需要说明的是，由于第一感应阵元、各个第二感应阵元各自所对应的延时量均不同，因此，可以依据信号收发阵元所发送的各个谐振频率数据的次序，来识别各个谐振频率数据各自所对应的感应阵元。

在将接收到的谐振频率数据分类之前，对接收到的谐振频率数据进行预处理，具体流程为数据处理终端向传感器发送激励电信号，接收传感器发送的响应电信号，根据时域分析法将响应电信号中的频域电信号转换为时域电信号，对得到的时域电信号添加窗函数，以截取所需的时域电信号，对截取的时域电信号进行傅立叶转换，并结合第一感应阵元、各个第二感应阵元的延时量，分析得到第一感应阵元、各个第二感应阵元的谐振频率数据，然后，将得到的第一感应阵元、各个第二感应阵元的谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据。其中激励电信号为扫频电信号。

可以理解的是，数据终端为具有发送数据、接收数据和处理数据等终端设备。

位移类数据表征为仅受到电缆接头松动影响产生的谐振频率数据，位移及裂纹类数据包括仅受到裂纹影响所产生的谐振频率数据，或者是同时受到电缆接头松动和裂纹的影响产生的谐振频率数据。可以理解的是，位移类数据表示电缆松动的情况，位移及裂纹类数据可用于表示裂纹情况，而电缆具体是否松动或者电缆是否有裂纹，则需要经过后续步骤的计算才可确定。

需要说明的是，若电缆接头处发生松动，连接管和保护层之间的间隙量会变大，各个第二感应阵元均会受间隙量变大的影响。而经研究发现，在线芯裸露段产生裂纹的初期，线芯裸露段的裂纹大多沿线芯裸露段的周方向延伸且首尾不相接。而本实施例中第二感应阵元也是沿介质环的周方向均匀分布，鉴于此，若线芯裸露段产生裂纹，仅有一部分的第二感应阵元会受到裂纹深度值变大的影响。若电缆接头出现裂纹和松动的情况时，仅有一部分第二感应阵元会受到裂纹和松动叠加的影响，剩下的其他第二感应阵元则仅受松动影响，此时分类出的位移及裂纹类数据为同时受到裂纹和位移影响的谐振频率数据。若仅出现裂纹的情况时，仅有一部分第二感应阵元受到裂纹的影响产生对应的谐振频率数据，其余第二感应阵元的谐振频率数据正常，因此，此时分类出的位移类数据的数量为0，分类出的位移及裂纹类数据为仅受到裂纹影响的谐振频率数据。

基于此，可以将第二感应阵元的谐振频率数据可以分为位移类数据和位移及裂纹类数据。

102、根据第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定温度类数据对应的实际温度值。

需要说明的是，第一感应阵元的谐振频率与介质环的温度值有关，介质环的温度值变化会影响介质环的相对介电常数，从而改变第一感应阵元的实际谐振频率。经过多次试验得出，第一感应阵元的谐振频率与介质环的温度值呈负相关。基于此可以得到第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系。

根据第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系，可以确定温度类数据对应的介质环的实际温度值。

在实际应用时，可以预先构建第一感应阵元的工作谐振频率与介质环温度值的关联关系，并将该关联关系存储于数据库中。

103、根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及实际温度值，对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正。

需要说明的是，介质环的温度值变化也会改变第二感应阵元的实际谐振频率，因此，在根据位移类数据、位移及裂纹类数据计算间隙量和裂纹深度值之前，需要剔除位移类数据、位移及裂纹类数据中介质环温度造成的影响。经验证，第二感应阵元的谐振频率与介质环的温度值呈负相关。基于此可以得到第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系。因此，可以基于关联关系确定实际温度值对应的谐振频率，根据该实际温度值对应的谐振频对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正，剔出了介质环温度值对第二感应阵元的谐振频率的影响。

104、根据经过第一次校正的位移类数据确定连接管和保护层之间的实际间隙量。

需要说明的是，若电缆接头处发生松动，连接管和保护层之间的间隙量会变大，各个第二感应阵元均会受间隙量变大的影响，经过试验验证，第二感应阵元的谐振频率与间隙量为负相关。而校正之后的位移类数据则仅受到松动的影响，因此，基于校正后的位移类数据可以确定对应的实际间隙量。

105、根据实际间隙量对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正。

本实施例中，若线芯裸露段产生裂纹，仅有一部分的第二感应阵元会受到裂纹深度值变大的影响。而若同时产生裂纹和松动时，这一部分的位移及裂纹类数据则叠加了间隙量变大的影响。由于间隙量和裂纹深度值对第二感应阵元的谐振频率造成的影响都是负相关的，基于此，可以通过实际间隙量对应的谐振频率对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正，以剔除间隙量变大对第二感应阵元的谐振频率的影响，使得到的位移及裂纹类数据为仅受到裂纹深度值影响的谐振频率数据。

106、根据经过第二次校正的位移及裂纹类数据，确定线芯裸露段裂纹状态。

需要说明的是，经过第二次校正之后的位移及裂纹类数据则为仅受到裂纹深度值影响的数据。其中，第二感应阵元的谐振频率与裂纹深度值呈负相关，因此，根据第二次校正之后的位移及裂纹类数据的谐振频率值可以确定线芯裸露段的实际裂纹深度值。当得出实际裂纹深度值为0时，则表明线芯裸露段未出现裂纹，电缆接头状态正常。裂纹状态包括实际裂纹深度值。

在另一个示例中，确定实际间隙量之后，判断实际间隙量是否大于预设的间隙量阈值，若是，则表明电缆接头处出现了松动状态。

需要说明的是，预设的间隙量阈值可以是电缆接头正常状态下的连接管和保护层之间的间隙量。

在另一个示例中，确定实际温度之后，判断实际温度值是否大于预设的温度阈值，若是，则表明电缆接头处出现了过热状态。

在本实施例中，可以通过判断实际间隙量、实际裂纹深度值、实际温度确定电缆状态。

本实施例提供了一种电缆接头监测方法，实现了同时针对电缆接头处的过热、松动、裂纹的状态进行监测，提高了对电缆接头的监测水平，并且通过两次校正操作进一步提高了监测数据的准确性，提高了对电缆接头的监测精度，进而提高了确定电缆接头故障的精度，有效地实现了对电缆接头进行更全面的监测。

请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种电缆接头监测方法流程图。

本发明提供的一种电缆接头监测方法，包括：

201、当接收到传感器通过信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据。

需要说明的是，步骤201可以参考步骤101，与步骤101一致的内容，此处不再赘述。步骤201具体包括如下子步骤：

S1：在谐振频率数据中，将第一感应阵元对应的谐振频率数据划分为温度类数据。

S2：将谐振频率数据中除温度类数据以外的谐振频率数据划分为混合类数据。

S3：在混合类数据中，将满足预设条件的第二感应阵元对应的谐振频率数据划分为位移类数据；

S4：将混合类数据中除位移类数据之外的谐振频率数据划分为位移及裂纹类数据。

需要说明的是：预设条件包括：

1）选出的若干第二感应阵元在介质环内连续排列。

可以理解的是，当线芯裸露段出现裂纹时，仅有部分第二感应阵元受到裂纹深度值的影响，而由于裂纹大多沿线芯裸露段的周方向延伸且首尾不相接，且基于本实施例中第二感应阵元是沿介质环的周方向均匀分布的分布特性，这部分受裂纹深度值变大影响的第二感应阵元是在介质环上连续地排列。而由于第二感应阵元的分布特性，剩余的不受裂纹深度值变大影响的第二感应阵元也在介质环上连续地排列。即，当电缆接头处同时发生松动和裂纹时，此部分受裂纹深度值变大影响的第二感应阵元的谐振频率数据则应分类为位移及裂纹类数据，而剩余的其他第二感应阵元的谐振频率数据则为位移类数据。

2）此若干个第二感应阵元的实际谐振频率数据中的最大值等于传感器中各个第二感应阵元的实际谐振频率数据中的最大值。

可以理解的是，在本实施例中，第二感应阵元的实际谐振频率与连接管和保护层之间的间隙量为负相关，第二感应阵元的实际谐振频率与线芯裸露段的裂纹深度值也为负相关，可见，间隙量变大和裂纹深度值变大对第二感应阵元的影响是叠加的，鉴于此，若在连接管和保护层之间的间隙量变大的同时线芯裸露段产生了裂纹，仅受间隙量变大影响的第二感应阵元的实际谐振频率数据会大于受间隙量变大和裂纹深度值变大共同影响的第二感应阵元的实际谐振频率数据，因此，若干个仅受间隙量变化影响的第二感应阵元的实际谐振频率数据中的最大值等于传感器中的各个第二感应阵元的实际谐振频率数据中的最大值。

3）此若干个第二感应阵元的实际谐振频率数据中的最大值和最小值之差不超过预设频率误差范围。

需要说明的是，由于在制造电缆接头时，需要切除一部分的电缆保护层，在实际切除时，会存在切口不平整的情况，而将传感器安装于切口不平整的电缆接头处后，会对第二感应阵元的谐振频率造成影响，从而产生频率误差，因此，在本实施例中，通过设置频率误差范围可以减少由于切口不平整带来的误差问题，进一步提高数据处理的精度。

需在本实施例中，在执行S3步骤时，挑选出的若干个第二感应阵元必须同时满足以上所述的预设条件，才能将其所对应的谐振频率数据划分为位移类数据。

需要说明的是，若混合类数据全部被划分为位移类数据，则S4中得到的位移及裂纹类数据的数量为零。当位移及裂纹类数据的数量为零时，则可以表示线芯裸露段未产生裂纹。

若S3中得到的位移类数据的数量为零时，说明不存在受到松动影响的第二感应阵元，此时则表明电缆接头处并未出现松动，而由于松动情况会对所有第二感应阵元造成影响，当位移类数据的数量为0时，则位移及裂纹类数据中不存在同时受到裂纹和松动影响的谐振频率数据，而由于裂纹情况仅对部分第二感应阵元造成影响，此时位移及裂纹类数据中可能存在受到裂纹影响的谐振频率数据，因此需要对位移及裂纹类数据进行裂纹深度值的计算，以确定是否出现裂纹。

在本实施例中，通过上述的分类子步骤可以将接收到的谐振频率数据分为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据。

202、根据第一感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定温度类数据对应的实际温度值。

步骤202可以参考步骤102，此处不再赘述。

203、根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及实际温度值，对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正。

步骤203可以参考步骤103，与步骤103一致的内容，此处不再赘述。

具体的，步骤203包括如下子步骤：

A1：根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定实际温度值对应的谐振频率。

可以理解的是，根据第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系，可以确定前述步骤得到的实际温度值所对应的第二感应阵元的谐振频率。

A2：根据实际温度值对应的谐振频率和第二感应阵元的初始谐振频率计算第二感应阵元的第一谐振频率偏移量。

需要说明的是，将实际温度值对应的谐振频率减去第二感应阵元的初始谐振频率得到第一谐振频率偏移量。

在本实施例中，第二感应阵元可以进行可恢复性变形，变形会影响第二感应阵元的电长度，从而改变第二感应阵元的实际谐振频率。由于介质环的安装固定需求，在将介质环固定在电缆接头之后，第二感应阵元会发生初始变形，则第二感应阵元得到的谐振频率中包含由于初始变形带来的影响。因此为了避免这种安装状态下对第二感应阵元谐振频率的干扰，在安装介质环之前，会先记录介质环的初始温度，以及在仅受到该初始温度的影响下，第二感应阵元的初始谐振频率，以该初始谐振频率作为计算第一谐振频率偏移量的基准。

本实施例通过实际温度值对应的谐振频率和第二感应阵元的初始谐振频率计算出第二感应阵元的第一谐振频率偏移量，能够精准地反馈介质环温度对第二感应阵元的谐振频率的影响。

A3：根据第一谐振频率偏移量对位移类数据和位移及裂纹类数据进行第一次校正。

需要说明的是，将位移类数据中的每一个谐振频率值分别与第一谐振频率偏移量相加，得到经过第一校正的位移类数据。将位移及裂纹类数据的每一个谐振频率值分别与第一谐振频率偏移量相加，得到经过第一校正的位移及裂纹类数据。

204、根据经过第一次校正的位移类数据确定连接管和保护层之间的实际间隙量。

需要说明的是，在介质环的安装状态下，介质环抵紧电缆的连接管和保护层，带动第二感应阵元发生弯折，从而使第二感应阵元发生可恢复的变形。

若电缆发生松动，连接管与保护层之间的间隙量变大，则介质环的会带动第二感应阵元沿介质环的轴方向伸展，从而使第二感应阵元的端部向外侧弯折的角度变小，因此，第二感应阵元的变形量与连接管和保护层之间的间隙量为负相关。

而第二感应阵元变形量发生改变时，第二感应阵元的谐振频率也会相应的变化，经过试验得出，第二感应阵元的谐振频率与第二感应阵元变形量为正相关。因此，基于第二感应阵元的谐振频率可以确定对应的变形量，基于变形量可以确定对应的间隙量。在本实施例中，第二感应阵元的变形量是指第二感应阵元的端部向外侧弯折的角度θ。

具体地，步骤204包括如下子步骤：

B1：根据第二感应阵元的谐振频率与第二感应阵元的变形量的关联关系，确定经过第一次校正的位移类数据对应的第二感应阵元的实际变形量。

B2：根据第二感应阵元的变形量与连接管和保护层之间的间隙量的关联关系，确定实际变形量对应的实际间隙量。

需要说明的是，位移类数据在经过第一次校正之后，剔除了介质环温度值的影响，因此根据第二感应阵元的谐振频率与第二感应阵元的变形量的关联关系，可以更为精准地确定经过第一次校正的位移类数据对应的第二感应阵元的实际变形量，进而更为精准地确定实际间隙量。

作为一个示例，位移类数据中可能包括了多个谐振频率数据，在确定实际变形量和实际的间隙量时，可以通过设计谐振频率范围，将谐振频率范围与实际变形量关联，满足谐振频率范围内的所有谐振频率数据均对应一个变形量，之后通过变形量确定实际间隙量。

作为另一个示例，位移类数据中可能包括了多个谐振频率数据，每一个谐振频率数据均对应一个变形量，即每一个谐振频率数据对应一个实际间隙量，对所有得到的实际间隙量进行求和平均，以平均值作为实际间隙量的值。

205、根据实际间隙量对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正。

需要说明的是，步骤205可以参考步骤105，与步骤105一致的内容，此处不再赘述。

步骤205具体包括如下子步骤：

C1：根据实际间隙量对应的谐振频率和第二感应阵元的初始谐振频率计算第二感应阵元的第二谐振频率偏移量。

需要说明的是，根据实际间隙量可以确定对应的实际变形量，根据实际变形量可以确定对应的谐振频率。将第二感应阵元的初始谐振频率减去实际变形量对应的谐振频率得到第二谐振频率偏移量。

C2：根据第二谐振频率偏移量对经过第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正。

需要说明的是，将经过第一次校正的位移及裂纹类数据中的每个谐振频率数据分别与第二谐振频率偏移量进行相加，得经过第二次校正的位移及裂纹类数据。此时所得到的位移及裂纹类数据能够精确的反馈裂纹信息。

可以理解的是，第二谐振频率偏移量为0时，则可以确定电缆接头处未发生松动。

206、根据经过第二次校正的位移及裂纹类数据，确定线芯裸露段的裂纹状态。

需要说明的是，步骤206可以参考步骤106，与步骤106一致的内容，此处不再赘述。

在本实施例中，根据第二感应阵元的谐振频率与线芯裸露段的裂纹值的关联关系，确定经过第二次校正的位移及裂纹类数据对应的线芯裸露段的实际裂纹深度值。

207、当判定线芯裸露段出现裂纹时，从第二感应阵元中筛选出第三感应阵元，所述第三感应阵元为发送位移及裂纹类数据的感应阵元。

需要说明的是，裂纹状态除了包括实际裂纹深度值之外，还包括裂纹长度值、裂纹位置。当计算出的实际裂纹深度值不为0时，则判定线芯裸露段出现裂纹。此时，从发送位移类数据和发送位移及裂纹类数据的所有第二感应阵元中，筛选出发送位移及裂纹类数据的第二感应阵元，以发送位移及裂纹类数据的第二感应阵元作为第三感应阵元。

作为一个示例，在前述分类位移类数据和位移及裂纹类数据时，当确定了位移类数据对应的第二感应阵元后，则将第二感应阵元中的剩余感应阵元作为第三感应阵元。

208、根据第三感应阵元在线芯裸露段上覆盖的区域，确定线芯裸露段的裂纹长度值和裂纹位置。

需要说明的是，由于第三感应阵元是在介质环内的连续排列，基于第三感应阵元中各个感应阵元的位置可计算出裂纹长度值和裂纹位置。

在本实施例中，通过计算实际裂纹深度值、裂纹长度值和裂纹位置三个不同维度的数据可以更清楚地了解线芯裸露段出现的裂纹情况。

在本实施例中，上述的各个关联关系均可经多次实验后推导得到。作为一个示例，上述的各个关联关系如表1至5所示。

表1 第一感应阵元的工作谐振频率与介质环的温度值的关联关系

表2 第二感应阵元的工作谐振频率与介质环的温度值的关联关系

表3 第二感应阵元的工作谐振频率与第二感应阵元的变形量的关联关系

表4 第二感应阵元的变形量与电缆连接管和电缆保护层之间的间隙量的关联关系

表5 变形量为0°时，第二感应阵元的工作谐振频率与线芯裸露段的裂纹深度值的关系关联

为了使本领域技术人员更清楚本发明的实施方案，以下将结合图6和图7进一步说明本发明的监测原理。

如图7所示的传感器，沿介质环的周方向均匀分布的第二感应阵元A、B、C、D、E、F，第一感应阵元的设计温度值为25℃、设计谐振频率为1.5GH，介质环未安装状态下，第二感应阵元的设计温度值为25℃、设计变形量θ为0°、设计谐振频率为2.00GH、设计的频率误差范围为0.03GH。其中，单位GH为GHz的缩写。

可以理解的是，表2、表3、表4的关联关系是以第二感应阵元的设计温度值、设计变形量、设计的谐振频率为基准进行试验得出的。如表2、表3、表4、所示，当第二感应阵元的温度为25°、变形量为0°时对应的谐振频率均为2.00GH。

如图6所示，介质环11安装在连接管5和保护层6之间，在安装状态时，第二感应阵元在介质环11轴方向上的端部向外侧弯折60°，即产生一个初始变形量θ，θ为60°，电缆连接管和电缆保护层之间的初始间隙量d=10mm，线芯裸露段的裂纹深度值为零。

接收到的第一感应阵元的实际谐振频率数据为1.35GH，第二感应阵元A、B、C、D、E、F的实际谐振频率数据分别为2.57GH、2.58GH、2.55GH、2.16GH、2.18GH、2.17GH。

将第一感应阵元所对应的实际谐振频率数据1.35GH分类为温度类数据。

因第二感应阵元A、B、C在介质环上连续地排列，且第二感应阵元A、B、C的实际谐振频率数据中的最大值2.58GH等于第二感应阵元A、B、C、D、E、F的实际谐振频率数据中的最大值，且第二感应阵元A、B、C的实际谐振频率数据中的最大值2.57GH与最小值2.55GH之差不超过设计的频率误差范围0.03GH，因此将第二感应阵元A、B、C的实际谐振频率数据2.57GH、2.58GH、2.55GH划分为位移类数据。

将剩余的第二感应阵元D、E、F的实际谐振频率数据2.16GH、2.18GH、2.17GH划分为位移及裂纹类数据。

如表1所示，根据的第一感应阵元的工作谐振频率与介质环的温度值的关联关系，确定第一感应阵元的实际谐振频率1.35GH所对应的介质环的实际温度值为55℃。

如表2所示，根据第二感应阵元的工作谐振频率与介质环的温度值的关联关系，确定55℃所对应的谐振频率为1.85GH。由此可知，若仅受介质环温度值变化的影响，在介质环的温度值为55℃时，第二感应阵元的工作谐振频率应为1.85GH，则介质环温度值变化所引起的第二感应阵元的谐振频率偏移量为2.00GH－1.85GH=0.15GH，利用此谐振频率偏移量0.15GH对位移类数据2.57GH、2.58GH、2.55GH和位移及裂纹类数据2.16GH、2.18GH、2.17GH进行第一次校正，得到经过第一次校正的位移类数据为2.72GH、2.73GH、2.70GH，得到经过第一次校正的位移及裂纹类数据为2.31GH、2.33GH、2.32GH。

经过第一次校正的位移类数据2.72GH、2.73GH、2.70GH均在2.70G左右，结合表3所示的第二感应阵元的工作谐振频率与位移感应阵元的变形量的关联关系，可以确定第二感应阵元的实际变形量θ大约为45°。

结合如表4所示的第二感应阵元的变形量与连接管和保护层之间的间隙量的关联关系，确定第二感应阵元的实际变形量θ=45°所对应的连接管和保护层之间的实际间隙量为11mm。

根据如表3所示的第二感应阵元的工作谐振频率与第二感应阵元的变形量的关联关系可知，若仅受变形量变化的影响，在第二感应阵元在变形量θ为45°时，第二感应阵元的工作谐振频率应为2.70GH，变形量变化所引起的第二感应阵元的谐振频率偏移量为2.0GH－2.7GH=－0.7GH，利用此谐振频率偏移量－0.7GH对经过第一次校正的位移及裂纹类数据2.31GH、2.33GH、2.32GH进行第二次校正，得到经过第二次校正的位移及裂纹类数据为1.61GH、1.63GH、1.62GH。

第二次校正的位移及裂纹类数据1.61GH、1.63GH、1.62GH均在1.60GH左右，根据如表5所示第二感应阵元的工作谐振频率与线芯裸露段的裂纹深度值的关联关系，可以确定线芯裸露段的实际裂纹深度值大约为1mm。

如图7所示，根据位移及裂纹类数据所对应的第二感应阵元D、E、F的排列位置可知，裂纹沿线芯裸露段的周方向至少跨越了第二感应阵元D、E、F所覆盖的弧长、和第二感应阵元D、E之间的弧长D-E、和第二感应阵元E、F之间的弧长E-F，并有可能延伸至第二感应阵元A、F之间的的弧长A-F、和第二感应阵元C、D之间的弧长C-D，但未延伸至第二感应阵元A、C所覆盖的弧长内，可知，实际裂纹长度值大于线芯裸露段周长的1/3且小于线芯裸露段周长的2/3，实际裂纹位置为第二感应阵元D、E、F所对应的位置。可以理解的是，实际裂纹长度值和实际裂纹位置的监测精度随着第二感应阵元数量的增多而提高。

由上述可见，本示例中，初始间隙量为10mm，实际间隙量为11mm，相比较与初始间隙量增大了，因而说明电缆接头处已经发生了松动，实际裂纹深度值为1mm，说明已经出现了裂纹。

请参阅图3-图9，图3-图9为本发明实施例三提供的一种传感器结构图。

本发明提供的一种传感器，用于监测电缆接头，包括：介质环11；

介质环11套接于电缆的连接管5和保护层6之间，并与电缆的连接管5和保护层6之间的线芯裸露段导热连接；介质环11的端部抵紧电缆的连接管5和保护层6。

介质环11内设有第一感应阵元13、若干第二感应阵元14、信号收发阵元12。

第一感应阵元13、信号收发阵元12的内侧分别设有接地片15。

需要说明的是，接地片15能屏蔽线芯裸露段的裂纹对信号收发阵元12、第一感应阵元13的影响，信号收发阵元12、第一感应阵元13与各自相对应的接地片15之间分别形成谐振腔。第二感应阵元14与线芯裸露段之间形成谐振腔。第二感应阵元14的实际谐振频率与线芯裸露段的裂纹特征参数相关，线芯裸露段的裂纹会影响线芯裸露段的电长度，从而改变第二感应阵元14的实际谐振频率，在本实施例中，裂纹特征参数包括裂纹深度值、裂纹长度值以及裂纹所处的位置，第二感应阵元14的实际谐振频率与线芯裸露段的裂纹深度值为负相关。

若干第二感应阵元14沿介质环11的周方向均布。

需要说明的是，第二感应阵元的数量可以为多个，具体数量可以根据实际情况确定。周方向指的是介质环的圆周方向。

各个第二感应阵元14、第一感应阵元13分别通过信号延迟结构16与信号收发阵元12并联连接。

需要说明的是，第一感应阵元13、各个第二感应阵元14分别通过信号延迟结构16与信号收发阵元12并联。第一感应阵元13、各个第二感应阵元14各自所对应的延时量均不同，从而使外部设备能依据信号反馈时间，从时域分别读取第一感应阵元13、各个第二感应阵元14的信号。

信号收发阵元12与外部设备连接。

需要说明的是，信号收发阵元12与外部设备通信连接。外部设备为具备数据处理的设备，可以是如信号处理器、阅读器、数据处理终端。

进一步地，介质环11的端部形成突起部11a，突起部11a分别抵紧电缆的连接管5和保护层6，第二感应阵元14呈长条状并沿介质环11的轴方向延伸至突起部11a；突起部11a和第二感应阵元14向外侧弯折。

需要说明的是，介质环11的端部形成有突起部11a，第二感应阵元14呈长条状并沿介质环11的轴方向延伸至突起部11a内。

如图6所示，在介质环11的安装状态下，介质环11套接于电缆的连接管5和保护层6之间的线芯裸露段，介质环11与线芯裸露段导热连接，第二感应阵元14与线芯裸露段之间形成谐振腔，介质环11的突起部11a抵紧电缆的连接管5和保护层6，从而使介质环11的突起部11a、第二感应阵元14发生可恢复的变形，突起部11a和第二感应阵元14的端部向外侧弯折，突起部11a保持有带动第二感应阵元14沿介质环11的轴方向伸展的趋势。若电缆发生松动，连接管5与保护层6之间的间隙量变大，各个第二感应阵元14均会受到松动的影响，则介质环11的突起部11a会带动各个第二感应阵元14沿介质环11的轴方向伸展，从而使第二感应阵元14的端部向外侧弯折的角度变小，而当第二感应阵元14的端部向外侧弯折的角度变小时，第二感应阵元14的谐振频率也会变小。因此，基于第二感应阵元14的谐振频率可以确定对应的变形量，基于变形量可以确定对应的间隙量。在本实施例中，第二感应阵元14的变形量是指第二感应阵元14的端部向外侧弯折的角度θ。当线芯裸露段出现裂纹时，由于裂纹大多沿线芯裸露段的周方向延伸且首尾不相接，基于本实施例中第二感应阵元14是沿介质环的周方向均匀分布的分布特性，仅有部分第二感应阵元14受到裂纹的影响。因此，基于本实施例提供的传感器中第二感应阵元的结构特性，松动情况和裂纹情况会对介质环11中的第二感应阵元14的造成不同的影响，使得实施例一、二中的电缆接头监测方法中，在分类谐振频率数据时，可以将第二感应阵元14发送的谐振频率数据划分为位移类数据和位移及裂纹类数据，并且基于松动和裂纹对介质环11上的第二感应阵元14造成的不同影响，实现对位移及裂纹类数据进行第二次校正。

可以理解的是，第一感应阵元13用于测量电缆接头处的温度，在本实施例中，第一感应阵元13可以采用贴片天线构成，贴片天线的原理为常用的现有技术，此处不再赘述。第二感应阵元14用于测量电缆接头处的实际间隙量和裂纹深度值，在本实施例中，第二感应阵元14可以采用贴片天线构成，贴片天线的原理为常用的现有技术，此处不再赘述。

在本实施例中，第一感应阵元13的谐振频率数据可以反馈出电缆接头处的温度，第二感应阵元14的谐振频率数据可以反馈出电缆接头处的松动状态和裂纹状态。因此，通过采用本实施提供的传感器对电缆接头处的状态数据进行采集，可以实现同时针对电缆接头处的温度、松动、裂纹状态进行监测，能够更为全面地监测电缆接头处。

进一步地，在一个示例中，信号延迟结构16包括信号延迟线16a；

各个第二感应阵元14、第一感应阵元13分别通过信号延迟线16a与信号收发阵元12并联；

相邻位置的感应阵元对应的信号延迟线16a的长度差满足以下关系：

ΔL≥ξc

其中，ΔL为长度差，ξ为所述外部设备的时域分辨率，c为光速。

需要说明的是，相邻位置的感应阵元包括第一感应阵元13和第二感应阵元14。如图3-5所示，信号延迟结构16包括信号延迟线16a，信号延迟线16a包括主线和副线，信号收发阵元12设于主线上，第一感应阵元13、各个第二感应阵元14分别与各条副线逐一电连接。

为了实现第一感应阵元13、各个第二感应阵元14各自所对应的延时量均不同，相邻位置的感应阵元对应的信号延迟线16a的长度差ΔL需满足一下关系：

ΔL≥ξc

式中，ξ为外部设备的时域分辨率，c为光速。

进一步地，请参阅图9，在另一个示例中，信号延迟结构16还包括：信号延迟模块18；信号延迟模块18的第一端和第二端均接入信号延迟线16a中；

信号延迟模块18包括：电容L、第一电感C1、第二电感C2；

第一电感C1的第一端、第二电感C2的第一端均与电容L的第一端连接；

电容L的第二端接地；

第一电感C1的第二端为信号延迟模块18的第一端；

第二电感C2的第二端为信号延迟模块18的第二端。

需要说明的是，第一电感C1与第二电感C2耦合连接。

需要说明的是，介质环11的尺寸与电缆的尺寸相对应，当监测的电缆接头较小时，介质环11内部无法容纳符合前述长度差要求的的信号延迟线16a，难以实现第一感应阵元13、各个第二感应阵元14具有不同的延时量，因此为了解决这个问题，本实施例通过增加信号延迟模块18，节约了部分信号延迟线16a，在介质环尺寸较小的情况下，确保了第一感应阵元13、各个第二感应阵元14能够具有不同的延时量。

可以理解的是，信号延迟模块18的数量可以是多个。

具体地，信号延迟线16a包括主线和副线，主线上依次设有m个信号延迟模块18，相邻的信号延迟模块18之间的主线上均连接有一条副线，第一感应阵元13、各个第二感应阵元14分别与各条副线逐一电连接，如图9所示，假设各个信号延迟模块18的延时量均为n皮秒，则第一感应阵元13所对应的延时量为n皮秒，又且，以第一感应阵元13为起点将各个第二感应阵元14依次排序，则第k个第二感应阵元14所对应的延时量为（k+1）×n皮秒。

进一步地，信号收发阵元12内设有芯片17，所述芯片17用于存储传感器的ID。

需要说明的是，若存在有多个待监测的电缆接头，各个电缆接头上分别连接有本实施例的传感器，各个传感器分别感应各自所对应的电缆接头，这样，外部设备会得到多个电缆接头监测点的状态信息，在此情况下，外部的设备可通过不同的传感器ID来辨别各个传感器，从而确定与传感器ID相对应的电缆接头信息。

本实施例提供的一种传感器，用于监测电缆接头。传感器的介质环套接于电缆的连接管和保护层之间，并与电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段导热连接，介质环内设有第一感应阵元13、若干第二感应阵元14、信号收发阵元12；第一感应阵元13、信号收发阵元12的内侧分别设有接地片；若干第二感应阵元14沿介质环的周方向均布，以及时采集线芯裸露段的状态信息。各个第二感应阵元14、第一感应阵元13分别通过信号延迟结构16与信号收发阵元12并联连接；信号收发阵元12与外部设备连接，以便及时将线芯裸露段的状态信息发送至外部设备进行数据处理。

请参阅图10，图10为本发明实施例四提供的一种数据处理终端的结构示意图，包括处理器402以及存储器401；

所述存储器401用于存储程序指令，并将所述程序指令传输给所述处理器402；

所述程序指令用于执行如本发明实施例一或实施例二所述的方法。

请参阅图11，图11为本发明实施例五提供的一种电缆接头监测系统结构图。

本发明提供的一种电缆接头监测系统，包括：

阅读器2、信号处理器3、数据处理终端4和如实施例三所述的传感器1；

阅读器2，与传感器1通信连接，用于向传感器1发送激励电信号，并用于接收传感器1反馈的响应电信号；

信号处理器3，与阅读器2通信连接，用于接收阅读器2传输的响应电信号，并对响应电信号进行信号处理得到第一感应阵元和第二感应阵元的谐振频率数据；

数据处理终端4，与信号处理器3通信连接，用于接收信号处理器3传输的谐振频率数据，并用于根据如实施例一或实施例二所述的电缆接头监测方法对谐振频率数据进行数据处理，得到电缆接头的运行状态。

需要说明的是，本发明实施例五提供了一种电缆接头监测系统，以减少对数据处理终端4的运算资源占用。电缆接头的运行状态包括过热状态、裂纹状态、松动状态。

其中，数据处理终端4通过信号处理器3、阅读器2与传感器1通信连接。阅读器2向传感器1发送激励电信号，并用于接收传感器1反馈的响应电信号，信号处理器3接收阅读器2传输的响应电信号，并对响应电信号进行信号处理得到第一感应阵元和第二感应阵元的谐振频率数据，数据处理终端4根据实施例一或实施例二所述的方法，依次对接收到的谐振频率数据进行分类、校正等操作，以获知线芯裸露段的状态，如是否产生裂纹、是否松动、是否过热。其中，激励电信号为扫频电信号。

可以理解的是，在本实施例中，通过增加阅读器2和信号处理器3分担了数据处理终端4的数据预处理部分的功能，使得数据处理终端4可以将运算资源更多地用于分析和监控电缆接头状态。

进一步地，本实施例中，信号处理器3包括矢量网络分析仪；

所述矢量网络分析仪用于根据时域分析法将响应电信号中的频域电信号转换为时域电信号，对得到的时域电信号添加窗函数，以截取所需的时域电信号，对截取的时域电信号进行傅立叶转换，并结合第一感应阵元、各个第二感应阵元的延时量，分析得到第一感应阵元、各个第二感应阵元的实际谐振频率数据。

进一步地，本实施例中，数据处理终端4可以是计算机和/或手机。

本实施例提供的电缆接头监测系统实现了对电缆接头处的远程监测。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序指令的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种电缆接头监测方法，其特征在于，应用于数据处理终端，所述数据处理终端与传感器通信连接，所述传感器用于监测电缆接头，所述传感器安装于电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段；所述传感器包括介质环，所述介质环内设有第一感应阵元、第二感应阵元、信号收发阵元，所述方法包括：

当接收到所述传感器通过所述信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将所述谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据；

根据所述第一感应阵元的谐振频率与所述介质环温度值的关联关系确定所述温度类数据对应的实际温度值；

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述介质环温度值的关联关系以及所述实际温度值，对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正；

根据经过所述第一次校正的位移类数据确定所述连接管和保护层之间的实际间隙量；

根据所述实际间隙量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正；

根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据经过所述第一次校正的位移类数据确定所述连接管和保护层之间的实际间隙量，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述第二感应阵元的变形量的关联关系，确定经过所述第一次校正的位移类数据对应的所述第二感应阵元的实际变形量；所述第二感应阵元的变形量为所述第二感应阵元的端部向外弯折的角度；

根据所述第二感应阵元的变形量与所述连接管和保护层之间的间隙量的关联关系，确定所述实际变形量对应的实际间隙量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与所述线芯裸露段的裂纹值的关联关系，确定所述经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据对应的所述线芯裸露段的实际裂纹深度值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际间隙量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正，包括：

根据所述实际间隙量对应的谐振频率和所述第二感应阵元的初始谐振频率计算所述第二感应阵元的第二谐振频率偏移量；

根据所述第二谐振频率偏移量对经过所述第一次校正的位移及裂纹类数据进行第二次校正。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系以及所述实际温度值，对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正，包括：

根据所述第二感应阵元的谐振频率与介质环温度值的关联关系确定所述实际温度值对应的谐振频率；

根据所述实际温度值对应的谐振频率和所述第二感应阵元的初始谐振频率计算所述第二感应阵元的第一谐振频率偏移量；

根据所述第一谐振频率偏移量对所述位移类数据和所述位移及裂纹类数据进行第一次校正。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到所述传感器通过所述信号收发阵元发送的谐振频率数据时，将所述谐振频率数据分类为温度类数据、位移类数据、位移及裂纹类数据，包括：

在所述谐振频率数据中，将所述第一感应阵元对应的谐振频率数据划分为温度类数据；

将所述谐振频率数据中除温度类数据以外的谐振频率数据划分为混合类数据；

在所述混合类数据中，将满足预设条件的第二感应阵元对应的谐振频率数据划分为位移类数据；

将所述混合类数据中除位移类数据之外的谐振频率数据划分为位移及裂纹类数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据经过所述第二次校正的位移及裂纹类数据，确定所述线芯裸露段的裂纹状态还包括：

当判定所述线芯裸露段出现裂纹时，从所述第二感应阵元中筛选出第三感应阵元，所述第三感应阵元为发送位移及裂纹类数据的感应阵元；

根据所述第三感应阵元在所述线芯裸露段上覆盖的区域，确定所述线芯裸露段的裂纹长度值和裂纹位置。

8.一种传感器，其特征在于，用于监测电缆接头，包括：介质环；

所述介质环套接于电缆的连接管和保护层之间，并与所述电缆的连接管和保护层之间的线芯裸露段导热连接；所述介质环的端部分别抵紧所述电缆的连接管和保护层；

所述介质环内设有第一感应阵元、若干第二感应阵元、信号收发阵元；

所述第一感应阵元、所述信号收发阵元的内侧分别设有接地片；

若干所述第二感应阵元沿所述介质环的周方向均布；

各个所述第二感应阵元、所述第一感应阵元分别通过信号延迟结构与所述信号收发阵元连接；

所述信号收发阵元与外部设备连接。

9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，所述介质环的端部形成突起部，所述突起部分别抵紧所述电缆的连接管和保护层；

所述第二感应阵元呈长条状并沿所述介质环的轴方向延伸至所述突起部；

所述突起部和所述第二感应阵元向外侧弯折。

10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述信号延迟结构包括信号延迟线；

各个所述第二感应阵元、所述第一感应阵元分别通过相应的信号延迟线与所述信号收发阵元连接；

相邻位置的感应阵元对应的信号延迟线的长度差满足以下关系：

ΔL≥ξc

其中，ΔL为长度差，ξ为所述外部设备的时域分辨率，c为光速。

11.根据权利要求10所述的传感器，其特征在于，所述信号延迟结构还包括：信号延迟模块；

所述信号延迟模块的第一端和第二端均接入所述信号延迟线中；

其中，所述信号延迟模块包括：

电容、第一电感、第二电感；

所述第一电感的第一端、所述第二电感的第一端均与所述电容的第一端连接；

所述电容的第二端接地；

所述第一电感的第二端为所述信号延迟模块的第一端；

所述第二电感的第二端为所述信号延迟模块的第二端。

12.根据权利要求10或11所述的传感器，其特征在于，所述信号收发阵元并联有芯片，所述芯片用于存储所述传感器的ID。

13.一种数据处理终端，其特征在于，包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序指令，并将所述程序指令传输给所述处理器；

所述程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

14.一种电缆接头监测系统，其特征在于，所述系统包括：阅读器、信号处理器、数据处理终端和如权利要求12所述的传感器；

所述阅读器，与所述传感器通信连接，用于向所述传感器发送激励电信号，并用于接收所述传感器反馈的响应电信号；

所述信号处理器，与所述阅读器通信连接，用于接收所述阅读器传输的响应电信号，并对所述响应电信号进行信号处理得到第一感应阵元和第二感应阵元的谐振频率数据；

所述数据处理终端，与所述信号处理器通信连接，用于接收所述信号处理器传输的谐振频率数据，并用于根据如权利要求1-7任一项所述的方法对所述谐振频率数据进行数据处理，得到电缆接头的运行状态。

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