專利名稱：壓縮模量電纜老化診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜的檢測裝置，具體涉及一種利用壓縮模量對電纜的老化情況進(jìn)行檢測和診斷的裝置。
背景技術(shù)：
核電廠電纜除了用于電力輸送、信號傳輸?shù)裙逃泄δ苤?，在?zhí)行安全功能方面也起著關(guān)鍵作用。隨著服役時間的增加，電纜絕緣和護(hù)套材料會發(fā)生老化，給電廠安全可靠運(yùn)行造成威脅。為了能及時探測和緩解電纜的性能劣化，評估其狀態(tài)及預(yù)測剩余壽命，需要對電纜的一些狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，狀態(tài)監(jiān)測已成為有效控制電纜老化效應(yīng)以及確保電纜持續(xù)服役能力的最得力的工具之一?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常使用斷裂伸長率(EAB)參數(shù)來評估電纜材料的老化狀態(tài)，不過測量EAB用的是拉伸法，它是一種破壞性試驗(yàn)，而且不能在核電廠現(xiàn)場應(yīng)用。因此，需要一種無損的監(jiān)測裝置，用于對電纜的老化狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種電纜老化診斷裝置，采用無損檢測方法，對電纜的老化狀態(tài)進(jìn)行檢測，以實(shí)現(xiàn)電纜狀態(tài)的現(xiàn)場監(jiān)測，及時了解電纜的性能變化。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種壓縮模量電纜老化診斷裝置，包括測量單元、數(shù)據(jù)獲取單元和控制與數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)獲取單元中設(shè)有與測量單元電連接的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接至控制與數(shù)據(jù)分析單元，控制與數(shù)據(jù)分析單元的控制信號連接測量單元，所述測量單元包括探針、夾具、壓力傳感器、位移傳感器、 電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述夾具用于配合夾持待測電纜，所述探針由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，壓力傳感器檢測探針受到的壓力，位移傳感器檢測探針的位移量。上述技術(shù)方案中，所述控制與數(shù)據(jù)分析單元采用常規(guī)技術(shù)制備，通常，可以使用便攜式電腦及加載在電腦中的控制與數(shù)據(jù)分析軟件實(shí)現(xiàn)；軟件一方面通過電機(jī)控制探針的運(yùn)動，另一方面通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取測量單元中壓力傳感器和位移傳感器的檢測數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步計(jì)算出壓縮模量，給出電纜老化狀態(tài)的定量描述。所述數(shù)據(jù)獲取單元一般包括數(shù)據(jù)采集模塊和電源模塊，數(shù)據(jù)采集模塊用于傳感器信號的采樣和數(shù)值化表達(dá)，以便于電腦處理，該模塊也可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述測量單元中包括有溫度傳感器。優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述探針與電纜接觸的一端端部為端面直徑小于底部直徑的圓臺狀。與傳統(tǒng)的硬度計(jì)不同，壓縮模量電纜老化診斷裝置能動態(tài)記錄探針的壓力(對應(yīng)于電纜的應(yīng)力)和位移值，并通過數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行計(jì)算和分析，具有操作容易、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于此系統(tǒng)攜帶方便，測量時間短，探針與電纜接觸的一端端部為端面直徑小于底部直徑的圓臺狀，探針與電纜的接觸部不是尖端，而是小圓形，測量時對電纜幾乎無損傷，因此可廣泛用于現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室操作。本發(fā)明的工作原理是
壓縮模量是壓縮應(yīng)力與應(yīng)變之比，它是電纜材料的一種機(jī)械特性。由于電纜材料隨著熱老化和輻射老化的累積效應(yīng)會逐漸變硬，壓縮模量會逐漸增大，因此可以用此參數(shù)來診斷電纜的老化。如圖1所示，探針在由電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供的作用力下以一個恒定速度刺入電纜外表層，一旦探針接觸到電纜，就同時記錄應(yīng)力和位移，當(dāng)位移或應(yīng)力到達(dá)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值后，探針就停止運(yùn)動，測試結(jié)束。此時，通過記錄的應(yīng)力和位移可以得到如圖2所示的整個過程的應(yīng)力-位移曲線，再計(jì)算應(yīng)力的變化增量與相應(yīng)方向位移的比值就能得到壓縮模量值。為了減少外力對測試的干擾，通常取曲線中間的一段來計(jì)算壓縮模量值，如點(diǎn)A到點(diǎn) B段。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、由于本發(fā)明采用了壓縮模量分析技術(shù)，通過跟蹤測量電纜絕緣和護(hù)套材料的壓縮模量的變化來評估核電廠電纜的老化狀態(tài)，因而是一種無損的電纜老化狀態(tài)監(jiān)測方法，可以適用于現(xiàn)場檢測診斷。2、本發(fā)明能動態(tài)記錄探針的壓力和位移值，并通過數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行計(jì)算和分析，具有操作容易、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。3、本發(fā)明的裝置攜帶方便，測量時間短，探針頂部可以是小的圓形，測量時對電纜幾乎無損傷，因此可廣泛用于現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室操作。


圖1是壓縮模量測試原理示意圖。圖2是采用壓縮模量測試時的應(yīng)力-位移曲線圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一參見圖3所示，一種壓縮模量電纜老化診斷裝置，本裝置主要由測量單元 (CCA)、數(shù)據(jù)獲取單元(DAQ)和控制與數(shù)據(jù)分析單元(CDA)三部分組成。測量單元(CCA)主要包括壓力、位移和溫度傳感器、探針、夾具、電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)；傳感器負(fù)責(zé)測量探針的壓力、位移數(shù)據(jù)和現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)；探針負(fù)責(zé)刺入電纜外表層；夾具負(fù)責(zé)夾緊電纜；電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)驅(qū)動探針運(yùn)動。數(shù)據(jù)獲取單元(DAQ)主要包括電源模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。電源模塊負(fù)責(zé)為電機(jī)、傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊提供電力；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。控制與數(shù)據(jù)分析單元(CDA)主要包括控制與數(shù)據(jù)分析軟件和便攜式電腦。 控制與數(shù)據(jù)分析軟件主要作用是控制整套裝置的操作和對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析；便攜式電腦可以是筆記本電腦，也可是掌上電腦，負(fù)責(zé)為裝置的控制與數(shù)據(jù)分析提供軟硬件
D ο現(xiàn)場工作測試時，由CDA發(fā)送開始控制指令，測量單元的探針在電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用力下以一定速度插入電纜外表層，壓力傳感器、位移傳感器和溫度傳感器即時將所測的壓力、位移和溫度等數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻AQ的數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行處理。測試完成后，DAQ再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺DA進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，得到此次測量的電纜壓縮模量值。
權(quán)利要求
1.一種壓縮模量電纜老化診斷裝置，包括測量單元、數(shù)據(jù)獲取單元和控制與數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)獲取單元中設(shè)有與測量單元電連接的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接至控制與數(shù)據(jù)分析單元，控制與數(shù)據(jù)分析單元的控制信號連接測量單元，其特征在于 所述測量單元包括探針、夾具、壓力傳感器、位移傳感器、電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述夾具用于配合夾持待測電纜，所述探針由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，壓力傳感器檢測探針受到的壓力，位移傳感器檢測探針的位移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮模量電纜老化診斷裝置，其特征在于所述測量單元中包括有溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮模量電纜老化診斷裝置，其特征在于所述探針與電纜接觸的一端端部為端面直徑小于底部直徑的圓臺狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓縮模量電纜老化診斷裝置，包括測量單元、數(shù)據(jù)獲取單元和控制與數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)獲取單元中設(shè)有與測量單元電連接的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接至控制與數(shù)據(jù)分析單元，控制與數(shù)據(jù)分析單元的控制信號連接測量單元，其特征在于所述測量單元包括探針、夾具、壓力傳感器、位移傳感器、電機(jī)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述夾具用于配合夾持待測電纜，所述探針由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，壓力傳感器檢測探針受到的壓力，位移傳感器檢測探針的位移量。本發(fā)明具有操作容易、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，測量時對電纜幾乎無損傷，因此可廣泛用于現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室操作。
文檔編號G01N3/02GK102226744SQ20111008973
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者劉韜, 姚建林, 施海寧, 涂豐盛, 韓飛, 麻芳義 申請人:中國廣東核電集團(tuán)有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司