CN210090208U - 一种用于缆线的耐性测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于缆线的耐性测试设备，该设备包括：数显高度规、用于支撑所述数显高度规的第一支架、刀架、用于支撑待测缆线的试样支架、环境箱、冷却装置以及控制装置；所述第一支架固定在环境箱顶部，所述刀架贯穿环境箱的顶部，环境箱上的贯穿位置装设有滑轮，刀架上装有和所述滑轮匹配的导轨，所述刀架上包括刀片；所述刀片抵在待测试样上，刀架下部设置有挂接部件，用于挂接拉力产生部件；所述数显高度规的测量杆的下端与刀架顶端接触；所述控制装置用于控制采集数显高度规测量的数据，所述冷却装置用于冷却试样以固定压痕成型。通过本实用新型，可节约人力，消除试样因人员手工切割且工艺不可控的原因而导致的试验结果偏差。

Description

一种用于缆线的耐性测试设备

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，尤其涉及一种用于缆线的耐性测试设备。

背景技术

光缆、电缆在一些场合，工作温度很高。为防止电缆因高温且存在一定压力的情况下护套绝缘严重变形甚至破损而引起安全隐患，护套、绝缘应能通过高温压力试验后，才可正常使用。

现有技术中，首先，需要待测的缆线的外径以及缆线绝缘层确定实验时间以及需要施加的压力值，即根据待测的缆线的外径，确定实验时间，一般缆径D≤15mm时，实验时间为4小时，缆径D＞15mm时，实验时间为6小时；根据公式确定具体的压力值。实验设备如图1，图2所示，由长方形刀架1、式样支架3以及砝码组件4构成。如图3a,3b,3c所示，待测试样2放置在试样支架上。在进行实验时，需要将整个实验设备放置在没有震动的烘箱中。在规定的温度保持规定的时间，加热时间结束，试样在烘箱中在压力作用下迅速冷却，用冷水喷射刀口下的试样来冷却，试样冷却到室温不再变形后，浸入冷水中进一步冷却。冷却结束，垂直于压痕从试样切取得如图4所示的一窄条试片，通过投影仪测试压痕深度，按照如图5所示的测量方式利用投影仪显微镜进行测量。从每个试样上切取得三个试片，测得的压痕深度中间值应不大于试样平均厚度的50％。现有检测方案存在如下几个问题需要解决：由于试验的配重是通过公式计算，不同规格的缆配重不同，所以需要准备大量不同规格的砝码，耗费大量时间精力才能配备出准确需要的载荷；为将压痕塑形，在加热时间到的一瞬间需要迅速冷却试样，加热时间监测都由人工完成，最大的问题是由于采用投影仪测量压痕深度，需要将垂直于压痕方向切割薄片，由于高温后冷却的聚氯乙烯材料有一定硬度，切割制样存在一定困难。不同检测人员切割的技术会影响投影仪测量结果，导致结果不确定度增加。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

本实用新型提供一种用于缆线的耐性测试设备，该设备包括：数显高度规、用于支撑所述数显高度规的第一支架、刀架、用于支撑待测缆线的试样支架、环境箱、冷却装置以及控制装置；所述第一支架固定在环境箱顶部，所述刀架贯穿环境箱的顶部，环境箱上的贯穿位置装设有滑轮，刀架上装有和所述滑轮匹配的导轨，所述刀架上包括刀片；所述刀片抵在待测试样上，刀架下部设置有挂接部件，用于挂接拉力产生部件；所述数显高度规的测量杆的下端与刀架顶端接触；所述控制装置用于控制采集数显高度规测量的数据，所述冷却装置用于冷却试样以固定压痕成型。

可选的，该设备还包括第二支架，用于支撑固定待测缆线。

可选的，所述拉力产生部件为砝码。

可选的，所述拉力产生部件为拉力机。

可选的，在所述刀架的挂接部件与所拉力机之间设置有力传感器，所述控制装基于所述力传感器检测的结果控制拉力产生部件产生预定的力。

可选的，所述环境箱上设置有喷水冷却装置，包括继电器以及电磁开关，所述继电器与控制装置电性连接，用于控制电磁开关实现对待测缆线进行喷水冷却。

可选的，所述环境箱底部设置有排水盖以及排水开关，排水开关与所述控制装置连接，包括电机、齿轮，所述电机齿轮带动排水盖的开合。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：节约人力，消除试样因人员手工切割且工艺不可控的原因而导致的试验结果偏差。

附图说明

图1示出了现有技术采用的缆线高温压力测试设备的正视图；

图2示出了现有技术采用的缆线高温压力测试设备的侧视图；

图3a,3b,3c示出了待测试样放置在试样支架上的状态；

图4示出了现有技术中从压好痕的待测试样中切下测量样片的示意图；

图5示出了测量样片的测量示意图；

图6示出了本实用新型提出的第一种实施方式的耐性测量设备；

图7示出了刀架和环境箱顶部的匹配示意图；

图8示出了本实用新型提出的第二种实施方式的耐性测量设备。

具体实施方式

本实用新型提供一种用于缆线的耐性测试设备，如图6所示，该设备包括：数显高度规01、用于支撑所述数显高度规的第一支架2、刀架03、用于支撑待测缆线的试样支架04、环境箱05、冷却装置06以及控制装置(未示出)；所述第一支架2固定在环境箱05顶部，所述刀架03贯穿环境箱05的顶部，环境箱05上的贯穿位置装设有滑轮，刀架上装有和所述滑轮匹配的导轨，所述刀架上包括刀片07；所述刀片07抵在待测试样0上，刀架下部设置有挂接部件，用于挂接拉力产生部件08；所述数显高度规01的测量杆的下端与刀架03顶端接触；所述控制装置用于控制采集数显高度规测量的数据，所述冷却装置用于冷却试样以固定压痕成型。

其中所述试样支架水平且稳固，能承受较大质量，待测试样平放在试样支架上。在具体实施例中试样支架可通过固定在环境箱上实现固定，也可通过在基座上实现固定。优选实施方式是试样支架固定在基座上，试样支架连同基座可放置在环境箱内。刀片支架贯穿温箱，由于温箱需要加热到试验温度，为防止热量流失严重，刀片支架应尽量与温箱的开孔吻合，使得贯穿孔缝隙尽量小。当刀片及其支架缓慢下降时，为减小支架与环境箱顶部的摩擦力，环境箱开孔处装有有小滑轮，刀片支架装有和滑轮匹配的导轨，如图7所示。图7中只显示2条滑轨，然而实际生产上可用刀多条滑轨与多个滑轮的配合。

如图7所示，数显高度规在其支架的稳定支撑下，高度规测量杆与刀片支架中心轴在同一轴心上。试验开始前，测量杆收缩一部分，并且与试样支架上边缘接触，高度规清零。当试样由于高温和压力的作用而发生缓慢变形时，数显高度规测量杆随之下行，此时高度规屏幕示值的绝对值即为压痕深度。

通过电脑采集数显高度规数据，电脑软件绘制出压痕深度与时间的数据图以及记录数据Excel列表，通过查看电脑保存的原始数据，可知样品在试验结束的一瞬间压痕的具体深度。通过电脑记录数据，可节省人工成本，也解决因试验时间偏移引入的结果不确定度。

冷却装置的作用是当试验时间结束，试样压力没有去掉状态，迅速冷却试样，使得压痕成型固定。防止去掉压力后由于样品自身的弹性而压痕深度发生变化。虽然通过软件记录的数据可以准确得知试验结束后压痕深度，但最好保留样品本身的压痕，若存在争议时可用投影仪或更精确的测量设备测试压痕。因此，冷却装置是必不可少的。作为一种优选实施方式，可选装喷水冷却装置，此装置可通过简单的计时器控制喷水开始时间，或通过电脑软件控制，即电脑向继电器发送指令，继电器通过控制喷水装置的电磁开关实现定时喷水功能。喷水量应足够大，满足样品能恢复到室温的要求。此喷水装置同样节约了人力成本，也解决了由于喷水不及时或不彻底引入的试验误差。

环境箱的作用是能够保持待测试样所需要的温度一定时间。如果冷却装置采用喷水冷却装置，那么环境箱内部至少需要有排水系统。在环境箱底部，可通过电机和齿轮带动排水盖的开合。当喷淋开始时候，通过软件自动控制电机实现排水盖打开状态；当新的试验开始升温时，软件自动控制电机，实现关闭排水盖的功能。可选装水循环系统，将喷淋出来的废水重新收集起来供下次喷淋使用。环境箱由电脑软件控制，当试验时间结束的一瞬间，电脑通过软件开启喷淋，关闭环境箱加热且使得环境箱模式变更为制冷模式。环境箱的空间应足够大，能同时试验两个或以上的样品。

作为一种实时方式，所述拉力产生部件为砝码。砝码的选取方案由系统软件自动计算确定。在测试时，首先就需要进行砝码配重的过程，该过程由软件完成，即：在输入界面，输入实验参数，包括试样平均外径和绝缘层平均厚度，软件系统首先试样平均外径，确定实验时间，试样外径D≤15mm时，实验时间为4h；试样外径D＞15mm时，实验时间为6h。然后，根据所输入的参数按照标准公式进行计算，得到所需要的压力值F，单位N：

k:D≤15mm，k＝0.6；D＞15mm，k＝0.7；

δ：绝缘试验厚度的平均值，mm

D：试样外径的平均值,mm

系统软件最后根据所计算得到的压力值，选取一组砝码，作为拉力产生组件。

基于上述设备，测试过程如下：

首先启动测试软件，通过输入界面输出实验参数，获取到实验时间、砝码配重方案；

按照配种方案挂接好砝码，启动测试软件；

软件控制环境箱加热并在预定温度持续预定时间；

实时读取并记录高度规随时间变化的数据；

在环境箱保持预定温度预定时间后，控制喷水冷却装置的喷水开关对待测试样喷水实现对试样的冷却，同时软件通过和环境箱的通信，控制环境箱停止加热并开启环境箱的降温程序；

生成时间-压痕深度的数据记录，并确定实验结束时待测试样的压痕深度。

上述实施方式的耐性测试设备虽然能很好的解决冷却以及压痕深度测量的问题，但是由于计算压力值时，绝缘厚度和试样外径为变量，不同样品绝缘厚度以及试样外径均不同。这导致每次试验负荷需要重新计算，频繁的配置砝码有些费时费力，本实用新型提出第二种实施例，可进一步解决这个问题。在该实施例中，如图8所示，所述拉力产生部件为拉力机，通过力值传感器实现拉力的配重，力值传感器设置在刀架下方与拉力机之间，能够准确地检测出拉力机所施加的力。

挂接部件与所拉力机之间设置有力传感器，所述控制装置基于所述力传感器检测的结果控制拉力产生部件产生预定的力。

虽然多数拉力机本身可以记录横梁位移，但是由于拉力机各个零件中之间的缝隙以及自身记录位移的精度不足，测试压痕深度依然由数显高度规完成。拉力机提供满足试验要求的压力值。

此拉力机通过电脑根据力值传感器控制，此拉力机通过实时微调衡量位置，准确提供样品需要的压力，直到试验结束且样品冷却后可通过软件控制拉力机撤去压力，也可在实验结束后手动撤去压力。

需要注意的是，由于刀架、力值传感器以及连接件的自重，当力值传感器连接在刀架上，传感器未与拉力机衡量连接，如图6所示。此时需清零传感器。开始试验后，屏幕上显示的拉力加上力值传感器以及连接件、刀架和刀的自重的总和即为所需要的压力值。

同样由于刀架、力值传感器以及连接件的自重是固定的，输入到缆线的外径和绝缘层厚度，根据一定公式可以计算出拉力机所需要的拉力。点击试验开始后，软件控制拉力机自动加载到所需要的压力，控制环境箱保持升温到预定的温度并在预定的温度保持预定的时间。在预定的时间后，软件控制冷却装置对待测试样进行冷却，并控制环境箱降温冷却试样，实验结束后，卸载拉力机的载荷。

此方案主要目的在于解决配重困难的问题，同时通过软件控制试验可以提高试验精度节约人力、时间成本。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (7)

1.一种用于缆线的耐性测试设备，其特征在于，该设备包括：数显高度规、用于支撑所述数显高度规的第一支架、刀架、环境箱、冷却装置以及控制装置；所述第一支架固定在环境箱顶部，所述刀架贯穿环境箱的顶部，环境箱上的贯穿位置装设有滑轮，刀架上装有和所述滑轮匹配的导轨，所述刀架上包括刀片，刀片抵在待测缆线上；刀架下部设置有挂接部件，用于挂接拉力产生部件；所述数显高度规的测量杆的下端与刀架顶端接触，所述控制装置用于控制拉力产生部件产生预定的力以及控制采集显高度规测量的数据。

2.根据权利要求1所述的耐性测试设备，其特征还在于，该设备还包括第二支架，用于支撑固定待测缆线。

3.根据权利要求1或2所述的耐性测试设备，其特征还在于，所述拉力产生部件为砝码。

4.根据权利要求3所述的耐性测试设备，其特征还在于，所述拉力产生部件为拉力机。

5.根据权利要求4所述的耐性测试设备，其特征还在于，在所述刀架的挂接部件与所拉力机之间设置有力传感器，所述控制装基于所述力传感器检测的结果控制拉力产生部件产生预定的力。

6.根据权利要求1所述的耐性测试设备，所述环境箱上设置有喷水冷却装置，包括继电器以及电磁开关，所述继电器与控制装置电性连接，用于控制电磁开关实现对待测缆线进行喷水冷却。

7.根据权利要求6所述的耐性测试设备，所述环境箱底部设置有排水盖以及排水开关，排水开关与所述控制装置连接，包括电机、齿轮，所述电机齿轮带动排水盖的开合。

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