CN115615855A - 一种线缆扭曲寿命测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种线缆扭曲寿命测试装置，包括四组测量单元，每组测量单元均包括第一夹持部件，第二夹持部件，旋转电机，计数器，CCD相机，支架，伸缩调节杆、光谱共焦传感器，其中光谱共焦传感器包括光谱解析仪，白光光源，半透半反射镜和色散镜头；通过计数器设定的数值来表示扭曲的程度，光谱共焦传感器检测的数据和CCD相机拍摄的图像来表示线缆受损程度，综合判断就能够得到线缆扭曲寿命。

Description

一种线缆扭曲寿命测试装置
技术领域
本发明属于线缆检测领域，特别是涉及一种线缆制造的专用检测设备。
背景技术
线缆的用途有很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，是日常生活中常见而不可缺少的一种东西，所以现在对线缆的质量要求日益提高。线缆的扭曲寿命是判断其质量的重要因素之一，现有的线缆扭曲寿命检测的方案存在效率低、准确率低、精度低等问题。
现有技术CN217359417U，公开了一种线缆类产品扭曲寿命测试装置，采用多工位同时检测线缆内的线路是否正常，需将线缆一端接入系统，只能检测线缆电路是否损害，也就是检测线缆内部导体是否损害，并不能对线缆外部的护套的损伤进行检测（线缆通常由导体、绝缘层、屏蔽层和护套组成）。线缆在扭曲过程中，外部护套会发生裂缝或者鼓包，护套的损伤会使线缆内部的结构暴露在环境中，带来安全隐患。
现有技术CN208653947U，公开了一种线缆测试机，能够模拟线缆在实际工作环境中面对的扭曲和弯折情况，提高线缆使用寿命的测试精确性，但其只能检测出线缆是否发生断裂。而通常线缆在受损伤程度达到一定时，即还没发生断裂，就已经存在安全隐患，如果用断裂的方式来判断线缆的使用寿命，并不是很准确。
现有技术CN210198866U，公开了一种线缆疲劳度检测机构，可以对线缆进行自动折弯和自动扭曲，通过比较线缆的初始电阻值和折弯、扭曲后的线缆的电阻值进行比较和计算，进而可以获知线缆的疲劳度，测算出线缆的疲劳寿命。电阻值的大小受总众多因素影响，且主要由内部的导体决定，同样不能检测在线缆扭曲受损初期的时候，护套发生的裂缝或者鼓包；并且该方案是单工位测量，精度不高且效率低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种线缆扭曲寿命测试装置，包括四组测量单元，每组测量单元均包括第一夹持部件，第二夹持部件，旋转电机，计数器，CCD相机，支架，伸缩调节杆、光谱共焦传感器，其中四个第一夹持部件竖直排列在平台中部，其他测量部件对称设置在四个第一夹持部件的左右两边；每组测量单元中，待测线缆的两端由第一夹持部件和第二夹持部件夹持，第二夹持部件连接旋转电机，旋转电机带动第二夹持部件转动，进而使待测线缆达到扭曲状态；旋转电机上设置计数器，计数器用以确定旋转电机的转动圈数，进而可以控制待测线缆受到不同程度的扭曲；待测线缆的外侧还设置有CCD相机，CCD相机的视场能够完全覆盖对应的待测线缆，CCD相机在计数器达到设定的数值时，进行拍摄，得到对待测线缆的轮廓图像，从拍摄得到的图像中找到待测线缆中存在缺陷（裂缝或者鼓包）的位置，并把该存在缺陷的位置发送给控制器；在旋转电机旁还设置有支架，支架通过伸缩调节杆连接有光谱共焦传感器，伸缩调节杆通过控制器使光谱共焦传感器移动，保证光谱共焦传感器移动到待测线缆中存在缺陷的位置，进而进行精确测量。
优先地，光谱共焦传感器8包括光谱解析仪，白光光源，半透半反射镜和色散镜头，通过白光光源发射出一束宽光谱的复色光，经过半透半反射镜后，通过色散镜头发生光谱色散，其中只有一种单色光聚焦在被测物体表面，并同时反射回光谱解析仪中，经过光谱分析得到该单色光波长值，由波长-距离标定即可换算出被测物体的距离值（图中λmin到λmax就是波长的范围，即可对应处可测量距离的范围，根据该范围调节伸缩调节杆7，使光谱共焦传感器8与待测线缆9保持合适的距离），进而能够得出护套裂缝或者鼓包在垂直图像方向上的距离，再结合图像上缺陷的大小，进而能够分析出线缆受损情况，得出扭曲寿命。
优先地，每组测量单元可以进行多次测量，每次测量过程中计数器设置不同的数值，即在不同旋转电机的转动圈数情况下（不同扭曲状态下），研究线缆受损情况。
优先地，四组测量单元可以放置不同类型的线缆，也可以放置相同类型的线缆，放置相同类型的线缆时，各计数器设置不同的数值，即可以同时设置不同旋转电机的转动圈数，研究不同扭曲状态下线缆受损情况。
优先地，由于CCD相机拍摄图像仅能反映线缆某个面的轮廓，不能全面反映线缆的整个轮廓，因此，除了CCD相机在计数器达到设定的数值时进行拍摄，在计数器达到设定的数值后，旋转电机再次小范围转动，可以为半圈或一圈，确保能够获取待测线缆不同表面的轮廓，进而提高测量精度。
本发明技术方案带来的有益效果是：
1、在线缆在扭曲过程中，外部护套会发生裂缝或者鼓包，及时检测处护套的轮廓（裂缝或者鼓包），能够避免护套的损伤导致线缆内部的结构暴露在环境中，提高线缆使用的安全性。
2、能够多工位检测，一次装夹能够同时测量多跟线缆；并且采用粗测（相机）和精测（光谱共焦传感器）结合的方式，提高测量效率。
3、将光谱共焦传感器（高精度传感器）应用于线缆轮廓测量，可提高测量精度，配合线缆扭曲的圈数，完成扭曲寿命测量。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍。
图1为本发明线缆扭曲寿命测试装置的俯视图；
图2为本发明线光谱共焦传感器示意图；
图中，附图标记如下：
1、第一夹持部件，2、第二夹持部件，3、旋转电机，4、计数器，5、CCD相机，6、支架，7、伸缩调节杆、8、光谱共焦传感器，8-1、光谱解析仪，8-2、白光光源，8-3、半透半反射镜，8-4色散镜头，9、待测线缆。
具体实施方式
参见附图1为本发明线缆扭曲寿命测试装置的结构图，包括四组测量单元，每组测量单元均包括第一夹持部件1，第二夹持部件2，旋转电机3，计数器4，CCD相机5，支架6，伸缩调节杆7、光谱共焦传感器8，其中四个第一夹持部件1竖直排列在平台中部，其他测量部件两两对称设置在四个第一夹持部件1的左右两边；每组测量单元中，待测线缆9的两端由第一夹持部件1和第二夹持部件2夹持，第二夹持部件2连接旋转电机3，旋转电机3带动第二夹持部件2转动，进而使待测线缆9达到扭曲状态；旋转电机3上设置计数器4，计数器4用以确定旋转电机3的转动圈数，进而可以控制待测线缆9受到不同程度的扭曲；待测线缆9的外侧还设置有CCD相机5，CCD相机5的视场能够完全覆盖对应的待测线缆9，CCD相机5在计数器达到设定的数值时，进行拍摄，得到对待测线缆9的轮廓图像，从拍摄得到的图像中找到待测线缆9中存在缺陷（线缆护套裂缝或者鼓包）的位置，并把该存在缺陷的位置发送给控制器；在旋转电机3旁还设置有支架6，支架6通过伸缩调节杆7连接有光谱共焦传感器8，伸缩调节杆7通过控制器使光谱共焦传感器8移动，保证光谱共焦传感器8移动到待测线缆9中存在缺陷的位置，进而进行精确测量。
参见附图2，光谱共焦传感器8包括光谱解析仪8-1，白光光源8-2，半透半反射镜8-3和色散镜头8-4，通过白光光源8-2发射出一束宽光谱的复色光，经过半透半反射镜8-3后，通过色散镜头8-4发生光谱色散，其中只有一种单色光聚焦在被测物体表面，并同时反射回光谱解析仪8-1中，经过光谱分析得到该单色光波长值，由波长-距离标定即可换算出被测物体的距离值（图中λmin到λmax就是波长的范围，即可对应得到测量距离的范围，根据该范围调节伸缩调节杆7，使光谱共焦传感器8与待测线缆9保持合适的距离），进而能够得出护套裂缝或者鼓包在垂直图像方向上的距离，再结合图像上缺陷的大小，进而能够分析出线缆受损情况，得出扭曲寿命。
每组测量单元可以进行多次测量，每次测量过程中计数器设置不同的数值，即在不同旋转电机的转动圈数情况下（不同扭曲状态下），研究线缆受损情况。
四组测量单元可以放置不同类型的线缆，也可以放置相同类型的线缆，放置相同类型的线缆时，各计数器设置不同的数值，即可以同时设置不同旋转电机的转动圈数，研究不同扭曲状态下线缆受损情况。
由于CCD相机拍摄图像仅能反映线缆某个面的轮廓，不能全面反映线缆的整个轮廓，因此，除了CCD相机在计数器达到设定的数值时进行拍摄，在计数器达到设定的数值后，旋转电机3再次小范围转动，可以为半圈或一圈，确保能够获取待测线缆不同表面的轮廓，进而提高测量精度。
测量过程具体如下：将四个第一夹持部件1并排竖直放置，待测线缆9放置在对应的第一夹持部件1和第二夹持部件2之间，形成四组测量单元，每组测量单元的线缆稳固夹持后，通过旋转电机3带动待测线缆9转动，转动的圈数达到计数器4设定的数值后停止转动，此时，设置在待测线缆9一侧的CCD相机5进行拍照，得到的图像中分析出线缆存在缺陷的位置，并发送给控制器，控制器驱动设置在支架6上的伸缩调节杆7移动，进而带动光谱共焦传感器8移动到对应的缺陷位置，光谱共焦传感器8通过色散的原理对线缆进行检测；后续还可以再次启动旋转电机3，带动待测线缆9进行小范围转动后再次拍照测量，并重复光谱共焦传感器8的测量步骤。计数器4设定的数值来表示扭曲的程度，光谱共焦传感器8检测的数据和CCD相机5拍摄的图像来表示线缆受损程度，综合判断就能够得到线缆扭曲寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并未限制本发明的专利范围；凡是利用本发明的内容作出的等效方法或结构，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，包括四组测量单元，每组测量单元均包括第一夹持部件（1），第二夹持部件（2），旋转电机（3），计数器（4），CCD相机（5），支架（6），伸缩调节杆（7）、光谱共焦传感器（8），所述每组测量单元中，待测线缆（9）的两端由所述第一夹持部件（1）和所述第二夹持部件（2）夹持，所述第二夹持部件（2）连接所述旋转电机（3），所述旋转电机（3）带动所述第二夹持部件（2）转动，所述旋转电机（3）上设置所述计数器（4），所述待测线缆（9）的外侧还设置有所述CCD相机（5），所述CCD相机（5）的视场能够完全覆盖对应的所述待测线缆（9），所述CCD相机（5）在所述计数器（4）达到设定的数值时，进行拍摄，得到所述待测线缆（9）的轮廓图像，从拍摄得到的图像中找到所述待测线缆（9）中存在缺陷的位置，并把该存在缺陷的位置发送给控制器；在所述旋转电机（3）旁还设置有所述支架（6），所述支架（6）通过所述伸缩调节杆（7）连接有所述光谱共焦传感器（8），控制器控制所述伸缩调节杆（7）移动，带动所述光谱共焦传感器（8）移动到所述待测线缆（9）中存在缺陷的位置，进而进行精确测量；所述计数器（4）设定的数值表示扭曲的程度。
2.如权利要求1所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，四个所述第一夹持部件（1）竖直排列在平台中部，其他测量部件两两对称设置在四个所述第一夹持部件（1）的左右两边。
3.如权利要求1所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述缺陷为线缆护套裂缝或鼓包。
4.如权利要求1或2或3所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述光谱共焦传感器（8）包括光谱解析仪（8-1），白光光源（8-2），半透半反射镜（8-3）和色散镜头（8-4），通过所述白光光源（8-2）发射出一束宽光谱的复色光，经过所述半透半反射镜（8-3）后，通过所述色散镜头（8-4）发生光谱色散，其中只有一种单色光聚焦在被测物体表面，并同时反射回所述光谱解析仪（8-1）中，经过光谱分析得到该单色光波长值，由波长-距离标定即可换算出被测物体的距离值。
5.如权利要求4所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述光谱共焦传感器（8）色散得到的波长范围为λmin到λmax，即对应得到测量距离的范围，根据该测量距离的范围调节所述伸缩调节杆（7），并根据所述裂缝或者鼓包在垂直图像方向上的大小，再结合所述CCD相机（5）拍摄得到的图像，确定线缆受损情况。
6.如权利要求1所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述每组测量单元进行多次测量，每次测量过程中所述计数器（4）设置不同的数值，即在不同所述旋转电机（3）的转动圈数情况下，确定线缆受损情况。
7.如权利要求1所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述四组测量单元放置不同类型的线缆，或者放置相同类型的线缆。
8.如权利要求7所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，放置相同类型的线缆时，各所述计数器（4）设置不同的数值，即能够同时在不同所述旋转电机（3）的转动圈数情况下，确定线缆受损情况。
9.如权利要求1所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，除了所述CCD相机（5）在所述计数器（4）达到设定的数值时进行拍摄，在所述计数器（4）达到设定的数值后，所述旋转电机（3）再次转动，确保能够获取待测线缆不同表面的轮廓。
10.如权利要求1或9所述一种线缆扭曲寿命测试装置，其特征在于，所述旋转电机（3）再次转动为半圈。
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