一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统及测试方法

技术领域

本申请涉及材料试验技术领域，尤其涉及是一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统及测试方法。

背景技术

高压电缆由于运行电压非常高，电场强度非常大，如果导体有尖端或凸起会产生更加畸变的场强，长期畸变的场强会对高压电缆绝缘层造成伤害，严重时会击穿绝缘层，导致电缆报废。

高压电缆的内屏蔽层为半导电材料，作用为均化电场，使导体周围的电场均匀，更加有利于延长高压电缆的使用年限。内屏蔽层的电阻率要在一定的范围之内，否则不能起到相关作用。因此需要对高压电缆进行取样，检测内屏蔽电阻率指标。

在现有技术的测试设备中，对于需要测试的电缆样品，每测试一个样品，均需要人工伸手进90摄氏度的高温箱内进行替换才能进行下一个样品的测试，无法实现多样品的自动测试，更无法自动的记录试验结果，需要人工对每一次测试结果进行记录，操作极其不便。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够自动对多个电缆样品进行内屏蔽电阻率测试，并自动记录测试结果的技术。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统，包括：高温试验箱、电阻率测试仪、摄像头以及上位机；高温试验箱内置有测试机构，测试机构包括换料机构和下压机构；换料机构包括换料台；换料台包括测试舱位以及若干个待测舱位，待测舱位用于放置料盒，料盒用于放置测试样品；各个待测舱位垂直布置；测试舱位与底部的待测舱位连通；换料机构用于把测试舱位中的料盒推入待测舱位中；下压机构包括若干测试电极；测试电极设置在测试舱位的上方并与电阻率测试仪连接，用于测试测试样品，并显示测量出的电阻值；上位机与摄像头连接，通过摄像头采集电阻率测试仪显示的电阻值的图像，并识别出对应的电阻值。

具体的，换料机构还包括换料电机、换料丝杆和推板；换料丝杆的第一端与换料电机轴连接，第二端与推板固定连接；下压机构还包括下压电机和下压丝杆；下压丝杆的第一端与下压电机轴连接，第二端与测试电极固定连接；高温试验箱还包括控制模块；控制模块分别与换料电机和下压电机单独连接，用于控制换料电机和下压电机的工作状态。

更具体的，上位机包括采集模块、识别模块、输出模块和存储模块；采集模块、识别模块、输出模块和存储模块依次连接；采集模块用于采集摄像头拍摄的图像信息；识别模块预存储有卷积视觉识别模型，用于对图像信息进行识别，识别出对应的字符数据，其中，字符数据与测量出的电阻值相对应；输出模块预存储有输出模版，用于根据输出模版对字符数据进行输出，生成或更新对应的输出报表，并把输出报表存储在存储模块中。

更具体的，上位机还包括设定模块，设定模块分别与输出模块、识别模块、采集模块以及控制模块连接，用于设定各个模块对应的工作参数。

以上的，换料台包括第一支撑台和若干固定挡板；第一支撑台包括支撑底板，固定挡板与支撑底板固定连接；相邻的两固定挡板之间的空腔形成测试舱位以及待测舱位；换料机构还包括导向结构；导向结构设置在第一支撑台内，并与换料丝杆的第二端固定连接。

进一步的，换料机构还包括第一连接座和第一连接杆；第一连接杆的一端与换料电机轴连接，另一端与换料丝杆的第一端轴连接；第一连接座用于固定第一连接杆的位置；测试机构还包括支撑座；下压机构、换料台、第一连接座和分别固定安装在支撑座上。

以上的，下压机构包括第二支撑台；第二支撑台包括支撑板、连接板以及若干导向杆；导向杆的一端与支撑板固定连接；连接板上设有若干导向轴，各个导向轴分别与对应的导向杆活动连接；下压丝杆的一端与支撑板连接，另一端与连接板固定连接；测试电极设置在连接板的底部，与连接板固定连接。

进一步的，支撑板上还设有第二连接座；第二连接座用于固定第二连接杆和/或下压丝杆的第一端的位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种测试方法，应用在上述的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统中，包括以下步骤：

S1：对高温试验箱内的测试样品进行加热老化；

S2：驱动换料电机把待测舱位中与推板位置相对应的料盒推进测试舱位；

S3：驱动下压电机使测试电极与测试舱位中的料盒内的测试样品抵接，并通过电阻率测试仪测试测量并显示对应的电阻值；

S4：通过摄像头拍摄显示的电阻值，并采集对应的图像信息；

S5：通过预存储的卷积视觉识别模型对图像信息进行识别，识别出对应的字符数据；

S6：根据确定的输出模版对字符数据进行输出，生成或更新对应的输出报表并存储；

S7：判断是否完成高温试验箱内所有测试样品的测量；若否，重复步骤S2至步骤S6。

具体的，步骤S1之前，还包括：

S0:卷积视觉识别模型初始化；

其中，步骤S0还包括：根据确定的字符数据量生成对应的卷积识别分类。

本发明达到的有益效果：一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统，包括：高温试验箱、电阻率测试仪、摄像头以及上位机；高温试验箱内置有测试机构，测试机构包括换料机构和下压机构；换料机构包括换料台；换料台包括测试舱位以及若干个待测舱位，待测舱位用于放置料盒，料盒用于放置测试样品；各个待测舱位垂直布置；测试舱位与底部的待测舱位连通；换料机构用于把测试舱位中的料盒推入待测舱位中；下压机构包括若干测试电极；测试电极设置在测试舱位的上方并与电阻率测试仪连接，用于测试测试样品，并显示测量出的电阻值；上位机与摄像头连接，通过摄像头采集电阻率测试仪显示的电阻值的图像，并识别出对应的电阻值；本申请通过设置的换料机构，可实现对多个测试样品的连续测试，免除了人工频繁换置测试样品的麻烦，同时，通过设置的摄像头可实时获取测量结果数据使用非常便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的原理方框示意图；

图2是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的立体结构示意图；

图3是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的高温试验箱内部结构示意图；

图4是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的测试机构的第一立体结构示意图；

图5是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的测试机构的第二立体结构示意图；

图6是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的测试机构的侧视结构示意图；

图7是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的料盒的结构示意图；

图8是本申请实施例的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的料盒的剖面结构示意图；

图9是本申请实施例的一种测试方法的示意性流程图；

图10是本申请实施例的一种测试方法的ID编码表示意图；

其中，图2至图8中，包括有：

1、高温试验箱；11、试验腔；12、箱门；13、安装架；14、回收腔；15、隔热板；

16、主控箱；

2、测试机构；21、支撑座；211、第一连接座；212、换料电机；213、换料丝杆；

214、推板；215、第一电机安装座；216、第一连接杆；

22、第一支撑台；221、支撑底板；222、固定挡板；

23、料盒；231、支撑柱；232、支撑连杆；233、绝缘托架；234、料盒底板；

24、第二支撑台；241、支撑板；242、导向杆；243、连接板；244、导向轴；

245、测试电极；

25、第二电机安装座；251、下压电机；252、第二连接杆；253、第二连接座；

26、下压丝杆；27、导向结构；3、测试样品。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本申请的技术方案，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

本申请的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统的实施方法之一，如图1至图8所示，包括：高温试验箱1、电阻率测试仪、摄像头以及上位机；高温试验箱1内置有测试机构2。

高温试验箱1包括有试验腔11、回收腔14、主控箱16、箱门12和安装架13；其中，安装架13设置在试验腔11与回收腔14之间，测试机构2设置在试验腔11内，且测试机构2固定安装在安装架13上。主控箱16与试验腔11和回收腔14之间设有隔热板15。其中，试验腔11还设有加热器，用于对试验腔11内进行加热。

具体的，测试机构2包括换料机构、下压机构和支撑座21；换料机构和下压机构固定在支撑座21上，支撑座21设置在安装架13上。

换料机构包括换料电机212、换料丝杆213、推板214和换料台。换料台包括测试舱位以及若干个待测舱位，待测舱位用于放置料盒23，料盒23用于放置测试样品3；各个待测舱位垂直布置；测试舱位与底部的待测舱位连通。换料丝杆213的第一端与换料电机212轴连接，第二端与推板214固定连接。

具体的，换料台包括第一支撑台22和若干固定挡板222；第一支撑台22包括支撑底板221，固定挡板222与支撑底板221固定连接。相邻的两固定挡板222之间的空腔形成测试舱位以及待测舱位。在本实施例中，固定挡板222设有两片，形成一个测试舱位和若干个待测舱位；在一些实施例中，也可以设置多块固定挡板222，例如设置三块固定挡板222时，可形成两个测试舱位，可同时对两个测试舱位中的测试样品进行测试。

下压机构包括下压电机251、下压丝杆26以及若干测试电极245；下压丝杆26的第一端与下压电机251轴连接，第二端与测试电极245固定连接；其中，测试电极245设置在测试舱位的上方。

高温试验箱1还包括控制模块和电源模块，均设置在主控箱16内；电源模块与控制模块连接，为控制模块供电；控制模块分别与换料电机212和下压电机251单独连接，用于控制换料电机212和下压电机251的工作状态；以及与加热器连接，用于控制试验腔11内的加热温度。

当换料电机212正转时，换料丝杆213伸长，推板214向待测舱位移动，同时把待测舱位中最底下的料盒23推到测试舱位中；然后换料电机212反转，换料丝杆213缩短，推板214向后移动复位。同理，当完成了测试舱位中测试样品3的测试后，换料电机212正转，把下一个料盒23从待测舱位推到测试舱位中，原本测试舱位中的料盒23则被推开掉落至回收腔14，实现了自动换料。

当待测的料盒23移动至测试舱位后，下压电机251正转，下压丝杆26伸长，同时带动测试电极245向下移动并与测试样品3抵接。完成测试后，下压电机251反转，下压丝杆26缩短，同时带动测试电极245向上移动进行复位。

上位机与摄像头连接，通过摄像头采集电阻率测试仪显示的电阻值的图像，并识别出对应的电阻值。本申请中，通过摄像头采集图像并识别的方式，可直接避免不同型号的电阻率测试仪与上位机之间存在的不兼容的，避免替换不同型号的电阻率测试仪需要反复定义不同的连接端口的麻烦。

同时，在本实施例中，电阻率测试仪采用的是旧有的设备，不具备信号输出功能，所以只能用视觉系统读取设备显示的数到电脑中，其优点是利用现有设备改造，以低成本实现屏蔽电阻率试验的自动化。

具体的，上位机包括采集模块、识别模块、输出模块和存储模块；采集模块、识别模块、输出模块和存储模块依次连接。

采集模块用于采集摄像头拍摄的图像信息。

识别模块预存储有卷积视觉识别模型，用于对图像信息进行识别，识别出对应的字符数据，其中，字符数据与测量出的电阻值相对应。

输出模块预存储有输出模版，用于根据输出模版对字符数据进行输出，生成或更新对应的输出报表，并把输出报表存储在存储模块中。

更具体的，上位机还包括设定模块，设定模块分别与输出模块、识别模块、采集模块以及控制模块连接，用于设定各个模块对应的工作参数，具体包括：

1)产品型号，以及各个产品型号对应的测试参数，包括加热温度、加热时长，测量高度(用于确定下压丝杆26的下压距离)，每个测试样品的测量次数等；

2)测试的频率以及采集模块采集的频率；

3)输出模板的具体格式。

进一步的，测试机构2还包括第一电机安装座215和第二电机安装座25；第一电机安装座215固定安装在高温试验箱1的侧面，用于安装换料电机212；第二电机安装座25固定安装在高温试验箱1的顶面，用于安装下压电机251。

更具体的，换料机构还包括导向结构27、第一连接座211和第一连接杆216。导向结构27设置在第一支撑台22内，并与换料丝杆213的第二端固定连接。第一连接杆216的一端与换料电机212轴连接，另一端与换料丝杆213的第一端轴连接；第一连接座211固定在支撑座21上，用于固定第一连接杆216的位置。

更具体的，下压机构还包括第二支撑台24；第二支撑台24包括支撑板241、连接板243以及若干导向杆242；导向杆242的一端与支撑板241固定连接，另一端与支撑座21固定连接。连接板243上设有若干导向轴244，各个导向轴244分别与对应的导向杆242活动连接，使连接板243可以沿导向杆242的轴线方向来回移动。下压丝杆26的一端(即活动端)与支撑板241固定连接，另一端与连接板243固定连接。测试电极245设置在连接板243的底部，与连接板243固定连接。

更具体的，支撑板241上还设有第二连接座253；第二连接座253用于固定第二连接杆252和/或下压丝杆26的第一端的位置。

更具体的，料盒23包括料盒底板234、绝缘托架233、若干支撑柱231以及若干支撑连杆232；绝缘托架233和支撑柱231分别固定设置在料盒底板234上；支撑连杆232的两端分别与对应的支撑柱231固定连接。

更具体的，绝缘托架233设有弧形槽，用于放置测试样品3，与测试样品3的外轮廓相匹配。同时测试电极245为扇形，与测试样品3的形状相匹配，下压时，可压紧测试样品3。

根据本发明的另一个方面，如图9所示，提供了一种测试方法，应用在上述的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统中，包括以下步骤S1至S7：

S0:卷积视觉识别模型初始化；

其中，步骤S0还包括：根据确定的字符数据量生成对应的卷积识别分类；即确定需要检测的字符，以及对应的ID。

在本实施例中，电阻率测试仪采用数码管来显示对应的电阻值，因此，把数码管出现的25个字符训练成卷积识别分类成25个目标，具体如图10所示。

S1：对高温试验箱内的测试样品进行加热老化；

S2：驱动换料电机把待测舱位中与推板位置相对应的料盒推进测试舱位；

S3：驱动下压电机使测试电极与测试舱位中的料盒内的测试样品抵接，并通过电阻率测试仪测试测量并显示对应的电阻值；

S4：通过摄像头拍摄显示的电阻值，并采集对应的图像信息；

S5：通过预存储的卷积视觉识别模型对图像信息进行识别，识别出对应的字符数据；

当实际检测时图像信息时，电阻率测试仪的数码管出现的字都能通过上述的25个符的识别而识别出对应的内容和位置，图像出现上述字符可以任何角度和位置都能秒识，效率非常高，且识别效果好。

S6：根据确定的输出模版对字符数据进行输出，生成或更新对应的输出报表并存储；

S7：判断是否完成高温试验箱内所有测试样品的测量；若否，重复步骤S2至步骤S6。

综上所述，本申请的一种全自动电缆内屏蔽电阻率测试系统及测试方法，能够实现连续自动换样和试验，并对试验结果数据的自动存取、计算并打印结果；其能够有效解放人力，改善检测人员的工作环境，有效提高检测人员的工作效率。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。