金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法

技术领域

本发明涉及电子元件以及电气技术领域，尤其涉及金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法。

背景技术

金属化薄膜电容器由金属化薄膜卷绕而成，其在运行或老化试验中可能发生自愈现象，自愈位置处的金属层会被蒸发从而形成自愈点。自愈点的大小、数量以及位置等与薄膜的品质、工艺的优劣、运行环境等密切相关，因此对自愈点进行统计测量是研究金属化膜电容器的常见和有效途径。

金属化电容器由表面蒸镀金属的介质薄膜卷绕而成，金属化电容器电极的厚度小于0.1μm，常用的电极材料为铝、锌或者它们的复合方式，薄的金属化电极使其具有自愈特性。金属化膜电容器以有机薄膜作为储能介质。由于介质薄膜在生产过程中不可避免地带有缺陷或杂质，形成“电弱点”。随着外施电压的升高，在电弱点处的薄膜会首先击穿，形成放电通道。电荷通过放电通道形成大电流，击穿点附近电流集中，同时由于金属电极非常薄，单位面积电极电阻(方阻)较大，电流流过时引起击穿点及周围局部的高温，高温使金属层迅速蒸发和向外扩散，绝缘恢复。局部的击穿不会影响到整个电容器，这一过程称为金属化膜电容器的“自愈”，自愈成功后的电容器又能继续可靠工作。金属化膜电容器的自愈特性在很大程度上防止了由于单个电弱点击穿引起的电容器失效，大大延长了电容器的使用寿命。同时，由于减小了电极所占的体积重量，在同样工作场强下，也大幅度提高了电容器的储能密度。

目前，对于自愈点的测量和统计工作主要采用人工方法，即人工观察薄膜表面，测量自愈点的面积并分段计数。就电力电容器而言，单只元件可能由长度达200m左右薄膜卷制而成，用人工的方法进行测量和统计工作量巨大，且容易遗漏，同时由于自愈点的形状不规则，人工对自愈点面积的计算极不精确。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法，包括C形架、放料辊和卷料辊，所述C形架一侧的顶端固定安装有顶板，所述C形架靠近其底部的相对两侧之间分别转动安装有两根展平辊，所述C形架相对两侧的外表面两两一组对称贯穿开设有两组卡槽，所述放料辊与卷料辊通过卡槽转动安装于C形架的相对两侧之间，所述C形架靠近两根展平辊中间位置的相对两侧分别上下对称固定安装有两块固定板，两块所述固定板靠近中间位置的相邻一侧外表面分别对称固定安装有两个图像传感器，所述固定板靠近图像传感器两侧的外表面固定安装有LED灯，所述C形架与卷料辊之间设有连接机构，所述顶板靠近放料辊与卷料辊的外表面设有压紧机构。

作为本发明的进一步方案，所述连接机构包括固定安装于C形架靠近卷料辊外表面的L形板，所述L形板的外表面插设有导杆，所述导杆贯穿L形板的外表面并与其滑动安装，所述导杆靠近卷料辊的一端固定安装有矩形杆，所述卷料辊转动中心的端部开设于矩形杆相匹配的矩形连接槽，所述导杆远离矩形杆的一端固定安装有拨环，所述L形板的外表面固定安装有限位板，所述矩形杆贯穿限位板的外表面并与其转动安装，所述导杆的外表面设有抵紧组件，所述C形架与矩形杆之间设有传动组件。

作为本发明的进一步方案，所述抵紧组件包括固定安装于导杆外表面的圆锥台，所述圆锥台设置于L形板与限位板之间，所述导杆的外表面套设有推力弹簧，所述推力弹簧设置于L形板与圆锥台之间。

作为本发明的进一步方案，所述传动组件包括套设于矩形杆外表面的第一带轮，所述第一带轮的转动中心贯穿开设有与矩形杆相匹配的方孔，所述C形架外表面固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端贯穿C形架的外表面并固定安装有第二带轮，所述第一带轮与第二带轮的外表面套设有皮带。

作为本发明的进一步方案，所述压紧机构包括均匀自上而下插设于顶板外表面的多根移动杆，多根所述移动杆的底端固定安装有支架，所述支架为C形结构，所述支架相对两侧的外表面之间转动安装有抵紧辊，多根所述移动杆的顶端固定安装有连接板，所述移动杆的外表面设有推力组件，所述支架与圆锥台之间设有停止组件。

作为本发明的进一步方案，所述推力组件包括套设于移动杆外表面的压缩弹簧，所述压缩弹簧设置于顶板的下表面与支架的上表面之间。

作为本发明的进一步方案，所述停止组件包括固定安装于支架靠近圆锥台一侧外表面的L形支撑板，所述L形支撑板的底端固定安装有卡钩，所述卡钩的初始位置位于圆锥台的下方设置。

作为本发明的进一步方案，所述连接板的上表面固定安装有把手。

作为本发明的进一步方案，包括以下步骤：

S1：将放料辊与卷料辊安装在C形架上，并将待检测的电容器金属化薄膜绕设在放料辊上，再将电容器金属化薄膜一端绕过两根展平辊的下方并与卷料辊的外表面连接；

S2：由驱动电机通过传动组件带动卷料辊对电容器金属化薄膜进行缓慢收卷；

S3：通过上下设置于两块固定板相邻一侧的两个图像传感器对电容器金属化薄膜的表面进行拍照检测，通过图像传感器对图片进行识别对比，对电容器金属化薄膜表面自愈点的位置进行检测。

本发明的有益效果为：

1.通过驱动电机带动第二带轮转动，使第二带轮通过皮带带动第一带轮转动，由于第一带轮通过其转动中心开设的方孔与矩形杆进行连接，使得第一带轮能够带动矩形杆转动，使矩形杆能够带动卷料辊进行缓慢转动，使卷料辊对电容器金属化薄膜进行收卷，此时，电容器金属化薄膜将缓慢移动，通过上下设置于两块固定板相邻一侧的两个图像传感器对电容器金属化薄膜的表面进行拍照检测，能够通过图片对比自动、高效且准确的检测出电容器金属化薄膜表面自愈点的位置。

2.通过在放料辊与卷料辊的上方分别设置两根抵紧辊，并通过压缩弹簧推动抵紧辊抵紧放料辊与卷料辊的外表面，使得抵紧辊能够防止放料辊与卷料辊在转动时产生上下移动，影响电容器金属化薄膜移动时的稳定性，导致图像传感器检测不够精准，并且通过抵紧辊抵紧放料辊与卷料辊的外表面，能够防止表面产生的电容器金属化薄膜发生松散。

3.在放料辊上绕设的电容器金属化薄膜快收卷完成时，与卷料辊相抵的抵紧辊能够推动支架上移，使通过L形支撑板固定安装于支架外表面的卡钩随之上移，在卡钩与圆锥台的表面相抵后，由于圆锥台的锥面为斜面，使得卡钩在持续上升时，能够将圆锥台向远离限位板的方向推动，使矩形杆从卷料辊端部开设的矩形连接槽内抽出，此时，卷料辊将停止转动，不再对电容器金属化薄膜进行收卷,防止将电容器金属化薄膜扯断。

附图说明

图1为本发明提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法的结构示意图；

图2为本发明提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法的剖视结构示意图；

图4为本发明提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法的导杆结构示意图；

图5为本发明提出的金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法的卡钩结构示意图；

图6为图2中A处结构放大图。

图中：1、C形架；2、顶板；3、放料辊；4、卷料辊；5、展平辊；6、固定板；7、图像传感器；8、LED灯；9、移动杆；10、支架；11、抵紧辊；12、连接板；13、把手；14、压缩弹簧；15、卡槽；16、L形板；17、限位板；18、第一带轮；19、导杆；20、圆锥台；21、拨环；22、推力弹簧；23、矩形杆；24、方孔；25、皮带；26、第二带轮；27、驱动电机；28、L形支撑板；29、卡钩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例

参照图1-6，金属化薄膜电容器自愈点测量装置及方法，包括C形架1、放料辊3和卷料辊4，C形架1一侧的顶端固定安装有顶板2，C形架1靠近其底部的相对两侧之间分别转动安装有两根展平辊5，C形架1相对两侧的外表面两两一组对称贯穿开设有两组卡槽15，放料辊3与卷料辊4通过卡槽15转动安装于C形架1的相对两侧之间，C形架1靠近两根展平辊5中间位置的相对两侧分别上下对称固定安装有两块固定板6，两块固定板6靠近中间位置的相邻一侧外表面分别对称固定安装有两个图像传感器7，固定板6靠近图像传感器7两侧的外表面固定安装有LED灯8，C形架1与卷料辊4之间设有连接机构，顶板2靠近放料辊3与卷料辊4的外表面设有压紧机构。

通过将待检测的电容器金属化薄膜绕设在放料辊3上，再将电容器金属化薄膜一端绕过两根展平辊5的下方并与卷料辊4的外表面连接，使驱动电机27通过传动组件带动卷料辊4进行缓慢转动，使卷料辊4对电容器金属化薄膜进行收卷，此时，电容器金属化薄膜将缓慢移动，通过上下设置于两块固定板6相邻一侧的两个图像传感器7对电容器金属化薄膜的表面进行拍照检测，能够通过图片对比自动、高效且准确的检测出电容器金属化薄膜表面自愈点的位置。

本实施例中，连接机构包括固定安装于C形架1靠近卷料辊4外表面的L形板16，L形板16的外表面插设有导杆19，导杆19贯穿L形板16的外表面并与其滑动安装，导杆19靠近卷料辊4的一端固定安装有矩形杆23，卷料辊4转动中心的端部开设于矩形杆23相匹配的矩形连接槽，导杆19远离矩形杆23的一端固定安装有拨环21，L形板16的外表面固定安装有限位板17，矩形杆23贯穿限位板17的外表面并与其转动安装，导杆19的外表面设有抵紧组件，C形架1与矩形杆23之间设有传动组件。

本实施例中，抵紧组件包括固定安装于导杆19外表面的圆锥台20，圆锥台20设置于L形板16与限位板17之间，导杆19的外表面套设有推力弹簧22，推力弹簧22设置于L形板16与圆锥台20之间。

在使用时，通过拨环21将导杆19与矩形杆23向外拉动，在将卷料辊4放入卡槽15后，松开拨环21，使矩形杆23能够在推力弹簧22的弹力作用下插入至卷料辊4转动中心的端部开设的矩形连接槽内，使矩形杆23能够带动卷料辊4进行转动。

本实施例中，传动组件包括套设于矩形杆23外表面的第一带轮18，第一带轮18的转动中心贯穿开设有与矩形杆23相匹配的方孔24，C形架1外表面固定安装有驱动电机27，驱动电机27的输出端贯穿C形架1的外表面并固定安装有第二带轮26，第一带轮18与第二带轮26的外表面套设有皮带25。

通过驱动电机27带动第二带轮26转动，使第二带轮26通过皮带25带动第一带轮18转动，由于第一带轮18通过其转动中心开设的方孔24与矩形杆23进行连接，使得第一带轮18能够带动矩形杆23转动，使矩形杆23能够带动卷料辊4进行缓慢转动，使卷料辊4对电容器金属化薄膜进行收卷。

本实施例中，压紧机构包括均匀自上而下插设于顶板2外表面的多根移动杆9，多根移动杆9的底端固定安装有支架10，支架10为C形结构，支架10相对两侧的外表面之间转动安装有抵紧辊11，多根移动杆9的顶端固定安装有连接板12，移动杆9的外表面设有推力组件，支架10与圆锥台20之间设有停止组件。

本实施例中，推力组件包括套设于移动杆9外表面的压缩弹簧14，压缩弹簧14设置于顶板2的下表面与支架10的上表面之间。

通过压缩弹簧14推动抵紧辊11抵紧放料辊3与卷料辊4的外表面，使得抵紧辊11能够防止放料辊3与卷料辊4在转动时产生上下移动，影响电容器金属化薄膜移动时的稳定性，导致图像传感器7检测不够精准，并且通过抵紧辊11抵紧放料辊3与卷料辊4的外表面，能够防止表面产生的电容器金属化薄膜发生松散。

本实施例中，停止组件包括固定安装于支架10靠近圆锥台20一侧外表面的L形支撑板28，L形支撑板28的底端固定安装有卡钩29，卡钩29的初始位置位于圆锥台20的下方设置。

随着卷料辊4的不断对电容器金属化薄膜进行收卷，卷料辊4的直径将越来越大，在放料辊3上绕设的电容器金属化薄膜快收卷完成时，与卷料辊4相抵的抵紧辊11能够推动支架10上移，使通过L形支撑板28固定安装于支架10外表面的卡钩29随之上移，在卡钩29与圆锥台20的表面相抵后，由于圆锥台20的锥面为斜面，使得卡钩29在持续上升时，能够将圆锥台20向远离限位板17的方向推动，使矩形杆23从卷料辊4端部开设的矩形连接槽内抽出，此时，卷料辊4将停止转动，不再对电容器金属化薄膜进行收卷,防止将电容器金属化薄膜扯断。

本实施例中，连接板12的上表面固定安装有把手13，通过把手13将连接板12向上提拉，能够将抵紧辊11向上抬升，便于对放料辊3与卷料辊4进行安装。

本实施例中，包括以下步骤：

S1：将放料辊3与卷料辊4安装在C形架1上，并将待检测的电容器金属化薄膜绕设在放料辊3上，再将电容器金属化薄膜一端绕过两根展平辊5的下方并与卷料辊4的外表面连接；

S2：由驱动电机27通过传动组件带动卷料辊4对电容器金属化薄膜进行缓慢收卷；

S3：通过上下设置于两块固定板6相邻一侧的两个图像传感器7对电容器金属化薄膜的表面进行拍照检测，通过图像传感器7对图片进行识别对比，对电容器金属化薄膜表面自愈点的位置进行检测。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在使用时，将待检测的电容器金属化薄膜绕设在放料辊3上，再将电容器金属化薄膜一端绕过两根展平辊5的下方并与卷料辊4的外表面连接，此时，通过驱动电机27带动第二带轮26转动，使第二带轮26通过皮带25带动第一带轮18转动，由于第一带轮18通过其转动中心开设的方孔24与矩形杆23进行连接，使得第一带轮18能够带动矩形杆23转动，使矩形杆23能够带动卷料辊4进行缓慢转动，使卷料辊4对电容器金属化薄膜进行收卷，此时，电容器金属化薄膜将缓慢移动，通过上下设置于两块固定板6相邻一侧的两个图像传感器7对电容器金属化薄膜的表面进行拍照检测，能够通过图片对比自动、高效且准确的检测出电容器金属化薄膜表面自愈点的位置；通过在放料辊3与卷料辊4的上方分别设置两根抵紧辊11，并通过压缩弹簧14推动抵紧辊11抵紧放料辊3与卷料辊4的外表面，使得抵紧辊11能够防止放料辊3与卷料辊4在转动时产生上下移动，影响电容器金属化薄膜移动时的稳定性，导致图像传感器7检测不够精准，并且通过抵紧辊11抵紧放料辊3与卷料辊4的外表面，能够防止表面产生的电容器金属化薄膜发生松散；随着卷料辊4的不断对电容器金属化薄膜进行收卷，卷料辊4的直径将越来越大，在放料辊3上绕设的电容器金属化薄膜快收卷完成时，与卷料辊4相抵的抵紧辊11能够推动支架10上移，使通过L形支撑板28固定安装于支架10外表面的卡钩29随之上移，在卡钩29与圆锥台20的表面相抵后，由于圆锥台20的锥面为斜面，使得卡钩29在持续上升时，能够将圆锥台20向远离限位板17的方向推动，使矩形杆23从卷料辊4端部开设的矩形连接槽内抽出，此时，卷料辊4将停止转动，不再对电容器金属化薄膜进行收卷,防止将电容器金属化薄膜扯断。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。