CN115585955B - 一种高压电缆牵引头气密性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压电缆牵引头气密性试验装置，包括机架、第一流量调节阀、气缸、气动三联件、第二流量调节阀、密封胶板、检测模组以及PLC控制器，第一流量调节阀控制气体通过导气管进出气缸，气缸控制活塞伸缩，从而压紧并固定牵引头位置，密封胶板承置不同规格的牵引头，有效平衡预紧力并防止牵引头受损，第二流量调节阀通过导气管与牵引头底端密封胶板的通孔相连，以向牵引头内部导入气体，气动三联件实时显示牵引头内部的气压参数，检测模组检测形状参数和空气流量，PLC控制器根据试验要求控制试验过程中的参数以达成试验目的。本发明能够快速有效地对电缆牵引头气密性进行试验，极大的提升检测牵引头气密性的效率和准确性。

Description

一种高压电缆牵引头气密性试验装置

技术领域

本发明涉及电缆设备技术领域，尤其涉及一种高压电缆牵引头气密性试验装置。

背景技术

在高压交联电缆制造过程中，为保护电缆两端在存储和运输中不浸水或不受空气中的水汽进入，避免敷设使用通电时因电缆受潮导致击穿事故，都会采取封头、焊接等方式。由于牵引头是电缆上的端盖，是电缆的一个主要承压部件，起密封作用，因此在焊接安装前必须检查其气密性。传统的检测方法一般仅依靠检测人员做一些简单的肉眼观察进行判断，存在一定的局限性。

中国专利公开号：CN210693268U公开了一种密封式的电缆牵引头结构，其公开的技术方案中提供了一种密封式的电缆牵引头结构，包括螺纹套，螺纹筒，连接头，锥顶，密封套，卡扣，密封圈，密封头和电缆孔；所述连接头一次浇筑成型于螺纹套的上端，且螺纹筒通过自带的外螺纹连接于螺纹套的内螺纹上；所述卡扣通过螺钉连接于密封套的开缝两侧，且密封套的下端开有电缆孔；所述密封圈安装于螺纹套与螺纹筒的中间接缝处，且锥顶安装在螺纹筒的内部底端锥形孔上；所述密封头通过胶合连接于密封套的下端，密封套从侧面展开，将牵引头包裹，扣紧卡扣，方便安装，可以看出，比现有的牵引头增强了密封性，密封套方便安装，底部结构可降低水顺着电缆线进入牵引头内部的几率，减少进水导致的内部生锈，螺纹部分失效或牵引头整体强度降低的情况。

由于牵引头是电缆上的端盖，起密封作用，因此在焊接安装前必须检查牵引头气密性。传统的检测方法一般仅依靠检测人员做一些简单的肉眼观察进行判断，存在一定的局限性。

发明内容

为此，本发明提供一种高压电缆牵引头气密性试验装置，用以克服现有技术中检查牵引头气密性效率低和准确性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种高压电缆牵引头气密性试验装置，包括：

机架；

第一流量调节阀，设置在所述机架一侧且与空气压缩机相连，用以在空气压缩机经导气管向所述气缸内导入气体时控制空气流量；

气缸，设置在所述机架顶端，与所述第一流量调节阀通过导气管相连，用以通过活塞的伸缩以压紧并固定牵引头；

承托面，设置在所述机架中部，用以放置牵引头；

密封胶板，其中心处开设有通孔，设置在所述承托面上，用以平衡预紧力并对密封牵引头；

第二流量调节阀，设置在所述机架一侧，其两端分别与空气压缩机和密封胶板的通孔相连，用以在空气压缩机向牵引头内部输送气体时控制空气流量；

气动三联件，设置在所述第二流量调节阀和所述密封胶板的通孔之间，用以实时显示牵引头内部的气压参数；

浇覆装置，设置在所述机架顶端且靠近所述牵引头，用以以所述活塞轴心为旋转轴向牵引头浇覆肥皂水；

检测模组，包括若干传感器，用以检测牵引头的形状参数，所述形状参数包括最大直径D、高度h、厚度A和重量M，以及检测所述活塞对牵引头的压力，以及检测通过所述第一流量调节阀和第二流量调节阀的空气流量；

PLC控制器，其分别与所述第一流量调节阀、第二流量调节阀、气动三联件、浇覆装置以及检测模组相连，所述PLC控制器用以根据所述检测模组上传的形状参数计算参量R，根据参量R确定对牵引头施加的压力和向牵引头内部导入的空气流量，通过所述气动三联件显示的气压参数对牵引头的气密性进行判断，并在初步判定牵引头气密性良好时调节向牵引头内部导入的空气流量，并在调节所述空气流量后对所述气动三联件显示的气压参数进行周期性记录，根据记录数据进一步判定牵引头的气密性，并在判定牵引头漏气时控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点，当气泡出现在牵引头底部时，PLC控制器根据单位时间内气泡的尺寸变化量将所述活塞对牵引头施加的压力进行调节，并在完成调节后重新对牵引头浇覆肥皂水以判定牵引头的气密性。

进一步地，所述检测模组包括：

压力传感器，设置在所述活塞的接触面上，用以检测活塞对牵引头施加的压力；

重力传感器，设置在所述承托面上，用以检测牵引头的重力；

视觉检测器，设置在所述机架内侧壁，用以检测牵引头的最大直径、高度和厚度；

空气流量传感器，其数量为两个，分别设置在所述第一流量调节阀远离空气压缩机的一端，以及设置在所述第二流量调节阀远离空气压缩机的一端，用以检测空气流量。

进一步地，所述视觉检测器检测牵引头的最大直径D、高度h和厚度A，所述重力传感器检测牵引头的重量M，所述PLC控制器通过以下公式计算参量R，

其中，D0为预设标准直径，h0为预设标准高度，A0为预设标准厚度，M0为预设标准重量；

所述PLC控制器根据参量R调节所述活塞对牵引头施加的压力F和向牵引头内部导入的空气流量Q，所述PLC控制器中设有第一对比参量R1和第二对比参量R2，R1＜R2，PLC控制器将R分别与R1、R2进行比对，

当R＜R1时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0×β1，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β1；

当R1≤R＜R2时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0；

当R≥R2时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0×β2，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β2；

其中，F0为预设压力，Q0为预设空气流量，β1、β2为调节系数，0.8＜β1＜1＜β2＜1.2。

进一步地，所述PLC控制器中设有牵引头内部预设气压范围(P01，P02)，所述PLC控制器获取所述气动三联件显示的气压参数P，将气压参数P分别与P01、P02对比以判断牵引头的气密性，

当P＜P01时，所述PLC控制器判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点；

当P01≤P＜P02时，所述PLC控制器初步判定牵引头气密性良好，控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至2/3Q；

当P≥P02时，所述PLC控制器判定牵引头气密性良好，计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，设定σ＝P-P02。

进一步地，所述PLC控制器设有第一预设压力差值σ1、第二预设压力差值σ2、第一预设空气流量修正系数e1以及第二预设空气流量修正系数e2，其中，σ1＜σ2，0.1＜e1＜e2＜0.3，当P≥P02时，所述PLC控制器计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，

当σ≤σ1时，所述PLC控制器判定无需对预设空气流量Q0进行修正；

当σ1＜σ≤σ2时，所述PLC控制器使用e1将预设空气流量Q0修正至对应值；

当σ2＜σ时，所述PLC控制器使用e2将预设空气流量Q0修正至对应值；

当所述PLC控制器通过第s预设空气流量修正系数es将预设空气流量Q0调节至对应值时，设定s＝1，2，PLC控制器将调节后的预设空气流量记为Q1，设定Q1＝Q0×(1-es)。

进一步地，所述PLC控制器中设有气压差值对比参量ΔP0，当P01≤P＜P02时，PLC控制器控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至2/3Q，以预设时间段t为周期，对所述气动三联件显示的气压参数进行周期性记录，当完成预设时间的记录后，PLC控制器计算第i周期气压参数P2与第i-1周期气压参数P1的差值ΔPi，设定ΔPi＝P2-P1，PLC控制器将ΔPi与ΔP0对比以进一步判定牵引头的气密性，

当ΔPi＜0时，所述PLC控制器判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点；

当ΔPi＞0时，所述PLC控制器控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至1/2Q，同时对所述气动三联件的气压参数进行周期性记录，若存在气压参数降低，则判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点，若气压参数保持不变或气压参数升高，则判定牵引头气密性良好。

进一步地，所述PLC控制器控制所述浇覆装置对牵引头自上而下浇覆，在完成预设体积的肥皂水浇覆后，所述视觉检测装置检测牵引头表面肥皂水浇覆面积占比B，PLC控制器根据肥皂水浇覆面积占比B判定是否需要重新进行浇覆，

当B＝100％时，所述PLC控制器判定无需重新进行浇覆；

当B＜100％时，所述PLC控制器判定需重新进行浇覆。

进一步地，肥皂水浇覆完成后，所述视觉检测器检测牵引头表面是否存在气泡，若不存在气泡，则判定牵引头气密性良好，若存在气泡，则对气泡出现的位置进行识别，

若气泡出现在牵引头侧壁，所述PLC控制器判定牵引头漏气；

若气泡出现在牵引头底部，所述PLC控制器将所述活塞对牵引头施加的压力进行调节。

进一步地，所述PLC控制器设有第一预设尺寸L1、第二预设尺寸L2、第一压力调节系数α1、第二压力调节系数α2以及第三压力调节系数α3，其中，L1＜L2，0.2＜α1＜α2＜α3＜0.4，

当气泡出现在牵引头底部时，所述视觉检测器检测单位时间内气泡的尺寸变化量L，所述PLC控制器分别将尺寸变化量L与L1、L2进行比对，

当L≤L1时，所述PLC控制器使用α1将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当L1＜L≤L2时，所述PLC控制器使用α2将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当L2＜L时，所述PLC控制器使用α3将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当所述PLC控制器通过第n压力调节系数αn将所述活塞对牵引头施加的压力F调节至对应值时，设定n＝1，2，3，将调节后的活塞对牵引头的压力记为F＇，设定F＇＝F×(1+αL)。

进一步地，当完成对牵引头施加的压力的调节时，所述PLC控制器控制所述浇覆装置重新对牵引头浇覆肥皂水，

若气泡出现在牵引头侧壁，所述PLC控制器判定牵引头漏气；

若气泡出现在牵引头底部，所述PLC控制器判定所述密封胶板老化，需更换密封胶板；

若无气泡，所述PLC控制器判定牵引头气密性良好。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述高压电缆牵引头气密性试验装置，包括机架、第一流量调节阀、气缸、气动三联件、第二流量调节阀、密封胶板、检测模组以及PLC控制器，第一流量调节阀控制气体通过导气管进出气缸，气缸控制活塞伸缩，从而压紧并固定牵引头位置，密封胶板承置不同规格的牵引头，有效平衡预紧力并防止牵引头受损，第二流量调节阀通过导气管与牵引头底端密封胶板相连，以向牵引头内部导入气体，气动三联件实时显示牵引头内部的气压参数，检测模组检测形状参数和空气流量，PLC控制器根据试验要求控制试验过程中的参数以达成试验目的。本发明不仅操作简单便捷，而且试验现象易于观察判断，能够快速有效地对电缆牵引头气密性进行试验，极大的提升检测牵引头气密性的效率和准确性。

进一步地，本发明通过设置检测模组，用于检测牵引头的形状参数，以及检测所述活塞对牵引头的压力，以及通过所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的空气流量，PLC控制器通过形状参数计算参量R，根据参量R确定对牵引头施加的压力和向牵引头内部导入的空气流量，通过确定对牵引头施加的压力，一方面避免了对牵引头预应力过大造成的损伤，同时避免了对牵引头预应力过小造成的与密封胶板密封不到位的现象；另一方面，通过检测空气流量控制牵引头内部气压的变化，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头气密性的效率和准确性。

进一步地，本发明PLC控制器通过所述气动三联件显示的气压参数对牵引头的气密性进行判断，并在初步判定牵引头气密性良好时调节向牵引头内部导入的空气流量，并在调节所述空气流量后对所述气动三联件显示的气压参数进行周期性记录，根据记录数据进一步判定牵引头的气密性，通过上述技术方案，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头气密性的效率和准确性。

进一步地，本发明PLC控制器在判定牵引头漏气时控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点，当气泡出现在牵引头底部时，PLC控制器根据单位时间内气泡的尺寸变化量将活塞对牵引头施加的压力进行调节，并在完成调节后重新对牵引头浇覆肥皂水以判定牵引头的气密性，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头气密性的效率和准确性。

附图说明

图1为本发明实施例高压电缆牵引头气密性试验装置的主视结构示意图；

图2为本发明实施例高压电缆牵引头气密性试验装置的右视结构示意图；

图中：1机架、2第一流量调节阀、3牵引头、4气缸、5气动三联件、6第二流量调节阀、7球阀、8密封胶板、9承托面、10浇覆装置、11活塞、12通孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，其中，图1为本发明实施例高压电缆牵引头气密性试验装置的主视结构示意图，图2为本发明实施例高压电缆牵引头气密性试验装置的右视结构示意图，本发明高压电缆牵引头气密性试验装置，包括：

机架1；

第一流量调节阀2，设置在机架1一侧且与空气压缩机(图中未画出)相连，用以在空气压缩机经导气管向气缸4内导入气体时控制空气流量；

气缸4，设置在机架1顶端，与第一流量调节阀2通过导气管相连，用以通过活塞11的伸缩以压紧并固定牵引头3；

承托面9，设置在机架1中部，用以放置牵引头3；

密封胶板8，其中心处开设有通孔12，设置在承托面9上，用以平衡预紧力并对密封牵引头3；

第二流量调节阀6，设置在机架1一侧，其两端分别与空气压缩机和密封胶板8的通孔12相连，用以在空气压缩机向牵引头3内部输送气体时控制空气流量；

气动三联件5，设置在第二流量调节阀6和密封胶板8的通孔12之间，用以实时显示牵引头3内部的气压参数；

浇覆装置10，设置在机架1顶端且靠近牵引头3，用以以活塞11轴心为旋转轴向牵引头3浇覆肥皂水；

浇覆装置10包括储液盒(图中未画出)和浇覆导管(图中未画出)，储液盒用以储存肥皂水，浇覆导管用以向牵引头3浇覆肥皂水；

检测模组(图中未画出)，包括若干传感器，用以检测牵引头3的形状参数，形状参数包括最大直径D、高度h、厚度A和重量M，以及检测活塞11对牵引头3的压力，以及检测通过第一流量调节阀2和第二流量调节阀6的空气流量；

球阀7，设置在机架1一侧，通过导气管与密封胶板8的通孔12相连，用以在试验结束后释放气体；

PLC控制器(图中未画出)，其分别与第一流量调节阀2、第二流量调节阀6、气动三联件5、浇覆装置10以及检测模组相连，PLC控制器用以根据检测模组上传的形状参数计算参量R，根据参量R确定对牵引头3施加的压力和向牵引头3内部导入的空气流量，通过气动三联件5显示的气压参数对牵引头3的气密性进行判断，并在初步判定牵引头3气密性良好时调节向牵引头3内部导入的空气流量，并在调节空气流量后对气动三联件5显示的气压参数进行周期性记录，根据记录数据进一步判定牵引头3的气密性，并在判定牵引头3漏气时控制浇覆装置10对牵引头3浇覆肥皂水以确定漏气点，当气泡出现在牵引头3底部时，PLC控制器根据单位时间内气泡的尺寸变化量将活塞11对牵引头3施加的压力进行调节，并在完成调节后重新对牵引头3浇覆肥皂水以判定牵引头3的气密性。

具体而言，检测模组包括：

压力传感器，设置在活塞11的接触面上，用以检测活塞11对牵引头3施加的压力；

重力传感器，设置在承托面9上，用以检测牵引头3的重力；

视觉检测器，设置在机架1内侧壁，用以检测牵引头3的最大直径、高度和厚度；

空气流量传感器，其数量为两个，分别设置在第一流量调节阀远离空气压缩机的一端，以及设置在第二流量调节阀远离空气压缩机的一端，用以检测空气流量。

本发明高压电缆牵引头3气密性试验装置，包括机架1、第一流量调节阀2、气缸4、气动三联件5、第二流量调节阀6、密封胶板8、检测模组以及PLC控制器，第一流量调节阀2控制气体通过导气管进出气缸4，气缸4控制活塞11伸缩，从而压紧并固定牵引头3位置，密封胶板8承置不同规格的牵引头3，有效平衡预紧力并防止牵引头3受损，第二流量调节阀6通过导气管与牵引头3底端密封胶板8相连，以向牵引头3内部导入气体，气动三联件5实时显示牵引头3内部的气压参数，检测模组检测形状参数和空气流量，PLC控制器根据试验要求控制试验过程中的参数以达成试验目的。本发明不仅操作简单便捷，而且试验现象易于观察判断，能够快速有效地对电缆牵引头3气密性进行试验，极大的提升检测牵引头3气密性的效率和准确性。

具体而言，视觉检测器检测牵引头3的最大直径D、高度h和厚度A，重力传感器检测牵引头的重量M，PLC控制器通过以下公式计算参量R，

其中，D0为预设标准直径，h0为预设标准高度，A0为预设标准厚度，M0为预设标准重量；

PLC控制器根据参量R调节活塞11对牵引头3施加的压力F和向牵引头3内部导入的空气流量Q，PLC控制器中设有第一对比参量R1和第二对比参量R2，R1＜R2，PLC控制器将R分别与R1、R2进行比对，

当R＜R1时，PLC控制器将压力调节至F＝F0×β1，将向牵引头3内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β1；

当R1≤R＜R2时，PLC控制器将压力调节至F＝F0，将向牵引头3内部导入的空气流量调节至Q＝Q0；

当R≥R2时，PLC控制器将压力调节至F＝F0×β2，将向牵引头3内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β2；

其中，F0为预设压力，Q0为预设空气流量，β1、β2为调节系数，0.8＜β1＜1＜β2＜1.2。

具体而言，PLC控制器通过调节第二流量调节阀6控制向牵引头3内部导入的空气流量。PLC控制器通过调节第一流量调节阀2和第二流量调节阀6以控制空气流量进而实现控制压力和牵引头3内部气压的目的。

本发明通过设置检测模组，用于检测牵引头3的形状参数，以及检测活塞11对牵引头3的压力，以及检测通过第一流量调节阀2和第二流量调节阀6的空气流量，PLC控制器通过形状参数计算参量R，根据参量R确定对牵引头3施加的压力和向牵引头3内部导入的空气流量，通过确定对牵引头3施加的压力，一方面避免了对牵引头3预应力过大造成的损伤，同时避免了对牵引头3预应力过小造成的与密封胶板8密封不到位的现象；另一方面，通过检测空气流量控制牵引头3内部气压的变化，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头3气密性的效率和准确性。

具体而言，PLC控制器中设有牵引头3内部预设气压范围(P01，P02)，PLC控制器获取气动三联件5显示的气压参数P，将气压参数P分别与P01、P02对比以判断牵引头3的气密性，

当P＜P01时，PLC控制器判定牵引头3漏气，控制浇覆装置10对牵引头3浇覆肥皂水以确定漏气点；

当P01≤P＜P02时，PLC控制器初步判定牵引头3气密性良好，控制第二流量调节阀6以使空气流量减小至2/3Q；

当P≥P02时，PLC控制器判定牵引头3气密性良好，计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，设定σ＝P-P02。

具体而言，PLC控制器设有第一预设压力差值σ1、第二预设压力差值σ2、第一预设空气流量修正系数e1以及第二预设空气流量修正系数e2，其中，σ1＜σ2，0.1＜e1＜e2＜0.3，当P≥P02时，PLC控制器计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，

当σ≤σ1时，PLC控制器判定无需对预设空气流量Q0进行修正；

当σ1＜σ≤σ2时，PLC控制器使用e1将预设空气流量Q0修正至对应值；

当σ2＜σ时，PLC控制器使用e2将预设空气流量Q0修正至对应值；

当PLC控制器通过第s预设空气流量修正系数es将预设空气流量Q0调节至对应值时，设定s＝1，2，PLC控制器将调节后的预设空气流量记为Q1，设定Q1＝Q0×(1-es)。

本发明PLC控制器通过气动三联件5显示的气压参数对牵引头3的气密性进行判断，并在初步判定牵引头3气密性良好时调节向牵引头3内部导入的空气流量，并在调节空气流量后对气动三联件5显示的气压参数进行周期性记录，根据记录数据进一步判定牵引头3的气密性，通过上述技术方案，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头3气密性的效率和准确性。

具体而言，PLC控制器中设有气压差值对比参量ΔP0，当P01≤P＜P02时，PLC控制器控制第二流量调节阀6以使空气流量减小至2/3Q，以预设时间段t为周期，对气动三联件5的气压参数进行周期性记录，当完成预设时间的记录后，PLC控制器计算第i周期气压参数P2与第i-1周期气压参数P1的差值ΔPi，设定ΔPi＝P2-P1，PLC控制器将ΔPi与ΔP0对比以进一步判定牵引头3的气密性，

当ΔPi＜0时，PLC控制器判定牵引头3漏气，控制浇覆装置10对牵引头3浇覆肥皂水以确定漏气点；

当ΔPi＞0时，PLC控制器控制第二流量调节阀6以使空气流量减小至1/2Q，同时对气动三联件5的气压参数进行周期性记录，若存在气压参数降低，则判定牵引头3漏气，控制浇覆装置10对牵引头3浇覆肥皂水以确定漏气点，若气压参数保持不变或气压参数升高，则判定牵引头3气密性良好。

具体而言，PLC控制器控制浇覆装置10对牵引头3自上而下浇覆，在完成预设体积的肥皂水浇覆后，视觉检测装置检测牵引头3表面肥皂水的浇覆面积占比B，PLC控制器根据肥皂水浇覆面积占比B判定是否需要重新进行浇覆，

当B＝100％时，PLC控制器判定无需重新进行浇覆；

当B＜100％时，PLC控制器判定需重新进行浇覆。

PLC控制器在确定肥皂水体积时，视觉检测装置检测牵引头3的最大直径D和高度h，以此为基准计算表面积S，设定S＝ПD×h，PLC控制器中设有第一对比面积S1、第二对比面积S2、第一预设肥皂水体积V1、第二预设肥皂水体积V2以及第三预设肥皂水体积V3，其中，S1＜S2，V1＜V2＜V3，PLC控制器根据计算的表面积S确定浇覆肥皂水的体积，

当S≤S1时，PLC控制器将浇覆肥皂水的体积设置为V1；

当S1＜S≤S2时，PLC控制器将浇覆肥皂水的体积设置为V2；

当S＞S2时，PLC控制器将浇覆肥皂水的体积设置为V3；

在进行重新浇覆时，选择V1体积的肥皂水进行浇覆。

具体而言，肥皂水浇覆完成后，视觉检测器检测牵引头3表面是否存在气泡，若不存在气泡，则判定牵引头3气密性良好，若存在气泡，则对气泡出现的位置进行识别，

若气泡出现在牵引头3侧壁，PLC控制器判定牵引头3漏气；

若气泡出现在牵引头3底部，PLC控制器将活塞11对牵引头3施加的压力进行调节。

具体而言，PLC控制器通过控制气缸4的进气流量以调节活塞11对牵引头3的压力。

具体而言，PLC控制器设有第一预设尺寸L1、第二预设尺寸L2、第一压力调节系数α1、第二压力调节系数α2以及第三压力调节系数α3，其中，L1＜L2，0.2＜α1＜α2＜α3＜0.4，

当气泡出现在牵引头3底部时，视觉检测器检测单位时间内气泡的尺寸变化量L，PLC控制器将尺寸变化量L分别与L1、L2进行比对，

当L≤L1时，PLC控制器使用α1将活塞11对牵引头3的压力F调节至对应值；

当L1＜L≤L2时，PLC控制器使用α2将活塞11对牵引头3的压力F调节至对应值；

当L2＜L时，PLC控制器使用α3将活塞11对牵引头3的压力F调节至对应值；

当PLC控制器通过第n压力调节系数αn将活塞11对牵引头3的压力F调节至对应值时，设定n＝1，2，3，将调节后的活塞11对牵引头3的压力记为F＇，设定F＇＝F×(1+αL)。

由于当出气量小时，气泡变化速度慢；当出气量大时，气泡变化速度快，通过单位时间内气泡的尺寸变化量对压力F进行调节是可行的。

具体而言，当完成对牵引头3施加的压力的调节时，PLC控制器控制浇覆装置10重新对牵引头3浇覆肥皂水，

若气泡出现在牵引头3侧壁，PLC控制器判定牵引头3漏气；

若气泡出现在牵引头3底部，PLC控制器判定密封胶板8老化，需更换密封胶板8；

若无气泡，PLC控制器判定牵引头3气密性良好。

本发明PLC控制器在判定牵引头3漏气时控制浇覆装置10对牵引头3浇覆肥皂水以确定漏气点，当气泡出现在牵引头3底部时，PLC控制器根据单位时间内气泡的尺寸变化量将活塞11对牵引头3施加的压力进行调节，并在完成调节后重新对牵引头3浇覆肥皂水以判定牵引头3的气密性，避免了对微小漏气点漏检的情况发生，进一步提高了检测牵引头3气密性的效率和准确性。

本发明装置的工作过程为：

整个试验装置均用导气管进行联通，并在第一流量调节阀2处通过导气管连接一台空气压缩机。首先，将电缆牵引头3放在承托面9上，视觉检测器获取牵引头3的形状参数，PLC控制器根据形状参数计算参量R，同时根据参量R确定活塞11对牵引头3施加的压力F和向牵引头3内部导入的空气流量Q；

具体而言，PLC控制器通过调节第一流量调节阀2控制向气缸4中导入的空气流量，进而控制活塞11对牵引头3施加的压力F；PLC控制器通过调节第二流量调节阀6控制向牵引头3内部导入的空气流量，进而控制牵引头3内部气压。

在压力F和空气流量Q确定后，开启试验装置，打开空气压缩机，再通过打开第一流量调节阀2将空气压缩机里的压缩空气经过导气管输入气缸4，进而推动活塞11向下进行伸缩运动，将牵引头3压紧并固定在密封胶板8上，此时牵引头达到密封状态，然后打开第二流量调节阀6通过与牵引头3底端密封胶板8的通孔12连接的导气管，将压缩空气导入牵引头3内部，PLC控制器根据气动三联件5显示的牵引头3内部的气压参数P判定牵引头3的气密性，之后往牵引头3表面浇覆肥皂水并观察是否存在起气泡现象，如无气泡产生，表明该牵引头气密性达到要求，若存在气泡，则对气泡出现的位置进行识别。观察并得出结论后，先关闭第二流量调节阀6停止供气，同时打开球阀7将牵引头3内的气体释放殆尽，最后关闭第一流量调节阀2停止向气缸4内供气，活塞11向上做伸缩运动，此时便可以将试验完毕的牵引头取出。整个试验过程不仅操作简单便捷，而且试验现象易于观察判断，极大提升了检测牵引头气密性的效率和准确性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，包括：

机架；

第一流量调节阀，设置在所述机架一侧且与空气压缩机相连，用以在空气压缩机经导气管向所述气缸内导入气体时控制空气流量；

气缸，设置在所述机架顶端，与所述第一流量调节阀通过导气管相连，用以通过活塞的伸缩以压紧并固定牵引头；

承托面，设置在所述机架中部，用以放置牵引头；

密封胶板，其中心处开设有通孔，设置在所述承托面上，用以平衡预紧力并对密封牵引头；

第二流量调节阀，设置在所述机架一侧，其两端分别与空气压缩机和密封胶板的通孔相连，用以在空气压缩机向牵引头内部输送气体时控制空气流量；

气动三联件，设置在所述第二流量调节阀和所述密封胶板的通孔之间，用以实时显示牵引头内部的气压参数；

浇覆装置，设置在所述机架顶端且靠近所述牵引头，用以以所述活塞轴心为旋转轴向牵引头浇覆肥皂水；

检测模组，包括若干传感器，用以检测牵引头的形状参数，所述形状参数包括最大直径D、高度h、厚度A和重量M，以及检测所述活塞对牵引头的压力，以及检测通过所述第一流量调节阀和第二流量调节阀的空气流量；

PLC控制器，其分别与所述第一流量调节阀、第二流量调节阀、气动三联件、浇覆装置以及检测模组相连，所述PLC控制器用以根据所述检测模组上传的形状参数计算参量R，根据参量R确定对牵引头施加的压力和向牵引头内部导入的空气流量，通过所述气动三联件显示的气压参数对牵引头的气密性进行判断，并在初步判定牵引头气密性良好时调节向牵引头内部导入的空气流量，并在调节所述空气流量后对所述气动三联件显示的气压参数进行周期性记录，根据记录数据进一步判定牵引头的气密性，并在判定牵引头漏气时控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点，当气泡出现在牵引头底部时，PLC控制器根据单位时间内气泡的尺寸变化量将所述活塞对牵引头施加的压力进行调节，并在完成调节后重新对牵引头浇覆肥皂水以判定牵引头的气密性；

所述检测模组包括：

压力传感器，设置在所述活塞的接触面上，用以检测活塞对牵引头施加的压力；

重力传感器，设置在所述承托面上，用以检测牵引头的重力；

视觉检测器，设置在所述机架内侧壁，用以检测牵引头的最大直径、高度和厚度；

空气流量传感器，其数量为两个，分别设置在所述第一流量调节阀远离空气压缩机的一端，以及设置在所述第二流量调节阀远离空气压缩机的一端，用以检测空气流量；

所述视觉检测器检测牵引头的最大直径D、高度h和厚度A，所述重力传感器检测牵引头的重量M，所述PLC控制器通过以下公式计算参量R，

其中，D0为预设标准直径，h0为预设标准高度，A0为预设标准厚度，M0为预设标准重量；

所述PLC控制器根据参量R调节所述活塞对牵引头施加的压力F和向牵引头内部导入的空气流量Q，所述PLC控制器中设有第一对比参量R1和第二对比参量R2，R1＜R2，PLC控制器将R分别与R1、R2进行比对，

当R＜R1时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0×β1，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β1；

当R1≤R＜R2时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0；

当R≥R2时，所述PLC控制器将所述压力调节至F＝F0×β2，将向所述牵引头内部导入的空气流量调节至Q＝Q0×β2；

其中，F0为预设压力，Q0为预设空气流量，β1、β2为调节系数，0.8＜β1＜1＜β2＜1.2。

2.根据权利要求1所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，所述PLC控制器中设有牵引头内部预设气压范围P01～P02，所述PLC控制器获取所述气动三联件显示的气压参数P，将气压参数P分别与P01、P02对比以判断牵引头的气密性，

当P＜P01时，所述PLC控制器判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点；

当P01≤P＜P02时，所述PLC控制器初步判定牵引头气密性良好，控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至2/3Q；

当P≥P02时，所述PLC控制器判定牵引头气密性良好，计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，设定σ＝P-P02。

3.根据权利要求2所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，所述PLC控制器设有第一预设压力差值σ1、第二预设压力差值σ2、第一预设空气流量修正系数e1以及第二预设空气流量修正系数e2，其中，σ1＜σ2，0.1＜e1＜e2＜0.3，当P≥P02时，所述PLC控制器计算P与P02的差值σ并根据σ判定是否需要对预设空气流量Q0进行修正，

当σ≤σ1时，所述PLC控制器判定无需对预设空气流量Q0进行修正；

当σ1＜σ≤σ2时，所述PLC控制器使用e1将预设空气流量Q0修正至对应值；

当σ2＜σ时，所述PLC控制器使用e2将预设空气流量Q0修正至对应值；

当所述PLC控制器通过第s预设空气流量修正系数es将预设空气流量Q0调节至对应值时，设定s＝1，2，PLC控制器将调节后的预设空气流量记为Q1，设定Q1＝Q0×(1-es)。

4.根据权利要求3所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，所述PLC控制器中设有气压差值对比参量ΔP0，当P01≤P＜P02时，PLC控制器控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至2/3Q，以预设时间段t为周期，对所述气动三联件显示的气压参数进行周期性记录，当完成预设时间的记录后，PLC控制器计算第i周期气压参数P2与第i-1周期气压参数P1的差值ΔPi，设定ΔPi＝P2-P1，PLC控制器将ΔPi与ΔP0对比以进一步判定牵引头的气密性，

当ΔPi＜0时，所述PLC控制器判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点；

当ΔPi＞0时，所述PLC控制器控制所述第二流量调节阀以使空气流量减小至1/2Q，同时对所述气动三联件的气压参数进行周期性记录，若存在气压参数降低，则判定牵引头漏气，控制所述浇覆装置对牵引头浇覆肥皂水以确定漏气点，若气压参数保持不变或气压参数升高，则判定牵引头气密性良好。

5.根据权利要求4所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，所述PLC控制器控制所述浇覆装置对牵引头自上而下浇覆，在完成预设体积的肥皂水浇覆后，所述视觉检测装置检测牵引头表面肥皂水的浇覆面积占比B，PLC控制器根据肥皂水浇覆面积占比B判定是否需要重新进行浇覆，

当B＝100％时，所述PLC控制器判定无需重新进行浇覆；

当B＜100％时，所述PLC控制器判定需重新进行浇覆。

6.根据权利要求5所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，肥皂水浇覆完成后，所述视觉检测器检测牵引头表面是否存在气泡，若不存在气泡，则判定牵引头气密性良好，若存在气泡，则对气泡出现的位置进行识别，

若气泡出现在牵引头侧壁，所述PLC控制器判定牵引头漏气；

若气泡出现在牵引头底部，所述PLC控制器将所述活塞对牵引头施加的压力进行调节。

7.根据权利要求6所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，所述PLC控制器设有第一预设尺寸L1、第二预设尺寸L2、第一压力调节系数α1、第二压力调节系数α2以及第三压力调节系数α3，其中，L1＜L2，0.2＜α1＜α2＜α3＜0.4，

当气泡出现在牵引头底部时，所述视觉检测器检测单位时间内气泡的尺寸变化量L，所述PLC控制器将尺寸变化量L分别与L1、L2进行比对，

当L≤L1时，所述PLC控制器使用α1将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当L1＜L≤L2时，所述PLC控制器使用α2将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当L2＜L时，所述PLC控制器使用α3将所述活塞对牵引头的压力F调节至对应值；

当所述PLC控制器通过第n压力调节系数αn将所述活塞对牵引头施加的压力F调节至对应值时，设定n＝1，2，3，将调节后的活塞对牵引头的压力记为F＇，设定F＇＝F×(1+αL)。

8.根据权利要求7所述的高压电缆牵引头气密性试验装置，其特征在于，当完成对牵引头施加的压力的调节时，所述PLC控制器控制所述浇覆装置重新对牵引头浇覆肥皂水，

若气泡出现在牵引头侧壁，所述PLC控制器判定牵引头漏气；

若气泡出现在牵引头底部，所述PLC控制器判定所述密封胶板老化，需更换密封胶板；

若无气泡，所述PLC控制器判定牵引头气密性良好。