[发明专利]一种碳纤维复合芯导线芯棒无损检测装置及方法

说明书

本发明提供一种碳纤维复合芯导线芯棒无损检测装置及方法。该设备包括：激振探头、导线定位装置、振荡信号拾取探头、振荡信号分析仪四部分组成。该设备将待检导线进行定位后，采用激振探头发射特定频率的振动波对导线内部的复合材料芯棒进行辐射；将透射出的反馈振荡波信号利用振荡信号拾取探头进行收集，将拾取探头收集的信号形成连续图谱并经过数字化处理。最终将处理后的信号图谱通过振荡信号分析仪与标准数字图谱进行比对分析，通过数据库分析软件得到分析结果，从而检测出芯棒特定位置的损伤情况。该设备可广泛应用于碳纤维复合材料导线芯棒的无损检测，其分析过程快速方便，检测过程便捷，对芯棒无损伤破坏。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维复合材料导线芯棒的检测方法，特别涉及一种利用特定频率超声波辐射方式对碳纤维复合材料导线芯棒的内部复合材料芯杆进行损伤检测的设备及方法。

背景技术

碳纤维复合材料导线芯棒是用于电力传输领域的高压导线重要部件，其主要作用是取代钢芯铝绞线中的金属钢芯，利用碳纤维树脂基复合材料作为材质的碳纤维导线芯棒，其自身的强度、刚度以及环境适应性较强，可有效减少远距离杆塔间高压输电线路的弧垂变形，因此碳纤维复合材料导线芯棒也成为高压输电和远距离输电领域的新型高科技产品，可有效替代金属芯所带来的诸多质量和寿命问题。

然而作为新型复合材料材质的芯棒，在使用过程或施工架线过程中也存在诸多问题，其中较为典型和主要的就是碳纤维复合芯棒的表面和内部损伤，这种损伤有可能是产品制备过程中产生，也有可能是架线过程中施工工序的不完善造成，如果缺陷损伤不被及时发现和处理必然对输电线路的稳定使用带来隐患。

而鉴于目前高压输电线的多层结构，碳纤维复合芯棒的外部有较厚的铝质绞线的包裹层和外部绝缘层，因此一旦线路架入，很难发现内部芯部复合材料棒材的损伤问题，传统的目测或表面探测手段无法达到及时发现损伤的目的。而目前国内外对于这种多层高压输电线路的检测处理研究和手段几乎为零，特别是碳纤维复合材料导线芯棒的检测方面即为困难。为了达到不损伤芯棒结构的目的，同时如何快速对碳纤维复合材料芯棒的表面及内部损伤进行方便探测和智能比对提取、分析以及综合评价，成为目前研究的热点。

由于计算机技术以及超声探测技术的快速发展，对于新型碳纤维复合材料导线芯棒的快速无损智能化检测技术的发展也逐渐为研究者着眼，以计算机为基础的智能化快速无损检测设备以及检测方法的配备并进行产业化，将大大提高高压碳纤维复合材料导线的质量和使用寿命。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种碳纤维复合芯导线芯棒的无损检测设备和方法，该设备包括：激振探头、导线定位装置、振荡信号拾取探头、振荡信号分析仪四部分组成。该设备将待检导线进行定位后，采用激振探头发射特定频率的振动波对导线内部的复合材料芯棒进行辐射；将透射出的反馈振荡波信号利用振荡信号拾取探头进行收集，将拾取探头收集的信号形成连续图谱并经过数字化处理。最终将处理后的信号图谱通过振荡信号分析仪与标准数字图谱进行比对分析，通过数据库分析软件得到分析结果，从而检测出芯棒特定位置的损伤情况。该设备可广泛应用于碳纤维复合材料导线芯棒的无损检测，其分析过程快速方便，检测过程便捷，对芯棒无损伤问题，可全面跟踪保证复合材料导线芯棒的分析过程。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳纤维复合芯导线芯棒的无损检测设备，包括：激振探头、导线定位装置、振荡信号拾取探头、振荡信号分析仪，所述激振探头、导线定位装置、振荡信号拾取探头、振荡信号分析仪依次设置，所述激振探头发射的发射特定频率的振动波经设置在导线定位装置上的碳纤维复合芯导线芯棒后，透射到振荡信号拾取探头，所述振荡信号拾取探头与振荡信号分析仪相连。

优选的，所述发振动波的频率在100-100000Hz范围。

优选的，所述振荡信号拾取探头是可检测芯棒透射超声信号的频谱检测仪，该检测仪可检测经激振探头发射和碳纤维复合材料导线芯棒透射后的声波反馈信号。