一种多场景模块组合式电缆X射线可视化检测装置

技术领域

本发明涉及电力监测技术领域，尤其涉及电力设备检测设备或者装置或者成套检测系统技术领域，具体涉及一种多场景模块组合式电缆X射线可视化检测装置。

背景技术

电力设备的无损探伤，瑕疵检测采用X射线技术穿透检测早已成为业界公知技术，其原理主要是利用不同材料对X射线的吸收系数不同形成不同的X光成像，从而判断材料是否存在缺陷。譬如存在杂质、裂纹等可能导致输电安全隐患的缺陷。

高压输电电缆是电力系统的重要组成，遍布城市地下各个角落，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。随着科技进步及工农业的现代化发展，人民生活水平不断提高，用电量大幅上升，对电网供电安全性、可靠性提出了越来越高的要求。据统计，在电力系统中电力传输阶段的总事故数中，输电线路占比50％，但是在城市中电力传输阶段电缆的事故占比远远大于输电线路，个别大中型城市电力电缆事故已比达80％以上，位居电网电力传输阶段的总事故数第二。

为了降低电力电缆发事故的次数及概率，需对入网使用中的电力电缆进行必要的定期检测。现有检测技术中，由于检测使用的技术手段已无法完全满足需要。故将原应用于金属检测的无损探伤检测技术手段，引入到电力电缆检测技术中，并因为它无损的特殊性和对电力电缆绝缘材料检测的有效性，无损探伤检测技术在现阶用有较大的市场以及广阔的应用前景。

由于电力电缆安装环境分为室内、室外、电缆管廊、电缆沟等，安装环境复杂拥挤，受环境、空间的限制，传统检测方法将射线机成像板固定到一起，完全无法满足复杂多样的现场环境。

因此，开发一种可适用于多种电缆安装场景、快速调整拍摄位置、多角度拍摄检测、便于携带的柔性组合模块式检测装置可全方位对多种环境下的电缆进行快速可视化检测，大幅度提高检测效率，减少停电次数，将具有显著的经济效益和社会价值。

发明内容

本发明为了解决现有的X射线检测设备无法应用于譬如管廊，电缆沟内的高压电缆检测的问题，特别研发了一种通过模块化组合形成的能够结合便携式X射线检测设备的装置，以使得现有的便携式X射线设备能够适用于开敞性不佳的管廊或者电缆沟等局限环境检测。本申请提供一种多场景模块组合式电缆X射线可视化检测装置，旨在能够消除现有成套X射线检测设备无法在外场局限环境下进行有效检测的老大难问题。如处于电缆沟内的电缆所处环境狭窄，整个电缆沟不足2米，加之诸多电缆占据了一定的空间，且不具有规则性，这对现有成套X射线检测设备而言是难以应用的。再如，安装于管廊中的电缆往往均悬挂或者固定在管廊两侧壁上，且可能存在弯曲，经封装的电缆强度极高，只能通过检测设备的空间位置和角度调整以满足实际的检测环境，以达到有效检测的目的。

本发明针对现有的疑难问题，同时结构现有的便携式X射线检测设备，提供了一种全新的，能够专用于诸如管廊和电缆沟等开敞性不佳的场景对电缆进行有效检测，以填补现有技术中的检测盲区，降低甚至杜绝因年久失修，失检造成的电缆输电故障，减少因电力故障引起的不必要经济损失。

为了达到上述目的，本申请提供如下装置实现：

一种多场景模块组合式电缆X射线可视化检测装置，包括发射X射线的射线装置，用于向射线装置发送控制指令的控制盒，以及用于接收X射线进行成像的探测器。其工作原理和现有技术无异，操作人员通过操作与控制盒建立通信连接的终端设备向控制盒发送控制信号，通过控制盒转换为控制指令实现对射线装置的控制。比如：开启或者关闭射线装置，调整X射线的剂量，时间等参数。最后通过探测器成像，获得被拍摄的电缆对应的X图像，从而分析电缆的缺陷所在。然而，本发明提供的检测装置的改进主要针对结构方面进行，解决的突出问题是现有X射线设备很难，甚至无法在现实的特殊环境下应用的问题，最为突出的问题就是体现在开敞性和准确性上。因此，鉴于此情况，本申请还包括可拆卸连接的桁架，用于支撑所述桁架并分别设于桁架两端的三脚架和支撑杆；所述桁架上滑动安装有射线装置，所述桁架位于射线装置两端均滑动设置有锁环，所述锁环与设置在所述射线装置两侧壁的侧拉环之间绑扎有用于调整射线装置偏转角度的拉绳。由于采用模块组合安装方式，在根据不同检测环境时，可以采用不同的方式进行组合。其中，桁架用于支撑整个射线装置，三脚架和支撑杆共同或者择一的方式对桁架进行支撑，实际采用的支撑方式根据实际环境结构设定，虽然组合支撑的方式有多种，但是达到的最终目的和技术效果是相同的，即对射线装置实现稳定的支撑作用，并使得射线装置置于被拍摄的电缆上方、斜上方或者水平位置或者斜下方。在需要的情况下，射线装置可以适应性的倾斜，使得射线装置中发射X射线的球管对准被检测的电缆。当需要倾斜时，则通过调整射线装置一侧或者两侧拉绳的不同长度实现射线装置的不同偏转或者倾斜角度，以使得无论现场安装处于何种角度，都能够通过上述结构实现对准的安装，获得与预期无实质差别的X光片。这在电缆检测技术领域中，针对电缆管廊、电缆沟等工况进行检测，能够起到非常理想的拍摄效果。且根据不同的现实情况，可以实现快速的安装，以获得符合现场拍摄要求的安装状态，实用性强，支撑稳定性高。针对规则电缆沟的检测，亦可以只利用桁架置于电缆沟上方进行拍摄，无需三脚架或支撑杆进行支撑，若上述安装方式不能满足，则亦可以进行进一步的组合，改变实际支撑结构。当需要针对不同部位进行拍摄时，可以将射线装置沿着桁架往复滑动实现位置的调整。射线装置可以在桁架的有效范围内实现无间断滑移，通过松开或者锁紧所述锁环来实现射线装置相对于桁架的滑动或者锁止状态。

为了更进一步的提高本申请的可调范围和灵活度，同时，进一步提高本申请对不同场景的适应性，降低甚至消除特定拍摄条件的不能实现的可能性，优选地，所述射线装置与桁架之间还设置有与桁架滑动连接的升降机构，所述升降机构包括升降臂和松开或者锁止所述升降臂的锁紧器；所述升降臂的下端头与射线装置的上端头均固定连接有上拉环，两个所述上拉环之间相互扣接或者通过连接环或连接杆铰接。设置升降机构的目的是使得射线装置能够实现在竖直方向上的调节，避免因实际应用场景安装后，射线装置与电缆之间的距离过宽，导致不能清晰成像或者不能成像的问题。上述问题在狭窄的电缆沟内进行检测时是最为常见的情况，由于电缆排布密集极难通过支架支撑的方式实现稳固的安装，在此情况下通过桁架直接放置更为稳妥，但这就会造成射线装置距离被拍摄电缆距离过大，那么通过升降机构则可灵活调整纵向距离，以使得拍摄距离完全可以达到预期要求。升降机构的工作状态并不影响水平方向和旋转偏转角度的调整。

为了提高射线装置在水平方向的调整便捷度，优选地，所述升降臂上端头固定连接有与所述桁架滑动连接的滑座，所述滑座上设置有用于固定所述滑座与桁架之间相对位置的锁扣；所述桁架采用矩形设置，桁架两长边的内侧壁上均固定安装有锁条，所述锁扣通过旋转实现与所述锁条之间的锁止卡接。

为了实现射线装置角度的快速调节和固定，优选地，所述锁环包括一体成型的套扎部和连接部，所述连接部与嵌入在所述桁架内的锁紧部螺纹连接。采用上述结构的锁环在进行射线装置调节时的操作方式如下：

在竖直平面内进行旋转调节时：只需要调整射线装置左右两侧任一一侧的拉绳的长度即可实现角度的调整，但在实际使用时，只利用一侧的拉绳与射线装置自身重力达到平衡的方式容易使得射线装置发生晃动；故而，在此情况下，可以在另一侧亦绑扎拉绳，将拉绳调整到绷紧为止，以提高射线装置的稳定性。在进行拉绳的长短调节时分为两步实现：第一步是拉绳的绑扎控制拉绳的长度，这一步的作用是大致调整射线装置的角度。第二步是进行微调，微调的方式是松开锁环，然后将锁环沿桁架移动，直到射线装置的偏转角度达到预期或者合适拍摄的角度后立即旋拧锁环锁止，以使得射线装置始终保持这一状态。在对锁环进行松脱或者锁紧是通过旋拧套扎部，从而带动连接部与锁紧部配合实现锁紧和松脱。采用这种结构设置的优势在于操作方便，操作人员单手即可完成松脱与锁紧的状态转换。

优选地，所述射线装置包括与所述升降臂下端头连接的外壳体，所述外壳体内安装有射线机，所述射线机下部设置有与所述外壳体扣合的下屏蔽罩。外壳体主要起到物理结构上的保护作用，同时兼容便捷的安装，如升降、旋转等调节需要进行适应性设置的结构均以外壳体为主体结构。下屏蔽罩的作用是遮挡辐射，以保护操作或者周边人员。

为了提高灵活度和对环境的适应能力，优选地，所述支撑杆为两根，分别铰接于所述桁架的拐角处，所述支撑杆由至少两根相互嵌套的杆件组成可伸缩的受力主体结构，任一位于外侧的杆件靠近另一根位于内侧杆件一端沿轴向设置有开口，位于开口处设置有用于抱紧外侧杆件的C型夹。C型架的作用是用于固定相邻两根杆件之间的位置，以实现在可调范围内的任一位置进行固定，实现对桁架的支撑。亦即是说，两根独立的支撑杆可以在空间任一角度支撑桁架。当然，受实际场地影响，需要实际确定每一根支撑杆的支撑状态。

优选地，所述三脚架的顶部固连有用于放置桁架的承台，所述承台上通过固连的多个成对安装的角片，并构成用于容纳桁架端头的槽口；所述角片和桁架之间通过轴销贯穿连接形成一体结构，所述轴销两端通过绕过桁架上端面的钢套绳连接。

为了进一步保护操作人员，减少辐射伤害，以及对周边误入检测区的人起到提示，提醒，警示作用，所述桁架的四角上还安装有与所述控制盒电连接的高光LED报警灯。

有益效果：

本发明虽属于特殊领域特别应用中进行研发的产品，不具有多领域使用的广泛性，但就专有领域，如狭窄空间内进行精准的X射线检测具有突出的优势：

(1)兼容性：可实现多角度、多场景拍摄。设有纵向、横向、角度可调机构，满足多种复杂环境下的电缆检测。

(2)高效性：设有独立功能模块，针对不同使用场景快速组装，可折叠收回，方便携带不占空间，检测更高效。

(3)准确性：相较于传统拍摄仅从一个角度对电缆进行X摄像检测，该装置在有限的空间内可做到尽可能多的拍摄角度，避免因单一角度拍摄而造成拍摄效果不佳或遗漏缺陷等隐患，检测结果更精准可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构轴测图；

图2是图1的另一视觉轴测图；

图3是图1的主视图；

图4是图3中射线装置处于倾斜状态示意图；

图5是射线装置的结构轴测图；

图6是本申请在管廊中进行检测的示意图；

图7是本申请在电缆沟中进行检测的示意图；

图8是锁环与桁架的连接截面示意图。

图中：1-三脚架；11-角片；12-轴销；13-钢套绳；2-桁架；21-锁条；22-锁环；3-控制盒；31-锁扣；32-滑座；4-升降机构；41-升降臂；42-锁紧器；5-射线装置；51-下屏蔽罩；52-侧拉环；53-上拉环；54-射线机；55-外壳体；6-支撑杆；61-C型夹；7-拉绳；8-探测器；221-套扎部；222-连接部；223-锁紧部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供一种多场景模块组合式电缆X射线可视化检测装置，其结构如图1-图4、图6-图7所示，包括发射X射线的射线装置5，用于向射线装置5发送控制指令的控制盒3，以及用于接收X射线进行成像的探测器8。其工作原理和现有技术无异，操作人员通过操作与控制盒3建立通信连接的终端设备向控制盒3发送控制信号，通过控制盒3转换为控制指令实现对射线装置5的控制。比如：开启或者关闭射线装置5，调整X射线的剂量，时间等参数。同时方式是通过路由桥接通信方式实现，基于现有TCP协议通信控制。值得说明的是，若施工地段无信号，则需要通过有线的方式将信号源引入到工作区域，最后通过探测器8成像，获得被拍摄的电缆对应的X图像，从而分析电缆的缺陷所在。然而，本发明提供的检测装置的改进主要针对结构方面进行，解决的突出问题是现有X射线设备很难，甚至无法在现实的特殊环境下应用的问题，最为突出的问题就是体现在开敞性和准确性上。因此，鉴于此情况，本申请还包括可拆卸连接的桁架2，用于支撑所述桁架2并分别设于桁架2两端的三脚架1和支撑杆6；所述桁架2上滑动安装有射线装置5，所述桁架2位于射线装置5两端均滑动设置有锁环22，所述锁环22与设置在所述射线装置5两侧壁的侧拉环52之间绑扎有用于调整射线装置5偏转角度的拉绳7。由于采用模块组合安装方式，在根据不同检测环境时，可以采用不同的方式进行组合。其中，桁架2用于支撑整个射线装置5，三脚架1和支撑杆6共同或者择一的方式对桁架2进行支撑，实际采用的支撑方式根据实际环境结构设定，虽然组合支撑的方式有多种，但是达到的最终目的和技术效果是相同的，即对射线装置5实现稳定的支撑作用，并使得射线装置5置于被拍摄的电缆上方、斜上方或者水平位置或者斜下方。在需要的情况下，射线装置5可以适应性的倾斜，使得射线装置5中发射X射线的球管对准被检测的电缆。当需要倾斜时，则通过调整射线装置5一侧或者两侧拉绳7的不同长度实现射线装置5的不同偏转或者倾斜角度，如图4所示，以使得无论现场安装处于何种角度，都能够通过上述结构实现对准的安装，获得与预期无实质差别的X光片。这在电缆检测技术领域中，针对电缆管廊、电缆沟等工况进行检测，能够起到非常理想的拍摄效果。且根据不同的现实情况，可以实现快速的安装，以获得符合现场拍摄要求的安装状态，实用性强，支撑稳定性高。针对规则电缆沟的检测，亦可以只利用桁架2置于电缆沟上方进行拍摄，无需三脚架1或支撑杆6进行支撑，若上述安装方式不能满足，则亦可以进行进一步的组合，改变实际支撑结构。当需要针对不同部位进行拍摄时，可以将射线装置5沿着桁架2往复滑动实现位置的调整。射线装置5可以在桁架2的有效范围内实现无间断滑移，通过松开或者锁紧所述锁环22来实现射线装置5相对于桁架2的滑动或者锁止状态。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行结构上的进一步的优化，旨在提高操作的便捷性和可靠性，使得操作人员能够在尽可能短的时间内完成检测，降低因安装，拆卸设备耽误的时间。这对于在管廊中进行密闭检测而言尤为重要，降低地下因氧气含量低或者存在其他有害气体对操作人员的身体健康造成负面影响。

为了更进一步的提高本申请的可调范围和灵活度，同时，进一步提高本申请对不同场景的适应性，降低甚至消除特定拍摄条件的不能实现的可能性，本实施例中，所述射线装置5与桁架2之间还设置有与桁架2滑动连接的升降机构4，所述升降机构4包括升降臂41和松开或者锁止所述升降臂的锁紧器42；所述升降臂41的下端头与射线装置5的上端头均固定连接有上拉环53，两个所述上拉环53之间相互扣接或者通过连接环或连接杆铰接。设置升降机构4的目的是使得射线装置5能够实现在竖直方向上的调节，避免因实际应用场景安装后，射线装置5与电缆之间的距离过宽，导致不能清晰成像或者不能成像的问题。上述问题在狭窄的电缆沟内进行检测时是最为常见的情况，由于电缆排布密集极难通过支架支撑的方式实现稳固的安装，在此情况下通过桁架2直接放置更为稳妥，但这就会造成射线装置5距离被拍摄电缆距离过大，那么通过升降机构4则可灵活调整纵向距离，以使得拍摄距离完全可以达到预期要求。升降机构4的工作状态并不影响水平方向和旋转偏转角度的调整。

为了提高射线装置5在水平方向的调整便捷度，所述升降臂41上端头固定连接有与所述桁架2滑动连接的滑座32，所述滑座32上设置有用于固定所述滑座32与桁架2之间相对位置的锁扣31；所述桁架2采用矩形设置，桁架2两长边的内侧壁上均固定安装有锁条21，所述锁扣31通过旋转实现与所述锁条21之间的锁止卡接。

为了实现射线装置5角度的快速调节和固定，优选地，所述锁环22包括一体成型的套扎部221和连接部222，所述连接部222与嵌入在所述桁架2内的锁紧部223螺纹连接。采用上述结构的锁环22在进行射线装置调节时的操作方式如下：

在竖直平面内进行旋转调节时：只需要调整射线装置5左右两侧任一一侧的拉绳7的长度即可实现角度的调整，但在实际使用时，只利用一侧的拉绳7与射线装置5自身重力达到平衡的方式容易使得射线装置5发生晃动；故而，在此情况下，可以在另一侧亦绑扎拉绳7，将拉绳7调整到绷紧为止，以提高射线装置5的稳定性。在进行拉绳7的长短调节时分为两步实现：第一步是拉绳7的绑扎控制拉绳7的长度，这一步的作用是大致调整射线装置5的角度。第二步是进行微调，微调的方式是松开锁环22，然后将锁环22沿桁架2移动，直到射线装置5的偏转角度达到预期或者合适拍摄的角度后立即旋拧锁环22锁止，以使得射线装置5始终保持这一状态。在对锁环22进行松脱或者锁紧是通过旋拧套扎部221，从而带动连接部222与锁紧部223配合实现锁紧和松脱。采用这种结构设置的优势在于操作方便，操作人员单手即可完成松脱与锁紧的状态转换。

在水平平面内亦可实现小角度旋转调节：通过将拉绳7绑扎在相对的桁架2一侧，使得拉绳能够对射线装置5提供一个水平的旋转扭矩实现水平平面内的旋转偏转。所述射线装置5包括与所述升降臂41下端头连接的外壳体55，所述外壳体55内安装有射线机54，所述射线机54下部设置有与所述外壳体55扣合的下屏蔽罩51。具体如图5所示，外壳体55主要起到物理结构上的保护作用，同时兼容便捷的安装，如升降、旋转等调节需要进行适应性设置的结构均以外壳体55为主体结构。下屏蔽罩51的作用是遮挡辐射，以保护操作或者周边人员。

为了提高灵活度和对环境的适应能力，所述支撑杆6为两根，分别铰接于所述桁架2的拐角处，所述支撑杆6由至少两根相互嵌套的杆件组成可伸缩的受力主体结构，任一位于外侧的杆件靠近另一根位于内侧杆件一端沿轴向设置有开口，位于开口处设置有用于抱紧外侧杆件的C型夹61。C型架61的作用是用于固定相邻两根杆件之间的位置，以实现在可调范围内的任一位置进行固定，实现对桁架2的支撑。亦即是说，两根独立的支撑杆6可以在空间任一角度支撑桁架2。当然，受实际场地影响，需要实际确定每一根支撑杆6的支撑状态。所述三脚架1的顶部固连有用于放置桁架2的承台，所述承台上通过固连的多个成对安装的角片11，并构成用于容纳桁架2端头的槽口；所述角片11和桁架2之间通过轴销12贯穿连接形成一体结构，所述轴销12两端通过绕过桁架2上端面的钢套绳13连接。

为了进一步保护操作人员，减少辐射伤害，以及对周边误入检测区的人起到提示，提醒，警示作用，所述桁架2的四角上还安装有与所述控制盒3电连接的高光LED报警灯。其操作方式是操作人员在进行检测前，通过终端向控制盒3发送提示指令，从而高光LED报警灯高亮闪烁，提示周边人员切勿靠近作业区，以避免辐射伤害。控制盒3发送的指令根据状态不同高光LED报警灯将以不同颜色提示。主要分为三种模式：1、在非作业时间采用绿色点亮或者熄灭的方式提示；2、在准备作业时间则通过黄色点亮提示；3、在正式作业时则通过红色点亮方式提示。

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