TW201945744A - 用於電纜的表面缺陷檢測之表面掃描器、佈置及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於電纜(1)的表面缺陷檢測的表面掃描器包含測量部件(3)和分析部件(4)，該測量部件(3)包含非接觸式距離測量感測器(6)，該電纜(2)可定位在該等感測器(6)之間，使該等感測器(6)的複數個光束(7)是可引導到該電纜(2)的該外表面(8)以到在電纜的圓周上的樣品區域，用於該電纜(2)的該外表面的一長度(L)，在該電纜(2)的運行方向(x)上用於提供測量資料，並且該分析部件(4)包含用於該測量資料的接收器(9)，用於處理提供缺陷檢測資料的該測量資料和該電纜的該外表面的連續3D地形圖之處理器(10)，該分析部件包含訓練用於檢測該電纜的表面缺陷和輸出該電纜的表面缺陷檢測資料的神經網路。本發明還關於用於電纜的表面缺陷檢測的佈置和方法。

Description

用於電纜的表面缺陷檢測之表面掃描器、佈置及方法
本發明關於一種用於電纜的表面缺陷檢測之表面掃描器、佈置及方法，如所附申請專利範圍的標的部分所述。
品質控制和滿足產品規格在電力電纜生產中非常重要。例如，高壓電纜用於針對配電和電力傳輸之長距離連接。由於高壓電力電纜中的介電擊穿導致的故障導致電源中斷。
電纜在使用擠壓的電纜生產線中製造。在電纜生產線的操作期間監測製造品質以確保最終產品的品質。已知使用X射線系統，其適於測量電纜內部的不同層的深度以及絕緣體內導體的偏心率。然而，現有的X射線系統是複雜的系統，其中典型的X射線系統包括若干部件，例如X射線管、高壓產生器、冷卻器和影像擷取裝置。X射線系統能夠測量平均層深度，但不提供擠壓表面品質的詳細資訊。因此，需要一種能夠連續監測擠壓表面品質的裝置，即能夠監測電纜表面的缺陷並自動檢測缺陷。
本發明的一個目的是提供一種克服上述問題的表面掃描器、佈置及方法。本發明的目的藉由表面掃描器、佈置及方法實現，其特徵在於申請專利範圍中獨立項所述的內容。在申請專利範圍中附屬項揭示了本發明的較佳實施例。
用於電纜的表面缺陷檢測的表面掃描器包括測量部件和分析部件，測量部件包括至少一個支撐部件和非接觸距離測量感測器，所述感測器包括雷射位移感測器，其被佈置到支撐部件，電纜可定位在該等感測器之間，使得感測器的光束可引導到電纜的外表面以到在電纜圓周處的樣品區域，用於電纜的外表面的一長度，在電纜的運行方向上用於提供測量資料，並且分析部件包括用於測量資料的接收器和用於處理提供缺陷檢測資料的測量資料的處理器，其中非接觸式距離測量感測器的光束是可導引的以直接覆蓋電纜的整個外周長，並且感測器被佈置成藉由聚焦從包括光接收元件的接收器上之電纜的外表面反射的光來計算到電纜外表面的距離，其中處理器被配置為建立電纜外表面的連續3D地形圖，並且其中分析部件包括訓練用於檢測電纜表面缺陷和輸出電纜表面缺陷檢測資料的神經網路。
用於電纜的表面缺陷檢測的佈置包括表面掃描器，以及包括排出器、擠壓佈置和捲取器的電纜生產線，其中表面掃描器在電纜生產線中被安裝到排出器和捲取器之間的位置，使電纜從排出器到捲取器穿過表面掃描器的測量部件是可導引的。
在所附的申請專利範圍附屬項中給出了該裝置的較佳實施例。
用於檢測電纜的表面缺陷的方法包括表面掃描器，在該方法中，電纜在電纜生產線中製造，其中電纜在排出器時被展開，提供電纜在擠壓佈置中具有一層或多層擠壓物，電纜在捲取器處纏繞，並且表面掃描器位於排出器和捲取器之間，並且電纜以電纜生產線的運行速度行進穿過表面掃描器的測量部件，其中非接觸距離測量感測器的光束被引導到電纜的外表面以到在電纜的圓周處之樣品區域，用於在電纜的運行方向上電纜的外表面的長度。非接觸式距離測量感測器計算到電纜外表面的距離並提供測量資料，分析部件的接收器接收測量資料和處理器處理測量資料並建立其電纜外表面的連續3D地形圖，3D地形圖提供來自電纜的缺陷檢測資料，並且分析部件的訓練神經網路檢測電纜的表面缺陷和輸出電纜的表面缺陷檢測資料。
在所附的申請專利範圍附屬項中給出了該方法的較佳實施例。
本發明的表面掃描器、佈置及方法的優點在於它們能夠連續監測擠壓表面的品質，即能夠監測電纜表面的缺陷並自動檢測缺陷。
圖1示出了用於電纜2的表面缺陷檢測的表面掃描器1的側視圖。掃描器1可以被稱為3D表面掃描器，包括測量部件3和分析部件4。測量部件3包括至少一個支撐部件5和非接觸式距離測量感測器6。非接觸式距離測量感測器6佈置至支撐部件5。待檢查的電纜2可定位在非接觸式距離測量感測器6之間。使得感測器的光束7是可以引導的到電纜2的外表面8以到樣品區域22。樣品區域22位於電纜2的圓周上，在電纜的運行方向x上用於電纜的外表面8的長度L。在電纜2的運行方向x上的光束長度是薄平面。非接觸式距離測量感測器6的光束7提供測量資料。分析部件4包括用於測量資料的接收器9和用於處理提供缺陷檢測資料的測量資料的處理器10。
3D表面掃描器1檢測可從電纜2的外表面8檢測到的缺陷。3D表面掃描器1測量提供測量值的電纜2的外表面8上的水平差。3D表面掃描器1能夠檢測缺陷並提供檢測到的缺陷的精確尺寸，例如，缺陷的寬度、長度和深度。因此，3D表面掃描器1檢查電纜2的外表面8的形狀。3D表面掃描器能夠提供電纜形狀、電纜2的直徑及其變化的詳細描述。3D表面掃描器1的輸出，也就是缺陷檢測資料，可被用於控制電纜製造過程。
電纜2中嚴重缺陷的一個例子是由過早交聯產生凝膠顆粒所引起的焦化，凝膠顆粒即氧化聚合物的聚集。熔體中的交聯凝膠在電纜上產生粗糙表面。因此，電纜2的外表面8中的缺陷透露了電纜內部的缺陷。焦化是在製造電纜2期間產生的缺陷的例子。在電纜製造的不同階段之間的電纜2的傳輸期間也可能產生缺陷。例如，包括絕緣導體的電纜在硫化生產線中製造，然後輸送到脫氣過程，從而將其輸送到電纜護套線。電纜2的外表面上的不同缺陷的例子是切口、凸起和凹陷。
3D表面掃描器還能夠檢測電纜2的外表面22的特性。屬性的例子是形成到用作為目的之電纜2的裸晶線。
3D表面掃描器還可以根據測量資料和檢測到的缺陷資料計算物理量值和品質等級。
與用於電纜製造的現有X射線系統相比，3D表面掃描器1提供對電纜2的外表面8的幾何形狀的精確監測。X射線系統被適應於測量電纜內部不同層的深度以及絕緣體內部的導體的偏心距。因此，3D表面1掃描器和X射線系統適用於相同的電纜生產線。
在一個實施例中，非接觸式距離測量感測器6包括雷射位移感測器。在雷射位移感測器中，從雷射器發射的雷射光束被施加到電纜2的外表面8。從電纜2的外表面8反射的光被接收器透鏡收集並被聚焦在光接收元件上。使用的方法是雷射三角測量，其中雷射位移感測器藉由將從電纜外表面反射的光聚焦在光接收元件上來計算到電纜2的外表面8的距離。
在另一個實施例中，非接觸式距離測量感測器6佈置成環形。在圖2中，感測器6以實質均勻的間隔佈置。藉由將樣品區域22佈置在電纜2的圓周上以實質上覆蓋整個圓周並且使用高測量頻率(50 ~20000Hz)，可以獲得來自電纜2的外表面8的詳細測量資料。
在另一實施例中，處理器10被配置為建立電纜2的外表面8的地形圖。該地形圖藉由顏色或輪廓線以及縱向和徑向位置資料揭示了測量資料，例如，電纜2的外表面8上的水平差異。地形圖呈現電纜2的視覺技術資訊。
在又一實施例中，分析部件4包括用於將處理的資料和/或缺陷檢測資料發送到雲端儲存器12的發送器11。用於預防性維護的計算機化維護管理系統或用於生產優化的設備製造商可以例如，存取本地儲存器或雲端儲存器12中的處理資料和/或缺陷檢測資料。此外，儲存的處理資料和/或缺陷檢測資料可以經由雲端儲存器12傳輸給最終客戶作為電纜品質的證據。
在又一實施例中，處理器10被配置為計算電纜2的波紋度、橢圓度和/或平坦度。電纜2的波紋度、橢圓度和平坦度是描述生產品質的參數。對幾何形狀的恆定和精確監測揭示了電纜2的外表面品質的逐漸變化。平坦度、橢圓度或直徑變化的逐漸增加可指示在生產期間或最遲在下一次生產運行之前需要某些維護。
3D表面掃描器1的分析部件4包括用於從處理的測量資料中檢測缺陷的神經網路。分析部件4的處理器10或單獨的發送器可以將處理的測量資料發送到分析部件4的神經網路。神經網路被訓練以輸出缺陷的存在或不存在。訓練好的神經網路輸出缺陷檢測資料。缺陷檢測資料還可以包括根據缺陷檢測資料確定的結論。
神經網路能夠從多組訓練例子中學習複雜的非線性關係。在監督訓練中，輸入和輸出兩者被提供。在無監督的訓練中，為網路提供輸入但不提供所需的輸出。在無監督訓練中，神經網路從在電纜2生產過程的運行期間獲取的測量資料中學習。因此，分析部件4的神經網路能夠從測量資料識別缺陷。神經網路優於基於規則的缺陷檢測系統，因為在具有不同幾何形狀的電纜2的外表面8中存在難以僅藉由分析規則來定義之多種類型的缺陷。
用於電纜的表面缺陷檢測的佈置包括3D表面掃描器1。該佈置包括電纜生產線13和電纜生產線14，其包括排出器15、擠壓佈置16和捲取器17，其中3D表面掃描器1在電纜生產線13和電纜生產線14中被安裝到排出器15和捲取器17之間的位置，使得電纜2可穿過3D表面掃描器1的測量部件3從排出器15引導到捲取器17。
3D表面掃描器在電纜製造線中的定位取決於3D表面掃描器所服務的功能。3D表面掃描器可以檢查電纜生產線的最終電纜，或者3D表面掃描器可以檢查進入電纜生產線的電纜。當3D表面掃描器檢測到電纜的新外表面中的缺陷時，將3D表面掃描器安裝到電纜溫度已降低到不發生電纜塑性變形的溫度的位置是有利的。
適用的電纜生產線的例子是核心絕緣、護套、矽烷、矽樹脂和橡膠連續硫化生產線。
擠壓佈置16可包括一個或多個能夠擠壓一層或多層擠壓件的擠壓機。擠壓層可以使用一個或多個擠壓頭分步驟或同時形成。
在一個實施例中，該佈置包括連續硫化生產線13。連續硫化生產線13是生產絕緣導體類型電纜的電纜生產線的一個例子。電纜的化學交聯稱為硫化，並且可以藉由在聚合物和交聯劑之間藉由熱誘導的反應來實現。最常見的XLPE材料，可交聯聚乙烯，被用於電纜2的絕緣。圖3顯示了硫化生產線13的原理佈局，尤其是垂直連續硫化生產線。所示的線包括排出器15、擠壓佈置16、硫化管21、冷卻段18和捲取器17。擠壓佈置16提供一層或多層擠壓件至導體。藉由使絕緣導體穿過長的加壓管進行硫化，該加壓管例如藉由蒸汽或氮氣加熱。導體穿過硫化生產線13從排出器15引導到捲取器17。圖3僅示出了生產線的最基本元件。硫化生產線13還可包含其他元件，例如用於導體元件的預熱器、後加熱器和計量絞盤或計量履帶。連續硫化生產線13包括在擠壓佈置16之後沿電纜2的運行方向x所佈置的冷卻段18，其中3D表面掃描器1在冷卻段18在電纜2的運行方向x上之後被佈置。
此外，冷卻段可包括冷卻管和密封冷卻管的端部密封件19，其中3D表面掃描器1在端部密封件19沿電纜2的運行方向x之後被佈置。
在另一個實施例中，電纜生產線包括電纜護套線14。圖4中所示的電纜護套線14包括在電纜的運行方向上在擠壓佈置16前面的放線15，其中3D表面掃描器1在電纜2的運行方向x上位於排出器15和擠壓佈置16之間。電纜生產線14的前端中的缺陷檢測的目標是確保電纜2被護套以在護套開始之前滿足品質要求。品質檢查節省了製造成本，因為如果要被護套的電纜2包含嚴重的缺陷，則護套可以被中斷。
在另一實施例中，3D表面掃描器1的分析部件4包括用於將處理資料和/或缺陷檢測資料發送到控制電纜生產線13和電纜生產線14的過程監督單元20的裝置。控制電纜生產線的過程監督單元20能夠基於檢測到的缺陷的資料改變電纜生產線的處理參數。處理參數的例子是擠壓機佈置的轉數、絕緣層厚度、交聯區的溫度和擠壓佈置中的溫度分佈。另外，包含某些類型的缺陷的缺陷檢測資料可以指示電纜生產線的部件的壅塞或故障。取決於缺陷類型，操作員可以採取立即措施以解決導致缺陷的問題或停止電纜生產線，以避免產生不必要的廢料。
用於檢測電纜的表面缺陷的方法包括3D表面掃描器1。在該方法中，電纜2在電纜生產線13和電纜生產線14中製造，其中電纜2在排出器15處展開，提供電纜在擠壓佈置16中具有一層或多層擠壓件，並且電纜在捲取器17處纏繞。3D表面掃描器1位於排出器15和捲取器17之間，並且電纜2以電纜生產線13和電纜生產線14的運行速度行進穿過3D表面掃描器1的測量部件3。非接觸距離測量感測器6的光束7被引導到電纜2的外表面8以到在電纜的圓周處之樣品區域22，用於在電纜2的運行方向x上電纜2的外表面L的長度。非接觸距離測量感測器6提供測量資料，並且分析部件4的接收器9接收測量資料和處理器10處理提供缺陷檢測資料的測量資料。
在一個實施例中，在該方法中，3D表面掃描器1的分析部件4將處理的資料和/或缺陷檢測資料發送到控制電纜生產線的過程監督單元20。
在另一個實施例中，在該方法中，控制電纜生產線13和電纜生產線14的過程監督單元20基於檢測到的缺陷的資料改變電纜生產線13和電纜生產線14的過程參數。
在另一實施例中，在該方法中，電纜生產線是連續硫化生產線13或電纜護套線14。
本發明的用於電纜的表面缺陷檢測的3D表面掃描器1、佈置和方法適用於各種電纜2。電纜的例子是高壓電纜或超高壓電纜，其是使用於高壓電力傳輸的電纜。在連續硫化生產線中製造的電纜包括導體和絕緣體。導體通常包括銅或鋁。絕緣體通常包括三層擠壓：導體屏蔽、交聯聚乙烯絕緣和電纜屏蔽。這些層通常同時共同擠壓。在交聯之後，絕緣材料在其整個厚度上具有副產物。為確保電纜具有正確的性能，在電纜護套之前需要進行脫氣處理。典型地，高壓電纜或超高壓電纜包括上至200mm的電纜直徑和上至80kg / m的電纜重量。
本發明的用於電纜的表面缺陷檢測之3D表面掃描器、佈置及方法允許實時測量擠壓過程品質。本發明用於電纜的表面缺陷檢測之3D表面掃描器和佈置監側在電纜生產中連續地擠壓品質。本發明的用於電纜的表面缺陷檢測之3D表面掃描器、佈置及方法可以從電纜的外表面提供詳細的測量資料。本發明用於電纜的表面缺陷檢測之3D表面掃描器和佈置也可以形成電纜製造工廠中的品質保證系統的一部分。
對於本領域技術人員顯而易見的是，隨著技術的進步，本發明構思可以以各種方式實現。本發明及其實施例不限於上述例子，而是可以在申請專利範圍的範圍內變化。
1‧‧‧3D表面掃描器
2‧‧‧電纜
3‧‧‧測量部件
4‧‧‧分析部件
5‧‧‧支撐部件
6‧‧‧非接觸式距離測量感測器
7‧‧‧光束
8‧‧‧外表面
9‧‧‧接收器
10‧‧‧處理器
11‧‧‧發送器
12‧‧‧雲端儲存器
13‧‧‧電纜生產線
14‧‧‧電纜生產線
15‧‧‧排出器
16‧‧‧擠壓佈置
17‧‧‧捲取器
18‧‧‧冷卻段
19‧‧‧端部密封件
20‧‧‧過程監督單元
21‧‧‧硫化管
22‧‧‧樣品區域
在下文中，將參考附圖借助於較佳實施例更詳細地描述本發明，其中
圖1顯示了表面掃描器的側視圖;
圖2顯示了表面掃描器的測量部件的前視圖;
圖3示出了用於電纜的表面缺陷檢測的佈置;和
圖4示出了用於電纜的表面缺陷檢測的佈置。

Claims (13)

  1. 一種用於電纜(2)的表面缺陷檢測的表面掃描器，該掃描器(1)包含測量部件(3)和分析部件(4)，該測量部件(3)包含至少一個支撐部件(5)和非接觸式距離測量感測器(6)，該感測器(6)包含設置在該支撐部件(5)上的雷射位移感測器，該電纜(2)可定位在該等感測器(6)之間，使該等感測器(6)的複數個光束(7)是可引導到該電纜(2)的該外表面(8)以到在電纜(2)的圓周上的樣品區域(22)，用於該電纜(2)的該外表面(8)的一長度(L)，在該電纜(2)的運行方向(x)上用於提供測量資料，並且該分析部件(4)包含用於該測量資料的接收器(9)和用於處理提供缺陷檢測資料的該測量資料之處理器(10)，其特徵在於，該非接觸式距離測量感測器(6)的光束(7)是可引導的以覆蓋該電纜(2)的整個圓周，並且該感測器(6)被佈置成藉由聚焦從包括光接收元件的接收器(9)上之該電纜(2)的該外表面(8)反射的光來計算到該電纜(2)的該外表面的距離，其中該處理器(10)被配置為建立該電纜(2)的該外表面(8)的連續3D地形圖，並且其中該分析部件(4)包含訓練用於檢測該電纜(2)的表面缺陷和輸出該電纜(2)的表面缺陷檢測資料的神經網路。
  2. 根據申請專利範圍第1項之表面掃描器，其中該非接觸式距離測量感測器(6)以實質均勻的間隔被佈置成環。
  3. 根據申請專利範圍第1項之表面掃描器，其中該分析部件(4)包含發送器(11)，用於將該處理的資料和/或該缺陷檢測資料發送到雲端儲存器(12)。
  4. 根據申請專利範圍第1項之表面掃描器，其中該處理器(10)被配置成計算該電纜(2)的波紋度、橢圓度和/或平坦度。
  5. 一種用於電纜(2)的表面缺陷檢測的佈置，其特徵在於，它包含根據申請專利範圍第1-4項中任一項之表面掃描器(1)和包含排出器(15)、擠壓佈置(16)和捲取器(17)的電纜生產線(13,14)，其中該表面掃描器(1)在該電纜生產線(13,14)中被安裝到在該排出器(15)和該捲取器(17)之間的位置，使該電纜(2)是可導引的從該排出器(15)穿過該表面掃描器(1)的該測量部件(3)到該捲取器(17)。
  6. 根據申請專利範圍第5項之用於電纜(2)的表面缺陷檢測的佈置，其中該電纜生產線(13,14)是生產絕緣導體類型的電纜的連續硫化生產線(13)，並且該連續硫化生產線(13,14)包含在該擠壓佈置(16)沿該電纜的運行方向(x)之後所佈置的冷卻段(18)，其中該表面掃描器(1)在該冷卻段(18)沿該電纜(2)的運行方向(x)之後被定位。
  7. 根據申請專利範圍第6項之用於電纜(2)的表面缺陷檢測的佈置，其中該冷卻段(18)包含冷卻管和密封該冷卻管的端部密封件(19)，其中該表面掃描器(1)在該端部密封件(19)沿該電纜(2)的該運行方向(x)之後被定位。
  8. 根據申請專利範圍第5項之用於電纜(2)的表面缺陷檢測的佈置，其中該電纜生產線(13,14)是電纜護套線(14)，並且該電纜護套線(14)包含在沿該電纜(2)的該運行方向(x)的該擠壓佈置(16)之前的該排出器(15)，其中該表面掃描器(1)在該電纜(2)的該運行方向(x)上被定位於該排出器(15)和該擠壓佈置(16)之間。
  9. 根據申請專利範圍第7或8項之用於電纜(2)的表面缺陷檢測的佈置，其中該表面掃描器的該分析部件包含用於將處理的資料和/或缺陷檢測資料發送到控制該電纜生產線(13,14)的過程監督單元(20)之裝置。
  10. 一種用於檢測電纜(2)的表面缺陷的方法，其特徵在於，該電纜(2)在電纜生產線(13,14)中被製造，其中該電纜(2)在排出器(15)處展開，該電纜(2)在擠壓佈置(16)中設置有一層或多層擠壓件，該電纜(2)在捲取器(17)處纏繞，並且根據申請專利範圍第1-4項中任一項之表面掃描器(1)位於該排出器(15)和該捲取器(17)之間，並且該電纜(2)以該電纜生產線(13，14)的運行速度行進穿過該表面掃描器(1)的該測量部件(3)，其中該非接觸式距離測量感測器(6)的該等光束(7)被引導到該電纜(2)的外表面(8)以到覆蓋該電纜(2)的整個圓周之樣品區域(22)，用於在該電纜(2)的運行方向(x)上該電纜(2)的該外表面(8)的長度(L)，該非接觸式距離測量感測器(6)計算到該電纜(2)的該外表面(8)的距離並提供該測量資料，該分析部件(4)的該接收器(9)接收該測量資料，並且該處理器(10)處理該測量資料並且建立該電纜(2)的該外表面(8)的其連續的3D地形圖，該3D地形圖提供來自該電纜(2)的缺陷檢測資料，並且該分析部件(4)的該訓練的神經網路檢測該電纜(2)的表面缺陷並輸出該電纜(2)的表面缺陷檢測資料。
  11. 根據申請專利範圍第10項之用於檢測電纜(2)的表面缺陷的方法，其中該表面掃描器(1)的該分析部件(4)將處理的資料和/或缺陷檢測資料發送到控制該電纜生產線的過程監督單元(20)。
  12. 根據申請專利範圍第11項之用於檢測電纜(2)的表面缺陷的方法，其中控制該電纜生產線(13,14)的該過程監督單元(20)基於檢測到的缺陷資料改變該電纜生產線(13,14)的過程參數。
  13. 根據申請專利範圍第10項之用於檢測電纜(2)的表面缺陷的方法，其中該電纜生產線(13,14)是連續硫化生產線(13)或電纜護套線(14)。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3901571A1 (en) 2020-04-21 2021-10-27 Nexans Surface quality determination of a high voltage cable end
US11685005B2 (en) 2021-02-26 2023-06-27 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods of repairing a stamping die
CN113567451A (zh) * 2021-07-23 2021-10-29 江苏电力信息技术有限公司 一种电缆线缺陷检测以及直径测量方法
IT202100021662A1 (it) * 2021-08-10 2023-02-10 Lasertecno S R L Dispositivo per il controllo ottico di un difetto su una superficie esterna di un corpo estruso o laminato di grande lunghezza, assieme di controllo e metodo
WO2023017409A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Lasertecno S.R.L. Device for optically controlling a mark or a defect on a cable or an extruded body of great lenght, control assembly and method
CN114111562B (zh) * 2021-12-13 2024-04-02 张家港欣阳化纤有限公司 一种涤纶长丝圆整度快速检测装置
EP4296655A1 (en) * 2022-06-22 2023-12-27 NKT HV Cables AB Method and system for inspecting an insulation of a high voltage cable
CN114842017B (zh) * 2022-07-06 2022-09-27 济宁市海富电子科技有限公司 一种hdmi线缆表面质量检测方法及系统
CN114964047B (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 长缆电工科技股份有限公司 一种用于电缆敷设状态的激光检测系统及方法
EP4321837A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-14 Nexans Method for determining a quality of a cable surface
EP4321838A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-14 Nexans Method for inspecting surfaces and interfaces of high voltage cable components
CN115144713B (zh) * 2022-09-05 2022-12-09 国网山东省电力公司费县供电公司 一种输电线路电缆绝缘性能检测装置及检测方法
CN116400182B (zh) * 2023-06-05 2023-08-11 湖南金鑫信息科技有限公司 一种通信线缆检测设备
CN117030724B (zh) * 2023-10-09 2023-12-08 诺比侃人工智能科技(成都)股份有限公司 一种基于深度学习的多模态工业缺陷分析方法及系统
CN117593295B (zh) * 2024-01-18 2024-05-28 东莞市立时电子有限公司 一种手机数据线生产缺陷无损检测方法
CN117893103B (zh) * 2024-03-18 2024-05-24 山东阳谷恒昌电缆集团有限公司 一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8310611D0 (en) * 1983-04-19 1983-05-25 Beta Instr Co Measurement of profiles of irregular objects
GB2138562B (en) * 1983-04-19 1986-08-06 Beta Instr Co Measurement of profiles of irregular objects
US4988875A (en) * 1988-12-13 1991-01-29 At&T Bell Laboratories Near infrared polyethylene inspection system and method
US5440648A (en) * 1991-11-19 1995-08-08 Dalsa, Inc. High speed defect detection apparatus having defect detection circuits mounted in the camera housing
US6194352B1 (en) * 1994-01-28 2001-02-27 American Superconductor Corporation Multifilament composite BSCCO oxide superconductor
GB2291185A (en) 1994-07-12 1996-01-17 Beta Instr Co Eccentricity gauge
JPH1096756A (ja) * 1996-09-24 1998-04-14 Fujikura Ltd 絶縁電線の欠陥検出方法およびその装置
JP2001033233A (ja) 1999-07-23 2001-02-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 管状および棒状被検査物の検査方法
KR100594499B1 (ko) * 2001-08-02 2006-06-30 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 동축상 가요성 압전체 케이블의 결함 검출 장치 및 결함검출 방법
EP1563381A4 (en) * 2002-11-12 2009-10-28 Fei Co DEFECT ANALYZER
RU2263906C2 (ru) * 2004-01-15 2005-11-10 ООО "Компания Нординкрафт" Устройство для диагностики несплошностей поверхностного слоя металлопроката из ферромагнитных материалов
CA2601842C (en) * 2005-04-21 2011-03-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting wire inspection apparatus and method
DE102007020240A1 (de) * 2007-04-24 2008-10-30 Sms Demag Ag Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von Oberflächenfehlern auf stranggegossenen Brammen
CN101488380A (zh) * 2008-01-15 2009-07-22 珠海汉胜科技股份有限公司 同轴电缆芯线冷却系统及同轴电缆芯线生产方法
CN101382422A (zh) * 2008-10-16 2009-03-11 上海交通大学 管形零件内轮廓自动检测系统
CN101533689B (zh) 2009-01-22 2011-10-26 中国科学院等离子体物理研究所 外方内圆铠装导体缩径成型方法
US8422008B2 (en) * 2010-09-29 2013-04-16 General Electric Company Electrical machine component monitoring system and method
CN102445156A (zh) * 2011-09-29 2012-05-09 航天科工深圳（集团）有限公司 基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法和系统
CN102496422A (zh) * 2011-12-26 2012-06-13 宝胜科技创新股份有限公司 一种大长度无接头矿物绝缘电缆的制作工艺
GB201300016D0 (en) 2013-01-02 2013-02-13 Proton Products Ltd Measurement of industrial products manufactured by extrusion techniques
EP3052890A1 (en) * 2013-09-30 2016-08-10 Vysoká Skola Bánská - Technická Univerzita Ostrava A method of non-contact measuring of outer dimensions of cross sections of metallurgical rod material and a modular frame for performing thereof
US10001366B2 (en) 2013-10-11 2018-06-19 Furukawa Electric Co., Ltd. Coating thickness inspection method and coating thickness inspection device
EP3155364B1 (en) 2014-06-11 2020-10-21 Pkc Wiring Systems OY Sensor arrangement, measuring device and measuring method
CN204348433U (zh) * 2014-08-28 2015-05-20 昆山勃盛电子有限公司 一种在线检测的电缆生产线
CN205721986U (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 电子科技大学 一种线缆表观缺陷检测和字符识别装置
CN105423945A (zh) * 2015-11-10 2016-03-23 江苏赛德电气有限公司 一种电缆检测装置及检测方法
CN205384229U (zh) * 2016-01-20 2016-07-13 深圳市特发信息股份有限公司 线缆护套缺陷智能处理系统
CN105510349A (zh) * 2016-01-20 2016-04-20 深圳市特发信息股份有限公司 线缆护套缺陷智能处理系统
CN205542172U (zh) 2016-01-22 2016-08-31 苏州戴欧德电子有限公司 一种线缆外径检测装置
CN105784718B (zh) * 2016-04-21 2018-12-28 利辛县众善医药科技有限公司 一种成品电缆外观检查设备
CN205984452U (zh) * 2016-08-26 2017-02-22 天津山旗线缆有限公司 电缆生产加工设备
CN205984425U (zh) * 2016-08-30 2017-02-22 成都德源电缆有限公司 一种民用防火线缆绝缘挤出及外径检测一体式生产系统
CN106531353B (zh) 2016-12-02 2018-01-23 神宇通信科技股份公司 放线自适应型同轴电缆生产流水线及其生产方法
JP6775446B2 (ja) 2017-03-08 2020-10-28 住友電気工業株式会社 ケーブルの製造方法、ケーブルの検査方法およびケーブル外観検査装置
CN107064182A (zh) * 2017-03-28 2017-08-18 国网上海市电力公司 一种基于x射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法
CN206891999U (zh) * 2017-05-27 2018-01-16 杭州魔方智能科技有限公司 线缆外观缺陷检测装置
CN107870202A (zh) * 2017-11-13 2018-04-03 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种电缆接头内部缺陷的检测方法

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