[發明專利]一種碳纖維復合芯導線芯棒無損檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201710591761.2
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107422035B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 朱波;喬琨;于寬;梁軒偉;關勇;夏軍
• 申請（專利權）人: 山東大學;北京華電云通電力技術有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

本發明提供一種碳纖維復合芯導線芯棒無損檢測裝置及方法。該設備包括：激振探頭、導線定位裝置、振蕩信號拾取探頭、振蕩信號分析儀四部分組成。該設備將待檢導線進行定位后，采用激振探頭發射特定頻率的振動波對導線內部的復合材料芯棒進行輻射；將透射出的反饋振蕩波信號利用振蕩信號拾取探頭進行收集，將拾取探頭收集的信號形成連續圖譜并經過數字化處理。最終將處理后的信號圖譜通過振蕩信號分析儀與標準數字圖譜進行比對分析，通過數據庫分析軟件得到分析結果，從而檢測出芯棒特定位置的損傷情況。該設備可廣泛應用于碳纖維復合材料導線芯棒的無損檢測，其分析過程快速方便，檢測過程便捷，對芯棒無損傷破壞。

技術領域

本發明涉及一種碳纖維復合材料導線芯棒的檢測方法，特別涉及一種利用特定頻率超聲波輻射方式對碳纖維復合材料導線芯棒的內部復合材料芯桿進行損傷檢測的設備及方法。

背景技術

碳纖維復合材料導線芯棒是用于電力傳輸領域的高壓導線重要部件，其主要作用是取代鋼芯鋁絞線中的金屬鋼芯，利用碳纖維樹脂基復合材料作為材質的碳纖維導線芯棒，其自身的強度、剛度以及環境適應性較強，可有效減少遠距離桿塔間高壓輸電線路的弧垂變形，因此碳纖維復合材料導線芯棒也成為高壓輸電和遠距離輸電領域的新型高科技產品，可有效替代金屬芯所帶來的諸多質量和壽命問題。

然而作為新型復合材料材質的芯棒，在使用過程或施工架線過程中也存在諸多問題，其中較為典型和主要的就是碳纖維復合芯棒的表面和內部損傷，這種損傷有可能是產品制備過程中產生，也有可能是架線過程中施工工序的不完善造成，如果缺陷損傷不被及時發現和處理必然對輸電線路的穩定使用帶來隱患。

而鑒于目前高壓輸電線的多層結構，碳纖維復合芯棒的外部有較厚的鋁質絞線的包裹層和外部絕緣層，因此一旦線路架入，很難發現內部芯部復合材料棒材的損傷問題，傳統的目測或表面探測手段無法達到及時發現損傷的目的。而目前國內外對于這種多層高壓輸電線路的檢測處理研究和手段幾乎為零，特別是碳纖維復合材料導線芯棒的檢測方面即為困難。為了達到不損傷芯棒結構的目的，同時如何快速對碳纖維復合材料芯棒的表面及內部損傷進行方便探測和智能比對提取、分析以及綜合評價，成為目前研究的熱點。

由于計算機技術以及超聲探測技術的快速發展，對于新型碳纖維復合材料導線芯棒的快速無損智能化檢測技術的發展也逐漸為研究者著眼，以計算機為基礎的智能化快速無損檢測設備以及檢測方法的配備并進行產業化，將大大提高高壓碳纖維復合材料導線的質量和使用壽命。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種碳纖維復合芯導線芯棒的無損檢測設備和方法，該設備包括：激振探頭、導線定位裝置、振蕩信號拾取探頭、振蕩信號分析儀四部分組成。該設備將待檢導線進行定位后，采用激振探頭發射特定頻率的振動波對導線內部的復合材料芯棒進行輻射；將透射出的反饋振蕩波信號利用振蕩信號拾取探頭進行收集，將拾取探頭收集的信號形成連續圖譜并經過數字化處理。最終將處理后的信號圖譜通過振蕩信號分析儀與標準數字圖譜進行比對分析，通過數據庫分析軟件得到分析結果，從而檢測出芯棒特定位置的損傷情況。該設備可廣泛應用于碳纖維復合材料導線芯棒的無損檢測，其分析過程快速方便，檢測過程便捷，對芯棒無損傷問題，可全面跟蹤保證復合材料導線芯棒的分析過程。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種碳纖維復合芯導線芯棒的無損檢測設備，包括：激振探頭、導線定位裝置、振蕩信號拾取探頭、振蕩信號分析儀，所述激振探頭、導線定位裝置、振蕩信號拾取探頭、振蕩信號分析儀依次設置，所述激振探頭發射的發射特定頻率的振動波經設置在導線定位裝置上的碳纖維復合芯導線芯棒后，透射到振蕩信號拾取探頭，所述振蕩信號拾取探頭與振蕩信號分析儀相連。

優選的，所述發振動波的頻率在100-100000Hz范圍。

優選的，所述振蕩信號拾取探頭是可檢測芯棒透射超聲信號的頻譜檢測儀，該檢測儀可檢測經激振探頭發射和碳纖維復合材料導線芯棒透射后的聲波反饋信號。