专利名称：一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密度测试装置，特别涉及一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置。
背景技术：
电缆屏蔽层介于绝缘和护套之间，目的在于将电缆中通过的电流产生的磁场屏蔽在电缆内，从而不影响别的元件。同时，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流入接地网，起到安全保护的作用。电线电缆标准中，主要通过测量转移阻抗、屏蔽编织密度考察屏蔽的效果。目前对电线电缆屏蔽层编织密度的测量主要基于JB/T8734. I中的几何测试方法，主要利用千分尺，钢直尺，游标卡尺等设备通过测量金属单丝直径，绞合截距，锭子总数，每锭根数等参数再通过公式计算得到屏蔽层编制密度。该方法测试步骤繁琐、效率低下，并且测试精度较低。主要原因为一、采用的手段如钢直尺、游标卡尺等精度较低。普通钢直尺的最小刻度为1mm。游标卡尺的精度为O. 2mm。而一般用于编织的铜丝，其单丝直径为O. 5mm左右。二、屏蔽层往往采用几十根的金属单丝来编织，检验员往往仅取其中的几根金属丝取平均值作为单丝直径，直接带来一定的测量误差。三、标准所规定的公式为近似计算方法。该方法需要测量的物理量较多，测试步骤繁琐。目前通过图像采集进行测试的方法已经广泛应用于各个领域，然而，在编织密度测量方向，由于应用专业性强，并无相关论文、产品或其他研究报道。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置。该装置能快速测量屏蔽编织密度且提高测试精度。本实用新型的目的通过以下技术方案实现一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，该装置包括样品架，所述样品架的两端分别对应设有位于同一轴线上的可同步转动的转动轴，所述的转动轴上分别对应固定设有样品夹具；所述的样品夹具之间用于夹持被测样品，对应被测样品位置的一侧设有平行线光源和扫描仪，对应被测样品位置的另一侧设有与所述线光源平行的背景布，所述扫描仪在平行线光源的照射下对被测样品进行扫描，所述扫描仪的数据输出端连接数据处理器的输入，所述数据处理器的控制信号输出分别连接转动轴的动力装置和扫描仪的控制信号输入。用于控制转动轴的转动及扫描仪的开启与关闭。分别固定设在两个转动轴上的样品夹具可由转动轴带动，进行同步转动，进而带动被夹持在样品夹具之间的被测样品进行转动；其中样品夹具分别夹持被测样品的两端。、[0012]上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述样品夹具与转动轴位于同一轴线上。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述扫描仪、被测样品和背景布沿直线排列；且所述的扫描仪紧靠所述线光源。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述的样品架包括两个平行杆，所述的转动轴分别对应设在两个平行杆上，所述的扫描仪依靠支架支撑。使用吋，将扫描仪固定在支架上。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述的支架为可自动伸缩支架或传送帯。将扫描仪固定在可自动伸缩的刚性支架或固定在稳定的传送带上，可使扫描仪扫描范围更广，所测样品的长度不再受线阵扫描仪扫描范围的限制。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述的扫描仪为线阵扫描仪或面阵扫描仪。所述的线阵扫描仪优选为彩色线阵扫描仪。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述的背景布大于所测样品的规格。上述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，所述的数据处理器包含显示区、设置区和控制区；显示区包括微型数字显示器，可用于显示测试样品编号、测试结果；设置区包含样品旋转角度或角速度设置旋钮和样品编号设置按钮；控制区包含旋转轴启动键、扫描仪扫描启动按钮、扫描仪标定按钮、图像处理按钮和结果输出键。本实用新型主要由一个样品架，一台扫描仪及ー个数据处理器组成。其主要特点为将试样安装在样品架上，由数据处理器控制转动轴转动，从而带动样品转动、同时控制扫描仪进行扫描，扫描获得的图形数据通过数据线传输至数据处理器，将图片合成后再通过图像分析技术获得测试結果。转动轴的转动由其动カ装置带动，数据处理器的控制信号输出通过控制动カ装置来控制转动轴的转动。所述的动力装置为驱动电机，数据处理器的控制信号输出通过控制驱动电机的驱动电路来控制转动轴的转动。本实用新型的有益效果本实用新型的整个工作由扫描仪、数据处理器自动完成，由于采用了上述技术方案，测试步骤简单，对测试人员操作要求较低，提高了测试效率，排除了人为观测带来的不确定因素和误差，可实现自动化测量。
图I为本实用新型中所测试的样品示意图；图2为本实用新型实施例的结构图；图3为本实用新型实施例扫描仪及光源的安装方式；图4为标定板正视图。图中1_样品架，2-转动轴，3-背景布，4-转动轴，5-被测样品，6-数据处理器，7-连接用数据线，8-线光源，9-扫描仪，10-支架，11-样品夹具，12-样品夹具。
具体实施方式
[0028]
以下结合附图和实施例，进ー步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识至IJ，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。本实用新型采用样品夹具分别夹持样品两端，使样品旋转，启动扫描仪(CCD)对样品进行扫描，并将图像数据传送至数据处理器， 通过对图像合成、处理测出编织密度数据并显不結果。实施例I :如图2所示，ー种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，该装置包括样品架1，所述样品架I的两端分别对应设有位于同一轴线上的可同步转动的转动轴(2，4)，所述的转动轴(2、4)上分别对应固定设有样品夹具(11、12);所述的样品夹具(11、12)之间用于夹持被测样品5，对应被测样品5位置的一侧设有平行线光源8和扫描仪9，对应被测样品5位置的另ー侧设有与所述线光源8平行的背景布3，背景布3大于所测样品5的规格。所述扫描仪9在平行线光源8的照射下对被测样品5进行扫描，所述扫描仪9的数据输出端通过数据线7连接数据处理器6的输入，所述数据处理器6的控制信号输出分别通过数据线7连接控制转动轴(2、4)的动カ装置和扫描仪9的控制信号输入。用于控制转动轴(2、4)的转动及扫描仪9的开启与关闭。样品夹具(11、12)与转动轴(2、4)位于同一轴线上。所述扫描仪9、被测样品5和背景布3沿直线排列；且所述的扫描仪9紧靠所述线光源8。分别固定设在两个转动轴(2、4)上的样品夹具(11、12)可由转动轴(2、4)带动，进行同步转动，进而带动被夹持在样品夹具(11、12)之间的被测样品5进行转动；其中样品夹具(11、12)分别夹持被测样品5的两端。所采用的样品架I可根据需要采用多种形状，只要能够保持对应设在样品架I上的转动轴(2、4)位于同一轴线上且不影响转动轴(2、4)进行同步转动。本实用新型采用的样品架I包括两个平行杆，所述的转动轴(2，4)分别对应设在两个平行杆上。所述的扫描仪9依靠支架10支撑；使用时，将扫描仪9固定在支架10上。优选的，所述的支架10为可自动伸缩支架或传送帯。将扫描仪9固定在可自动伸缩的刚性支架或固定在稳定的传送带上，可使扫描仪扫描范围更广，所测样品的长度不再受线阵扫描仪扫描范围的限制。扫描仪9为线阵扫描仪，线阵扫描仪可采用彩色线阵扫描仪或普通线阵扫描仪，优选为彩色线阵扫描仪。作为技术方案的改进，线阵扫描仪可以用面阵扫描仪代替。数据处理器6包含显示区、设置区和控制区；显示区包括微型数字显示器，可用于显示测试样品编号、测试結果；设置区包含样品旋转角度或角速度设置旋钮和样品编号设置按钮；控制区包含旋转轴启动键、扫描仪扫描启动按钮、扫描仪标定按钮、图像处理按钮和结果输出键。转动轴(2、4)的转动由其动カ装置驱动电机带动，数据处理器6的控制信号输出通过控制驱动电机的驱动电路来控制转动轴(2、4)的转动。利用本实用新型实施测量的具体步骤是測定前，按如下步骤进行标定用样品夹具(11、12)分别夹持如图4所示的标定板两端，固定标定板使其主平面与线阵CCD扫描线垂直。启动数据处理器中的CCD标定按钮，则CXD自动对标定板进行扫描，将扫描结果传送至数据处理器，通过软件分析计算并存储标定结果。去除标定板。I、用样品夹具(11、12)分别夹持被测样品5的两端。样品夹具(11、12)有两个功能⑴使被测样品5处于垂直、不松动、不变形的状态；⑵可带动样品5进行转动。保证线阵CCD 9、样品5、背景布3三者沿直线排列。样品需保持拉直状态，安装时避免样品松动、扭曲。2、通过数据处理器6设置如下条件(I)样品旋转角度；(2) C⑶扫描速率。开启线光源8。线光源8紧邻于线阵CCD 9，如图3所示。为了保证扫描效果，減少背景噪声的影响，在样品的后方安置背景布3。3、点击开始测试按钮，则数据处理器控制样品5处于自动旋转状态，线阵CXD 9开始扫描并记录数据。当某一行扫描完毕时，将图像传送至数据处理器6并触发样品旋转信号，使样品自动旋转到步骤2中所设置的旋转角度并固定，并再次向线阵CCD 9发出扫描指令。重复该步骤。4、经过一段时间，所扫描数据都通过数据线7传送至数据处理器6，由分析软件自动进行图片合成，自动将多个图片进行合成，寻找合成后图像的上下左右四个边缘点，以这四个边缘点为边界，提取关注的图像部分，其余部分切除。并对提取的图像进行去噪，ニ值化处理，查找值不为0的像素点，计算其所占的比例，该比例即为所测点的编织密度。测出的编织密度数据通过数字显示在屏幕上。作为上述方案的改进，数据处理器6可用个人计算机替代，并在计算机中利用LABVIEW虚拟仪器或Matlab⑶I编写代码，数据处理器的功能通过数据接ロ由虚拟仪器中集成程序体现，使用该技术方案使操作更为方便。作为如说明书所述方案的改进，支撑线阵CCD的刚性支架10可用可自动伸縮支架或传送带替代，将CCD固定在稳定的传送带或者可自动伸縮支架上，使用该技术方案可使线阵CCD扫描范围更广，所测样品的长度不再受线阵CCD扫描范围的限制。作为如说明书所述方案的改进，线阵CCD可用面阵CCD替代。面阵CCD对全局曝光有明显的优势。因此可以将样品架匀速旋转再通过面阵扫描的方式存储图像数据。使用该技术方案将上述方案中的“旋转——固定——触发——扫描——旋转”这ー步骤改为“旋转——扫描”，可节约测量时间，提高测量效率。作为如说明书所述方案的改进，可采用彩色CCD代替普通线阵CCD。所测对象固定为电线电缆屏蔽编织，编织层材料通常为铜或铝，主要表现为黄色光或银色光。电线电缆编织层下方的填充层一般为白色。彩色CCD可減少图像颜色的失真，图像处理时可直接提取感兴趣的顔色，可使程序编写更为方便，并提高测试的精度。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本说明书中未公开的内容为本领域专业技术人员公知的现有技木。
权利要求1.一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于该装置包括样品架(I)，所述样品架(I)的两端分别对应设有位于同一轴线上的可同步转动的转动轴(2、4)，所述的转动轴(2、4)上分别对应固定设有样品夹具(11、12);所述的样品夹具(11、12)之间用于夹持被测样品(5)，对应被测样品(5)位置的一侧设有平行线光源(8)和扫描仪(9)，对应被测样品(5)位置的另一侧设有与所述线光源(8)平行的背景布(3)，所述扫描仪(9)在平行线光源(8)的照射下对被测样品(5)进行扫描，所述扫描仪(9)的数据输出端连接数据处理器￠)的输入，所述数据处理器￠)的控制信号输出分别连接控制转动轴(2,4)的动力装置和扫描仪(9)的控制信号输入。
2.根据权利要求I所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述样品夹具(11、12)与转动轴(2、4)位于同一轴线上。
3.根据权利要求I所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述扫描仪(9)、被测样品(5)和背景布(3)沿直线排列；且所述的扫描仪(9)紧靠所述 线光源(8)。
4.根据权利要求I所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的样品架(I)包括两个平行杆，所述的转动轴(2，4)分别对应设在两个平行杆上，所述的扫描仪(9)依靠支架(10)支撑。
5.根据权利要求4所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的支架(10)为可自动伸缩支架或传送带。
6.根据权利要求1、3或4所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的扫描仪(9)为线阵扫描仪或面阵扫描仪。
7.根据权利要求6所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的线阵扫描仪为彩色线阵扫描仪。
8.根据权利要求I所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的背景布(3)大于所测样品的规格。
9.根据权利要求I所述的基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，其特征在于所述的数据处理器(6)包含显示区、设置区和控制区；显示区包括微型数字显示器，可用于显示测试样品编号、测试结果；设置区包含样品旋转角度或角速度设置旋钮和样品编号设置按钮；控制区包含旋转轴启动键、扫描仪扫描启动按钮、扫描仪标定按钮、图像处理按钮和结果输出键。
专利摘要本实用新型公开了一种基于图像处理的电线电缆屏蔽编织密度测试装置，该装置包括样品架，所述样品架的两端分别对应设有位于同一轴线上的可同步转动的转动轴，所述的转动轴上分别对应固定设有样品夹具；所述的样品夹具之间用于夹持被测样品，对应被测样品位置的一侧设有平行线光源和扫描仪，对应被测样品位置的另一侧设有与所述线光源平行的背景布，所述扫描仪在平行线光源的照射下对被测样品进行扫描，所述扫描仪的数据输出端连接数据处理器的输入，所述数据处理器的控制信号输出分别连接控制转动轴的动力装置和扫描仪的控制信号输入。该装置测试步骤简单，提高了测试效率，排除了人为观测带来的不确定因素和误差，可实现自动化测量。
文档编号G01N21/84GK202404034SQ20112055595
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者徐晶晶 申请人:江苏省产品质量监督检验研究院