CN116755001A - 一种平面变压器的检测方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平面变压器的检测方法及其设备，通过设计图纸和加工完成的标准间建立标准数据库，通过对平面变压器每一层的PCB绕组进行图像测量、电器测量和振动检测所得到的数据，与标准数据库进行对比，进而进行质量判定，这样就能快速有效的检测每层PCB绕组的重合度，以及平面变压器电气性能。
Description
技术领域
本发明涉及机电设备领域，尤其涉及一种平面变压器的检测方法及其设备。
背景技术
平面变压器是一种具有高频，低造型，高度很小而工作频率很高等特点的变压器，平面磁芯开发成功，可实现平面化的变压器设计。由于平面变压器要求磁芯、绕组是平面结构，所以应该采用多层PCB绕组，多层PCB绕组的重合度是一个重要指标，但是如何检测多层PCB绕组的重合度，是一个需要解决的问题。
综上所述，需要一种平面变压器的检测方法及其设备来解决现有技术中所存在的不足之处。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种平面变压器的检测方法及其设备，旨在解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平面变压器的检测方法及其设备，包括以下步骤：
S1、根据设计图纸和加工完成的标准件建立标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据，
S2、对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行电气检测，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；
S3、将上述检测数据与标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据进行对比，并根据对比结果进行质量判定。
可选的，所述步骤S2中，平面变压器进行电气检测包括以下子步骤，
SA1、在控制台设定电气检测波形和对应的电气标准波形；
SA2、电气检测装置与平面变压器连接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形；
在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，对比符合度大于设定值的质量判定为合格。
可选的，所述步骤S2中，平面变压器进行通断电状态下的振动检测包括以下子步骤，
SB1、在控制台设定电气检测波形、振动检测波形和对应的电气标准波形、振动标准波形，电气检测波形与振动检测波形形成关联，电气标准波形与振动标准波形形成关联；
SB2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形；
在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比符合度均大于设定值的质量判定为合格。
可选的，在所述步骤S2中，电气标准波形与振动标准波形的获取方法如下，
SC1、选取若干合格的平面变压器；
SC2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SC3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形并根据检测周期分割为若干电气反馈波形，选择所有电气反馈波形的平均波形作为电气标准波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形并根据检测周期分割为若干振动反馈波形，选择所有振动反馈波形的平均波形作为振动标准波形。
可选的，在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比时包括以下步骤：
S31、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气标准波形或振动标准波形相交，产生若干个检测点;
S32、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气反馈波形或振动反馈波形相交，产生若干个反馈点;
S33、计算检测点与反馈点之间的距离，若所有检测点与反馈点之间的距离均小于设定值，且所有检测点与反馈点之间的距离之和小于设定值，则质量判定为合格。
可选的，电气反馈波形与电气标准波形进行对比以及振动反馈波形与振动标准波形进行对比时，根据需求设定，还包括有频域对比，需要执行频域对比时，在步骤S31中,还对电气标准波形或振动标准波形进行随机的窗口图像截取，记录窗口的位置，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气标准波形或频域振动标准波形，根据记录的窗口位置，对电气反馈波形或振动反馈波形进行窗口图像截取，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气反馈波形或频域振动反馈波形；
在步骤S32中，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气标准波形或频域振动标准波形相交，产生若干个检测点，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气反馈波形或频域振动反馈波形相交，产生若干个反馈点。
可选的，所述步骤S2中，每层扁平线圈配件的图像测量均为组装前检测，每层扁平线圈配件进行图像测量后首先进行每层扁平线圈配件的质量判定，质量合格的扁平线圈配件送入后续的组装步骤。
一种平面变压器的检测设备，对平面变压器进行检测，包括控制台、安装在产线上的表面检测装置、振动检测装置和电气检测装置，
表面检测装置在产线上对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量；
电气检测装置对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行电气检测；
振动检测装置对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；
图像测量数据、电气检测数据以及振动检测数据分别传输至控制台，由控制台对上述结果进行数据转换评测，根据评测结果来进行质量判定
可选的，所述表面检测装置包括检测架，所述检测架上设置横向移动机构，所述横向移动机构上固定设置竖向移动机构，所述竖向移动机构上固定设置图像检测摄像头，所述横向移动机构带动图像检测摄像头横向移动，所述竖向移动机构带动图像检测摄像头竖向移动。
可选的，所述电气检测装置包括隔离检测仓，所述隔离检测仓上表面设置检测槽，所述隔离检测仓上方设置测试架，所述测试架上设置检测气缸，所述检测气缸与测试架固定连接，所述检测气缸上检测压板，所述检测压板与检测气缸固定连接，所述检测压板上固定设置电气检测柱，所述振动检测装置与隔离检测仓固定连接，所述振动检测装置包括振动电机，所述振动电机上设置偏心振动轮，所述偏心振动轮与振动电机可拆卸连接。
本发明的有益效果：
本发明中，设计图纸和加工完成的标准间建立标准数据库，通过对平面变压器每一层的PCB绕组进行图像测量、电器测量和振动检测所得到的数据，与标准数据库进行对比，进而进行质量判定，这样就能快速有效的检测每层PCB绕组的重合度，以及平面变压器电气性能。
附图说明
图1为本发明的一种标准波形图。
图2为本发明的一种加直线的标准波形图。
图3为本发明的一种合格元件的波形图。
图4为本发明的一种不合格元件的波形图。
图5为本发明的一种加直线的标准波形图取交点的图。
图6为本发明的一种合格元件的波形图加直线取交点的图。
图7为本发明的一种不合格元件的波形图加直线的图。
图8为本发明的一种不合格元件的波形图加直线取交点的图。
图9为本发明的一种合格元件与标准波形交点对比图。
图10为本发明的一种不合格元件与标准波形交点对比图。
图11为本发明设备的一种立体结构示意图。
图12为检测压板的一种立体结构示意图。
图中：1、控制台；2、表面检测装置；3、电气检测装置；4、振动检测装置；21、检测架；22、横向移动机构；23、竖向移动装置；24、检测摄像头；31、隔离检测仓；32、测试架；33、检测气缸；34、检测压板；35、检测槽；36、电气检测柱；41、振动电机；42、偏心振动轮。
具体实施方式
如图1-图10所示，一种平面变压器的检测方法，使用平面变压器的检测设备进行检测，包括以下步骤：
S1、根据设计图纸和加工完成的标准件建立标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据，标准图像数据的来源是设计图纸、加工图纸原件以及标准件的照片进行综合适应性调整后的数据，标准电气数据以及标准振动数据的来源是matlab模拟数据和标准件的测试数据进行适应性调整后的数据；
标准图像数据的建立步骤为：
根据平面变压器设计图纸生成1:1的平面变压器图片，或者对加工图纸原件进行拍照生成1:1的平面变压器照片，得到平面变压器的设计数据，对标准件进行拍照，生成1:1的平面变压器标准件照片，对平面变压器标准件照片进行测量，得到标准件的测量数据，结合平面变压器的设计数据和测量数据，进行适应性调整，得到含有公差范围的标准图像数据。
标准电气数据的建立步骤为：
根据平面变压器的设计要求，首先通过模拟得到电气matlab模拟数据，再通过测试平面变压器标准件，得到标准件电气数据，结合电气matlab模拟数据和标准件电气数据，进行适应性调整，得到含有公差范围的标准电气数据。
标准振动数据的建立步骤为：
根据平面变压器的设计要求，首先通过模拟得到振动matlab模拟数据，再通过测试平面变压器标准件，得到标准件振动数据，结合振动matlab模拟数据和标准件振动数据，进行适应性调整，得到含有公差范围的标准振动数据。
S2、对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量，图像测量的方式为传统的图像检测方式，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行电气检测，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；电气检测和振动检测为对照组环境下的对比检测，采用的设备为对应的控制台，控制台的设置与现有技术相似具备输出调压、调波的功能，其相关的内阻、偏移误差等数据已经在前期做好了对应的标定。
平面变压器进行电气检测包括以下子步骤：
SA1、在控制台设定电气检测波形和对应的电气标准波形；实质上就是在标定工作中选定电气标准波形和标准件进行标定，调节出的选定电气标准波形的参数就是控制台设定电气检测波形的参数；
SA2、电气检测装置与平面变压器连接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形；
平面变压器进行通断电状态下的振动检测包括以下子步骤，
SB1、在控制台设定电气检测波形、振动检测波形和对应的电气标准波形、振动标准波形，电气检测波形与振动检测波形形成关联，电气标准波形与振动标准波形形成关联；该形式与SA1相同，即在标定工作中选定电气标准波形和标准件进行标定，调节出的选定振动控制的电参数就是控制台设定振动检测波形的参数；
SB2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形；
电气标准波形与振动标准波形的获取方法如下，
SC1、选取若干合格的平面变压器；
SC2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SC3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形并根据检测周期分割为若干电气反馈波形，选择所有电气反馈波形的平均波形作为电气标准波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形并根据检测周期分割为若干振动反馈波形，选择所有振动反馈波形的平均波形作为振动标准波形；
每层扁平线圈配件的图像测量均为组装前检测，每层扁平线圈配件进行图像测量后首先进行每层扁平线圈配件的质量判定，质量合格的扁平线圈配件送入后续的组装步骤；
S3、将上述检测数据与标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据进行对比，并根据对比结果进行质量判定；
电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比时包括以下步骤：
S31、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气标准波形或振动标准波形相交，产生若干个检测点; 如果曲线一一对比，对于检测计算量较大的情况下，检测速度较慢，因此在曲线确定的情况下，随机产生相应的直线，利用直线与曲线相交的方式来获取检测点，能够明显降低计算难度。
S32、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气反馈波形或振动反馈波形相交，产生若干个反馈点;
S33、计算检测点与反馈点之间的距离，若所有检测点与反馈点之间的距离均小于设定值，且所有检测点与反馈点之间的距离之和小于设定值，则质量判定为合格；
电气反馈波形与电气标准波形进行对比以及振动反馈波形与振动标准波形进行对比时，根据需求设定，还包括有频域对比，需要执行频域对比时，在步骤S31中,还对电气标准波形或振动标准波形进行随机的窗口图像截取，记录窗口的位置，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气标准波形或频域振动标准波形，根据记录的窗口位置，对电气反馈波形或振动反馈波形进行窗口图像截取，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气反馈波形或频域振动反馈波形；
在步骤S32中，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气标准波形或频域振动标准波形相交，产生若干个检测点，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气反馈波形或频域振动反馈波形相交，产生若干个反馈点；
电气反馈波形与电气标准波形进行对比，对比符合度大于设定值的质量判定为合格；
电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比符合度均大于设定值的质量判定为合格。
加工好的平面变压器PCB板，放置到检测摄像头下方，通过检测摄像头进行拍照，与平面变压器的标准图像数据进行对比，判断是否合格，不合格的进入不合格收集箱，合格的平面变压器进入下一个平面变压器组装工序，工作人员组装好平面变压器后，进入电气性能测试工序和振动性能测试，电气性能测试包括圈数、电感、漏感、耐压等，振动性能测试是在振动状态下，测得的性能数据，根据测试得到的电气数据和振动数据与标准电气数据和标准振动数据进行对比，判断是否组装好的平面变压器是否合格。
本发明通过设计图纸和加工完成的标准间建立标准数据库，通过对平面变压器每一层的PCB绕组进行图像测量、电器测量和振动检测所得到的数据，与标准数据库进行对比，进而进行质量判定，这样就能快速有效的检测每层PCB绕组的重合度，以及平面变压器电气性能。
一种平面变压器的检测设备（图11、图12），对平面变压器进行检测，包括控制台1、安装在产线上的表面检测装置2、振动检测装置4和电气检测装置3，
表面检测装置2在产线上对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量；
电气检测装置3对进入隔离检测仓上的平面变压器进行电气检测；
振动检测装置4对进入隔离检测仓上的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；
图像测量数据、电气检测数据以及振动检测数据分别传输至控制台，由控制台对上述结果进行数据转换评测，根据评测结果来进行质量判定；
表面检测装置2包括检测架21，检测架21上设置横向移动机构22，横向移动机构22上固定设置竖向移动机构23，竖向移动机构22上固定设置图像检测摄像头23，横向移动机构22带动图像检测摄像头23横向移动，竖向移动机构23带动图像检测摄像头24竖向移动。
电气检测装置3包括隔离检测仓31，隔离检测仓31上表面设置检测槽35，隔离检测仓31上方设置测试架32，测试架32上设置检测气缸33，检测气缸33与测试架32固定连接，检测气缸33上检测压板34，检测压板34与检测气缸33固定连接，见图12，检测压板34上固定设置电气检测柱36，振动检测装置4与隔离检测仓31固定连接，振动检测装置4包括振动电机41，振动电机41上设置偏心振动轮42，偏心振动轮42与振动电机41可拆卸连接。
本发明控制台控制横向移动机构和竖向移动机构带动检测摄像头，移动到需要检测的平面变压器PCB绕组上方，通过检测摄像头进行拍照，与标准图进行对比，判断是否合格，拍照检测合格的平面变压器PCB绕组，进入下一步组装步骤，组装好的平面变压器，放入隔离检测仓上的检测槽内，通过检测气缸下压检测压板，检测压板压住平面变压器，检测压板上的电器检测柱与平面变压器的接口相对应，可以进行通电或断电的电气性能检测，同时还可以通过振动电机带动偏心振动轮，进行通电或断电状态下，振动性能检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种平面变压器的检测方法，使用平面变压器的检测设备进行检测，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据设计图纸和加工完成的标准件建立标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据，
S2、对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行电气检测，对进入隔离检测仓内完成组装的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；
S3、将上述检测数据与标准图像数据、标准电气数据以及标准振动数据进行对比，并根据对比结果进行质量判定。
2.根据权利要求1所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，平面变压器进行电气检测包括以下子步骤，
SA1、在控制台设定电气检测波形和对应的电气标准波形；
SA2、电气检测装置与平面变压器连接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形；
在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，对比符合度大于设定值的质量判定为合格。
3.根据权利要求2所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，平面变压器进行通断电状态下的振动检测包括以下子步骤，
SB1、在控制台设定电气检测波形、振动检测波形和对应的电气标准波形、振动标准波形，电气检测波形与振动检测波形形成关联，电气标准波形与振动标准波形形成关联；
SB2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SA3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形；
在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比符合度均大于设定值的质量判定为合格。
4.根据权利要求3所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，电气标准波形与振动标准波形的获取方法如下，
SC1、选取若干合格的平面变压器；
SC2、电气检测装置与平面变压器连接，振动检测装置的输出装置和接收装置分别配置在两个独立的隔离腔体内，振动检测装置的输出端与平面变压器的设定位置抵接，振动检测装置的接收端装置与平面变压器的另一设定位置抵接，电气检测装置根据控制台的控制输出符合检测波形的电流至平面变压器，同时振动检测装置发出振动检测波形至平面变压器；
SC3、电气检测装置接收平面变压器的电气反馈波形并根据检测周期分割为若干电气反馈波形，选择所有电气反馈波形的平均波形作为电气标准波形，振动检测装置接收当前隔离腔体内的振动反馈波形并根据检测周期分割为若干振动反馈波形，选择所有振动反馈波形的平均波形作为振动标准波形。
5.根据权利要求4所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，在步骤S3中，电气反馈波形与电气标准波形进行对比，振动反馈波形与振动标准波形进行对比，对比时包括以下步骤：
S31、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气标准波形或振动标准波形相交，产生若干个检测点;
S32、控制台受控或随机生成若干条直线，直线与电气反馈波形或振动反馈波形相交，产生若干个反馈点;
S33、计算检测点与反馈点之间的距离，若所有检测点与反馈点之间的距离均小于设定值，且所有检测点与反馈点之间的距离之和小于设定值，则质量判定为合格。
6.根据权利要求4所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，电气反馈波形与电气标准波形进行对比以及振动反馈波形与振动标准波形进行对比时，根据需求设定，还包括有频域对比，需要执行频域对比时，在步骤S31中,还对电气标准波形或振动标准波形进行随机的窗口图像截取，记录窗口的位置，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气标准波形或频域振动标准波形，根据记录的窗口位置，对电气反馈波形或振动反馈波形进行窗口图像截取，然后对截取的图像进行傅里叶变换，获得频域电气反馈波形或频域振动反馈波形；
在步骤S32中，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气标准波形或频域振动标准波形相交，产生若干个检测点，控制台受控生成若干条水平直线，水平直线与频域电气反馈波形或频域振动反馈波形相交，产生若干个反馈点。
7.根据权利要求1所述的平面变压器的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，每层扁平线圈配件的图像测量均为组装前检测，每层扁平线圈配件进行图像测量后首先进行每层扁平线圈配件的质量判定，质量合格的扁平线圈配件送入后续的组装步骤。
8.一种平面变压器的检测设备，对平面变压器进行检测，其特征在于，包括控制台、安装在产线上的表面检测装置、振动检测装置和电气检测装置，
表面检测装置在产线上对平面变压器每层扁平线圈配件进行图像测量；
电气检测装置对进入隔离检测仓上的平面变压器进行电气检测；
振动检测装置对进入隔离检测仓上的平面变压器进行通断电状态下的振动检测；
图像测量数据、电气检测数据以及振动检测数据分别传输至控制台，由控制台对上述结果进行数据转换评测，根据评测结果来进行质量判定。
9.根据权利要求8所述的平面变压器的检测设备，其特征在于，所述表面检测装置包括检测架，所述检测架上设置横向移动机构，所述横向移动机构上固定设置竖向移动机构，所述竖向移动机构上固定设置图像检测摄像头，所述横向移动机构带动图像检测摄像头横向移动，所述竖向移动机构带动图像检测摄像头竖向移动。
10.根据权利要求8所述的平面变压器的检测设备，其特征在于，所述电气检测装置包括隔离检测仓，所述隔离检测仓上表面设置检测槽，所述隔离检测仓上方设置测试架，所述测试架上设置检测气缸，所述检测气缸与测试架固定连接，所述检测气缸上检测压板，所述检测压板与检测气缸固定连接，所述检测压板上固定设置电气检测柱，所述振动检测装置与隔离检测仓固定连接，所述振动检测装置包括振动电机，所述振动电机上设置偏心振动轮，所述偏心振动轮与振动电机可拆卸连接。
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