一种电缆铅封涡流检测方法、检测模块及缺陷检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电缆铅封涡流检测方法、检测模块及缺陷检测系统，涉及电缆铅封无损检测的技术领域，解决了现有技术仅能有效检测电缆表面或近表面缺陷的问题，其技术方案要点是：预设电缆铅封缺陷的埋深范围；根据埋深范围计算应施加的激励信号频率范围；设定激励信号为由N个正弦波分量叠加形成的多频正弦波信号，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角；根据所述初始相角对激励信号进行优化，获得优化后的激励信号；将优化后的激励信号的幅值放大后进行涡流检测处理，得到电缆铅封的涡流。本发明专利技术实现对电缆铅封大埋深缺陷的检测，增加了检测的范围和准确度。了检测的范围和准确度。了检测的范围和准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆铅封涡流检测方法、检测模块及缺陷检测系统


[0001]本专利技术涉及一种电缆铅封无损检测的
，更具体地说，它涉及一种电缆铅封涡流检测方法、检测模块及缺陷检测系统。

技术介绍

[0002]电缆铅封具有密封防水及保证电缆金属外层良好接地的重要作用，故有必要对电缆铅封开展无损检测与评估，从而保证其质量状态良好。现有的电缆铅封涡流检测技术，采用圆柱形或方形线圈作为激励线圈，并在激励线圈中施加高频交变电压或脉冲电压作为激励源，导致其仅能有效探测表面或近表面缺陷。电力行业标准规定电缆铅封厚度至少应为12 mm，故有必要对激励线圈几何形状和激励源进行优化，以满足铅封大埋深缺陷的检测需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是现有铅封涡流检测技术中，采用圆柱形或方形线圈作为激励线圈，利用高频交变电压或脉冲电压作为激励源，导致仅能有效检测表面或近表面缺陷的问题，目的在于提供一种电缆铅封涡流检测方法、检测模块及缺陷检测系统，能够实现对电缆铅封大埋深缺陷的检测，增加了检测的范围。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：第一方面，本申请提供了一种电缆铅封涡流检测方法，包括：预设电缆铅封缺陷的埋深范围；根据埋深范围计算应施加的激励信号频率范围；设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角；根据所述初始相角对激励信号进行优化，获得优化后的激励信号；将优化后的激励信号的幅值放大后进行涡流检测处理，得到电缆铅封涡流检测信号。
[0005]在一种实施方案中，所述优化后的激励信号的计算式为：，其中，θ
io
表示初始相角，d2、d1分别表示电缆铅封缺陷的埋深范围，其中，d2大于d1，N表示正弦波分量的个数，μ为铅封磁导率，σ为铅封电导率，A
i
表示正弦波分量的幅值，i表示第i个正弦波分量，t表示时间。
[0006]在一种实施方案中，激励信号频率范围的计算式为：，其中，μ表示铅
封磁导率，σ表示铅封电导率，d表示缺陷埋深的深度。
[0007]第二方面，本申请提供了一种电缆铅封涡流检测模块，包括：埋深范围预设模块，用于预设电缆铅封缺陷的埋深范围；激励信号频率范围计算模块，用于根据埋深范围计算应施加的激励信号频率范围；初始相角计算模块，用于设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角；激励信号优化模块，用于根据所述初始相角对激励信号进行优化，获得优化后的激励信号；检测模块，用于将优化后的激励信号的幅值放大后进行涡流检测处理，得到电缆铅封涡流检测信号。
[0008]在一种实施方案中，所述优化后的激励信号的计算式为：，其中，θ
io
表示初始相角，d2、d1分别表示电缆铅封缺陷的埋深范围，其中，d2大于d1，N表示正弦波分量的个数，μ为铅封磁导率，σ为铅封电导率，A
i
表示正弦波分量的幅值，i表示第i个正弦波分量，t表示时间。
[0009]在一种实施方案中，激励信号频率范围的计算式为：，其中，μ表示铅封磁导率，σ表示铅封电导率，d表示缺陷埋深的深度。
[0010]在一种实施方案中，所述检测模块包括PVC支架和两个D型涡流激励线圈；所述PVC支架为双层H型支架，其H型横梁两侧各有一个半圆柱形凸件，用于机械连接上下层H型支架与绕制铜丝，在两个半圆柱形凸件上绕制铜丝后形成两个D型涡流激励线圈，且两个D型涡流激励线圈铜丝绕制方向分别为左绕向和右绕向，用于确保流过两个D型涡流激励线圈的电流方向相反；所述两个D型涡流激励线圈，用于将优化后的激励信号的幅值放大10倍后分别输入两个D型涡流激励线圈，用于激发电缆铅封产生涡流。
[0011]在一种实施方案中，下层H型横梁的中部开有一个通孔，用于安装HALL传感器，其中HALL传感器用于采集空间磁场强度，HALL传感器的感应轴与半圆柱形凸件的轴线平行，HALL传感器和两个D型涡流激励线圈底部处于同一个水平面以保证检测系统灵敏度为最佳灵敏度。
[0012]第三方面，本申请提供了一种电缆铅封缺陷检测系统，包括如第二方面任一项所述的一种电缆铅封涡流检测模块，还包括信号提取模块与缺陷分析模块；信号提取模块，用于采集HALL传感器输出的磁场强度信号并传输至缺陷分析模块；缺陷分析模块，用于对去噪后的磁场强度信号进行分析，在去噪后的磁场强度信
号的峰值大于预设阈值时，电缆铅封内部存在缺陷。
[0013]在一种实施方案中，所述缺陷检测系统还包括滤波模块，用于对磁场强度信号进行去噪处理，得到去噪后的磁场强度信号。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、在本申请提供的一种电缆铅封涡流检测方法方面，本申请通过预先设定的铅封缺陷埋深检测范围，得到应施加的激励信号频率范围，设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角，以此初始相角对激励信号进行优化，从而最大化激励信号的瞬时峰值，提高了对电缆铅封涡流检测的灵敏度以及准确性。
[0015]2、在本申请提供的一种电缆铅封涡流检测模块方面，本申请利用两个D型涡流激励线圈中相反的电流流向，有效减小激励电流在HALL传感器处产生的磁场强度，避免对铅封缺陷涡流检测造成干扰。
附图说明
[0016]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种电缆铅封涡流检测方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种电缆铅封涡流检测模块的原理框图；图3为本申请实施例提供的一种电缆铅封缺陷检测系统的结构示意图；图4为本申请实施例提供的PVC支架、双D型涡流激励线圈和HALL传感器的安装位置示意图；图5为本申请实施例提供的采用本申请实施例提供的一种电缆铅封缺陷检测系统和传统缺陷检测系统获得的检测信号对比图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0018]现有的电缆铅封涡流检测技术，采用圆柱形或方形线圈作为激励线圈，并在激励线圈中施加高频交变电压或脉冲电压作为激励源，导致其仅能有效探测表面或近表面缺陷。电力行业标准规定电缆铅封厚度至少应为12 mm，故有必要对激励线圈几何形状和激励源进行优化，以满足铅封大埋深缺陷的检测需求，故本申请实施例提供了一种电缆铅封涡流检测方法，通过预先设定的铅封缺陷埋深检测范围，得到应施加的激励信号频率范围，设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角，以此初始相角对激励信号进行优化，从而最大化激励信号的瞬时峰值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆铅封涡流检测方法，其特征在于，包括：预设电缆铅封缺陷的埋深范围；根据埋深范围计算应施加的激励信号频率范围；设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角；根据所述初始相角对激励信号进行优化，获得优化后的激励信号；将优化后的激励信号的幅值放大后进行涡流检测处理，得到电缆铅封涡流检测信号。2.根据权利要求1所述的一种电缆铅封涡流检测方法，其特征在于，所述优化后的激励信号的计算式为：，其中，θ
io
表示初始相角，d2、d1分别表示电缆铅封缺陷的埋深范围，其中，d2大于d1，N表示正弦波分量的个数，μ为铅封磁导率，σ为铅封电导率，A
i
表示正弦波分量的幅值，i表示第i个正弦波分量，t表示时间。3.根据权利要求1所述的一种电缆铅封涡流检测方法，其特征在于，激励信号频率范围的计算式为：，其中，μ表示铅封磁导率，σ表示铅封电导率，d表示缺陷埋深的深度。4.一种电缆铅封涡流检测模块，其特征在于，包括：埋深范围预设模块，用于预设电缆铅封缺陷的埋深范围；激励信号频率范围计算模块，用于根据埋深范围计算应施加的激励信号频率范围；初始相角计算模块，用于设定激励信号由N个正弦波分量叠加形成，以使相同输入功率下激励信号瞬时峰值达到最大值为优化目标，得到激励信号的初始相角；激励信号优化模块，用于根据所述初始相角对激励信号进行优化，获得优化后的激励信号；检测模块，用于将优化后的激励信号的幅值放大后进行涡流检测处理，得到电缆铅封涡流检测信号。5.根据权利要求4所述的一种电缆铅封涡流检测模块，其特征在于，所述优化后的激励信号的计算式为：，其中，θ
io
表示初始相角，d2、d1分别表示电缆铅封缺陷的埋深范围，其中，d2大于d1，N表示正弦波分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵千秋，范松海，刘凤莲，张榆，罗东辉，穆舟，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：