[發明專利]一種基于微波技術的線纜實時在線檢測裝置

有效

• 申請號: 201611191101.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106526389B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 殷勇;王彬;蒙林;常志偉;周文;謝科涵;藍燕銳;趙瑞靜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;中天射頻電纜有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于微波傳輸線技術領域，提供一種基于微波技術的線纜實時在線檢測裝置，包括：檢測段外殼、兩個耦合結構、兩個布拉格反射器及矢量網絡分析儀，檢測段外殼采用金屬圓筒，檢測段外殼兩端分別設置一個耦合結構，矢量網絡分析儀通過同軸接頭分別與兩個耦合結構連接，兩個耦合結構的另一側還分別連接一個布拉格反射器。本發明通過待測線纜產品與檢測段外殼共同構成的同軸傳輸線中電磁場的相互作用得到的其傳輸反射特性，觀測其S參數的改變來反推產品的質量變化；該檢測裝置通過對S參數的實時監測能夠得到對產品不均勻性的準確判斷，提供對介電系數變化、同心度變化、產品瑕疵等不均勻性的靈敏測量。

技術領域

本發明屬于微波傳輸線技術領域，具體涉及一種基于微波技術的線纜實時在線檢測裝置。

背景技術

在線纜生產領域，產品的質量檢測至關重要，檢測的內容包括尺寸檢測、材質檢測以及電氣性能檢測等等。質量檢測的方法多種多樣，其中非接觸式的實時在線檢測方法特別適合大規模工業生產，因而得到廣泛的應用。較為成熟的非接觸檢測手段包括光學檢測、超聲波檢測和電磁檢測等。

目前，線纜產品檢測領域，實用化的實時在線檢測方法主要有三類。第一類如申請號為CN201510715491.2的“一種線纜表面缺陷在線檢測裝置”所公開的基于圖像處理的檢測設備。這種設備利用高速攝像機配合復雜光路拍攝產品圖像，然后將所拍圖像與標準圖像進行對比，得到對線纜表面瑕疵的檢測；第二類如申請號為CN201210047541.0的“一種無間隙多探頭陣列掃描超聲波探傷設備”所公開的基于超聲波反射成像原理的檢測設備，這種設備利用一組超聲波發生器陣列，對目標物進行可視化圖像處理，得到樣品表面以及內部的圖像；第三類如申請號為CN201210139470.7的“X射線無損探傷設備”所公開的利用X射線與物質的相互作用得到樣品表面和內部的圖像。

上述三種檢測方法的基本思想是利用光線、超聲波或者X射線對目標物進行成像，然后通過與標準樣的圖像比對，得到對目標物質量的判斷。第一種作為應用最廣泛的方法，只能檢測樣品表面的瑕疵；第二種方法存在的主要問題是分辨率不高，難以得到精細化的圖像；第三種方法裝置復雜，投入較大且存在一定安全隱患。上述三種方法普遍存在裝置復雜，安裝調試困難以及應用范圍局限等問題，并且這幾類方法都無法對介質層的介電系數進行檢測。因此，如果有一種檢測設備，既能檢測介電系數的變化，又能做到對外部缺陷，內部缺陷以及同軸度等的準確檢測，同時保證高速高效，那么將會極大的提高線纜工業的產品檢測水平。

本發明旨在提供一種綜合的線纜檢測裝置，特別的，該裝置能提供對介電系數變化的準確，其他檢測內容包括外部缺陷、內部缺陷、同軸度、內芯形變以及介質層厚度等，此外，本發明所使用的微波頻段為漏纜的工作頻段，在該頻段下對介電系數的變化進行檢測更接近其實際應用場景。該裝置還具有安裝調試簡單，結構緊湊，檢測精準等優點。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種實時在線檢測裝置，其檢測對象是線纜產品如電力線纜、同軸線纜和漏纜等。本發明利用線纜中不均勻性對傳輸特性的影響來判斷產品質量是否合格，對傳輸線理論的創新性應用以及能夠對包括介電系數變化在內的多種不均勻性進行精確快速測量同時保證裝置的易用性、緊湊性和安全性是本發明的創新點和優勢。

為實現上述目的，本發明采用的解決方案為：

一種基于微波技術的線纜實時在線檢測裝置，包括：檢測段外殼、兩個耦合結構、兩個布拉格反射器及矢量網絡分析儀，其中，所述檢測段外殼采用金屬圓筒，檢測段外殼兩端分別設置一個耦合結構，所述矢量網絡分析儀通過同軸接頭分別與兩個耦合結構連接，兩個耦合結構的另一側還分別連接一個布拉格反射器。

進一步的，所述檢測裝置中，待測線纜穿過檢測段外殼、與檢測段外殼共同構成檢測段同軸傳輸線，矢量網絡分析儀發出信號，信號通過一端耦合結構饋入檢測段同軸傳輸線，經過檢測段同軸傳輸線后通過另一端耦合結構進入矢量網絡分析儀；矢量網絡分析儀實時監測檢測段同軸傳輸線兩端S參數。