[发明专利]基于激光测距的电缆压痕自动测试方法

说明书

本发明涉及一种基于激光测距的电缆压痕自动测试方法。本发明通过软件对运动控制板卡发送指令，从而驱动电机实现对装有待测电缆试样夹具的二维移动平台的控制，同时激光传感器进行数据采集与存储，得到数据集。对于获得的数据集进行滑动平均滤波处理，滤波后的数据通过差分方法实现对压痕位置的判断，从而获得压痕段和未压痕段的数据，选取压痕段的关键点，并以关键点为界对数据进行拟合，得到激光传感器到压痕段与未压痕段的距离，两段距离相减得到压痕深度。本发明大大缩短测试时间，减少人工成本，实现无损测试，节省实验成本，杜绝人为因素和实验方法因素引入的系统误差，提高测量精度，测试数据实现数字化传递，可快速统计和存储。

技术领域

本发明属于电缆性能测试技术领域，具体是基于激光测距的电缆压痕自动测试方法，用于实现电缆压痕的自动无损测量。

背景技术

电缆高温压力试验是电缆较为常见的性能测试项目，是指电缆绝缘或保护套在一定温度下受外界机械力而变形后，当除去外力、降低温度时的恢复能力，用于考核电缆绝缘材料在高温状态下的抗压性能，它是评判电缆产品质量的常用指标。

目前国内外电缆高温压力试验方法均是按照GB/T2951.31-2008/IEC60811-3-1:1985《电缆和光缆绝缘和保护套材料通用试验方法-高温压力试验-抗开裂试验》进行试验操作。即：从长度约250～300mm被试绝缘线芯样段上截取3个相邻的试样，每个试样长度约为50～100mm；根据试样的外径、厚度计算出刀具在试样上应该施加的压力，压刀由刀口厚度为0.7±0.01mm的矩形刀片组成，沿垂直于试样轴线的方向施加压力；试样在80℃的空气烘箱加热4～6h；加热结束后，在压力作用下迅速冷却，冷却至室温并不在继续变形；冷却后立即进行测量，在压痕处与压痕附近垂直于轴线方向切取两个试片，或沿试样的轴线方向切取窄条试片，在显微镜或测量投影仪下测得压痕深度。电缆试样试验结果的评定：从每个试样切取的三个试片上测得压痕中间值，应不大于试样绝缘厚度平均值的50％。

此方法存在以下缺点：

(1)在压痕过程中，试样放置是否水平、刀口与样品轴线是否垂直都将影响刀口压痕的形态，即无法保证压痕的形态。

(2)测量方法需要花费大量时间进行人工切片，效率低、且长时间减压后会引起材料回弹、对人工切片技术要求过高、刀片切割试验材料也容易引起误差。

(3)需要测试人员在投影仪上寻找压痕最薄点和试样轴线临近点绝缘厚度并测量，较难实现准确定位。

(4)测试是有损测量，不具备反复测量的条件，使得测试结果准确度不高，难以实现高精度测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有测试方法的缺点，提供一种基于激光测距的电缆压痕自动测试方法。

基于激光测距的电缆压痕自动测试方法如下：

S1、复位二维平移台：二维平移台回到测试原点，方便固定待测试样。

S2、固定待测试样并移动到测试起始位置：在测试原点处，将带有待测试样的电缆夹具固定在二维平移台上，向测试起始位置移动，方便进行后续测量。

S3、定位剖面最高点：首先二维平移台沿电缆试样径向正向(Z+)移动通过激光测距传感器下方，然后二维平移台沿Z-方向移动，为了保证尽可能扫描到整个剖面，移动距离为正向移动距离两倍，在达到指定距离后停止数据存储，记录极大值，最后二维平移台沿Z+方向移动，寻找与该极大值最接近的点，停止移动，定位测试起始处试样剖面最高点。

S4、测量与存储数据：二维平移台沿电缆试样轴向方向移动固定距离，扫过压痕，进行数据的测量与存储，将测试结果绘图，横坐标为激光扫过试样轴向方向距离，纵坐标为激光头到试样表面的垂直距离。