CN109060960A - 碳纤维导线在线动态检测方法及其检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了碳纤维导线在线动态检测方法及其检测仪，包括主架、驱动机构、检测机构、标记机构及主控制器；驱动机构包括相对间距布置的滚轮、驱动滚轮转动的电机及将驱动机构与主架连接的连接件；检测机构包括超声波探伤仪及探头；标记机构包括颜料仓、与颜料仓连通的喷射泵及喷嘴；主控制器与各可电控部分电信号连接。利用驱动机构将整个检测仪悬挂于导线上并沿导线移动，实现自动化检测，无需人工干预，适用于高空导线作业；利用超声波探伤仪进行无损伤检测，检测效率高；由于设有标记机构，便于后期维修人员及时发现导线受损位置，且由于标记颜色不同，可根据颜色判断具体受损情况，提高后期检修效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，具体地涉及一种碳纤维导线在线动态检测方法及其检测仪。
背景技术
现有碳纤维导线(如图1所示)的组成包括内层的碳纤维层、设于碳纤维层外部的树脂层及设于树脂层外部的金属层(通常为铝或铜)。碳纤维导线的特殊结构使得其在投运后对其内部碳纤维复合芯(碳纤维层和树脂层)的检修特别困难，无法及时发现碳纤维复合芯内部的受损情况，不便于线路安全管理，存在安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种碳纤维导线在线动态检测仪，包括主架、驱动机构、检测机构、标记机构及主控制器；
所述驱动机构包括相对间距布置的滚轮、驱动滚轮转动的电机及将驱动机构与主架连接的连接件；
所述检测机构包括设于主架上的超声波探伤仪及探头；
所述标记机构包括颜料仓、与颜料仓连通的喷射泵及喷嘴；
所述主控制器与各可电控部分电信号连接。
进一步，还包括无线通讯模块及与无线通讯模块无线连接的终端；所述无线通讯模块设于主架上并与控制器电信号连接。
进一步，还包括设于主架上的定位模块；所述定位模块与所述控制器电信号连接。
进一步，所述颜料仓至少有两个，其内设有不同颜色的颜料；每个颜料仓通过颜料管连接有一个喷射泵，所述喷射泵与喷嘴连通；所述喷射泵与所述主控制器电信号连接。
进一步，还包括太阳能电池板；所述太阳能电池板通过太阳能支架安装在所述主架上，所述太阳能电池板为所述检测仪提供电能。
进一步，所述超声波探伤仪设于相对布置的滚轮之间，所述探头设于超声波探伤仪下端；所述超声波探伤仪与主控制器电信号连接。
进一步，所述驱动机构的连接件包括与滚轮连接的轮连接架、设于轮连接架上端的滑块、与滑块配合的导轨；所述导轨水平布置于所述主架一侧；相对间距布置的所述滚轮通过所述导轨调节间距。
进一步，还包括导向球；所述导向球设于相对间距布置的滚轮之间，且导向球下端高于滚轮上端；所述导向球通过球连接架与主架连接。
进一步，所述轮连接架或所述球连接架竖直高度可调。
本发明提出的碳纤维导线在线动态检测仪，利用驱动机构将整个检测仪悬挂于导线上并沿导线移动，实现自动化检测，无需人工干预，适用于高空导线作业；利用超声波探伤仪及其探头对导线进行无损伤检测，检测效率高的同时也不影响导线正常使用；由于设有标记机构，便于后期维修人员及时发现导线受损位置，且由于标记颜色不同，可根据颜色判断具体受损情况，提高后期检修效率；由于设置有定位模块，可掌握整根导线出现受损的数量和受损的大致位置，便于对整个导线制定合理的检修方案；由于设置无线通讯模块，可实现远程操纵和实时掌握；尤其适用于高空碳纤维导线检修作业。
本发明还提出了一种碳纤维导线在线动态检测方法，包括如下步骤：
A.将带有驱动机构、检测机构、标记机构、无线通讯模块、定位模块、太阳能电池板及主控制器的检测仪架设在待检测导线上并启动检测仪；
B.驱动机构驱动检测仪在导线上沿导线移动；
C.检测仪在导线上移动的同时，检测机构利用超声波探伤仪及其探头对导线实时进行无损伤检测，并将反馈信号传递至主控制器；当超声波探伤仪的反馈信号以低频率为主时，则主控制器判断为导线的树脂层有断裂，当超声波探伤仪的反馈信号以高频率为主时，则主控制器判断为导线的碳纤维层有断裂；主控制器生成相应的导线断裂信息并控制驱动机构停止驱动检测仪移动；
D.当步骤C中导线断裂信息生成后，定位模块定位此时的位置信息，主控制器通过无线通讯模块将导线断裂信息和位置信息发送至与无线通讯模块无线连接的终端；
E.当步骤C中导线断裂信息生成后，主控制器控制标记机构根据导线断裂信息对导线外部喷射不同颜色的颜料以实现对导线不同断裂结果进行不同标记；
F.重新回到步骤B，直至整个导线检测结束。
本发明提出的碳纤维导线在线动态检测方法，通过超声波探伤仪的反馈信号实现对碳纤维导线的受损检测，检测准确，不损伤导线；且设有驱动机构和无线通讯模块，可实现远程无人自动检测，检测效率高，降低劳动强度；通过对导线外部喷射不同颜色的颜料以实现对导线不同断裂结果进行不同标记，为检测后的导线检修工作提供便利。
附图说明
图1为背景技术中碳纤维导线的剖视结构示意图；
图2为本发明提供的碳纤维导线在线动态检测仪的主视结构示意图；
图3为图2的左视结构示意图；
图4为图2的右视结构示意图；
其中，1、碳纤维层；2、树脂层；3、金属层；4、导线；5、滚轮；6、电机；7、轮连接架；8、滑块；9、导轨；10、导向球；11、球连接架；12、超声波探伤仪；13、探头；14、颜料仓；15、喷射泵；16、喷嘴；17、主控制器；18、无线通讯模块；19、太阳能电池板；20、太阳能支架；21、主架；22、颜料管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提出了一种碳纤维导线在线动态检测方法，包括如下步骤：
A.将带有驱动机构、检测机构、标记机构、无线通讯模块、定位模块、太阳能电池板及主控制器的检测仪架设在待检测导线上并启动检测仪；
B.驱动机构驱动检测仪在导线上沿导线移动；
C.检测仪在导线上移动的同时，检测机构利用超声波探伤仪及其探头对导线实时进行无损伤检测，并将反馈信号传递至主控制器；当超声波探伤仪的反馈信号以低频率为主时，则主控制器判断为导线的树脂层有断裂，当超声波探伤仪的反馈信号以高频率为主时，则主控制器判断为导线的碳纤维层有断裂；主控制器生成相应的导线断裂信息并控制驱动机构停止驱动检测仪移动；
D.当步骤C中导线断裂信息生成后，定位模块定位此时的位置信息，主控制器通过无线通讯模块将导线断裂信息和位置信息发送至与无线通讯模块无线连接的终端；
E.当步骤C中导线断裂信息生成后，主控制器控制标记机构根据导线断裂信息对导线外部喷射不同颜色的颜料以实现对导线不同断裂结果进行不同标记；
F.重新回到步骤B，直至整个导线检测结束。
如图2～4所示，本发明根据上述检测方法提供了碳纤维导线在线动态检测仪，包括主架21、驱动机构、检测机构、标记机构及主控制器17；
驱动机构包括相对间距布置的滚轮5、驱动滚轮5转动的电机6及将驱动机构与主架21连接的连接件；
检测机构包括设于主架21上的超声波探伤仪12及探头13；
标记机构包括颜料仓14、与颜料仓14连通的喷射泵15及喷嘴16；
主控制器17与各可电控部分电信号连接。
还包括无线通讯模块18及与无线通讯模块18无线连接的终端(图未示)；无线通讯模块18设于主架21上并与控制器电信号连接。
还包括太阳能电池板19；太阳能电池板19通过太阳能支架20安装在主架21上，太阳能电池板19为检测仪提供电能。
超声波探伤仪12优选为设于相对布置的滚轮5之间，探头13设于超声波探伤仪12下端；超声波探伤仪12与主控制器17电信号连接。
还包括设于主架21上的定位模块；定位模块与控制器电信号连接。定位模块优选为GPS定位。由于设置定位模块，使得检测仪可适用于线路较长的导线。
颜料仓14至少有两个，其内设有不同颜色的颜料；每个颜料仓14通过颜料管22连接有一个喷射泵15，喷射泵15与喷嘴16连通；喷射泵15与主控制器17电信号连接。由于定位模块存在一定的定位误差，其只能定位导线出现受损的大致位置，具***置及具体的受损长度还是需要标记机构实现，即导线上某部位受损长度，具体的受损类型都可以通过标记机构区分和标识；比如，颜料仓14对应有红色和黄色，黄色对应的是树脂层有断裂，红色对应的是碳纤维层有断裂；当超声波探伤仪12的反馈信号以低频率为主时，则主控制器17判断为导线的树脂层有断裂，则定位模块不仅定位出此时的导线地理位置，并将位置信息发送至与无线通讯模块18无线连接的终端；同时，黄色颜料仓14对应的喷射泵15通电，并通过该喷射泵15对应的喷嘴16喷出黄色颜料至导线上；若超声波探伤仪12的反馈信号持续为低频率时，则对应的喷射泵15持续喷出对应黄色颜料至导线上，从而黄色标记的位置及长度即为导线树脂层断裂的位置和长度。同理，当超声波探伤仪12的反馈信号以高频率为主时，则主控制器17判断为导线的碳纤维层有断裂，则导线上对应位置会出现红色颜料标记。
通过标记可以很好的弥补位置信息不能上报连续位置的缺陷，即位置信息只能示意出导线受损的位置，而无法示意导线受损长度。
驱动机构的连接件包括与滚轮5连接的轮连接架7、设于轮连接架7上端的滑块8、与滑块8配合的导轨9；导轨9水平布置于主架21一侧；相对间距布置的滚轮5通过导轨9调节间距。
还包括导向球10；导向球10设于相对间距布置的滚轮5之间，且导向球10下端高于滚轮5上端；导向球10通过球连接架11与主架21连接。通过导向球10的作用，使检测仪更稳定的架设在导线上，且移动更顺畅。
轮连接架7或球连接架11竖直高度可调。因此，检测仪可适用于不同直径的导线。
需要说明的是，主控制器17的编程方式及与相应部件连接的方式采用现有技术，这种技术属于本领域的常规技术手段；另外，超声波探伤仪12也属于现有市场可直接购买或组装而获得，超声波探伤仪12在无损伤检测领域已经很成熟，其在本实施例中的运用衔接只需要通过测试计算得出待测导线在不受损情况下所反射的频率即可；当然，作为优选，检测仪在出厂前，可事先在主控制器17内录入导线的三种频率信息，即不受损的频率信息、树脂层受损的频率信息和碳纤维层受损的频率信息即可。出厂后具体使用时，主控制器17只需将检测时反馈的频率信息与录入频率信息做比对即可。
本发明提出的碳纤维导线在线动态检测仪，利用驱动机构将整个检测仪悬挂于导线上并沿导线移动，实现自动化检测，无需人工干预，适用于高空导线作业；利用超声波探伤仪12及其探头13对导线进行无损伤检测，检测效率高的同时也不影响导线正常使用；由于设有标记机构，便于后期维修人员及时发现导线受损位置，且由于标记颜色不同，可根据颜色判断具体受损情况，提高后期检修效率；由于设置有定位模块，可掌握整根导线出现受损的数量和受损的大致位置，便于对整个导线制定合理的检修方案；由于设置无线通讯模块18，可实现远程操纵和实时掌握；尤其适用于高空碳纤维导线检修作业。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，包括主架、驱动机构、检测机构、标记机构及主控制器；
所述驱动机构包括相对间距布置的滚轮、驱动滚轮转动的电机及将驱动机构与主架连接的连接件；
所述检测机构包括设于主架上的超声波探伤仪及探头；
所述标记机构包括颜料仓、与颜料仓连通的喷射泵及喷嘴；
所述主控制器与各可电控部分电信号连接。
2.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，还包括无线通讯模块及与无线通讯模块无线连接的终端；所述无线通讯模块设于主架上并与控制器电信号连接。
3.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，还包括设于主架上的定位模块；所述定位模块与所述控制器电信号连接。
4.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，所述颜料仓至少有两个，其内设有不同颜色的颜料；每个颜料仓通过颜料管连接有一个喷射泵，所述喷射泵与喷嘴连通；所述喷射泵与所述主控制器电信号连接。
5.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，还包括太阳能电池板；所述太阳能电池板通过太阳能支架安装在所述主架上，所述太阳能电池板为所述检测仪提供电能。
6.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，所述超声波探伤仪设于相对布置的滚轮之间，所述探头设于超声波探伤仪下端；所述超声波探伤仪与主控制器电信号连接。
7.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，所述驱动机构的连接件包括与滚轮连接的轮连接架、设于轮连接架上端的滑块、与滑块配合的导轨；所述导轨水平布置于所述主架一侧；相对间距布置的所述滚轮通过所述导轨调节间距。
8.根据权利要求1所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，还包括导向球；所述导向球设于相对间距布置的滚轮之间，且导向球下端高于滚轮上端；所述导向球通过球连接架与主架连接。
9.根据权利要求7或8所述的碳纤维导线在线动态检测仪，其特征在于，所述轮连接架或所述球连接架竖直高度可调。
10.一种碳纤维导线在线动态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.将带有驱动机构、检测机构、标记机构、无线通讯模块、定位模块、太阳能电池板及主控制器的检测仪架设在待检测导线上并启动检测仪；
B.驱动机构驱动检测仪在导线上沿导线移动；
C.检测仪在导线上移动的同时，检测机构利用超声波探伤仪及其探头对导线实时进行无损伤检测，并将反馈信号传递至主控制器；当超声波探伤仪的反馈信号以低频率为主时，则主控制器判断为导线的树脂层有断裂，当超声波探伤仪的反馈信号以高频率为主时，则主控制器判断为导线的碳纤维层有断裂；主控制器生成相应的导线断裂信息并控制驱动机构停止驱动检测仪移动；
D.当步骤C中导线断裂信息生成后，定位模块定位此时的位置信息，主控制器通过无线通讯模块将导线断裂信息和位置信息发送至与无线通讯模块无线连接的终端；
E.当步骤C中导线断裂信息生成后，主控制器控制标记机构根据导线断裂信息对导线外部喷射不同颜色的颜料以实现对导线不同断裂结果进行不同标记；
F.重新回到步骤B，直至整个导线检测结束。
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| 陶进 等: "ACCC导线碳纤维复合芯损伤声发射信号研究", 科学技术与工程, vol. 13, no. 14, pages 3978 - 3982 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111734962A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-02 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种燃气管道检测装置 |
| CN111734962B (zh) * | 2020-07-01 | 2022-04-05 | 中国地震局工程力学研究所 | 一种燃气管道检测装置 |
| CN112103846A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-18 | 林小燕 | 一种检测电缆表皮是否完好的电缆铺设辅助装置 |
| CN116116984A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-16 | 江苏镨赛精工科技有限公司 | 复合不锈钢板冲孔机 |
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