CN116753853A - 一种电线表皮绝缘层检测设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电线表皮绝缘层检测设备及方法，属于电线电缆检测技术领域，包括电线(1)穿过的两个输送器和检测装置(3)，检测装置(3)位于两个输送器之间，两个输送器将通过检测装置(3)的电线(1)拉平，且拉动向前；所述检测装置(3)包括外壳，外壳内设有外壳通孔，外壳通孔内设有弹簧，弹簧一端连接固定在外壳上的激光检测器，另一端接触检测棒，检测棒还连接刻度棒；当电线(1)通过检测装置(3)时，电线(1)表面推动刻度棒和检测棒沿弹簧压缩方向移动，激光检测器记录检测棒的位移。本发明设计专用的检测设备和方法，实现了电线绝缘层厚度的快速检测，并通过多个检测点位的检测，计算电线绝缘层厚度，提高了检测的效率。

Description

一种电线表皮绝缘层检测设备及方法
技术领域
本发明涉及电线电缆检测领域，具体涉及一种电线表皮绝缘层检测设备及方法。
背景技术
目前市场上的电线电缆是通过拉制、绞制、包覆三种工艺来制作完成的，型号规格越复杂，重复性越高。在金属压力加工中，在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉制。随后在表面包裹绝缘层制成符合要求规格的电线，在这个过程中，绝缘层材料包覆的合格性与电线使用安全息息相关，若包覆不合格会造成漏电、断电、短路等诸多不利因素。
目前绝缘层材料的包覆方法为：绝缘材料加热使其软化，在一定尺寸的模具里均匀的流淌到金属导体的表面，冷却后形成绝缘层。对于绝缘层包覆合格性的检测一般分两种：一种是电性能的检测，另一种是结构尺寸的检测，各种电线电缆的绝缘层厚度不应小于相关规定。电线电缆的结构检测可分为断面检测、护层检测、缆芯结构检测和绝缘线芯检测。以上检测均为产品抽样检测，无法做到对所有产品的检测。
电线电缆的绝缘层目前生产方式大多为挤包式，在金属导体表面挤包覆一层绝缘材料。绝缘材料的合格与否取决于包裹的厚度、均匀、空点等因素。合格的产品表面包覆的材料为均匀的圆形。如图1所示，合格电线的绝缘层近似于一个等圆，由于包裹均匀，因此横截面的直径处处相等。常规电力电缆导体的直径一般是（1.4～45.1）mm。例如：标称截面积为50mm2的导体假定直径为8mm，额定电压为0.6/1kV等级的绝缘层（XLPE）标称厚度为1mm，绝缘层最薄点的计算公式是（最薄点=标称厚度*0.9-0.1）即0.8mm，最薄点小于0.8则视为不合格。
如果绝缘材料包裹过薄或者是过厚都不符合生产要求或者是安全要求，合格生产的电线绝缘层为厚度均匀1mm的等圆形，如图2所示，若是绝缘层的包裹过厚，存在包裹过厚点，就会影响电线的平衡性，降低金属导体芯的导电率；若是包裹过薄，会降低电线的绝缘效果，容易在包裹过薄点击穿，造成安全事故。由于合格产品绝缘材料的包裹厚薄带来的绝缘层直径变化趋于平缓，不同点位之间，特别是相邻点位之间的直径变化不会有较大的差异。如图3所示，如果绝缘材料包覆出现空洞或漏点位置则会使得电线漏电等严重安全事故，同时相邻点位的半径值会有大范围波动。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电线表皮绝缘层检测设备及方法，根据电线表皮绝缘层合格的特点，设计专用的检测设备，利用电线经过时向外推动刻度棒和检测棒移动，激光测量移动距离，检测和计算电线表面多个点位的绝缘层厚度，以及点位之间绝缘层厚度的变化，判断绝缘材料的包覆是否合格。
本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种电线表皮绝缘层检测设备，包括电线穿过的两个输送器和检测装置，检测装置位于两个输送器之间，两个输送器将通过检测装置的电线拉平，且拉动向前；所述检测装置包括外壳，外壳内设有外壳通孔，外壳通孔内设有弹簧，弹簧一端连接固定在外壳上的激光检测器，另一端接触检测棒，检测棒还连接刻度棒；当电线通过检测装置时，电线表面推动刻度棒和检测棒沿弹簧压缩方向移动，激光检测器记录检测棒的位移。
进一步的，所述外壳中部挖空，内设有外圈轴承套和内圈轴承套，外圈轴承套和内圈轴承套内都穿有孔，检测棒或刻度棒依次穿过外圈轴承套和内圈轴承套上的孔，内圈轴承套中心有电线穿过。
进一步的，所述外圈轴承套和内圈轴承套上分别围绕圆周均匀设置有十六个孔，孔内分别有检测棒或刻度棒穿过。
进一步的，所述外壳安装在基座上。
进一步的，所述输送器包括本体，本体安装在底座上，本体内部中空，固定有限位器和两个反向转动的滚轮；本体的两个相对侧面上分别开有孔，孔内有电线穿过，电线还穿过限位器和滚轮之间。
进一步的，所述两个滚轮之间的距离等于电线的外径；所述限位器为哑铃状，中心贯通，中部开有两个槽，滚轮部分伸入槽内。
进一步的，所述本体上的孔中心和检测装置的中心位于同一条水平线上。
本发明还公开了一种电线表皮绝缘层检测方法，基于电线表皮绝缘层检测设备，包括以下步骤：
步骤一：记录未检测电线时候检测棒到激光检测器之间的距离S1；
步骤二：将电线依次穿过输送器、检测装置和输送器，驱动滚轮，两个输送器的滚轮将电线拉直且带动电线向前移动；同时电线推动刻度棒和检测棒沿弹簧压缩方向移动，记录每一个激光检测器到检测棒的距离S2；
步骤三：计算每一个检测棒的位移S=S2-S1；
步骤四：根据检测棒的位移，将检测点位绘制成图，确定中心；
步骤五：基于中心，计算检测点位的电线表皮绝缘层的厚度，当电线表皮绝缘层的厚度不在预设范围内，该检测点位的电线部位为不达标部位；
步骤六：当检测到不达标部位，在电线表面进行标记。
进一步的，若检测到不达标部位，进行警报提示。
进一步的，所述步骤二中，沿着电线圆周间隔均匀设置十六个检测点，每个检测点分别设有检测棒和激光检测器，分别记录十六个激光检测器到检测棒的距离。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明实现了电线表皮绝缘层厚度的检测，通过经过电线的厚度的变化，导致发生的位移来计算电线表皮绝缘层的厚度。
2、本发明通过电线表皮绝缘层厚度的检测，检测到不合格部位，报警并在电缆表面进行标记，方便进行后序加工处理。
3、本发明操作简单，能够对全部电线进行检测，区别于现有的抽样检测。
4、本发明检测全面和精确，由于对电线圆周表面的16个点位进行检测，能够精确检测到电线表面大部分部位的厚度，及时发现电线包裹过厚、包裹过薄、不均匀和漏点等问题，进行产品合格检测。
5、本发明实现自动检测，节省人力，检测效率高。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是合格绝缘层的电线横截面示意图。
图2是过厚、过薄绝缘层的电线横截面示意图。
图3是绝缘层有漏点的电线横截面示意图。
图4是本发明一种电线表皮绝缘层检测设备的结构示意图。
图5是实施例中输送器俯视图。
图6是实施例中检测装置的结构示意图。
图7是实施例中检测装置剖视图。
图8是实施例中检测装置除外壳和基座的结构示意图。
附图标记：1-电线，2-输送器一，21-底座，22-本体，23-限位器，24-滚轮，3-检测装置，31-激光检测器，32-弹簧，33-检测棒，34-刻度棒，35-外壳，36-外壳通孔，37-基座，38-外圈轴承套，39-内圈轴承套，4-输送器二，5-绝缘层，6-金属导体，7-漏点，8-包裹过厚点，9-包裹过薄点。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图4所示，本发明公开一种电线表皮绝缘层检测设备，包括电线1穿过的两个输送器和检测装置3，检测装置3位于两个输送器之间，两个输送器将通过检测装置3的电线1拉平，且拉动向前。两个输送器分别夹持电线1，将电线1调整至与地面平行且一定高度，并且拉动电线1向前移动，使电线1经过检测装置3，检测装置3检测电线1绝缘层5的厚度，来判断电线1电缆是否合格。
在实施例中，图5为输送器的俯视图。输送器包括本体22，本体22安装在底座21上，底座21选用梯形台或矩形台，为了保证本体22的稳定性，底座21截面积大于本体22的截面积，且本体22和底座21一体化设计。本体22一般采用中空的长方体，上方敞开或有盖，方便在本体22内安装限位器23和滚轮24，以及调整穿过的电线1。本体22的两个相对侧面上分别开有孔，孔内有电线1穿过。
在电线1穿过的水平线上还设置有有限位器23，限位器23固定在本体22内。限位器23为哑铃状，两端分别固定在本体22内，中部连接两端，两端的横截面积大于孔的的内径，防止限位器23从孔中出来。限位器23的中心贯通，让电线1穿过，中部两侧开有两个槽，滚轮24部分伸入槽内，伸入的滚轮24不与槽内壁接触。两个滚轮24反向转动，带动电线1往前移动，两个输送器中的滚轮24的转向相同，同一个输送器的滚轮24的转向相反，保证两个输送器带动电线1的移动的方向一致。两个滚轮24之间的距离等于或小于电线1的外径，可以夹持电线1，将电线1拉平。为了保持检测时电线1垂直通过检测装置3，本体22上的孔中心和检测装置3的中心位于同一条水平线上。滚轮24优选电机带动转动，电机的转轴穿过滚轮24的中心，带动滚轮24转动，由于电机属于现有技术，不在图中显示。
如图6、7和8所示，本发明的检测装置3包括外壳35，外壳35内设有外壳通孔36，外壳35中部挖空，外壳通孔36连通外科表面和中部。外壳通孔36内设有弹簧32，弹簧32一端连接固定在外壳35上的激光检测器31，另一端接触检测棒33，检测棒33还连接刻度棒34；当电线1通过检测装置3时，电线1表面推动刻度棒34和检测棒33沿弹簧32压缩方向移动，激光检测器31记录检测棒33的位移。
在实施例中，检测棒33和刻度棒34为一体，检测棒33用于给激光检测器31测距，刻度棒34用于表现位移变化，刻度棒34的刻度直观表达位移。激光检测器31发射端位于弹簧32中间，检测激光从弹簧32中间穿过，照射到检测棒33上来测距。由于激光检测器31发射端位于弹簧32中间，激光检测器31发射端还能限定弹簧32。弹簧32另一端也套在检测棒33上，进行限定。未检测电线1时，刻度棒34在弹簧32的作用下始终与激光检测器31保持固定距离。当电线1通过检测器时，电线1通过表面挤压刻度棒34，间接推动检测棒33，检测棒33移动，作用在弹簧32上，弹簧32被压缩，激光照射到检测棒33的路程发生变化，记录路程变化。
为了限定检测棒33和刻度棒34，在外壳35中部内设有外圈轴承套38和内圈轴承套39，外圈轴承套38位于内圈轴承套39外，外圈轴承套38和内圈轴承套39内都穿有孔，检测棒33或刻度棒34依次穿过外圈轴承套38和内圈轴承套39上的孔，内圈轴承套39中心有电线1穿过。在一个实施例中，为更精确检测电线1绝缘层5的厚度，在外圈轴承套38和内圈轴承套39上分别围绕圆周均匀设置有十六个孔，十六个孔对称设置，孔内分别有检测棒33或刻度棒34穿过，通过检测电线1表面十六个点位的直径对比生产规格要求来判断绝缘材料的包覆是否合格。外壳35安装在基座37上。基座37同样采用梯形台或其他形状的台。一般外壳35为中间挖空圆形的实心长方体，外壳35与基座37一体设置。
在电线检测前，先将电线穿过检测装置3，电线对刻度棒和检测棒有作用力，将弹簧向激光检测器压缩，激光检测器、弹簧、检测棒、刻度棒和电线形成相互作用的一体；当开始检测时，电线一直往前走，电线持续间接压紧弹簧，由于电线绝缘层厚度的不同，作用在刻度棒上的力和位置不同，导致检测棒的位移发生变化，通过位移变化计算电线绝缘层的厚度。电线经过检测装置，以及输送器后缠绕在绕线装置上，绕线装置转动也能带动电线向前移动，完成整个电线的绝缘层的厚度检测。本发明中还设置有控制器，将激光检测器测得的数据，根据设定的算法进行计算和处理，得到电线绝缘层的厚度，判断电线包裹是否合格，对于不合格的部位进行标记和警示。
如图8所示，在一个实施例中，弹簧32一端套在激光检测器31的一端上，弹簧32另一端套在检测棒33的一端上。在该实施例中，通过检测棒33和刻度棒34依次穿过外壳35通孔、外圈轴承套38和内圈轴承套39，将外圈轴承套38和内圈轴承套39限定在中间。
为了便于不达标部位的后工序处理，在检测装置3上还设置有打标记装置或者采用手工标记，用于检测到绝缘层5不达标的部位进行标记。打标记装置采用现有打标记设备，不再详述。
本发明还公开了一种电线表皮绝缘层检测方法，基于电线表皮绝缘层检测设备，包括以下步骤：
步骤一：记录未检测电线时候检测棒到激光检测器之间的距离S1；
步骤二：将电线依次穿过输送器、检测装置和输送器，驱动滚轮，两个输送器的滚轮将电线拉直且带动电线向前移动；同时电线推动刻度棒和检测棒沿弹簧压缩方向移动，记录每一个激光检测器到检测棒的距离S2；
步骤三：计算每一个检测棒的位移S=S2-S1；
步骤四：根据检测棒的位移，将检测点位绘制成图，确定中心；
步骤五：基于中心，计算检测点位的电线表皮绝缘层的厚度，当电线表皮绝缘层的厚度不在预设范围内，该检测点位的电线部位为不达标部位；
步骤六：当检测到不达标部位，在电线表面进行标记。
由于外圈轴承套38和内圈轴承套39没有固定连接在外壳35上，在检测中，检测点位的中心不固定，检测点位相对独立，获取多个对称检测点位的位移值，由于激光检测器的位置固定，刻度棒和检测棒的长度固定，根据位移值，可绘制检测点位的位置，绘出来一张类圆形图案，根据检测点连线交叉，找到中心，计算中心和检测点位的距离，减去金属导体的半径，即检测点位处的绝缘层厚度，将检测的绝缘层厚度与设定的范围进行对比，若超出范围则为过厚，若小于范围则为过薄，若为0，则为有漏点。
在一个实施例中，若检测到不达标部位，为了及时发现不达标部位，进行警报提示，警报可以采用多种方式，由于警报提示属于现有技术，不再详细介绍，能够实现警报提示功能的现有设备都能采用。
在另一个实施例，步骤二中，沿着电线圆周间隔均匀设置十六个检测点，每个检测点分别设有检测棒和激光检测器，分别记录十六个激光检测器到检测棒的距离。在电线表皮绝缘层检测中，可根据十六个检测距离值确定中心，根据中心计算绝缘层厚度，根据绝缘层厚度来判断是否合格，当同时检测的不同检测点的绝缘层厚度之间的数值相差较大，特别是相邻检测点之间差值较大，可以判断过厚、过薄或漏点，属于不合格产品。还可以根据前后检测的电线的数值变化来判断电线绝缘层包裹是否合格，合格产品前后检测数值波动较小。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，包括电线(1)穿过的两个输送器和检测装置(3)，检测装置(3)位于两个输送器之间，两个输送器将通过检测装置(3)的电线(1)拉平，且拉动向前；所述检测装置(3)包括外壳(35)，外壳(35)内设有外壳通孔(36)，外壳通孔(36)内设有弹簧(32)，弹簧(32)一端连接固定在外壳(35)上的激光检测器(31)，另一端接触检测棒(33)，检测棒(33)还连接刻度棒(34)；当电线(1)通过检测装置(3)时，电线(1)表面推动刻度棒(34)和检测棒(33)沿弹簧(32)压缩方向移动，激光检测器(31)记录检测棒(33)的位移。
2.根据权利要求1所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述外壳(35)中部挖空，内设有外圈轴承套(38)和内圈轴承套(39)，外圈轴承套(38)和内圈轴承套(39)内都穿有孔，检测棒(33)或刻度棒(34)依次穿过外圈轴承套(38)和内圈轴承套(39)上的孔，内圈轴承套(39)中心有电线(1)穿过。
3.根据权利要求2所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述外圈轴承套(38)和内圈轴承套(39)上分别围绕圆周均匀设置有十六个孔，孔内分别有检测棒(33)或刻度棒(34)穿过。
4.根据权利要求1或2所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述外壳(35)安装在基座(37)上。
5.根据权利要求1所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述输送器包括本体(22)，本体(22)安装在底座(21)上，本体(22)内部中空，固定有限位器(23)和两个反向转动的滚轮(24)；本体(22)的两个相对侧面上分别开有孔，孔内有电线(1)穿过，电线(1)还穿过限位器(23)和滚轮(24)之间。
6.根据权利要求5所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述两个滚轮(24)之间的距离等于电线(1)的外径；所述限位器(23)为哑铃状，中心贯通，中部开有两个槽，滚轮(24)部分伸入槽内。
7.根据权利要求6所述的电线表皮绝缘层检测设备，其特征在于，所述本体(22)上的孔中心和检测装置(3)的中心位于同一条水平线上。
8.一种电线表皮绝缘层检测方法，其特征在于，基于权利要求1—7之一所述的电线表皮绝缘层检测设备，包括以下步骤：
步骤一：记录未检测电线时候检测棒到激光检测器之间的距离S1；
步骤二：将电线依次穿过输送器、检测装置和输送器，驱动滚轮，两个输送器的滚轮将电线拉直且带动电线向前移动；同时电线推动刻度棒和检测棒沿弹簧压缩方向移动，记录每一个激光检测器到检测棒的距离S2；
步骤三：计算每一个检测棒的位移S=S2-S1；
步骤四：根据检测棒的位移，将检测点位绘制成图，确定中心；
步骤五：基于中心，计算检测点位的电线表皮绝缘层的厚度，当电线表皮绝缘层的厚度不在预设范围内，该检测点位的电线部位为不达标部位；
步骤六：当检测到不达标部位，在电线表面进行标记。
9.根据权利要求8所述的电线表皮绝缘层检测方法，其特征在于，若检测到不达标部位，进行警报提示。
10.根据权利要求8所述的电线表皮绝缘层检测方法，其特征在于，所述步骤二中，沿着电线圆周间隔均匀设置十六个检测点，每个检测点分别设有检测棒和激光检测器，分别记录十六个激光检测器到检测棒的距离。
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