专利名称：压缩模量电缆老化诊断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电缆的检测装置，具体涉及一种利用压缩模量对电缆的老化情况进行检测和诊断的装置。
背景技术：
核电厂电缆除了用于电力输送、信号传输等固有功能之外，在执行安全功能方面也起着关键作用。随着服役时间的增加，电缆绝缘和护套材料会发生老化，给电厂安全可靠运行造成威胁。为了能及时探测和缓解电缆的性能劣化，评估其状态及预测剩余寿命，需要对电缆的一些状态参数进行监测，状态监测已成为有效控制电缆老化效应以及确保电缆持续服役能力的最得力的工具之一。现有技术中，通常使用断裂伸长率(EAB)参数来评估电缆材料的老化状态，不过测量EAB用的是拉伸法，它是一种破坏性试验，而且不能在核电厂现场应用。因此，需要一种无损的监测装置，用于对电缆的老化状态进行监测。
发明内容本实用新型目的提供一种电缆老化诊断装置，采用无损检测方法，对电缆的老化状态进行检测，以实现电缆状态的现场监测，及时了解电缆的性能变化。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种压缩模量电缆老化诊断装置，包括测量单元、数据获取单元和控制与数据分析单元，所述数据获取单元中设有与测量单元电连接的数据采集模块，数据采集模块的输出连接至控制与数据分析单元，控制与数据分析单元的控制信号连接测量单元，所述测量单元包括探针、夹具、压力传感器、位移传感器、电机和驱动机构，所述夹具用于配合夹持待测电缆，所述探针由驱动机构驱动，压力传感器检测探针受到的压力，位移传感器检测探针的位移量。上述技术方案中，所述控制与数据分析单元采用常规技术制备，通常，可以使用便携式电脑及加载在电脑中的控制与数据分析软件实现；软件一方面通过电机控制探针的运动，另一方面通过数据采集模块获取测量单元中压力传感器和位移传感器的检测数据，并进一步计算出压缩模量，给出电缆老化状态的定量描述。所述数据获取单元一般包括数据采集模块和电源模块，数据采集模块用于传感器信号的采样和数值化表达，以便于电脑处理，该模块也可采用现有技术实现。进一步的技术方案，所述测量单元中包括有温度传感器。优选的技术方案是，所述探针与电缆接触的一端端部为端面直径小于底部直径的圆台状。与传统的硬度计不同，压缩模量电缆老化诊断装置能动态记录探针的压力(对应于电缆的应力)和位移值，并通过数据分析软件进行计算和分析，具有操作容易、精度高、抗干扰能力强等优点。由于此系统携带方便，测量时间短，探针与电缆接触的一端端部为端面直径小于底部直径的圆台状，探针与电缆的接触部不是尖端，而是小圆形，测量时对电缆几乎无损伤，因此可广泛用于现场或实验室操作。本实用新型的工作原理是压缩模量是压缩应力与应变之比，它是电缆材料的一种机械特性。由于电缆材料随着热老化和辐射老化的累积效应会逐渐变硬，压缩模量会逐渐增大，因此可以用此参数来诊断电缆的老化。如图1所示，探针在由电机和驱动机构提供的作用力下以一个恒定速度刺入电缆外表层，一旦探针接触到电缆，就同时记录应力和位移，当位移或应力到达设定标准值后，探针就停止运动，测试结束。此时，通过记录的应力和位移可以得到如图2所示的整个过程的应力-位移曲线，再计算应力的变化增量与相应方向位移的比值就能得到压缩模量值。为了减少外力对测试的干扰，通常取曲线中间的一段来计算压缩模量值，如点A 到点B段。由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型采用了压缩模量分析技术，通过跟踪测量电缆绝缘和护套材料的压缩模量的变化来评估核电厂电缆的老化状态，因而是一种无损的电缆老化状态监测方法，可以适用于现场检测诊断。2、本实用新型能动态记录探针的压力和位移值，并通过数据分析软件进行计算和分析，具有操作容易、精度高、抗干扰能力强等优点。3、本实用新型的装置携带方便，测量时间短，探针顶部可以是小的圆形，测量时对电缆几乎无损伤，因此可广泛用于现场或实验室操作。
图1是压缩模量测试原理示意图。图2是采用压缩模量测试时的应力-位移曲线图。图3是本实用新型实施例一的系统结构框图。
具体实施方式
下面结合图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见图3所示，一种压缩模量电缆老化诊断装置，本装置主要由测量单元(CCA)、数据获取单元(DAQ)和控制与数据分析单元(CDA)三部分组成。测量单元(CCA) 主要包括压力、位移和温度传感器、探针、夹具、电机和驱动机构；传感器负责测量探针的压力、位移数据和现场的温度数据；探针负责刺入电缆外表层；夹具负责夹紧电缆；电机和驱动机构负责驱动探针运动。数据获取单元(DAQ)主要包括电源模块和数据采集模块。电源模块负责为电机、传感器和数据采集模块提供电力；数据采集模块负责对传感器采集来的数据进行处理。控制与数据分析单元(CDA)主要包括控制与数据分析软件和便携式电脑。 控制与数据分析软件主要作用是控制整套装置的操作和对获取的数据进行计算和分析；便携式电脑可以是笔记本电脑，也可是掌上电脑，负责为装置的控制与数据分析提供软硬件现场工作测试时，由CDA发送开始控制指令，测量单元的探针在电机和驱动机构的作用力下以一定速度插入电缆外表层，压力传感器、位移传感器和温度传感器即时将所测的压力、位移和温度等数据传输到DAQ的数据采集模块进行处理。测试完成后，DAQ再将数据传输到CDA进行数据计算与分析，得到此次测量的电缆压缩模量值。
权利要求1.一种压缩模量电缆老化诊断装置，包括测量单元、数据获取单元和控制与数据分析单元，所述数据获取单元中设有与测量单元电连接的数据采集模块，数据采集模块的输出连接至控制与数据分析单元，控制与数据分析单元的控制信号连接测量单元，其特征在于 所述测量单元包括探针、夹具、压力传感器、位移传感器、电机和驱动机构，所述夹具用于配合夹持待测电缆，所述探针由驱动机构驱动，压力传感器检测探针受到的压力，位移传感器检测探针的位移量。
2.根据权利要求1所述的压缩模量电缆老化诊断装置，其特征在于所述测量单元中包括有温度传感器。
3.根据权利要求1所述的压缩模量电缆老化诊断装置，其特征在于所述探针与电缆接触的一端端部为端面直径小于底部直径的圆台状。
专利摘要本实用新型公开了一种压缩模量电缆老化诊断装置，包括测量单元、数据获取单元和控制与数据分析单元，所述数据获取单元中设有与测量单元电连接的数据采集模块，数据采集模块的输出连接至控制与数据分析单元，控制与数据分析单元的控制信号连接测量单元，其特征在于所述测量单元包括探针、夹具、压力传感器、位移传感器、电机和驱动机构，所述夹具用于配合夹持待测电缆，所述探针由驱动机构驱动，压力传感器检测探针受到的压力，位移传感器检测探针的位移量。本实用新型具有操作容易、精度高、抗干扰能力强等优点，测量时对电缆几乎无损伤，因此可广泛用于现场或实验室操作。
文档编号G01N3/02GK202083589SQ201120103908
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月11日 优先权日2010年12月24日
发明者刘韬, 姚建林, 施海宁, 涂丰盛, 韩飞, 麻芳义 申请人:中国广东核电集团有限公司, 苏州热工研究院有限公司