用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备和系统的制作方法

1.本实用新型涉及测试技术领域，尤其涉及一种用于对电线电缆和光缆的机械物理性能进行测试的可成像高精准度的测试设备和系统。


背景技术：

2.电线电缆和光缆广泛用于电力和通信领域，由于大部分电线电缆和光缆铺设在室外或恶劣环境中，对其耐候性具有较高的要求。相关标准规定其机械物理性能水平作为衡量其质量水平(尤其是耐候性)的重要指标，而测量设备的精准程度、人员操作的误差等都会对测试结果造成一定的影响。
3.现有测试设备大多无垂直标线功能，而拉伸断裂瞬间的长度测量大多依靠测量者手持卷尺或自制刻度尺进行目视读数，因此，存在试样在不垂直状态、两侧受力不均的情况下，导致测试数据偏小，也存在试样被拉伸至断裂瞬间，操作者反应时间不一、读取数据不准确等问题，对测试结果产生影响。
4.基于此，需要一种新的解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有的用于测试电线电缆和光缆的机械物理性能的测试设备存在的功能不足的问题，提供一种用于对电线电缆和光缆的机械物理性能进行测试的可成像高精准度的测试设备和系统，通过综合运用标准刻度尺、红外线标线和摄像成像技术，降低人员操作带来的测量误差，提高测试结果的精准度，并且测试过程的影像可作为后期回溯查看和培训使用。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备，包括主体拉力装置、主体拉力装置附属连杆、红外线垂直标线仪和成像记录分析仪，所述主体拉力装置附属连杆的一端连接于所述主体拉力装置，所述红外线垂直标线仪和所述成像记录分析仪安装在所述主体拉力装置附属连杆上，所述主体拉力装置包括升降主架和底座，所述升降主架包括夹持部件、升降杆和拉力传感器，所述底座包括驱动装置，所述夹持部件安装在所述升降杆和所述底座上，所述拉力传感器安装在所述底座上，所述升降杆与所述驱动装置相连。
7.进一步的，所述夹持部件包括分别固定在所述升降杆和所述底座的上夹具和下夹具。
8.进一步的，所述主体拉力装置还包括安装在所述主体拉力装置的正后方且位于所述上夹具和所述下夹具之间的标准刻度尺。
9.进一步的，所述主体拉力装置还包括安装在所述升降主架的内侧且用于限制所述升降杆的运动范围的上限位装置和下限位装置。
10.进一步的，所述底座还包括上升开关、下降开关和急停开关。
11.进一步的，所述主体拉力装置附属连杆为l型杆体，所述l型杆体的一端连接到所
述主体拉力装置的上端，所述l型杆体的另一端安装有所述红外线垂直标线仪和所述成像记录分析仪，所述成像记录分析仪位于所述红外线垂直标线仪上方。
12.进一步的，所述l型杆体通过转轴与所述主体拉力装置的上端相连。
13.根据本实用新型的另一方面，还提供一种用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试系统，包括如上所述的用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备和显示装置。
14.与现有技术对比，本实用新型的有益效果在于：
15.(1)提供了一种功能齐全、高精准的测量设备，解决了现有测量设备的不足，解放了测试者双手，测量操作简单、便捷；
16.(2)通过红外线垂直标线仪提供了试样垂直状态的确认方法，避免了现有操作中测试者仅凭目视大致判定试样垂直状态的问题，提高了试样垂直状态的准确度，解决了试样可能因不垂直而受力不均导致的拉力结果偏小的问题；
17.(3)通过成像记录分析仪提供了试样拉伸断裂瞬间长度测量的精确方法，尤其是视频分帧图片的运用，瞬时捕捉时效比人的视听反应时间提高4倍以上，避免了测试者因目视读数误差、测试者面对试样拉伸断裂瞬间做出的反应时间不一等导致的人为因素误差，提高了长度测量的精确性；
18.(4)通过成像记录分析仪可以在试样测试过程中同步摄像记录，解决了测试过程不可回溯查看、过程无法留档的问题，完善了测试流程；
19.(5)通过配备标准刻度尺，提供了试样长度测量的标准测量工具，解决了测量者使用皮尺、自制尺等非标准测量工具的问题，提高了标准测量工具的使用率和测试过程的计量水平。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
21.图1所示为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2所示为本实用新型的红外线垂直标线仪进行红外线标示的示意图；
23.图3所示为本实用新型的成像分析仪记录的试样断裂瞬间标记间长度读数的示意图。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
26.本实用新型总的思路是：针对现有的用于测试电线电缆和光缆的机械物理性能的测试设备存在的功能不足的问题，提供一种用于对电线电缆和光缆的机械物理性能进行测试的可成像高精准度的测试设备和系统，通过综合运用标准刻度尺、红外线标线和摄像成像技术，降低人员操作带来的测量误差，提高测试结果的精准度，并且测试过程的影像可作为后期回溯查看和培训使用。
27.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
28.图1所示为本实用新型提供的用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的性能测试系统包括由主体拉力装置1、主体拉力装置附属连杆2、红外线垂直标线仪23、成像记录分析仪22组成的测试设备和显示装置3。
29.具体地，在本实用新型一实施例中，主体拉力装置1包括升降主架11和底座12，底座12安装在升降主架11的下部。升降主架11包括由上夹具113和下夹具116组成的夹持部件、升降杆112、上限位装置111、下限位装置115、标准刻度尺114和拉力传感器117；底座12包括驱动装置121、上升开关122、下降开关123和急停开关124。
30.进一步地，在本实用新型一实施例中，上夹具113和下夹具116分别固定在升降杆112和底座12上，夹持试样相对的两面均具有细微波纹且一面的波峰对应另一面的波谷，形成严丝合缝的s形波纹夹持面。上夹具113和下夹具116分别用于固定被测试样4的上端和下端；升降杆112与驱动装置121相连，在驱动装置121的驱动下可在上限位装置111和下限位装置115之间垂直升降；上限位装置111和下限位装置115安装在升降主架11一侧的内侧，用于限制升降杆112的运动范围，且安装的位置可调整。标准刻度尺114为毫米刻度尺，安装在主体拉力装置1的正后方，位于上夹具113和下夹具116的垂直中间位，用于测量试样4拉伸断裂瞬间的长度。拉力传感器117安装在底座12上，在下夹具116之下，用于采集和传输下夹具116受到的拉力。
31.进一步地，在本实用新型一实施例中，底座12包括内置的驱动装置121、上升开关122、下降开关123和急停开关124；驱动装置121用于驱动升降杆112；上升开关122、下降开关123和急停开关124分别用于升降杆112上升、下降和停止升降的启动作用。
32.具体地，在本实用新型一实施例中，主体拉力装置附属连杆2包括由竖直长杆和水平短杆组成的l型杆体21，红外线垂直标线仪23和成像记录分析仪22安装在杆体的竖直长杆的末端上。水平短杆的末端通过转轴与主体拉力装置1上端相连，可在主体拉力装置1正面左右侧180
°
旋转，测试时调整到主体拉力装置1的正前方。红外线垂直标线仪23安装在杆体21末端，用于标对和确认被测试样的垂直状态，启动红外线垂直标线仪开关24时可发出如图2所示的垂直的红外线；成像记录分析仪22位于红外线垂直标线仪23上方，在主体拉力装置1启动和停止期间，对被测试样4的拉伸情况进行摄像记录。
33.具体地，在本实用新型一实施例中，显示装置3含显示器31和连接线32；显示器31用于存储和显示主体拉力装置1和成像记录分析仪22上采集和摄录的参数和视频；连接线32用于连接主体拉力装置1和显示装置3，起到传输数据、视频和信号作用。
34.本实用新型提供的用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备，装置整体结构
简约，操作简便，能够减少测试人员目视、手动操作和视听应激反应误差等因素的影响，测试精准，全程摄像记录可复查追溯、留档，特别适用于电线电缆和光缆绝缘和护套材料的机械物理性能试验。
35.下面详细阐述利用本实用新型提供的用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备进行测试的试验方法，包含以下步骤：
36.1制备试样
37.从被测电线电缆和光缆中取出被测部件，按gb/t 2951.11标准要求制备至少5个哑铃试样或管状试样，并标上标记线。试样4的长度l0为75mm或50mm，其中试样4标识线的间距l1对应为20mm或10mm。
38.2安装试样
39.2.1点动下降开关123，将升降杆112下降至下限位装置115处；
40.2.2将制备好的试样4上端轻微夹持安装在上夹具113，调整垂直状态后，夹紧上夹具；
41.2.3将试样4下端轻微夹持安装在下夹具116上，调整垂直状态后，夹紧下夹具；
42.3试样垂直状态确认
43.3.1将附属连杆2旋转90
°
至主体拉力设备1正前方；
44.3.2点动安装在附属连杆2上的红外线垂直标线仪开关24，安装在附属连杆2上的红外线垂直标线仪23发射出的垂直红外线图2，红外线5照射在试样4上，对比确认试样4的垂直状态；
45.3.3如试样不垂直，重复上述2.2、2.3操作。
46.4机械物理性能试验
47.4.1将上述标志线间距l1参数和哑铃试样的厚度和宽度或管状试样的外形尺寸和厚度一并录入在显示器31的系统中，其中升降杆的升降速度可在0mm/min～1000mm/min范围内根据试验标准要求设置；
48.4.2点动上升开关122，同时安装在附属连杆2上的成像记录分析仪22同步启动。升降杆112在驱动装置121的驱动下带动上夹具113上升，拉力f0范围为0～500n，被测试样4被拉伸直至断裂如图3所示，升降杆112停止运行、成像记录分析仪22停止摄像；
49.4.3固定在底座12上的拉力传感器117和成像记录分析仪22自动将采集到的拉伸过程中的最大拉力f1和视频通过连接线32将数据传输和显示到显示器31的系统中。通过成像记录分析仪22采集的视频分帧图片，可用标准刻度尺114测量出试样4拉伸断裂瞬间的标识线的间距l2如图3中的标号6。
50.4.4上述操作有任何异常时，可点动紧急停止按钮124停止运行，待条件具备时重新上述1～3操作。
51.5计算
52.根据获取的相关有效数据，对试样4的机械物理性能指标按下述公式进行自动计算，测试者可根据产品标准规定对测试结果进行判定：
53.断裂伸长率a＝l2/l
1-1，单位％；
54.抗张强度b＝f1/s，单位n/mm2；
55.式中，s为试样4的截面积，根据填写的初始数据(哑铃试样的厚度和宽度或管状试
样的外形尺寸和厚度)计算得出。
56.本实用新型提供的用于电线电缆和光缆的机械物理性能测试设备具有以下优点：通过红外线垂直标线仪提供了试样垂直状态的确认方法，避免了现有操作中测试者仅凭目视大致判定试样垂直状态的问题，提高了试样垂直状态的准确度，解决了试样可能因不垂直而受力不均导致的拉力结果偏小的问题；通过成像记录分析仪提供了试样拉伸断裂瞬间长度测量的精确方法，尤其是视频分帧图片的运用，瞬时捕捉时效比人的视听反应时间提高4倍以上，避免了测试者因目视读数误差、测试者面对试样拉伸断裂瞬间做出的反应时间不一等导致的人为因素误差，提高了长度测量的精确性；通过成像记录分析仪可以在试样测试过程中同步摄像记录，解决了测试过程不可回溯查看、过程无法留档的问题，完善了测试流程；通过配备标准刻度尺，提供了试样长度测量的标准测量工具，解决了测量者使用皮尺、自制尺等非标准测量工具的问题，提高了标准测量工具的使用率和测试过程的计量水平。由此，提供了一种功能齐全、高精准的测量设备，解决了现有测量设备的不足，解放了测试者双手，测量操作简单、便捷。
57.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
58.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
59.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
60.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。