DE2545470C2

DE2545470C2 - Zentrierung eines elektrischen Leiters in einer Isolierhülle

Info

Publication number: DE2545470C2
Application number: DE2545470A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dr. 4330 Mülheim Domorazek
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1975-10-08
Filing date: 1975-10-08
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2545470A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Anspruch 1 des Hauptpatents.

Das Hauptpatent befaßt sich mit der Aufgabe, einen elektrischen Leiter in einer Isolierhülle selbsttätig zu zentrieren, damit der Leiter über seine gesamte Länge gleichmäßig von der Isolierhülle umgeben ist und diese, wie bei Kunststoffhochspannungskabeln überall die gleiche elektrische Festigkeit gegen anstehende Spannungen aufweist.

-0 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung des Verfahrens und der Anordnung nach dem Hauptpatent zu erreichen.

Die Lösung gelingt durch die Merkmale des

2i Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Vorteilhafte Anordnungen zur Durchführung dieser Verfahren sind in den Ansprüchen 3 bis 10 angegeben.

Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu

in sehen, daß außer der Exzentrizität des Leiters auch der Kabelaußendurchmesser und die Lage des Leiters in seiner Isolierhülle bereits in unmittelbarer Nähe des Extruders berührungslos gemessen werden können. Pendelbewegungen des Kabels und Wassertröpfchen

>i auf dem Kabel können nach der Erfindung das Meßergebnis nicht beeinflussen. Ein bedeutender Vorteil besteht außerdem darin, daß die Anordnung sich selbsttätig eicht.

Ein Ausführungsbeispie-! der ."-r^rindung ist in den

■*" Zeichnungen dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt die Meßanordnung in einer schematischen Darstellung. Fig. 2 enthält ein Blockschaltbild der Impulsauswerter 10 und 11. F i g. 3 ist die Abbildung einer Kabelader im parallelen Zeilenraster

■*'< zu entnehmen. Fig.4 zeigt einen Kabelschnitt mit einem Wassertropfen und das Zeilenraster. F i g. 5 veranschaulicht die Auswertung eines Videosignals mit Störstellen, verursacht z. B. durch Wassertröpfchen am Rand der Kabelader.

In F i g. 1 ist die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Anordnung schematisch dargestellt. Der im Extruder 2 mit einer Isolierhülle versehene Leiter 1 durchläuft das zur Vernetzung der Isolierung des Kabels 3 dienende, unter Dampfdruck

>5 stehende CV-Rohr 45. Das CV-Rohr 45 ist mit einer Schauglaseinheit 19 versehen, bei welcher die Messungen vorgenommen werden. Wie bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent wird die Kabelader 3 von zwei senkrecht aufeinander stehenden, von den Lichtquellen

w) 6 und 7 ausgehenden Strahlenbündeln durchleuchtet. Die Strahlen werden von Strahlungsempfängern 8 und 9 empfangen, wo die auszumessende Kabelader auf einem Target, z. B. eines Silicium-Multidioden-Vidikon, abgebildet und von einem Elektronenstrahl abgetastet wird.

t>5 Der Elektronenstrahl erzeugt in den Kameras 8 und 9 Zeilenraster parallel zur Aderkontur.

Die Fig. 3 zeigt die abzubildende Kabelader 3 im Zeilenraster. Die Amplituden der einzelnen Zeilen

erreichen an den Stellen, wo die Strahlen der Strahlungsquelle die Isolierhölle noch nicht treffen, ihre Höchstwerte (links von A und rechts von D), während sie dort praktisch zu Null werden, wo die Strahlen durch den Leiter vom Raster völlig abgeschirmt werden (zwischen B und C). Durch die Auszählung der Zeilen zwischen A und B und zwischen C und D und durch Quotientenbildung der ermittelten Werte wird die Exzentrizität dc ^ Leiters bestimmt. Die entstehenden Bildsignale werden in den Impulsauswertern 10 und 11 ausgewertet und in den Komparatoren 12 und 13 mit den Sollwerten verglichen. Bei Abweichungen der aus den Bildsignalen ermittelten Werte von den Sollwerten werden die Extruderantriebe 4 und 5 so beeinflußt, daß der Fehler im Extruder 2 korrigiert wird.

Ausgehend von diesem bereits im Hauptpatent beschriebenen Verfahren können gemäß der vorliegenden Erfindung Fehlmessungen aufgrund von räumlich begrenzten Störstellen auf dem Kabelumfang vermieden werden.

Befindet sieh auf der abgebildeten Kabelader nämlich eine Storstelie, wie beispielsweise ein Wasser tröpfchen 44 (F i g. 4), so bewirkt diese auch im Videosignal und in dem in der abzubildenden Fläche 43 erscheinenden Raster 42 der Zeilen a bis /"Störstellen. Die Fi g. 5 zeigt in Kurve 3a die Auswirkung derartiger Störstellen auf die Impulsfolge, wo diese Stellen zu plötzlich auftretenden Helligkeitsänderungen I, II und III in den Bildinhalten der betreffenden Zeilen b, c und d führen. Um eine Verfälschung der Meßergebnisse durch diese Störstellen zu verhindern, wird im Videosignalauswerter 24 (F i g. 2) nach einer Schwellwertbildung aus dem in Kurve 3a dargestellten Videosignal ein Schwellwertsignal 3b erzeugt. Mittels einer, dem Schwellwertschalter nachgeschalteten, nachtriggerbaren monostabilen Kippstufe wird die Ausgangsimpulsdauer des Spannungsverlaufs 3c von letzten Triggerimpuls Tbestimmt. Ist die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe größer oder gleich τ-Mi (r = Periode der Zeiiensynchronimpulse, /ι ist die Zeit vom Ende des Zeilensynchronimpulses bis zum Ende der Bildaustastung), werden Störstellen ausgeblendet. Die in der Kurve 3c dargestellte Signalspannung kann von ihrem positiven Wert nur dann auf Null zurückspringen, wenn der Bildinhalt mindestens einer kompletten Zeile vorher schwarz wai.

Die erfindungsgemäße Meßanordnung ist so aufgebaut, daß sie sich selbsttätig sieht. Sie ist in der F i g. 2 in einem Blockschaltbild dargestellt, welches näheren Aufschluß über den Aufbau der Impulsauswerter 10 und 11 gibt. Aus Gründen der Vereinfachung werden hier nur die sich an die Kamera 9 anschließenden Einrichtungen beschrieben. Die mit der Kamera 8 verbundenen Einrichtungen sind mit diesen identisch.

Das von der Kamera 9 aufgenommene Bild wird dem Videosignalauswerter 24 zugeleitet, der von der Quarzzeitbasis 40, die für die Meßanordnung alle erforderlichen Frequenzen vorgibt, gesteuert wird. Vom Videosignalauswerter 24 geht das Signal über die Fehlersubtraktionsstufe 27 einerseits zur Exzentrizitäts-Messung 28 und zur Anzeigevorrichtung 20 für die Exzentrizität, andererseits über eine Einrichtung 30 zur Messung der Lage des Leiters in der Isolierhülle und zur Lageanzeigevorrichtung 3). Die Lampen 31 zeigen die Abweichungen des Leiters von der Mitte nach rechts oder links an. Von der Einrichtung 28 zur Exzentrizitätsmessung und 30 zur Lage, messung geht das Signal zum Mcßwcrtkompurator 39. wo es mit dem Sollwert

verglichen wird. Der Meßwertkomparator39 entspricht dem Komparator 12 in Bild 1. Der Sollwert für die Exzentrizität des Leiters ist fest vorgegeben. Er beträgt Null. Liegt eine Abweichung des Istwerts vom Sollwert vor, so wird sie in der Vorrichtung 38 angezeigt

Für die Bestimmung des Durchmessers geht das Videosignal vom Auswerter 24 zum Durchmesserauswerter 25, der mit dem Anzeigegerät 26 für den Durchmesser verbunden ist Der Durchmesserauswerter 25 seinerseits ist ebenfalls mit dem Meßwertkoinparator 39 verbunden, wo der Istdurchmesser mit dem mittels des Digitalschalter 20 eingegebenen Solldurchmesser verglichen wird. Abweichungen werden wieder bei der Vorrichtung 38 angezeigt.

Während der Zeit der Messung wird fast dauernd dasselbe Bild auf der Speicherschicht des Vidikons abgebildet Das Bild ist, wie F ig. 3 zeigt, sehr kontrastreich. In der Bildmitte herrscht schwarz, da wegen des Leiters bzw. der Leiterglättung kein Licht auf die Speicherschicht fällt. Außerhalb ei·..* Adenandes fällt das Licht von der Lichtquelle direkt auf -ias Target. Es besteht daher die Gefahr, daß sich das Bild in die Speicherschicht des Vidikons einbrennt, was zu Fehlmessungen führen kann. Das Meßgerät kann in solchen Fällen plötzlich auftretende Änderungen des Aderdurchmessers nicht mehr feststellen.

Um derartige Fehlmessungen zu vermeiden, sind in der Anordnung gemäß der Erfindung Überwachungsund Selbsteicheinrichtungen vorgeseher..

So wird in regelmäßigen Zeitabständen eine Kabelnachbildung 32 anstelle des Kabels 3 in den Strahlengang der Kamera 9 eingeblendet und auf dem Target mit Hilfe der Beleuchtungsquelle 6a abgebildet. Wieder wird aus Gründen der Vereinfachung nur die sich an die Kamera 9 anschließende erfindungsgemäße Meß- und Eicheinrichtung beschrieben. Die mit der Kamera 8 verbundene Einrichtung 11 ist mit dieser identisch.

Die Steuerung der Beleuchtungsquellen 6 U:';d 6a erfolgt mittels der Vorrichtung 23. Wie bei der Messung der Kabeldaten wird auch die Eichnachbildung des Kabuls abgebildet und elektronenoptisch abgetastet. Das Videosignal wird im Auswerter 24 bezüglich der Durchmesserdaten und der Exzentrizität des Leiters ausgewertet. Die gemessenen Eich-Istwerte für Durchmesser und Exzentrizität werden im Eichwertkomparator 37 mit den entsprechenden Sollwerten verglichen. Der Sollwert der Exzentrizität ist in der Anordnung fest vorgegeben. Der Eichdurch messer wird beispielsweise mittels eines Digitalschalters 33 eingegeben. Weichen die Eich-Istwerte in einem Maß von den Sollwerten ab, das über einen vorgegebenen Schwellwert hinausgeht, so wird die Abweichung mittels der Vorrichtung 36 gngezf'gt. Unabhängig davon vvird jede Abweichung der Istwerte von den Sollwerten in der Eichplatine 34 aufbereitet. Der Differenzbetrag wird mit der Anzeige 35 gemeldet. Fehlersignale werden gespeichert und dienen zur Korrektur des Videosignals beim nächsten Meßvorgang. Hierbei werden die Korrektursignale in der Fehlersubtrakt.onsstufe 27 bei den Meßwerten berücksichtig:. Die am Kabel gemessenen Werte werden auf diese Weise von Fehlern der Meßanordnung bereinigt, die durch Alterung der Bauelemente oder durch Unstabilitäten hervorgerufen werden.

Abweichungen des Istwertes der Leiterexzentrizität vom Sollwert werden über eine Digital-Druckerstejerung 21 an einen Digitaldrucker gegeben. Außerdem können diese Werte natürlich auch unmittelbar zur Steuerung der Extruderatitriebe 4 und 5 herangezogen

werden, die über den Anschluß 22 mit der crfindungsgemäßcn Anlage verbunden sind.

Im übrigen können über die Anschlüsse 22 auch die Daten der Leitcrexzenlrizität, angezeigt in 29, der Lciterlagc und des Kabcldurchmessers mit einem Digitaldrucker ausgedruckt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zentrierung eines elektrischen Leiters in einer Isolierhülle, bei dem die Isolierhülle durchleuchtet und der Leiter und die Isolierhülle ständig auf dem Target einer Bildaufnahmeröhre (z. B. Vidikon) abgebildet werden, das Bild mit einem Elektronenstrahl abgetastet und in eine Folge von Impulsen umgewandelt wird, wobei die Impulse beiderseits der Symmetrieachse des Leiterbildes getrennt ausgezählt und aus beiden Zahlen der Quotient gebildet wird worauf bei Abweichungen des Quotienten von eins Regelimpulse abgeleitet und zur Herbeiführung der zentralen Lage des Leiters innerhalb der Isolierhülle an eine Stelleinrichtung des Extruders gegeben werden, nach Patent P 2402480.4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsauswerteeinrichtung (10, II) in vorgegebenen zeitlichen Abständen durch Vergleich der mit einer in den Strahlengang gebrachten Eich-Kabelnachbildung (32) erhaltenen Meßimpulse mit vorgegebenen Sollwerten selbsttätig geeicht wird und daß von räumlich begrenzten Störstellen auf der Isolierhülle verursachte Störungen im Videosignal ausgeblendet werden, indem aus dem Videosignal ein Schwellwertsignal gebildet wird, das seinerseits zu einem positiven Ausgangssignal umgeformt wird, das erst dann auf Null zurückgeht, wenn mindestens eine komplette, vom Elektronenstrahl abgelistete Zeile des Bildes auf dem Target dunkel ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Videc"ügnal mit Hilfe der Impulsauswerteeinrichtung (Ii/, 11) zusätzlich der Außendurchmesser der Isolierhülle bestimmt wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in kurzem Abstand hinter einem Extruder (2) zwei in senkrecht zueinander liegenden Ebenen aufgestellte Strahiungsquellen (6, 7) mit ihren die Kabelader abbildenden Empfängern (8, 9) vorgesehen sind, daß der Extruder (2) durch zwei sich in diesen Ebenen befindende Stellmotoren (4, 5) zentrierbar ist und die Stellmotoren (4,5) durch die in den Empfängern gewonnenen Regelwerte steuerbar sind und daß für die in Empfängern (8, 9) gewonnenen Bildaustastsignale Impulsauswerter (10,11) vorgesehen sind, die über Komparatoren (12, 13) für die Soll- und Istwerte mit den Stellmotoren in Verbindung stehen, daß jeder Impulsauswerter (10 bzw. 11) eine Selbsteicheinrichtung und eine Eliminiereinrichtung zur Eliminierung von aufgrund räumlich begrenzter Fehlerstellen am Kabelumfang entstehenden Fehlmessungen enthält, daß die Selbsteicheinrichtung aufgebaut ist aus einem in den Strahlengang des Empfängers (8 bzw. 9) einblendbaren Eichnormal (32), einem Videosignalauswerter (24), Einrichtungen (28 bzw. 30) zur Ermittlung der Istwerte der Exzentrizität und der Lage des Leiters, einem Komparator (37) zum Vergleich von Eich-Ist- und Sollwerten, einer Eichplatine (34) zur Aufbereitung und Speicherung der vom Eichwertkomparator (37) ermittelten Abweichungen bis zum Beginn des auf den Eichvorgang folgenden Meßvorgangs und einer in den Meßkreis zwischen den Videosignalauswerter (24) und die Einrichtungen (28 bzw. 30) zur Ermittlung der Istwerte der Exzentrizität und der Lage sowie den Meßwertkomparator (39) geschalteten, der Eichplatine (34) nachgeschalteten Fehlersubstraktionsstufe (27) und daß die Eliminiereinrichtung im wesentlichen aus einer nachtriggerbaren monostabilen Kippstufe im Videosignalauswerter (24) besteht.