電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置的制造方法
【專利摘要】電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，包括一對用于夾緊電纜的夾頭，位于該兩夾頭之間的導(dǎo)軌模組和探頭組件，以及信號處理系統(tǒng)；導(dǎo)軌模組主要由驅(qū)動組件、導(dǎo)軌安裝架、導(dǎo)軌、滑臺和滑臺位移測量組件組成，驅(qū)動組件使滑臺沿導(dǎo)軌平移、滑臺的起點位置對應(yīng)接續(xù)管的端頭；探頭組件安裝于滑臺上，探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成；滑臺的位移和磁場探頭輸出的磁感應(yīng)強度實時地輸入信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)輸出磁感應(yīng)強度?位移曲線。本發(fā)明具有能夠?qū)崿F(xiàn)對接續(xù)管進行高空檢測，且對檢測人員身體無害的優(yōu)點。
【專利說明】
電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置。
技術(shù)背景
[0002]架空輸電線路中使用最廣泛的高壓電纜是鋼芯鋁絞線。這種高壓電纜一般鋪設(shè)在高空，跨度很大，自重很大，它由單層或者多層鋁線絞合在鍍鋅鋼芯線外，鋁線用來導(dǎo)電，鐵芯用來增加強度。由于電纜長度不是無限的，有時需要將兩段電纜連接起來，所以需要用到電纜接續(xù)管。接續(xù)管直接與導(dǎo)線配合安裝并傳遞力學(xué)載荷和電氣載荷，是架空輸電線路中的重要連接件。
[0003]接續(xù)管多采用液壓的工藝與電纜導(dǎo)線連接傳遞力學(xué)和機械載荷，用于鋼芯鋁絞線的液壓型接續(xù)管由外鋁管Jl和內(nèi)鋼管J2兩部分組成，接續(xù)管使兩根電纜D首尾相接(如圖1所示)，外鋁管Jl用于與鋼芯鋁絞線的鋁絞線部分連接，內(nèi)鋼管J2用于與鋼芯鋁絞線的鋼芯部分連接，兩者都是通過在壓力下產(chǎn)生塑性變形，從而分別于絞線和鋼芯結(jié)合成為一個整體，從而使得兩個電纜導(dǎo)線通過接續(xù)管連接在一起。而電纜架設(shè)在高空時，由于自重和跨度的原因，接續(xù)管需要承受極大的拉力，因此接續(xù)管液壓工藝的要求非常嚴格，最關(guān)鍵的尺寸是內(nèi)鋼管的位置偏移量。標準的位置是內(nèi)鋼管在外鋁管的正中間。若內(nèi)鋼管的位移偏移量過大，即內(nèi)鋼管與外鋁管并非對中關(guān)系，將出現(xiàn)以下問題:1、內(nèi)鋼管在內(nèi)鋁管中發(fā)生滑移，造成兩根電纜直接斷開，發(fā)生事故。2、鋁管與鋁絞線之間壓接不牢固，降低導(dǎo)電性能。
[0004]因此，在實際生產(chǎn)和檢驗中，需要一種設(shè)備能夠探測出接續(xù)管的內(nèi)鋼管的位置。現(xiàn)在一般所用的方法是，采用工業(yè)X射線機，給接續(xù)管拍照，從得到的照片中可以看到鋼管的位置。這種方法的缺點有:1.儀器復(fù)雜、笨重，難以用于高空檢驗；2.X射線有輻射，傷害施工、檢驗人員的身體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)采用工業(yè)X射線機測定接續(xù)管的內(nèi)鋼管位置存在無法高空檢測、輻射傷害檢測人員身體的缺點，本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對接續(xù)管進行高空檢測，且對檢測人員身體無害的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置。
[0006]電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，包括一對用于夾緊電纜的夾頭，位于該兩夾頭之間的導(dǎo)軌模組和探頭組件，以及信號處理系統(tǒng)；導(dǎo)軌模組主要由驅(qū)動組件、導(dǎo)軌安裝架、導(dǎo)軌、滑臺和滑臺位移測量組件組成，驅(qū)動組件使滑臺沿導(dǎo)軌平移、滑臺的起點位置對應(yīng)接續(xù)管的端頭;探頭組件安裝于滑臺上，探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成;滑臺的位移和磁場探頭輸出的磁感應(yīng)強度實時地輸入信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)輸出磁感應(yīng)強度-位移曲線。
[0007]磁場探頭可以探測試件不同部位的磁感應(yīng)強度，得到試件在長度方向上的磁感應(yīng)強度-位移曲線。本發(fā)明在使用時用兩個夾頭分別夾緊電纜，磁場探頭探測該段電纜長度方向上的各個部位的磁感應(yīng)強度。由于接續(xù)管的內(nèi)鋼管和外鋁管的磁導(dǎo)率不同，因此當探測到內(nèi)鋼管時、磁感應(yīng)強度-位移曲線上會產(chǎn)生一個很明顯的波動，該波動對應(yīng)的位置區(qū)域則為內(nèi)鋼管所在的位置。
[0008]進一步，驅(qū)動組件為步進電機，導(dǎo)軌為絲杠，導(dǎo)軌架設(shè)在導(dǎo)軌安裝架上，滑臺由螺母和與螺母固定的滑塊組成，步進電機的輸出軸與絲杠固定，絲杠轉(zhuǎn)動時、螺母沿絲杠軸向平移;滑臺位移測量組件為與絲杠固定的光電編碼器。光電編碼器測出的圈數(shù)乘以絲杠的導(dǎo)程即可求得滑臺的位移。磁場探頭安裝在滑臺上，則滑臺的位移即為磁場探頭的位移。
[0009]進一步，導(dǎo)軌安裝架上設(shè)置接近開關(guān)組件，接近開關(guān)組件設(shè)置于導(dǎo)軌的起點。每次測量起始時，滑臺與接近開關(guān)觸碰，從而保證每次測量磁場探頭都是從導(dǎo)軌的起點開始運動。測量完成后，步進電機反轉(zhuǎn)，知道滑臺觸碰接近開關(guān)為止，即測量結(jié)束后，滑臺復(fù)位到導(dǎo)軌的起點。
[0010]進一步，接近開關(guān)組件由接近開關(guān)和定位擋板組成，定位擋板具有能夠抵緊接續(xù)管端頭的定位部，接近開關(guān)固定在定位擋板上。
[0011]進一步，探頭安裝架包括底板、導(dǎo)桿、彈簧和固定座，底板與滑臺固定，底板上均勻的固定多個導(dǎo)桿，每個導(dǎo)桿上套裝有彈簧，固定座上設(shè)置允許導(dǎo)桿穿過的通孔，每個導(dǎo)桿對應(yīng)一個通孔;彈簧托持固定座，磁場探頭固定安裝在固定座上。由于線纜具有彎曲度，其次是鋁管表面不平(這是因為鋁管本來是平的，但是壓過的鋁管，表面就會有很多壓痕，所以會高低不平)。所以在垂直方向上需要有一個浮動機構(gòu)，讓探頭自由移動，并且時刻頂緊接續(xù)管。
[0012]進一步，夾頭具有上半片箍板和下半片箍板，上半片箍板和下半片箍板均呈半片箍板狀，上半片箍板和下半片箍板一端鉸接、另一端分別設(shè)有翼板，兩個翼板通過螺紋副連接;下半片箍板的翼板上設(shè)置螺紋套，上半片箍板的翼板上穿設(shè)可自由轉(zhuǎn)動的螺桿，螺紋套與螺桿形成所述的螺紋副。
[0013]進一步，螺桿的頭部設(shè)置凸輪扳手，凸輪扳手與螺桿通過銷軸鉸接，凸輪扳手的凸輪面與上半片箍板的翼板接觸。
[0014]本發(fā)明在使用時，先用兩個夾頭夾住待檢測的電纜，使滑臺位于導(dǎo)軌的起點位置，步進電機驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，螺母沿絲杠軸向平移，光電編碼器實時記錄絲杠旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)并輸入信號處理系統(tǒng)；同時，磁場探頭探測電纜的磁感應(yīng)強度，磁感應(yīng)強度實時輸入信號處理系統(tǒng)。信號處理系統(tǒng)以磁感應(yīng)強度作為縱坐標、以磁感探頭的位移作為橫坐標繪制磁鋼應(yīng)強度-位移曲線;磁感探頭的位移絲杠旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)乘以絲杠導(dǎo)程得到，同一時刻對應(yīng)的磁感應(yīng)強度和磁感探頭位移形成磁鋼應(yīng)強度-位移曲線上的一個點，步進電機每步進一步、磁鋼應(yīng)強度-位移曲線上獲得一個點，待檢測的電纜的所有測試點測試完成后，磁鋼應(yīng)強度-位移曲線的離散點采集完成，將離散點擬合成連續(xù)的曲線。曲線出現(xiàn)第一個明顯的突變處，說明磁感應(yīng)強度出現(xiàn)明顯變化，即從鋁材覆蓋的區(qū)域進入到鋼管覆蓋的區(qū)域(或者從鋼管覆蓋的區(qū)域進入到鋁材覆蓋的區(qū)域)，接著探頭組件繼續(xù)步進，直到出現(xiàn)下一個明顯的突變處，則說明從鋼管覆蓋的區(qū)域進入到鋁材覆蓋的區(qū)域(或者從鋁材覆蓋的區(qū)域進入到鋼管覆蓋的區(qū)域)，因此，可以通過磁鋼應(yīng)強度-位移曲線的波動來判斷接續(xù)管的內(nèi)鋼管所在位置。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
1、整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，重量小，方便攜帶，適用于高空檢測；
2、磁場探測方法沒有輻射，耗能?。? 3、夾頭方便裝拆，操作簡便；
4、光電編碼器與磁場探頭結(jié)合使用，測量結(jié)果直觀易懂，讀數(shù)方便。
【附圖說明】
[0016]圖1是接續(xù)管連接兩根電纜的示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的總體示意圖。
[0018]圖3是夾頭示意圖。
[0019]圖4是接近開關(guān)組件及探頭組件的局部放大圖。
[0020]圖5是彳目號處理系統(tǒng)不意圖。
具體實施方案
[0021]如圖2所示，電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，包括導(dǎo)軌模組1、步進電機2、夾頭3、接近開關(guān)組件4、探頭組件5、光電編碼器6。導(dǎo)軌模組I通過夾頭3與電纜固定連接，步進電機2固定安裝在導(dǎo)軌模組I上，接近開關(guān)組件4與導(dǎo)軌模組I固定連接，探頭組件5與導(dǎo)軌模組I上的滑臺固定連接，光電編碼器6與導(dǎo)軌模組I的絲杠端部連接。光電編碼器6作為滑臺位移測量組件。光電編碼器6測出的圈數(shù)乘以絲杠的導(dǎo)程即可求得滑臺的位移。磁場探頭安裝在滑臺上，則滑臺的位移即為磁場探頭的位移?；_的位移和磁場探頭輸出的磁感應(yīng)強度實時地輸入信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)輸出磁感應(yīng)強度-位移曲線。
[0022]如圖2所示，導(dǎo)軌為滾珠絲杠。
[0023]如圖4所示，接近開關(guān)組件4包括接近開關(guān)12和定位擋板13，本發(fā)明的檢測裝置在安裝時，通過定位擋板的頂端抵住外鋁管Jl的起點端來確定檢測裝置在電纜上的安裝位置。每次測量，都保證定位擋板的頂端抵住外鋁管Jl的起點端，從而確保每次測量、磁場探頭的起始位置都是從外鋁管Jl的起點端開始。
[0024]信號處理系統(tǒng)通過磁感應(yīng)強度-位移曲線判斷接續(xù)管的內(nèi)鋼管J2是否與外鋁管Jl對中，分為以下情況:
情況1:同一條輸電線路中，所有需要接續(xù)電纜的地方采用統(tǒng)一型號的接續(xù)管。先用本發(fā)明的檢測裝置測量一個標準接續(xù)管，標準接續(xù)管的外鋁管Jl和內(nèi)鋼管J2對中，信號處理系統(tǒng)根據(jù)滑臺的位移和磁場探頭輸出的磁感應(yīng)強度得到磁感應(yīng)強度-位移標準曲線，且信號處理系統(tǒng)記錄該磁感應(yīng)強度-位移標準曲線上波動出現(xiàn)的位置，波動出現(xiàn)的位置對應(yīng)于內(nèi)鋼管J2的起點位置。然后將本發(fā)明的檢測裝置安裝在待檢測的接續(xù)管上，信號處理系統(tǒng)實時獲取當前接續(xù)管的磁感應(yīng)強度-位移曲線，并記錄當前磁感應(yīng)強度-位移曲線上波動出現(xiàn)的位置，將當前磁感應(yīng)強度-位移曲線上波動出現(xiàn)的位置與磁感應(yīng)強度-位移標準曲線上波動出現(xiàn)的位置比對，用磁感應(yīng)強度-位移標準曲線上波動出現(xiàn)的位置對應(yīng)的位移減去當前磁感應(yīng)強度-位移曲線上波動出現(xiàn)的位置對應(yīng)的位移即可獲得當前接續(xù)管的內(nèi)鋼管J2的偏移量。
[0025]情況2:同一條輸電線路中，采用的接續(xù)管的型號可能不同，即外鋁管Jl的長度可能不同。則使探頭組件的行程與外鋁管Jl的長度相同。最簡單的方法就是在外鋁管Jl的起點端和終點端都設(shè)置接近開關(guān)組件，從而將探頭組件的行動范圍限制在外鋁管Jl的區(qū)域內(nèi)。使用本發(fā)明的檢測裝置測量完接續(xù)管的全程，信號處理系統(tǒng)輸出磁感應(yīng)強度-位移曲線，判斷波動信號是不是在整個實測信號的中段，即可得知外鋁管Jl與內(nèi)鋼管J2是否對中，以及外招管Jl與內(nèi)鋼管J2的偏移量。
[0026]如圖3所示，夾頭3包括下半片箍板7、上半片箍板8、螺紋套9、螺桿10，凸輪扳手11。下半片箍板7與導(dǎo)軌安裝架通過螺栓固定連接，上半片箍板8與下半片箍板7—端通過銷軸連接，可自由轉(zhuǎn)動。上半片箍板8的另一端具有上翼板，下半片箍板7的另一端具有下翼板。螺紋套9設(shè)置在下半片箍板8的下翼板上;螺桿10穿設(shè)于上半片箍板8的上翼板，螺桿10與螺紋套9通過螺紋嚙合形成螺紋副，旋轉(zhuǎn)螺桿10以調(diào)節(jié)上半片箍板7和下半片箍板8的開口大?。煌馆啺馐?1與螺桿10通過第一銷軸連接，凸輪扳手11可繞第一銷軸自由轉(zhuǎn)動，用于鎖死夾頭3。螺紋套9與下翼板通過第二銷軸連接，螺紋套9可繞第二銷軸自由轉(zhuǎn)動。
[0027]如圖4所示，探頭組件5包括底板14、導(dǎo)桿15、彈簧16、固定座17、磁場探頭18。底板14與導(dǎo)軌模組I的滑臺通過螺栓固定連接;導(dǎo)桿15與底板14通過螺紋連接;彈簧16穿在導(dǎo)桿15上；固定座17穿過導(dǎo)桿15壓在彈簧16上，可以上下自由移動;磁場探頭18放在固定座17的槽內(nèi)，用螺栓頂緊固定。
[0028]如圖5所示，將光電編碼器6和磁場探頭18的信號同時輸入信號處理系統(tǒng)，得到磁感應(yīng)強度-位移曲線。橫坐標為磁場探頭18在接續(xù)管的位置，可由光電編碼器6測出的圈數(shù)乘以導(dǎo)軌模組I的絲杠的導(dǎo)程求得，縱坐標為磁感應(yīng)強度，可由磁場探頭18直接測出。
[0029]本發(fā)明在使用時，先將左部夾頭3扣在電纜上，向右移動機構(gòu)，至擋板13頂緊外鋁管Jl時鎖死左部夾頭3，然后鎖死另一端的夾頭3;利用控制設(shè)備控制步進電機，先使導(dǎo)軌模組I的滑臺左移至零點，然后使滑臺向右勻速移動，記錄磁場探頭18和光電編碼器6采集的數(shù)據(jù)。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
1、整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，重量小，方便攜帶，能夠用于高空檢測。
[0031 ] 2、磁場探測方法沒有輻射，耗能小。
[0032 ] 3、夾頭方便裝拆，操作簡便。
[0033]4、光電編碼器與磁場探頭結(jié)合使用，測量結(jié)果直觀易懂，讀數(shù)方便。
[0034]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項】
1.電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:該自動檢測裝置包括一對用于夾緊電纜的夾頭，位于該兩夾頭之間的導(dǎo)軌模組和探頭組件，以及信號處理系統(tǒng);導(dǎo)軌模組主要由驅(qū)動組件、導(dǎo)軌安裝架、導(dǎo)軌、滑臺和滑臺位移測量組件組成，驅(qū)動組件使滑臺沿導(dǎo)軌平移、滑臺的起點位置對應(yīng)接續(xù)管的端頭;探頭組件安裝于滑臺上，探頭組件主要由探頭安裝架和磁場探頭組成;滑臺的位移和磁場探頭輸出的磁感應(yīng)強度實時地輸入信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)輸出磁感應(yīng)強度-位移曲線。2.如權(quán)利要求1所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:驅(qū)動組件為步進電機，導(dǎo)軌為絲杠，導(dǎo)軌架設(shè)在導(dǎo)軌安裝架上，滑臺由螺母和與螺母固定的滑塊組成，步進電機的輸出軸與絲杠固定，絲杠轉(zhuǎn)動時、螺母沿絲杠軸向平移;滑臺位移測量組件為與絲杠固定的光電編碼器。3.如權(quán)利要求2所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:導(dǎo)軌安裝架上設(shè)置接近開關(guān)組件，接近開關(guān)組件設(shè)置于導(dǎo)軌的起點。4.如權(quán)利要求3所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:接近開關(guān)組件由接近開關(guān)和定位擋板組成，定位擋板具有能夠抵緊接續(xù)管端頭的定位部，接近開關(guān)固定在定位擋板上。5.如權(quán)利要求4所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:探頭安裝架包括底板、導(dǎo)桿、彈簧和固定座，底板與滑臺固定，底板上均勻的固定多個導(dǎo)桿，每個導(dǎo)桿上套裝有彈簧，固定座上設(shè)置允許導(dǎo)桿穿過的通孔，每個導(dǎo)桿對應(yīng)一個通孔;彈簧托持固定座，磁場探頭固定安裝在固定座上。6.如權(quán)利要求5所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:夾頭具有上半片箍板和下半片箍板，上半片箍板和下半片箍板均呈半片箍板狀，上半片箍板和下半片箍板一端鉸接、另一端分別設(shè)有翼板，兩個翼板通過螺紋副連接;下半片箍板的翼板上設(shè)置螺紋套，上半片箍板的翼板上穿設(shè)可自由轉(zhuǎn)動的螺桿，螺紋套與螺桿形成所述的螺紋副。7.如權(quán)利要求6所述的電纜接續(xù)管內(nèi)鋼管位置自動檢測裝置，其特征在于:螺桿的頭部設(shè)置凸輪扳手，凸輪扳手與螺桿通過銷軸鉸接，凸輪扳手的凸輪面與上半片箍板的翼板接觸。
【文檔編號】G01V3/08GK106019385SQ201610342899
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】魏燕定, 陳立, 方升, 田埂
【申請人】浙江大學(xué)