电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统及其测试方法与流程

本发明涉及拉力试验用长度计量领域，尤其涉及一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统及其测试方法。

背景技术：

电缆在储存使用过程中，为了避免电缆外表面的绝缘层长时间与空气接触而发生氧化现象，往往需要在电缆的外表面包裹一层塑料薄膜以使绝缘层与空气隔绝开，并在外层套接护套，使其具有重量轻、外径小、使用频率高、低损耗、稳相和耐高温等性能。为了确保电缆用薄膜在高温环境下长时间使用，分析其在高温环境下的老化特性有重要意义，即将薄膜试样放置于高温老化试验箱内，通过对薄膜施加一定拉力在一定时间内的长度变化，来分析人工加速老化看其力学性能变化的情况。如今实验过程中，工作人员需要多次打开试验箱的门对薄膜试样进行观测，造成试验箱内部温度发生变化，影响实验的正常进行，进而造成数据的误差较大，影响后续的分析判断。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统及其测试方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统，其特征在于，包括试验箱本体、设于试验箱本体内的样本架以及光学测量装置，所述试验箱本体一侧开口，所述光学测量装置包括与试验箱本体两侧转动连接的棱镜、相对棱镜设置的激光发射器以及设于试验箱本体内壁相对开口一侧的光电转换屏，所述样本架设于棱镜与光电转换屏之间。

根据上述技术方案，优选地，所述样本架的水平投影位于试验箱本体内中上部，所述棱镜的水平投影位于试验箱本体内中下部。

根据上述技术方案，优选地，所述样本架滑动连接于试验箱本体内并能够定位于实验箱本体中部。

根据上述技术方案，优选地，所述试验箱本体内侧壁相对固接有两个导轨，所述样本架在两导轨间滑动形成固定位置和换料位置，当所述样本架位于固定位置时，所述样本架位于试验箱本体内中部，当所述样本架位于换料位置时，所述样本架靠近试验箱本体的开口位置设置。

根据上述技术方案，优选地，所述导轨的内端固接有第一磁吸板，所述样本架外壁固接有第一磁吸板相吸附的第二磁吸板，当所述样本架位于固定位置时，所述第一磁吸板与第二磁吸板相贴合。

本专利还公开了一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统的测试方法，基于上述一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统，包括以下步骤：a.在所述样本架上安装一个或多个待测薄膜；b.测量所述棱镜与样本架垂直投影的间距，以及所述棱镜与光电转换屏之间的距离；c.获取初始状态下所述光电转换屏上各阴影最低点的纵坐标数据；d.获取一定时间后所述光电转换屏上各阴影最低点的纵坐标数据；e.计算得出待测薄膜一定时间后的长度变化值。

根据上述技术方案，优选地，步骤a包括：在所述样本架上沿水平方向依次安装多个待测薄膜；在所述待测薄膜下端安装配重。

本发明的有益效果是：

本发明通过光电转换屏对待测薄膜的长度进行实时获取，进而根据待测薄膜的长度变化对其力学性能进行分析判断，采用光学方式测量精度高，无需频繁开启试验箱的箱门即可对试验箱内的薄膜长度进行观测，避免箱体内部温度发生变化，确保实验的正常进行。

附图说明

图1是本发明的侧视结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明样本架部分的主视结构示意图。

图4是本发明测试方法的原理示意图。

图中：1、光电转换屏；2、第一磁吸板；3、激光发射器；4、样本架；5、导轨；6、配重；7、观察窗；8、棱镜；9、配重盘；10、滑轨。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，因此不能理解为对发明的限制。

如图所示，本发明包括试验箱本体、设于试验箱本体内的样本架4以及光学测量装置，所述试验箱本体一侧开口，试验箱本体内靠近开口位置设置有观察窗7。所述光学测量装置包括与试验箱本体两侧转动连接的棱镜8、相对棱镜8设置的激光发射器3以及设于试验箱本体内壁相对开口一侧的光电转换屏1，激光发射器3安装于试验箱本体底面上，所述样本架4设于棱镜8与光电转换屏1之间，光电转换屏1为ccd或cmos屏，用于将光线转换成电子信号。本例中棱镜8优选三棱镜，棱镜8的宽度与样本架4宽度相等，棱镜8连接有电机，用于驱动棱镜8转动，激光发射器3发射出的激光经旋转的棱镜8反射形成发光面，照射在样本架4上并被光电转换屏1捕获，光电转换屏1通过获取阴影最低点的纵坐标数据，以计算薄膜的长度变化。本发明通过光电转换屏1对待测薄膜的长度进行实时获取，进而根据待测薄膜的长度变化对其力学性能进行分析判断，采用光学方式测量精度高，无需频繁开启试验箱的箱门即可对试验箱内的薄膜长度进行观测，避免箱体内部温度发生变化，确保实验的正常进行。

根据上述实施例，优选地，所述样本架4的水平投影位于试验箱本体内中上部，所述棱镜8的水平投影位于试验箱本体内中下部，此设置可确保棱镜8的设置位置不会影响操作人员对薄膜样本的更换操作。

根据上述实施例，优选地，所述样本架4滑动连接于试验箱本体内并能够定位于实验箱本体中部。所述试验箱本体内侧壁相对固接有两个导轨5，所述样本架4在两导轨5间滑动形成固定位置和换料位置，当所述样本架4位于固定位置时，所述样本架4位于试验箱本体内中部，当所述样本架4位于换料位置时，所述样本架4靠近试验箱本体的开口位置设置。所述导轨5的内端固接有第一磁吸板2，所述样本架4外壁固接有第一磁吸板2相吸附的第二磁吸板，当所述样本架4位于固定位置时，所述第一磁吸板2与第二磁吸板相贴合，本例中第一磁吸板2与第二磁吸板采用磁铁吸附的原理，可确保样本架4在试验过程中通过磁吸结构稳定定位于试验箱本体内。当一次实验结束后，可将样本架4向试验箱本体的开口处移动，便于工作人员对各薄膜样品进行更换，将新的薄膜样品安装在样本架4上后，将薄膜样品滑动至固定位置，确保实验过程正常进行。

此外，本例中样本架4包括与导轨5滑动连接的顶架、沿水平方向依次设置于顶架下方的试样夹以及设于试样夹下方的配重盘9，顶架下方固定连接有多组沿纵向设置的滑轨10，配重盘9两侧通过钢珠与滑轨10无阻尼滑动连接，使用时将待测薄膜上端固定于试样夹上，下端同样通过夹子与配重盘9相连，在配重盘9上放上相应的配重6。由于棱镜8在转动过程中会产生微风，此设置可确保薄膜不会受棱镜8转动的影响沿纵向变化，确保测量精度。

本专利还公开了一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统的测试方法，基于上述一种电缆用薄膜老化试验用视觉捕捉系统，包括以下步骤：

a.在所述样本架4上安装一个或多个待测薄膜，即：在所述样本架4上沿水平方向依次安装多个待测薄膜；在所述待测薄膜下端安装配重6。

b.测量所述棱镜8与样本架4垂直投影的间距s2，以及所述棱镜8与光电转换屏1之间的距离s1；

c.以棱镜8在光电转换屏1上的水平投影为零点，获取初始状态下所述光电转换屏1上各阴影最低点的纵坐标数据l2，此时薄膜下端距离棱镜8水平投影面的高度为l4=s2•l2/s1；

d.以棱镜8在光电转换屏1上的水平投影为零点，获取一定时间后所述光电转换屏1上各阴影最低点的纵坐标数据l1，此时薄膜下端距离棱镜8水平投影面的高度为l3=s2•l1/s1；

e.计算得出待测薄膜一定时间后的长度变化值，即△l=s2•（l2-l1）/s1。

本发明通过光电转换屏1对待测薄膜的长度进行实时获取，进而根据待测薄膜的长度变化对其力学性能进行分析判断，采用光学方式测量精度高，无需频繁开启试验箱的箱门即可对试验箱内的薄膜长度进行观测，避免箱体内部温度发生变化，确保实验的正常进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。