电加热管内氧化镁均匀度检测系统及方法与流程

本发明涉及电加热管产品品质检测领域，具体地，涉及一种电加热管内氧化镁均匀度检测系统及方法。

背景技术

加热管是在无缝金属管内(碳钢管、钛管、不锈钢管、铜管)装入电热丝(镍铁合金)，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁后缩管而成，再加工成用户所需要的各种形状，因此，氧化镁粒径的大小、分布的均匀度等对电加热管的性能影响很大。在电加热管的制作工艺和出厂检验时对氧化镁填充的均匀度有一定的要求，但是，由于电加热管外部被金属管包裹，无法采用直接观察的手段来判断氧化镁在其中分布是否均匀，影响对电加热管的性能评价和出厂检验。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种电加热管检测系统，该检测系统能够快速、准确地检测出氧化镁在电热管内的分布情况，且不会对电加热管造成损坏。

本发明的第二个目的是提供一种电加热管检测方法，该检测方法中包含本发明提供的电加热管检测系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种电加热管内氧化镁均匀度检测系统，包括：供电设备，连接在所述电加热管的两端；支架，所述电加热管悬空固定在所述支架上；热成像仪，与所述支架平行设置，所述热成像仪用于采集所述电加热管沿其轴线方向上的温度信息；以及输出设备，与所述热成像仪连接，用于根据所述温度信息，确定所述电加热管内氧化镁的分布是否均匀。

可选地，所述支架包括支架本体和两个固定在所述支架本体上的支撑杆，所述支撑杆形成为y形结构，所述电加热管的两端搭接固定在所述y形结构上端的开口中，所述热成像仪和所述支架本体平行布置。

可选地，所述热成像仪和所述支架本体之间的间距等于所述热成像仪的焦距。

可选地，所述供电设备包括用于与外接电源相连接的不间断电源和与所述不间断电源相连接的调压器，所述调压器通过接线连接到所述电加热管的两端。

可选地，所述不间断电源和所述调压器之间还连接有第一控制件，所述调压器和所述电加热管之间还连接有第二控制件，所述第二控制件通过所述接线连接到所述电加热管的两端。

根据本发明的第二个方面，还提供一种电加热管内氧化镁均匀度检测方法，所述电加热管上连接有上述的电加热管内氧化镁均匀度检测系统，所述检测方法包括：

当所述电加热管被固定在所述支架上后，将所述供电设备的输出电压调整至所述电加热管的额定电压并通电；

在所述电加热管通电预设时间后，控制所述热成像仪采集所述电加热管沿其轴线方向上的温度信息；

根据所述温度信息，确定所述电加热管内氧化镁的分布是否均匀。

可选地，所述根据所述温度信息，确定所述电加热管内氧化镁的分布是否均匀，包括：

根据所述温度信息，分别确定所述电加热管中各加热段的温度，其中，所述电加热管被等分为n个加热段；

将各加热段按照温度从高到低的顺序进行排序，并将排名靠前的j个加热段确定为第一目标加热段，其中，j/n大于或等于预设比例阈值；

根据所述各加热段的温度，分别确定所述电加热管中、相邻位置加热段在单位长度上的温度差；

将所述温度差按照从大到小的顺序进行排序，并将排名靠前的k个温度差各自对应的所述相邻位置加热段中的、位置靠后的加热段确定为第二目标加热段，其中，k/n大于或等于所述预设比例阈值；

将所述第一目标加热段中、为所述第二目标加热段的加热段确定为第三目标加热段；

根据所述第三目标加热段的数量，确定所述电加热管内氧化镁的分布是否均匀。

可选地，所述根据所述第三目标加热段的数量，确定所述电加热管内氧化镁的分布是否均匀，包括：

当所述第三目标加热段的数量大于预设数量阈值时，确定所述电加热管内氧化镁的分布不均匀；

当所述第三目标加热段的数量小于或等于所述预设数量阈值时，确定所述电加热管内氧化镁的分布均匀。

可选地，所述预设数量阈值根据n设定。

可选地，所述方法还包括：

当确定所述电加热管内氧化镁的分布不均匀时，将所述第三目标加热段所对应的位置确定为所述电加热管内氧化镁的分布不均匀的位置。

通过上述技术方案，采用热成像仪直接获取电加热管正常工作过程中轴线方向上的温度信息，输出设备能够根据温度信息进行计算和分析以获得最终的检测结果，该检测系统借助热成像手段能够快速、准确地检测出电加热管内氧化镁的分布情况，进而判断电加热管的品质是否存在缺陷，同时该检测系统不会对电加热管的内部结构造成破坏。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是一示例性实施例示出的一种电加热管内氧化镁均匀度检测系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电加热管内氧化镁均匀度检测方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种确定电加热管内氧化镁的分布是否均匀的方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电加热管分段的结构示意图。

图5是根据另一示例性实施例示出的一种确定电加热管内氧化镁的分布是否均匀的方法的流程图。

图6是根据另一示例性实施例示出的一种电加热管内氧化镁均匀度检测方法的流程图。

附图标记说明

1供电设备2电加热管

3支架4热成像仪

5输出设备11不间断电源

12调压器13接线

14第一控制件15第二控制件

31支架本体32支撑杆

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种电加热管内氧化镁均匀度检测系统，该检测系统包括供电设备1、支架3、热成像仪4以及输出设备5，其中，供电设备1连接在电加热管2的两端，电加热管2悬空固定在支架3上，热成像仪4与支架3平行设置，用于采集电加热管2沿其轴线方向上的温度信息，输出设备5与热成像仪4连接，用于根据温度信息，确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。需要说明的是，供电设备1的输出电压可调节且等于待检测电加热管2的额定电压，可根据不同型号的电加热管2调节供电设备1的输出电压，保证电加热管2正常工作，输出设备5可以为与热成像仪4通过usb线相连接的计算机，能够将热成像仪4采集到的红外温度图传输至计算机上，计算机进行相关运算和分析，将运算结果传输至热成像仪4并在红外温度图上显示出来。另外，电加热管2通过支架3悬空固定，热成像仪4可采集其轴线方向上任一点的温度信息，以保证获取的温度信息的准确性和全面性。

通过上述技术方案，采用热成像仪4直接获取电加热管2正常工作过程中轴线方向上的温度信息，输出设备5能够根据温度信息进行计算和分析以获得最终的检测结果，该检测系统借助热成像手段能够快速、准确地检测出电加热管2内氧化镁的分布情况，进而判断电加热管2的品质是否存在缺陷，同时该检测系统不会对电加热管2的内部结构造成破坏。

支架3可以为任意适当的结构。在本发明中，如图1所示，支架3包括支架本体31和两个固定在支架本体31上的支撑杆32，支撑杆32形成为y形结构，电加热管2的两端搭接固定在y形结构上端的开口中，热成像仪4和支架本体31平行布置。这样，电加热管2的两端可拆卸地固定在y形结构的开口中，牢固可靠便于更换，并且支架3不会对电加热管2的有效发热区域进行遮挡，便于热成像仪4对轴线方向上的温度进行采集。在其他实施方式中，支架3还可形成为从上方对电加热管2两端进行吊装的吊钩，同样能够实现对电加热管2的固定。

为保证热成像仪4采集红外温度图像的准确性，在布置支架3和热成像仪4时，热成像仪4和支架本体31之间的间距等于热成像仪4的焦距，热成像仪4的红外探测器能够正好对准电加热管2，另外，在进行该检测系统的布置时，可以将热成像仪4的位置固定，通过调节支架本体31相对于热成像仪4的距离，操作简单方便。

供电设备1直接与外接电源相连接，通常情况下外接电源的单相有效值为110-220v，频率的波动范围为50hz-60hz，为保证供电设备1的输出电压等于待检测电加热管2的额定电压，在本发明中，如图1所示，供电设备1包括用于与外接电源相连接的不间断电源11和与不间断电源相连接的调压器12，调压器12通过接线13连接到电加热管2的两端，调压器12可以为自耦调压器，外接电源对不间断电源11进行充电，待不间断电源11稳定模块充满电后，可通过自耦调压器对输出电压进行调节，保证输出电压正好等于电加热管2的额定电压。

不间断电源11和调压器12之间还连接有第一控制件14，调压器12和电加热管2之间还连接有第二控制件15，第二控制件15通过接线13连接到电加热管2的两端。具体地，第一控制件14可以为一级接触器，第二控制件15为二级接触器，当闭合一级接触器时，接通外接电源-不间断电源11-调压器12，保证调压器12的输出电压等于电加热管2的额定电压后，此时，才可闭合二级接触器，对电加热管2进行通电。另外，第一控制器14和第二控制器15还可以在发生危险时及时切断电路，防止安全事故的发生。在其他实施方式中，第一控制件14和第二控制件15还可以分别形成为用于控制电路通断的开关。

图2是根据一示例性实施例示出的一种电加热管内氧化镁均匀度检测方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括以下步骤。

在步骤21中，当电加热管被固定在所述支架上后，将供电设备的输出电压调整至电加热管的额定电压并通电。

在本发明中，该方法可以应用于上述电加热管内氧化镁均匀度检测系统，并且，电加热管2上连接有该电加热管内氧化镁均匀度检测系统。当用户需要检测电加热管2内氧化镁的分布是否均匀时，用户可以先将该电加热管2放置在上述检测系统中的支架3上(如图1中所示)，并将供电设备1直接与外接电源相连接；之后，上述检测系统可以控制第一控制件14闭合，并将供电设备1的输出电压调整到上述电加热管2的额定电压，其中，该额定电压可以在110v-220v范围内波动，示例地，该额定电压为110v。并且，可以通过图1中所示的调压器12来将上述电加热管2两端的电压调节值的上述额定电压。

同时，上述检测系统还可以将供电设备1的输出频率调整到上述电加热管2的额定频率，其中，该额定频率可以在50hz-60hz范围内波动。

最后，上述检测系统可以为电加热管2通电。

示例地，可以通过控制图1中所示的第二控制件15闭合，以为电加热管2通电。

在步骤22中，在电加热管通电预设时间后，控制热成像仪采集电加热管沿其轴线方向上的温度信息。

在本发明中，在上述步骤21中为电加热管2通电预设时间后，控制热成像仪4采集该电加热管2沿其轴线方向的红外温度图像，其中，该红外温度图像可以包括沿上述电加热管2轴线方向上任一点的温度信息。之后，该热成像仪4可以将其采集到的电加热管2沿其轴线方向上的温度信息输出至输出设备5。

另外，需要说明的是，上述预设时间可以是用户设定的，也可以是默认的经验值(例如，5min)，在本发明中不作具体限定。

在步骤23中，根据温度信息，确定电加热管内氧化镁的分布是否均匀。

在本发明中，在输出设备5获取到上述热成像仪4采集到的电加热管2沿其轴线方向上的温度信息后，可以根据该温度信息，确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。

具体来说，可以通过图3中所示的步骤231-步骤236来确定上述电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。

在步骤231中，根据温度信息，分别确定电加热管中各加热段的温度。

在本发明中，可以将上述电加热管2按照其轴向等分为n个加热段(如图4中所示，电加热管2包括加热段20，加热段21，加热段22，…，加热段2n-1这n个加热段)，其中，电加热管2的总长度为l，则每个加热段的长度l＝l/n。具体来说，由于电加热管2轴线方向上任一点的温度信息已知，针对每个加热段，可以将该加热段内各点的温度的平均值作为该加热段的温度。

示例地，n＝300，l＝30cm，l＝1mm，即，每隔1mm计算各加热段的温度。

在步骤232中，将各加热段按照温度从高到低的顺序进行排序，并将排名靠前的j个加热段确定为第一目标加热段。

在本发明中，j/n大于或等于预设比例阈值。在通过上述步骤231获取到n个加热段各自的温度后，可以将各加热段按照温度从高到低的顺序进行排序，之后，可以将排名靠前的j个加热段确定为第一目标加热段。

示例地，上述预设比例阈值为5％，n＝300，j＝60；这样，在通过上述步骤231获取到300个加热段各自的温度后，可以将该300个加热段按照温度从高到低的顺序进行排序，之后，可以将排名靠前的60个加热段确定为第一目标加热段。

并且，在一种实施方式中，在确定出第一目标加热段后，可以将其放置在集合t中，其中，该集合t包括j个元素。

在步骤233中，根据各加热段的温度，分别确定电加热管中、相邻位置加热段在单位长度上的温度差。

在本发明中，上述相邻位置加热段是指在上述电加热管2中、位置相邻的两个加热段，示例地，如图4中所示，加热段22和加热段21为相邻位置加热段、加热段2n-1和加热段2n-2为相邻位置加热段。在通过上述步骤232确定出各加热段的温度后，可以分别确定任意两个相邻位置加热段的温度差，之后，根据该相邻位置加热段的温度差，确定单位长度上的温度差。

示例地，可以通过以下等式(1)来确定相邻位置加热段在单位长度上的温度差：

其中，δtn为加热段2n与加热段2n-1在单位长度上的温度差；l为加热段的长度；tn为加热段2n的温度；tn-1为加热段2n-1的温度；n＝1,2,...,n-1。

在步骤234中，将温度差按照从大到小的顺序进行排序，并将排名靠前的k个温度差各自对应的相邻位置加热段中的、位置靠后的加热段确定为第二目标加热段。

在本发明中，k/n大于或等于上述预设比例阈值。在通过上述步骤233确定出n-1个温度差后，可以将该n-1个温度差按照从大到小的顺序进行排列，之后，将排名靠前的k个温度差各自对应的相邻位置加热段中的、位置靠后的加热段(即，图4中下标较大的加热段)确定为第二目标加热段。

示例地，上述预设比例阈值为5％，n＝100，k＝5；这样，在通过上述步骤233获取到99个温度差后，可以将该99个温度差按照从高到低的顺序进行排序，之后，可以获得排名靠前的5个温度差，其中，该排名靠前的5个温度差各自对应的相邻位置加热段分别为加热段21与加热段22、加热段26与加热段27、加热段218与加热段219、加热段241与加热段242、加热段289与加热段290，这样，可以将加热段22、加热段27、加热段219、加热段242、加热段290确定为第二目标加热段。

又示例地，上述预设比例阈值为5％，n＝300，k＝15；这样，在通过上述步骤233获取到299个温度差后，可以将该299个温度差按照从高到低的顺序进行排序，之后，可以将排名靠前的15个温度差各自对应的相邻位置加热段中的、位置靠后的加热段确定为第二目标加热段。

并且，在一种实施方式中，在确定出第二目标加热段后，可以将其放置在集合v中，其中，该集合v包括k个元素。

另外，需要说明的是，上述预设比例阈值、k、j均可以是用户设定的值，也可以是默认的经验值，示例地，上述预设比例阈值默认为5％，并且，k、j可以相等、也可以不等，在本发明中均不作具体限定。

在步骤235中，将第一目标加热段中、为第二目标加热段的加热段确定为第三目标加热段。

在通过上述步骤232和步骤234分别确定出第一目标加热段、第二目标加热段后，可以将第一目标加热段中、为第二目标加热段的加热段确定为第三目标加热段。

在一种实施方式中，如上所述，将上述步骤232确定出的第一目标加热段放置在集合t中，将上述步骤234确定出的第二目标加热段放置在集合v中，则，集合t与集合v的交集b中的所有加热段即为第三目标加热段。

示例地，t＝{加热段21、加热段26、加热段27、加热段242、加热段290}，v＝{加热段22、加热段27、加热段219、加热段242、加热段290}，则b＝t∩v＝{加热段27、加热段242、加热段290}，即，可以将加热段27、加热段242和加热段290确定第三目标加热段。

在另一种实施方式中，可以从上述步骤232确定出的第一目标加热段中筛选出同时属于第二目标加热段的加热段，并将其作为第三目标加热段。

示例地，第一目标加热段包括加热段21、加热段26、加热段27、加热段242、加热段290、加热段292、加热段2100，第二目标加热段包括加热段22、加热段27、加热段219、加热段242、加热段290，则第一目标加热段中的加热段27、加热段242和加热段290也是第二目标加热段，因此，可以将加热段27、加热段242和加热段290确定为第三目标加热段。

返回图3，在步骤236中，根据第三目标加热段的数量，确定电加热管内氧化镁的分布是否均匀。

在本发明中，在通过上述步骤235确定出第三目标加热段后，可以统计第三目标加热段的数量，之后，根据该第三目标加热段的数量，确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。

在一种实施方式中，可以先判定第三目标加热段的数量与n的比值是否大于预设比值阈值，之后，根据该判定结果来确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。具体来说，当第三目标加热段的数量与n的比值大于上述预设比值阈值时，可以确定上述电加热管2内氧化镁的分布不均匀；而当第三目标加热段的数量与n的比值小于或等于上述预设比值阈值时，可以确定上述电加热管2内氧化镁的分布均匀。

其中，上述预设比值阈值可以是用户设定的值，也可以是默认的经验值(例如，4％)，在本发明中均不作具体限定。

在另一种实施方式中，可以先判定第三目标加热段的数量是否大于预设数量阈值，之后，根据该判定结果来确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。具体来说，可以通过图5中所示的步骤2361-步骤2364来确定电加热管2内氧化镁的分布是否均匀。

在步骤2361中，判定第三目标加热段的数量是否大于预设数量阈值。

在本发明中，该预设数量阈值可以是用户根据上述电加热管2包含的加热段的数量n的大小设定的，例如，该预设数量阈值为[4％n]，也可以是默认的经验值，在本发明中不作具体限定。

具体来说，当第三目标加热段的数量大于上述预设数量阈值时，执行以下步骤2362；当第三目标加热段的数量小于或等于上述预设数量阈值时，执行以下步骤2363。

在步骤2362中，确定电加热管内氧化镁的分布不均匀。

在步骤2363中，确定电加热管内氧化镁的分布均匀。

图6是根据另一示例性实施例示出的一种电加热管内氧化镁均匀度检测方法。如图6所示，上述方法还可以包括以下步骤。

在步骤24中，当确定电加热管内氧化镁的分布不均匀时，可以将各第三目标加热段所对应的位置确定为电加热管内氧化镁的分布不均匀的位置。

在本发明中，在上述步骤236确定出电加热管2内氧化镁的分布不均匀时，可以将各第三目标加热段所对应的位置确定为电加热管内氧化镁的分布不均匀的位置。这样，用户可以及时获知电加热管2内氧化镁的分布不均匀的位置，便于查找原因，为提升电加热管的品质提供依据。

另外，为了更加便于用户清楚直观地了解电加热管2内氧化镁的分布不均匀的位置，可以将上述步骤236确定出的各第三目标加热段在图4所示的电加热管2的分段示意图中突出显示(例如，高亮显示)。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。