可变标距线缆应变测量系统及方法与流程

1.本发明涉及线缆应变测量技术领域，尤其涉及一种可变标距线缆应变测量系统及一种可变标距线缆应变测量方法。


背景技术：

2.根据iec 61395：2007(gb/t 22077
‑
2008)标准要求，蠕变试验标距应为100d(d为被测试样直径)，而ieee 1138
‑
2009标准规定，蠕变试验标距长度至少为8m。这就要求蠕变试验标距能够根据被测试样直径和测试标准，方便地进行调整变化。对于应力
‑
应变试验和线膨胀系数试验，其初始标距在不同标准和技术规范中规定亦不相同，同样需要方便地调整试验标距。
3.当前，在电线电缆(线缆)的蠕变试验、应力
‑
应变试验、线膨胀系数试验中，普遍采用金属引伸杆确定标距长度，其可调范围较小(可调范围为1000mm
‑
2000mm)，并且金属引伸杆自身重量随长度增加而显著增加，刚度则显著下降，当要求的试验标距较大时，过长的金属引伸杆的自身弯曲会影响试验结果，且安装不便。在大标距测量过程中，传统的位移传感器体积大、量程小、精度低，线缆测试过程中的扭转会导致金属引伸杆变形严重，使位移测量结果剧烈跳动，严重时甚至卡住位移传感器顶杆，造成设备损坏。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种能够任意调整试验标距长度的可变标距线缆应变测量系统及方法，以克服现有技术的上述缺陷。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种可变标距线缆应变测量系统，包括两组测量组件，每组测量组件均包括线夹卡具、挡板和位移检测件，线夹卡具能够在被测线缆上任意位置处与被测线缆夹持固定，挡板固定设置并与线夹卡具间隔相对，挡板上开设有供被测线缆通过的通孔，位移检测件用于测量线夹卡具相对挡板的位移量。
7.优选地，线夹卡具内部可拆卸地套装有哈弗管，哈弗管的内径与被测线缆的直径相匹配。
8.优选地，线夹卡具包括可拆卸地相对接的卡具上半和卡具下半，卡具上半和卡具下半的中心均设有卡具凹槽，两个卡具凹槽相对接构成容装哈弗管的安装孔。
9.优选地，位移检测件为激光位移传感器，激光位移传感器安装在线夹卡具上并与挡板呈间隔相对设置。
10.优选地，线夹卡具上设有多个激光位移传感器，多个激光位移传感器沿被测线缆的周向等间隔布置。
11.优选地，还包括数据采集器，激光位移传感器与数据采集器相连接。
12.优选地，挡板通过高度调节装置可升降地安装在基座上。
13.优选地，高度调节装置包括连杆和调节件，连杆的一端连接挡板，且另一端通过调
节件可升降地安装在基座上。
14.优选地，挡板包括可拆卸地相对接的挡板上半和挡板下半，挡板上半和挡板下半的中心均设有挡板凹槽，两个挡板凹槽相对接构成挡板的通孔。
15.一种可变标距线缆应变测量方法，采用如上所述的可变标距线缆应变测量系统，将两组测量组件的线夹卡具分别与被测线缆夹持固定，并使两个线夹卡具之间的距离为要求的试验标距，使两组测量组件的挡板均位于两个线夹卡具之间，在被测线缆试验过程中，通过两组测量组件的位移检测件分别对两组线夹卡具相对挡板的位移量进行测量。
16.与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
17.以两组测量组件与被测线缆夹持固定的线夹卡具之间的距离为试验标距，通过两个线夹卡具与被测线缆夹持固定位置的调整，可以根据被测线缆直径及试验标准要求的不同对试验标距进行任意调节，实现任意需要的试验标距长度，具有调节方便、可调范围大的优点；通过两组测量组件的位移检测件分别对两组线夹卡具相对挡板的位移量进行测量来获得试验标距内被测线缆的总伸长量，能够适应任意试验标距内被测线缆应变的测量，保证试验结果准确。由此，本发明解决了被测线缆试验中因被测线缆直径及试验标准不同要求试验标距长度可变的问题，有效避免了金属引伸杆体积庞大、结构复杂、安装不便、刚度随自身长度增加而变差的缺陷。
附图说明
18.图1是本发明实施例的可变标距线缆应变测量系统的主视示意图。
19.图2是本发明实施例的可变标距线缆应变测量系统中，线夹卡具和位移检测件的侧视示意图。
20.图3是本发明实施例的可变标距线缆应变测量系统中，挡板的侧视示意图。
21.其中，附图标记说明如下：
[0022]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
线夹卡具
[0023]
1a
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卡具上半
[0024]
1b
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卡具下半
[0025]
10
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安装孔
[0026]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
挡板
[0027]
2a
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挡板上半
[0028]
2b
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挡板下半
[0029]
20
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通孔
[0030]
21
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螺栓
[0031]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
位移检测件
[0032]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
被测线缆
[0033]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
哈弗管
[0034]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
数据采集器
[0035]
60
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数据传输线
[0036]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基座
[0037]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连杆
[0038]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
调节件
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
[0040]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]
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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0042]
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0043]
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种可变标距线缆应变测量系统。
[0044]
参见图1，本实施例的可变标距线缆应变测量系统包括两组测量组件，每组测量组件均包括线夹卡具1、挡板2和位移检测件3，线夹卡具1能够在被测线缆4上任意位置处与被测线缆4夹持固定，挡板2固定设置并与线夹卡具1间隔相对，挡板2上开设有供被测线缆4通过的通孔20，被测线缆4可活动地穿设于挡板2的通孔20，位移检测件3用于测量线夹卡具1相对挡板2的位移量。该可变标距线缆应变测量系统可用于被测线缆4试验(如蠕变试验、应力
‑
应变试验、线膨胀系数试验)过程中对被测线缆4应变进行测量。使用时，将被测线缆4安装在试验装置的张力系统内，通过试验装置的张力系统对被测线缆4施加初始载荷，使被测线缆4处于伸直状态，然后将两组测量组件的线夹卡具1分别与被测线缆4夹持固定，并使两个线夹卡具1之间的距离为要求的试验标距，两个线夹卡具1优选在被测线缆4中点两侧等间距安装固定，再将两组测量组件的挡板2均放置在两个线夹卡具1之间，并使两个挡板2分别固定在靠近两个线夹卡具1的位置，挡板2与相应线夹卡具1的间隔距离视位移检测件3的量程而定，在被测线缆4试验过程中，两个线夹卡具1随被测线缆4的伸长而移动，通过两组测量组件的位移检测件3分别对两组线夹卡具1相对挡板2的位移量进行测量，将两组测量值求和，即为试验标距内被测线缆4的总伸长量，总伸长量与试验标距的比值，即为被测线缆4应变。
[0045]
本实施例的可变标距线缆应变测量系统，以两组测量组件与被测线缆4夹持固定的线夹卡具1之间的距离为试验标距，通过两个线夹卡具1与被测线缆4夹持固定位置的调整，可以根据被测线缆4直径及试验标准要求的不同对试验标距进行任意调节，实现任意需要的试验标距长度，具有调节方便、可调范围大的优点；通过两组测量组件的位移检测件3分别对两组线夹卡具1相对挡板2的位移量进行测量来获得试验标距内被测线缆4的总伸长量，能够适应任意试验标距内被测线缆4应变的测量，保证试验结果准确。由此，本实施例的
可变标距线缆应变测量系统解决了被测线缆4试验中因被测线缆4直径及试验标准不同要求试验标距长度可变的问题，有效避免了金属引伸杆体积庞大、结构复杂、安装不便、刚度随自身长度增加而变差的缺陷。
[0046]
参见图1和图2，本实施例中，优选地，线夹卡具1内部可拆卸地套装有哈弗管5，哈弗管5的内径与被测线缆4的直径相匹配，被测线缆4容装在哈弗管5内并与哈弗管5相接触固定，由此实现线夹卡具1与被测线缆4的夹持固定。哈弗管5可拆卸地套装在线夹卡具1内，可以对哈弗管5进行拆装更换，由此可以根据被测线缆4的直径，选择与之相匹配的合适的哈弗管5，从而增加了本实施例的可变标距线缆应变测量系统的适用范围。
[0047]
较佳地，参见图2，线夹卡具1包括可拆卸地相对接的卡具上半1a和卡具下半1b，卡具上半1a和卡具下半1b的中心均设有卡具凹槽，两个卡具凹槽相对接构成容装哈弗管5的安装孔10，由此可便于使用时线夹卡具1、哈弗管5与被测线缆4的装配。
[0048]
本实施例中，优选地，测量组件中的位移检测件3为激光位移传感器，激光位移传感器安装在线夹卡具1上并与挡板2呈间隔相对设置，挡板2与线夹卡具1的间隔距离应使得挡板2在激光位移传感器的最佳量程内。采用非接触式的激光位移传感器测量线夹卡具1相对挡板2的位移量，可有效避免试验过程中因被测线缆4扭转引发的测量结果剧烈跳动及失真，尤其能够有效提高较大试验标距下的位移测量精度，具有测量精度高、体积小、安装维护方便的优点。
[0049]
较佳地，每组测量组件的线夹卡具1上可以均设有多个激光位移传感器，多个激光位移传感器沿被测线缆4的周向等间隔布置，则各组测量组件的位移检测件3测得的线夹卡具1相对挡板2的位移量为多个激光位移传感器的测量值的平均值，由此能够进一步保证测量结果的准确性。每组组测量组件的线夹卡具1上设置的激光位移传感器的数量并不局限，可以根据被测线缆4的直径大小进行选择。
[0050]
进一步，参见图1和图2，本实施例的可变标距线缆应变测量系统还包括数据采集器6，激光位移传感器与数据采集器6相连接，激光位移传感器可以通过数据传输线60与数据采集器6相连接。激光位移传感器将测得的位移量信息输送至数据采集器6，数据采集器6接收所有激光位移传感器测得的位移量信息并根据接收到的信息计算显示被测线缆4应变。数据采集器6的形式并不局限，可以采用现有的控制器，如plc控制器或单片机。
[0051]
参见图1和图3，本实施例中，优选地，挡板2通过高度调节装置可升降地安装在基座7上，基座7为一固定底座，高度调节装置将挡板2固定在基座7上，并使挡板2的高度匹配安装在试验装置的张力系统内的被测线缆4的高度，使得挡板2上的通孔20的轴线与被测线缆4的轴线相重合。由此可适应不同试验装置中不同被测线缆4中心高度。
[0052]
较佳地，参见图1，高度调节装置包括连杆8和调节件，连杆8的一端连接挡板2，连杆8的另一端通过调节件9可升降地安装在基座7上。调节件9可以为螺钉，连杆8上可以设有多个连接孔，多个连接孔沿连杆8的轴向分布，则通过螺钉将基座7与连杆8上的一个连接孔紧固连接，可以实现挡板2在基座7上的固定以及挡板2相对基座7的高度可调节。
[0053]
本实施例中，优选地，参见图3，挡板2包括可拆卸地相对接的挡板上半2a和挡板下半2b，挡板上半2a和挡板下半2b可以通过螺栓21可拆卸地连接，挡板上半2a和挡板下半2b的中心均设有挡板凹槽，两个挡板凹槽相对接构成挡板2的通孔20，通孔20的直径大于被测线缆4的直径，由此可便于使用时挡板2与被测线缆4的装配。本实施例中，挡板2为一圆环形
光滑金属挡板。
[0054]
基于上述可变标距线缆应变测量系统，本发明实施例还提供一种可变标距线缆应变测量方法。本实施例的可变标距线缆应变测量方法采用本实施例的上述可变标距线缆应变测量系统，将两组测量组件的线夹卡具1分别与被测线缆4夹持固定，并使两个线夹卡具1之间的距离为要求的试验标距，使两组测量组件的挡板2均位于两个线夹卡具1之间，在被测线缆4试验过程中，通过两组测量组件的位移检测件3分别对两组线夹卡具1相对挡板2的位移量进行测量，将两组测量值求和，即为试验标距内被测线缆4的总伸长量，总伸长量与试验标距的比值，即为被测线缆4应变。
[0055]
本实施例的可变标距线缆应变测量方法，以两组测量组件与被测线缆4夹持固定的线夹卡具1之间的距离为试验标距，通过两个线夹卡具1与被测线缆4夹持固定位置的调整，可以根据被测线缆4直径及试验标准要求的不同对试验标距进行任意调节，实现任意需要的试验标距长度，具有调节方便、可调范围大的优点；通过两组测量组件的位移检测件3分别对两组线夹卡具1相对挡板2的位移量进行测量来获得试验标距内被测线缆4的总伸长量，能够适应任意试验标距内被测线缆4应变的测量，保证试验结果准确。由此，本实施例的可变标距线缆应变测量方法解决了被测线缆4试验中因被测线缆4直径及试验标准不同要求试验标距长度可变的问题，有效避免了金属引伸杆体积庞大、结构复杂、安装不便、刚度随自身长度增加而变差的缺陷。
[0056]
本实施例的可变标距线缆应变测量方法可用于被测线缆4试验(如蠕变试验、应力
‑
应变试验、线膨胀系数试验)过程中的被测线缆4应变测量，具体包括以下步骤。
[0057]
步骤一、将被测线缆4安装在试验装置的张力系统内，通过试验装置的张力系统对被测线缆4施加初始载荷，使被测线缆4处于伸直状态。
[0058]
步骤二、选择与被测线缆4直径相匹配的哈弗管5，在两组测量组件的线夹卡具1内分别安装一个该哈弗管5。
[0059]
步骤三、将两组测量组件的线夹卡具1分别与被测线缆4夹持固定，并使两个线夹卡具1之间的距离为要求的试验标距，两个线夹卡具1优选在被测线缆4中点两侧等间距安装固定。为更好地测量被测线缆4在各个方向上的伸长，两个线夹卡具1优选呈90
°
布置。
[0060]
步骤四、在两个线夹卡具1外周缘上分别安装两个激光位移传感器。
[0061]
步骤五、将两组测量组件的挡板2在两个线夹卡具1之间套设在被测线缆4上，并使两个挡板2分别位于靠近两个线夹卡具1的位置，使得两个挡板2分别位于两个线夹卡具1上的激光位移传感器的前方，调整挡板2与线夹卡具1的间隔距离，使挡板2位于激光位移传感器的最佳量程内；调整挡板2在基座7上的安装固定高度，使挡板2上的通孔20的轴线与被测线缆4的轴线相重合。
[0062]
步骤六、由试验装置的张力系统对被测线缆4施加载荷至被测线缆4试验规定的试验载荷，激光位移传感器同时置零，并根据试验标准规定的测试频率，设置激光位移传感器测试频率，开始试验，试验过程中，两个线夹卡具1随被测线缆4的伸长而移动，通过两个线夹卡具1上的激光位移传感器分别按设定的测试频率对两组线夹卡具1相对挡板2的位移量进行测量，记录测得的位移量与对应的时间。
[0063]
步骤七、对每个线夹卡具1上的两个激光位移传感器测得的位移量取平均值，再将两组测量值的平均值求和，即为试验标距内被测线缆4的总伸长量，总伸长量与试验标距的
比值，即为被测线缆4应变。
[0064]
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。