海缆接头性能检测的X光片获取方法与流程

海缆接头性能检测的x光片获取方法
1.本技术是申请日为2021年7月9日、申请号为202110779631.8、名称为适用于海缆接头性能检测的x光机及检测方法的分案申请。
技术领域
2.本发明属于x光机领域，具体涉及一种海缆接头性能检测的x光片获取方法。


背景技术：

3.x光机主要由x光管和x光机电源组成，而x光管又由阴极灯丝和阳极靶以及真空玻璃管组成，x光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为灯丝加热，高压电源的高压输出端分别家在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流。
4.同时，海上升压站与陆地、及风机与海上升压站之间均敷设有海底电缆，海底电缆主要用于水下传输大功率电能，与地下电力电缆的作用等同，其应用环境更为恶劣，运输、敷设难度也远远地高于其它电缆产品，因此海缆必须连续大长度制造生产，在海缆制作过程中，为了使海缆成为一个连续的线路，各段缆必须连接为一个整体，因此，各段缆的连接点称为海缆接头。海缆接头其结构尺寸与海缆本体接近，具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命。
5.然而，一旦海缆接头内部出现气泡或者含有杂质，易损坏，使用寿命低，而且海缆接头的更换十分不便，同时更换的成本非常高，因此，在使用前，必须对海缆接头的内部结构进行检测，以降低使用后的损坏概率。
6.目前，市场上有出现超声波检测，也有x光检测，针对x光检测，其主要使用x光机照射接头区域，观察接头区域的x光片，查看是否存在杂质、微孔以及偏心度是否符合要求，但是若仅仅检测一个视角，是无法完全体现海缆接头内部结构，若转动视角(需要旋转180
°
即可实现海缆接头一圈的检测，这个主要是x光机的特性决定)，基准很难确定，而且人工操作的话，也很难保证转动角度均匀，因此，存在检测误差概率很大。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种改进的海缆接头性能检测的x光片获取方法。
8.本发明的技术方案是：一种海缆接头性能检测的x光片获取方法，其所采用的x光机包括架座、定位座、x光片获取单元，其中x光片获取单元包括照射端、采收端及连接部，架座包括架边框和桁架，架边框上形成有能够敞开或闭合的罩壳，海缆接头自两端的接头部位悬空设置在定位座相对两侧，照射端和采收端之间形成能够覆盖所检测接头部位的x光检测区，x光机还包括第一驱动单元，第一驱动单元包括以定位在定位座上的海缆接头的中心为圆心的圆弧段导轨、设置在桁架上且能够与圆弧段导轨相匹配的移动导向轮、设置在桁架上的驱动马达、以及设置在驱动马达输出端部且与圆弧段导轨相配合的驱动滚轮，其
中移动导向轮有多个且对应分布在圆弧段导轨的内侧和外侧，x光片获取方法包括如下步骤：
9.1)先将海缆接头自两端的接头部位悬空设置在定位座相对两侧，并闭合检测空间，此时x光检测区覆盖待检测的接头部位；
10.2)由驱动滚轮相对圆弧段导轨滚动，桁架相对翻转，每翻转n
°
后，驱动滚轮和移动导向轮将桁架与圆弧段导轨相对定位在对应翻转位置，同时获得对应位置处x光片；
11.3)在保持同向翻转且翻转角度之和等于180
°
后，即完成所对应接头部位周向逐次变化角度所对应位置x光片的获取。
12.优选地，在步骤2)中，0≤n≤20，且所述桁架每次翻转的角度相等。确保在相对均匀的前提下，逐步获得接头部位的全面检测的多张x光片，具体的，n＝15，这样一来，可以获得13张x光片。
13.根据本发明的一个具体实施和优选方面，桁架包括沿着定位后海缆接头的长度方向延伸的主板、设置在主板两端部的端板，圆弧段导轨有两个，且对应设置在定位座两侧的架边框内壁上，多个移动导向轮分成两组，其中每组移动导向轮对应设置在端板上。通过两点确定一条直线的原理，使得x光片获取单元的翻转更加的平稳，而且翻转的角度也便于掌控。
14.优选地，每个圆弧段导轨包括圆弧轨道架和圆弧轨道，其中圆弧轨道架固定在架边框的内壁，移动导向轮上形成有与圆弧轨道相匹配轮槽，驱动滚轮滚动在圆弧轨道架的内壁。在轮槽的配合下，增加接触面积，更有利于在静止状态下，实现桁架与圆弧段导轨的相对定位，以确保在平稳的翻转角度位置下，获得对应的x光片。
15.本例中，轮槽的截面呈v型。脱轨的概率低。
16.根据本发明的又一个具体实施和优选方面，每组移动导向轮有三个，且三个移动导向轮呈三角形分布，驱动滚轮的轮心位于三个移动导向轮所构成的区域内。通过三个移动导向轮和驱动滚轮的位置分布，能够在驱动滚轮不转动的前提下，将驱动滚轮定位在圆弧段导轨上，从而满足不同角度下x光片的获取。
17.具体的，三个移动导向轮中的两个位于圆弧轨道的内侧，一个位于圆弧轨道的外侧。
18.x光机还包括驱动x光片获取单元相对桁架的移动以实x光检测区在两个接头部位之间移位的第二驱动单元，x光片获取方法还包括步骤4)，其完成一个接头部位的周向x光获取后，第二驱动单元驱动x光片获取单元移动至另一所述接头部位，并重复上述步骤2)和3)，以完成另一个接头部位的x光片获取。
19.优选地，第二驱动单元包括位于桁架上且沿着桁架长度方向延伸的直线轨道、以及直线驱动件，其中连接部滑动设置在直线轨道上。
20.具体的，本例中，直线驱动件为传动丝杠，其中传动丝杠的传动马达对应设置在主板的背面，驱动马达位于主板的正面且固定在端板上，同时传动马达和驱动马达相对平衡的设置在主板相对两端。这样重心相对居中，更有利于x光片获取单元的偏转或检测部位的切换。
21.此外，定位座包括固定在架座内且自海缆接头中部定位的第一定位部、以及位于第一定位部的相对两侧且供海缆接头自端部穿出并定位的第二定位部。定位座能够实现海
缆接头自两端部、中部实施三点定位，以避免检测时所出现海缆接头转动或移位所造成所获取x光片的遗漏或重复，进而影响检测结果的准确度。
22.同时，x光机还包括监测罩壳闭合状态的第一传感器、监测海缆接头定位和移位状态的第二传感器。在第一传感器的设置下，确保在闭合区域进行获取x光片，以避免外界因数影响检测结果的准确性；至于第二传感器的设置，确保海缆接头的定位准确度，同时也确保海缆接头不会发生偏移，这样一来，在多张x光片中，避免出现遗漏或重复，进而确保检测结果的准确度。
23.相较于现有技术，本发明具有如下优点：
24.本发明一方面通过驱动滚轮和移动导向轮与圆弧段导轨的配合，实施桁架翻转和定位，从而逐次且不易出现检测遗漏或检测角度重叠的获取待检测部位周向各个角度的x光片；另一方面在闭合的空间内，能够完成待检测部位的x光片自动获取，避免外界因数影响x光片的准确获取，提升检测结果的准确度，确保合格产品用于海底电缆中。
附图说明
25.图1为本发明的x光机的结构示意图；
26.图2为图1中罩壳打开后的x光机的结构示意图；
27.图3为图2中局部结构放大示意图；
28.图4为图3的右视示意图；
29.其中：1、机架；10、架座；10a、架边框；10b、桁架；b1、主板；b2、端板；11、定位座；11a、第一定位部；11b、第二定位部；12、罩壳；13、把手；14、底座；15、行走滚轮；
30.2、x光片获取单元；20、照射端；21、采收端；22、连接部；
31.3、第一驱动单元；30、圆弧段导轨；300、圆弧轨道架；301、圆弧轨道；31、移动导向轮；31a、轮槽；32、驱动马达；33、驱动滚轮；
32.4、第二驱动单元；40、直线轨道；41、直线驱动件；410、传动马达；
33.5、第一传感器；
34.6、第二传感器。
35.j、海缆接头；j、接头部位。
具体实施方式
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
38.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
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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技术中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
41.如图1和图2所示，本实施例的适用于海缆接头性能检测的x光机，其包括机架1；构成x光片获取单元2的照射端20、采收端21和连接部22；用于驱动x光片获取单元2翻转并定位在翻转角度的第一驱动单元3；用于驱动x光片获取单元2横移的第二驱动单元4。
42.具体的，机架1包括架座10和定位座11，其中海缆接头j定位在定位座11上。
43.本例中，架座10包括架边框10a和桁架10b，其中架边框10a形成有开口，机架1还包括转动设置在架边框10a上且能够将开口敞开或闭合的罩壳12(图1中为闭合状态，图2中为敞开状态)。
44.具体的，罩壳12与架边框10a形成闭合空间，定位座11位于闭合空间内。
45.本例中，在架边框10a两侧设有气弹簧或者伸缩杆，其中由气弹簧或者伸缩杆的伸缩运动以带动罩壳12的打开或闭合。
46.为了方便操作，还可以在罩壳12上形成把手13。
47.本例中，罩壳12自顶部边缘通过合页转动连接在架边框10a开口的顶部边缘。
48.桁架10b沿着左右方向延伸，且位于定位座11的后方。
49.定位座11包括固定在架座10内且自海缆接头j中部定位的第一定位部11a以及位于第一定位部11a的左右两侧且供海缆接头j端部穿出并定位的第二定位部11b。这样一来，能够实现海缆接头自两端部、中部实施三点定位，以避免检测时所出现海缆接头转动或移位所造成所获取x光片的遗漏或重复，进而影响检测结果的准确度。
50.具体的，第二定位部11b对应设置在架边框10a的开口左右侧，且处于开口边缘的交汇处，同时在罩壳12上形成卡口，当罩壳12闭合时，卡口卡合在第二定位部11b上，使得罩壳12闭合后稳定性和密封性较高，避免外界环境影响检测结果的误判。
51.同时，海缆接头j定位后，两个接头部位j悬空在第一定位部11a和对应端部的第二定位部11b之间，那么x光片获取单元2的旋转或横移均能够避开定位座11。
52.结合图3所示，照射端20，其包括x光管；采收端21，其用于接收照射端20发出的x光；连接部22，其将照射端20和采收端21相连接，照射端20和采收端21之间形成x光检测区，这些都是常规设置，在此不对其进行详细阐述，也是清楚可实施的，同时，需要说明的是，x光片获取单元2自连接部22滑动设置在桁架10b上。
53.具体的，x光检测区能够覆盖任一个接头部位j，x光机用于多角度获取接头部位j的内部结构所显示的x光片。
54.本例中，第一驱动单元3用于驱动桁架10b和x光片获取单元2同步翻转，且每转动一个角度后，x光检测区偏转，并获取对应位置的接头部位j的一张x光片；第二驱动单元4驱动x光片获取单元2相对桁架10b的移动以实x光检测区在两个接头部位j之间移位。这样一来，在转动调节后，能够获得对应角度下x光片，在多张x光片的判定下，以确保检测结果的准确度；同时通过x光片获取单元2的移位，能够完成两个接头部位j同时检测或先后检测。
55.具体的，第一驱动单元3每驱动桁架10b翻转n后，获得偏转位置处接头部位j的一张x光片，且翻转角度之和等于180
°
后，x光片获取单元完成接头部位周向多张x光片的获取。这样一来，翻转角度至180
°
后，即可实现接头部位全面的检测。
56.本例中，n＝15，其中桁架10b每次翻转的角度相等，且翻转方向相同。确保在相对均匀的前提下，逐步获得接头部位的全面检测的13张x光片，同时在此翻转角度下，能够快速且准确的获得13张x光片，致使检测结果具有较高的准确性。
57.第一驱动单元3包括以定位在定位座11上的海缆接头j的中心为圆心的圆弧段导轨30、设置在桁架10b上且能够与圆弧段导轨30相匹配的移动导向轮31、设置在桁架10b上的驱动马达32、以及设置在驱动马达32输出端部且与圆弧段导轨30相配合的驱动滚轮33，其中移动导向轮31有多个且对应分布在圆弧段导轨30的内侧和外侧，驱动滚轮33相对圆弧段导轨30滚动时，桁架10b相对翻转；驱动滚轮33相对圆弧段导轨30静止时，驱动滚轮33和移动导向轮31将桁架10b与圆弧段导轨30相对固定，x光片获取单元获得对应处接头部位的一张x光片。在此，圆弧段导轨和移动导向轮的配合下，通过驱动滚轮的相对转动，以实现13张x光片的获取。
58.本例中，圆弧段导轨30有两个，且对应设置在定位座11左右两侧的架边框10a内壁上。
59.具体的，圆弧段导轨30包括圆弧轨道架300和圆弧轨道301，其中圆弧轨道架300固定在架边框10a的内壁，移动导向轮31上形成有与圆弧轨道301相匹配轮槽31a，驱动滚轮33滚动在圆弧轨道架300的内壁。在轮槽31a的配合下，增加接触面积，更有利于在静止状态下，实现桁架与圆弧段导轨的相对定位，以确保在平稳的翻转角度位置下，获得对应的x光片。
60.本例中，轮槽31a的截面呈v型。脱轨的概率低。
61.桁架10b包括沿着定位后海缆接头j长度方向延伸的主板b1、设置在主板b1两端部的端板b2，移动导向轮31分成两组，且每组移动导向轮31对应设置在端板b2上。通过两点确定一条直线的原理，使得x光片获取单元的翻转更加的平稳，而且翻转的角度也便于掌控。
62.结合图4所示，每组移动导向轮31有三个，其中两个位于圆弧轨道301的内侧，一个位于圆弧轨道301的外侧，且三个移动导向轮31呈三角形分布，驱动滚轮33的轮心位于三个移动31所构成的区域内。通过三个移动导向轮和驱动滚轮的位置分布，能够在驱动滚轮不
转动的前提下，将驱动滚轮定位在圆弧段导轨上，从而满足不同角度下x光片的获取。
63.第二驱动单元4包括位于主板b1上且沿着主板b1长度方向延伸的直线轨道40、以及直线驱动件41，其中连接部22滑动设置在直线轨道b1上，直线驱动件41为伸缩杆或与连接部相匹配的传动丝杠。在直线驱动件驱使下，x光片获取单元避开定位座由一个接头部位向另一接头部位移动，从而完成两个接头的x光片检测。
64.具体的，直线驱动件41为传动丝杠，其中传动丝杠的传动马达410对应设置在主板b1的背面，驱动马达32位于主板b1的正面且固定在端板b2上，同时传动马达410和驱动马达32相对平衡的设置在主板b1相对两端。这样重心相对居中，更有利于x光片获取单元的偏转或检测部位的切换。
65.此外，x光机还包括监测罩壳12闭合状态的第一传感器5、监测海缆接头j定位和移位状态的第二传感器6。
66.具体的，第一传感器5和第二传感器6均匀接触式传感器，针对第一传感器5只要罩壳12闭合开口后，就能够抵触在第一传感器5上，因此，在第一传感器5的设置下，确保在闭合区域进行获取x光片，以避免外界因数影响检测结果的准确性。
67.第二传感器6，对应设在海缆接头j的两端部，且靠近第二定位部11b的内侧设置，其中每个传感器抵触在定位后海缆接头j的轴端的侧面上，为了避免检测失误，每个轴端的侧面至少设有两个第二传感器6，以确保海缆接头j不会发生轴向或周向的移动，因此，确保海缆接头j的定位准确度，同时也确保海缆接头不会发生偏移，这样一来，在多张x光片中，避免出现遗漏或重复，进而确保检测结果的准确度。
68.同时，第一传感器5和第二传感器6的设置，还能够便于x光机的自动化检测，也就是说，海缆接头j定位后，可进行罩壳12的闭合，接下来，在闭合区域内进行x光片获取单元的翻转或横移操作，实现接头部位j在对应角度获得需要的x光片，然后，通过对x光片的图像分析是否存在异常，判定接头部位j内部结构是否合格，确保合格产品用于海底电缆中，大幅度降低海缆接头j使用后的损坏概率。
69.本例中，在机架1的底部形成底座14，其中底座14的四角分布有四个行走滚轮15。
70.综上，本实施的海缆接头性能检测方法，其包括如下步骤：
71.1)、x光片的获取，其先将海缆接头自两端的接头部位悬空设置在定位座相对两侧，并闭合检测空间，然后由照射端、采收端及连接部构成的x光片获取单元所形成的x光检测区覆盖其中一个接头部位，并通过x光片获取单元以海缆接头的轴心同向逐步翻转和轴向横移运动，其中以任一固定角度为始点，并获取该对位置的x光片，接着同向翻转，每翻转15
°
取下一张x光片，直至翻转角度之后等于180
°
，此时可以同时完成每一翻转角度下两个接头部位周向13张x光片的获取，或者先完成一个接头部位的周向13张x光片的获取，后完成一个接头部位的周向13张x光片的获取；
72.2)、x光片的分析，包括(a)、颜色比对分析，其将步骤1)所获取x光片图像进行比对，自动识别灰色区域的灰度差，找出异常点，其中空气是白色的，被测接头部位是灰色的，金属杂质是黑色的，气泡是浅灰色的；(b)、尺寸比对分析，由颜色比对分析所找出的异常点进行测量尺寸，若所测尺寸符合合格标准，则判定合格，反之，则判定不合格。
73.因此，本实施例具有以下优势：
74.1)、通过x光检测区的同向翻转和定位，并在检测区的覆盖下，能够逐步获得接头
部位周向在各个角度的x光片自动获取，不仅确保所获取x光片的检测角度不会重叠、不会遗漏，而且能够全自动获取；
75.2)、先进行图像色差分析，快速找出异常点，再进行尺寸比对，判定异常是否合格，从而确保合格产品用于海底电缆中；
76.3)、通过x光检测区位置的横移，可以在同一个闭合区域中实现两个接头部位的先后或同角度下获得x光片，以便于快速且准确的实现海缆接头周向在各个角度的x光片的获取；
77.4)、采用闭合的罩壳，使得x光片在相对封闭的空腔中获得，避免外界因数影响x光片的准确获取；
78.5)、通过三个移动导向轮和驱动滚轮的位置分布，能够在驱动滚轮不转动的前提下，将驱动滚轮定位在圆弧段导轨上，从而满足不同角度下x光片的获取，进而确保x光片获取的精准度；
79.6)、在第一传感器的设置下，确保在闭合区域进行获取x光片，以避免外界因数影响检测结果的准确性；在第二传感器的下，确保海缆接头的定位准确度，同时也确保海缆接头不会发生偏移，这样一来，在13张x光片中，避免出现遗漏或重复，进而确保检测结果的准确度，同时，还能够便于x光机的自动化检测的实施。
80.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。