CN211527333U - 一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置，通过将待测电缆切成一定厚度的片状后，将待测电缆水平放置于所述载物平台，并手动调整所述载物平台位置，使待测电缆处于所述光学读数显微镜模块的测量范围。在所述显示模块上点击测量，所述平行光源开启，所述光学读数显微镜模块在所述手自动调焦模块的工作下实现自动对焦，所述光学读数显微镜模块的焦距确定后自动拍照，并将拍摄图片传回所述工控主机进行数据转换；得到转换后的图片数据之后，通过设定的算法将获得数据与国标中的标准数据对比，判断是否合格，测量数据也将以设定的形式显示出来。从而实现对传统的接触式测量方式的改进，提升测量数据的精准性、快速性和可靠性。

Description

一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置

技术领域

本实用新型涉及电缆测量技术领域，尤其涉及一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置。

背景技术

据行业数据统计，接触式电缆测量仪器占据了电缆测量领域的大半市场。而传统的接触式测量方式(以卡尺和千分尺为代表)对操作人员的要求高，测量数据偏差大、测量耗时等。就在近年，非接触式测量仪器凭借检测速度快、无接触磨损、自动搜索定位、数据可靠等优点异军突起。就目前市场上非接触式测量仪器分析，多为光学镜筒加CCD相机组合使用，但由于光学镜筒的测量范围相对狭小，并且工作稳固性高，所以往往是将光学镜筒固定安装，依靠下端载物平台的移动来增大测量范围。由于载物平台的移动会使仪器整体受到不同程度的震动，从而会对仪器的测量精度造成影响，使仪器出现测量不准的问题。同时，由于载物平台需要移动，仪器在结构设计上就要多预留一定空间，这就降低了仪器的整体紧凑性、稳固性。故而，研究出一种能够解决上述问题的新测量装置，尤为紧要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够改进传统的接触式测量方式，提升测量数据的精准性、快速性和可靠性的非接触式电缆直径、壁厚测量装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置，包括底座、安装柱、手自动调焦模块、光学读数显微镜模块、显示模块、载物平台、平行光源和工控主机，所述安装柱与所述底座固定连接，所述手自动调焦模块包括座体、锁紧螺钉、自动升降电机、手动升降旋钮、镜筒升降座和限位光耦，所述座体与所述安装柱活动连接，并套设在所述安装柱的外部，所述锁紧螺钉的一端贯穿所述座体，并与所述安装柱抵持，所述自动升降电机的输出端和所述手动升降旋钮分别与所述座体传动连接，且位于所述座体的两侧，所述镜筒升降座与所述座体固定连接，所述限位光耦与所述座体固定连接，并位于所述自动升降电机的下侧；

所述光学读数显微镜模块置于所述镜筒升降座上，所述显示模块位于所述光学读数显微镜模块的一侧，所述载物平台与所述底座固定连接，并位于所述光学读数显微镜模块的下方，所述平行光源与所述载物平台固定连接，所述工控主机分别与所述自动升降电机、所述光学读数显微镜模块、所述显示模块和所述平行光源电性连接。

其中，所述手自动调焦模块还包括防松螺栓，所述防松螺栓的一端贯穿所述镜筒升降座，并与所述光学读数显微镜模块相互抵持。

其中，所述手自动调焦模块的数量为两个，两个所述手自动调焦模块沿所述安装柱的轴向线方向依次设置，每个所述手自动调焦模块上均设置有所述光学读数显微镜模块，且两个所述光学读数显微镜模块的测量放大倍数及测量物距不同。

其中，每个所述光学读数显微镜模块包括沿所述安装柱的轴向线方向从上至下依次设置的CCD接圈、摄目像面调节座、目镜筒、导套、摄录目镜组、镜筒本体、镜头支撑法兰、连接套、压板钢珠、锁紧件、测量变倍组、物镜筒和物镜组。

其中，所述锁紧螺钉、所述手动升降旋钮和所述防松螺栓的外表壁上均具有防滑纹。

其中，所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括支座，所述支座与所述底座固定连接，并位于所述底座的每个底角上。

其中，所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括连接杆，所述连接杆的一端与所述支座固定连接，所述连接杆的另一端与所述支座螺纹连接。

本实用新型的有益效果体现在：通过将待测电缆被切成一定厚度的片状之后，将待测电缆水平放置于所述载物平台，并通过手动调整所述载物平台位置，使待测电缆处于所述光学读数显微镜模块的测量范围。在所述显示模块上点击测量，所述平行光源开启，所述光学读数显微镜模块在所述手自动调焦模块的工作下实现自动对焦，即所述光学读数显微镜模块将试拍图片传回所述工控主机，与系统储存的样本图片进行对比；若试拍图片与样本图片对比清晰度不够，则判定不在焦距范围内，并输出控制信号至所述手自动调焦模块上的所述自动升降电机，控制其上升或者下降；在给所述自动升降电机输出设定的脉冲量之后，再由所述光学读数显微镜模块试拍，并将试拍图片再次传回所述工控主机，与系统样本图片进行对比，直至所述光学读数显微镜模块的焦距确定后，所述光学读数显微镜模块自动拍照，并将拍摄图片传回所述工控主机进行数据转换；得到转换后的图片数据之后，通过设定的算法将获得数据并与国标中的标准数据对比，判断是否合格，测量数据也将以设定的形式显示出来，并存储到指定路径。从而实现对传统的接触式测量方式的改进，提升测量数据的精准性、快速性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的非接触式电缆直径、壁厚测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型的手自动调焦模块总成图。

图3是本实用新型的光学读数显微镜模块测量示意图。

图4是本实用新型的光学读数显微镜模块的总成图。

图5是本实用新型的非接触式电缆直径、壁厚测量装置的信号逻辑图。

图6是本实用新型的非接触式电缆直径、壁厚测量装置的供电逻辑图。

1-手自动调焦模块；2-显示模块；3-光学读数显微镜模块；4-平行光源；5-载物平台；6-工控主机；7-底座；8-安装柱；101-手动升降旋钮；102-锁紧螺钉；103-自动升降电机；104-限位光耦；105-镜筒升降座；106-座体；107-防松螺栓；108-防滑纹；109-支座；110-连接杆；301-CCD接圈；302-摄目像面调节座；303-目镜筒；304-导套；305-摄录目镜组；306-镜筒本体；307-镜头支撑法兰；308-连接套；309-压板钢珠；310-锁紧件；311-测量变倍组；312-物镜筒；313-物镜组。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图6，本实用新型提供了一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置，包括底座7、安装柱8、手自动调焦模块1、光学读数显微镜模块3、显示模块2、载物平台5、平行光源4和工控主机6，所述安装柱8与所述底座7固定连接，所述手自动调焦模块1包括座体106、锁紧螺钉102、自动升降电机103、手动升降旋钮101、镜筒升降座105和限位光耦104，所述座体106与所述安装柱8活动连接，并套设在所述安装柱8的外部，所述锁紧螺钉102的一端贯穿所述座体106，并与所述安装柱8抵持，所述自动升降电机103的输出端和所述手动升降旋钮101分别与所述座体106传动连接，且位于所述座体106的两侧，所述镜筒升降座105与所述座体106固定连接，所述限位光耦104与所述座体106固定连接，并位于所述自动升降电机103的下侧；

所述光学读数显微镜模块3置于所述镜筒升降座105上，所述显示模块2位于所述光学读数显微镜模块3的一侧，所述载物平台5与所述底座7固定连接，并位于所述光学读数显微镜模块3的下方，所述平行光源4与所述载物平台5固定连接，所述工控主机6分别与所述自动升降电机103、所述光学读数显微镜模块3、所述显示模块2和所述平行光源4电性连接。

在本实施方式中，所述底座7用于对该测量装置的整体结构起到支撑作用，所述安装柱8呈圆柱形结构设置，所述显示模块2为A985GOT-TBA-V触摸显示屏，所述光学读数显微镜模块3为CCD显微镜，所述工控主机6型号为IPC-600，所述工控主机6分别与所述自动升降电机103、所述光学读数显微镜模块3、所述显示模块2和所述平行光源4电性连接。所述载物平台5通过螺栓及螺母的相互配合，实现所述载物平台5在所述底座7上的固定及位置移动。

通过将待测电缆被切成一定厚度的片状之后，将待测电缆水平放置于所述载物平台5，并通过手动调整所述载物平台5位置，使待测电缆处于所述光学读数显微镜模块3的测量范围。在所述显示模块2上点击测量，所述平行光源4开启，所述光学读数显微镜模块3在所述手自动调焦模块1的工作下实现自动对焦，具体控制流程如下：即所述光学读数显微镜模块3将试拍图片传回所述工控主机6，与系统储存的样本图片进行对比；若试拍图片与样本图片对比清晰度不够，则判定不在焦距范围内，并输出控制信号至所述手自动调焦模块1上的所述自动升降电机103，控制其上升或者下降；在给所述自动升降电机103输出设定的脉冲量之后，再由所述光学读数显微镜模块3试拍，并将试拍图片再次传回所述工控主机6，与系统样本图片进行对比，按照以上步骤循环，直至所述光学读数显微镜模块3的焦距确定后，所述光学读数显微镜模块3自动拍照，并将拍摄图片传回所述工控主机6进行数据转换；得到转换后的图片数据之后，通过设定的算法将获得数据与国标《GBT2951.11-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用实验方法第11部分：通用试验方法——厚度和外形尺寸测量——机械性能试验》中的标准数据对比，判断是否合格，符合国标数据的则在所述显示模块2上显示绿色的合格，不符合则在所述显示模块2上显示红色的不合格。测量数据也将以设定的形式显示出来，并存储到指定路径。从而实现对传统的接触式测量方式的改进，提升测量数据的精准性、快速性和可靠性。

其中该装置测量面积计算方法是以所述安装柱8作为基准固定的，检测范围便以此为圆心，在已知所述安装柱8的台阶高度之后，结合实际所需的转动角度(最高可实现360°转动)，便能计算出以圆柱为中心的扇形测量区域：

S＝α/360*π(R1²-R2²)

其中：

α：所需的转动角度；

R1：镜筒外侧到安装柱8圆心的距离；

R2：镜筒内侧到安装柱8圆心的距离；

需要指出的是镜筒的测量区域面积会大于镜筒的面积，在有效高度范围内，随着镜筒高度的增高，测量区域面积也会增大。但考虑到安装效果及照射光源偏差等实际情况，本式所计算的面积以镜筒边缘为半径，保证了所计算出面积的可用性和真实性。

进一步地，所述手自动调焦模块1还包括防松螺栓107，所述防松螺栓107的一端贯穿所述镜筒升降座105，并与所述光学读数显微镜模块3相互抵持。

在本实施方式中，通过所述防松螺栓107的一端与所述镜筒升降座105螺纹连接，并可贯穿所述镜筒升降座105，因此在将所述光学读数显微镜模块3安装在所述镜筒升降座105时，能够通过将所述防松螺栓107旋入所述镜筒升降座105内，以此锁紧所述镜筒升降座105，将其所述光学读数显微镜模块3稳定的固定在所述镜筒升降座105上，避免由于所述光学读数显微镜模块3在检测时发生晃动，影响测量数据结果。

进一步地，所述手自动调焦模块1的数量为两个，两个所述手自动调焦模块1沿所述安装柱8的轴向线方向依次设置，每个所述手自动调焦模块1上均设置有所述光学读数显微镜模块3，且两个所述光学读数显微镜模块3的测量放大倍数及测量物距不同。

在本实施方式中，所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置的装配方法具体为：步骤1：在所述安装柱8作为仪器的基准固定之后，依次装入第一个所述手自动调焦模块1以及与之对应连接的所述光学读数显微镜模块3，安装之后，用手将所述座体106绕所述安装柱8进行试验转动，确认到位、紧固后预紧所述锁紧螺栓；步骤2：然后旋动所述手自动调焦模块1上的所述手动升降旋钮101，进行升降测试。手动测试无误之后，再给所述自动升降电机103通电测试，电机运行无异响之后，给所述限位光耦104通电，测试光耦挡片经过所述限位光耦104时，所述自动升降电机103是否停止。若能停止，表示测试正常，若不能停止，则需断电排出原因，避免所述自动升降电机103及所述手自动调焦模块1损坏；步骤3：重复步骤1-2，装入第二个所述手自动调焦模块1以及与之对应连接的所述光学读数显微镜模块3，锁紧所述镜筒升降座105上的所述防松螺栓107，且第二个所述手自动调焦模块1位于第一个所述手自动调焦模块1的上方；步骤4：在确定所述手自动调焦模块1安装的高度和仪器的测量区域之后，便可在所需的测量区域布置所述平行光源4和所述载物平台5；步骤5：在所述载物平台5上放入待测电缆样品，调整所述光学读数显微镜模块3的高度和角度，拧紧所述锁紧螺栓。特别说明的是，在装配完成后，进行整机调试前需手动调整电缆样品的位置，使其处于所述光学读数显微镜模块3的测量范围内。到调机完成后，开始批量测量时，所述光学读数显微镜模块3无需再做调整。本方式的操作流程相对简单，便于操作人员上手。只有在更换尺寸相差较大的样品时，才需要调整所述光学读数显微镜模块3的转动角度。

由于两个所述光学读数显微镜模块3的安装高度在所述安装柱8上是不同的，其原因是两个所述光学读数显微镜模块3的测量放大倍数和测量物距不同。但两个所述光学读数显微镜镜筒主体测量参数是一样的，都是0.7×到1×可调，不一样的点在于位于上方的所述光学读数显微镜上的镜筒多了一组前置大物镜，从而导致了两个所述光学读数显微镜模块3的测量放大倍数不同，以满足不同规格的待测电缆。其测量放大倍数及测量物距如下：

位于下方的所述光学读数显微镜模块3的镜筒物距为：WD＝117mm(高低倍齐焦)；

测量放大倍数为：0.7×视场20×14到1×视场15×11；

测量电缆直径：0.5mm—12mm；

位于上方的所述光学读数显微镜模块3的镜筒物距为：WD＝300mm(高低倍不齐焦)；

测量放大倍数为：0.7×视场50×35到1×视场38×27；

测量电缆直径：6mm—25mm；

经过调机实测，本装置可实施外径不超过25mm的电缆直径、壁厚测量，精度达μm数量级。

需要特别说明的是，本装置的位于上方的所述光学读数显微镜模块3的镜筒测量电缆最大直径是25mm。但当位于上方的所述光学读数显微镜模块3的镜筒在测量直径小于6mm的电缆时，图像轮廓会开始模糊，测量精度下降，达不到设计目标。故增加最大测量直径是12mm的位于下方的所述光学读数显微镜模块3的镜筒来测量直径小于6mm的电缆，从而本装置采用了双镜筒的安装方式。通过所述手自动调焦模块1实现所述光学读数显微镜模块3高度、角度可调，提高了仪器的灵活性和机动性；借新的安装方式及其测量灵活性，期望解决常规光学镜筒测量范围狭小，完全依靠下端所述载物平台5移动来增大测量范围这一问题；所述光学读数显微镜模块3采用可更换前置物镜的设计，更根据所需切换测量倍数；采用双光学读数显微镜设计，在确保测量精度的条件下，拓宽了电缆的测量规格。

进一步地，每个所述光学读数显微镜模块3包括沿所述安装柱8的轴向线方向从上至下依次设置的CCD接圈301、摄目像面调节座302、目镜筒303、导套304、摄录目镜组305、镜筒本体306、镜头支撑法兰307、连接套308、压板钢珠309、锁紧件310、测量变倍组311、物镜筒312和物镜组313。

在本实施方式中，通过CCD接圈301、摄目像面调节座302、目镜筒303、导套304、摄录目镜组305、镜筒本体306、镜头支撑法兰307、连接套308、压板钢珠309、锁紧件310、测量变倍组311、物镜筒312和物镜组313沿所述安装柱8的轴向线方向从上至下依次组装构成所述学读数显微镜模块。

进一步地，所述锁紧螺钉102、所述手动升降旋钮101和所述防松螺栓107的外表壁上均具有防滑纹108。

在本实施方式中，通过在锁紧螺钉102、所述手动升降旋钮101和所述防松螺栓107的外表壁上均具有防滑纹108，能够增加与操作者手部之间的摩擦力，使得操作者在拧动所述锁紧螺钉102、所述手动升降旋钮101或所述防松螺栓107时更加轻松。

进一步地，所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括支座109，所述支座109与所述底座7固定连接，并位于所述底座7的每个底角上。

在本实施方式中，通过在所述底座7的每个底角上设置所述支座109，用于对所述底座7起到支撑作用，使得所述底座7放置在工作台或者操作台上时更加平稳。

进一步地，所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括连接杆110，所述连接杆110的一端与所述支座109固定连接，所述连接杆110的另一端与所述支座109螺纹连接。

在本实施方式中，每个所述连接杆110的外表壁上具有螺纹，所述支座109的内孔壁上同样具有与所述连接杆110相适配的螺纹，当所述底座7放置在工作台或者操作台而不平顺时，根据情况可将所述支座109绕所述连接杆110旋转，以此调整所述支座109与所述底座7之间的距离，从而保证所述底座7放置在工作台或者操作台时更加平顺，不会发生晃动，避免影响测量结果。

综上所述：本实用新型主要应用于电线、电缆生产单位、研究所等，通过采用所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置有利于提高测量精度、测量速度，提升测量数据的可靠性；所述光学读数显微镜模块3实现高度、角度可调，提高了仪器的灵活性和机动性；通过转动所述手自动调焦模块1的工作角度，弥补了光学读数显微镜测量范围小的缺点，不需依靠平台移动而增大了测量范围；采用分体组装形式，光学读数显微镜、手自动调焦等模块拆装调试方便；光学读数显微镜采用可更换前置物镜的设计，更根据所需切换测量倍数；采用双光学读数显微镜设计，在确保测量精度的条件下，拓宽了电缆的测量规格。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

包括底座、安装柱、手自动调焦模块、光学读数显微镜模块、显示模块、载物平台、平行光源和工控主机，所述安装柱与所述底座固定连接，所述手自动调焦模块包括座体、锁紧螺钉、自动升降电机、手动升降旋钮、镜筒升降座和限位光耦，所述座体与所述安装柱活动连接，并套设在所述安装柱的外部，所述锁紧螺钉的一端贯穿所述座体，并与所述安装柱抵持，所述自动升降电机的输出端和所述手动升降旋钮分别与所述座体传动连接，且位于所述座体的两侧，所述镜筒升降座与所述座体固定连接，所述限位光耦与所述座体固定连接，并位于所述自动升降电机的下侧；

所述光学读数显微镜模块置于所述镜筒升降座上，所述显示模块位于所述光学读数显微镜模块的一侧，所述载物平台与所述底座固定连接，并位于所述光学读数显微镜模块的下方，所述平行光源与所述载物平台固定连接，所述工控主机分别与所述自动升降电机、所述光学读数显微镜模块、所述显示模块和所述平行光源电性连接。

2.如权利要求1所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

所述手自动调焦模块还包括防松螺栓，所述防松螺栓的一端贯穿所述镜筒升降座，并与所述光学读数显微镜模块相互抵持。

3.如权利要求1所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

所述手自动调焦模块的数量为两个，两个所述手自动调焦模块沿所述安装柱的轴向线方向依次设置，每个所述手自动调焦模块上均设置有所述光学读数显微镜模块，且两个所述光学读数显微镜模块的测量放大倍数及测量物距不同。

4.如权利要求3所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

每个所述光学读数显微镜模块包括沿所述安装柱的轴向线方向从上至下依次设置的CCD接圈、摄目像面调节座、目镜筒、导套、摄录目镜组、镜筒本体、镜头支撑法兰、连接套、压板钢珠、锁紧件、测量变倍组、物镜筒和物镜组。

5.如权利要求2所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

所述锁紧螺钉、所述手动升降旋钮和所述防松螺栓的外表壁上均具有防滑纹。

6.如权利要求1至5任一项所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括支座，所述支座与所述底座固定连接，并位于所述底座的每个底角上。

7.如权利要求6所述的非接触式电缆直径、壁厚测量装置，其特征在于，

所述非接触式电缆直径、壁厚测量装置还包括连接杆，所述连接杆的一端与所述支座固定连接，所述连接杆的另一端与所述支座螺纹连接。

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