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：
本實用新型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，電纜絕緣和護套材料會發(fā)生老化，給電廠安全可靠運行造成威脅。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，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)進行監(jiān)測。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型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)進行檢測，以實現(xiàn)電纜狀態(tài)的現(xiàn)場監(jiān)測，及時了解電纜的性能變化。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(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、電機和驅(qū)動機構(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)分析軟件實現(xiàn)；軟件一方面通過電機控制探針的運動，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)，并進一步計算出壓縮模量，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，以便于電腦處理，該模塊也可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。進一步的技術(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)分析軟件進行計算和分析，具有操作容易、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。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)嶒炇也僮?。本實用新型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，探針在由電機和驅(qū)動機構(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)力到達設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值后，探針就停止運動，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算壓縮模量值，如點A 到點B段。由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、由于本實用新型采用了壓縮模量分析技術(shù)，通過跟蹤測量電纜絕緣和護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、本實用新型能動態(tài)記錄探針的壓力和位移值，并通過數(shù)據(jù)分析軟件進行計算和分析，具有操作容易、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。3、本實用新型的裝置攜帶方便，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)嶒炇也僮鳌?br>
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是本實用新型實施例一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見圖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、電機和驅(qū)動機構(gòu)；傳感器負責(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)；探針負責(zé)刺入電纜外表層；夾具負責(zé)夾緊電纜；電機和驅(qū)動機構(gòu)負責(zé)驅(qū)動探針運動。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。電源模塊負責(zé)為電機、傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊提供電力；數(shù)據(jù)采集模塊負責(zé)對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進行處理。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)進行計算和分析；便攜式電腦可以是筆記本電腦，也可是掌上電腦，負責(zé)為裝置的控制與數(shù)據(jù)分析提供軟硬件現(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和驅(qū)動機構(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)采集模塊進行處理。測試完成后，DAQ再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺DA進行數(shù)據(jù)計算與分析，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、電機和驅(qū)動機構(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。
專利摘要本實用新型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、電機和驅(qū)動機構(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。本實用新型具有操作容易、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點，測量時對電纜幾乎無損傷，因此可廣泛用于現(xiàn)場或?qū)嶒炇也僮鳌?br> 文檔編號G01N3/02GK202083589SQ201120103908
公開日2011年12月21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:中國廣東核電集團有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司