一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置与方法

摘要

本发明具体涉及一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置与方法。目前静态解脱力测量由于其结构和原理的限制，存在着不能真实评价粘结剂和解脱力在整个线包匝中的分布以及均匀性，且无法对微细光缆的解脱力进行准确测量，更无法对解脱状态和解脱层表面缺陷进行有效监测等问题。本发明提供一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置，由工控机、数据采集与控制系统、动作组件和CCD相机组成，动作组件包括线轴、张力传感器、测长传感器、测速传感器、排线机构和收线轮，线轴上垂直设置有微细光缆线包；张力传感器上位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点位于线轴的轴线上。本发明技术方案很好的克服了上述问题，对微细光缆解脱力以及相关指标监测精确实时。

权利要求

1.一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置，其特征在于：由工控机（1）、数据采集与控制系统（2）、动作组件和CCD相机（9）组成，所述动作组件包括线轴（3）、张力传感器（4）、测长传感器（5）、测速传感器（6）、排线机构（7）和收线轮（8），所述线轴（3）上垂直设置有微细光缆线包；所述张力传感器（4）上位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点位于线轴（3）的轴线上；

所述线轴（3）的外围同一水平面上设置有3个CCD相机（9）；

所述数据采集与控制系统（2）一端与工控机（1）连接，另一端分别连接于排线机构（7）以及3个CCD相机（9）。

2.如权利要求1所述的微细光缆连续准静态解脱力测量装置，其特征在于：所述3个CCD相机（9）均布设置。

3.一种微细光缆连续准静态解脱力的测量方法，其特征在于：微细光缆线包垂直放置于线轴（3）上，微细光缆沿轴向解脱，线轴（3）轴线与张力传感器（4）位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点相切，同时微细光缆线包与张力传感器（4）的安装关系应满足h/r≥60，用张力传感器（4）测得的数据即为微细光缆的轴向解脱力。

说明书

一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置与方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微细光缆性能测试技术领域，具体涉及一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置与方法。

背景技术

[0002] 微细光缆是由裸光纤纤芯外涂覆折射层、缓冲层以及纤维加强层组成的一种高强度特殊单纤芯光缆，用于飞行器与发射平台之间的信息连接与传递。在光纤制导飞行器中，微细光缆以一定的规则和张力缠绕在圆锥形线轴上，并涂覆粘结剂形成微细光缆线包，线包安装在制导飞行器的尾部，飞行器发射和飞行时，在解脱拉力作用下微细光缆不断地从飞行器上剥离释放，并正确传输制导相关数据，实现飞行器、人、飞行器和人在回路的精确打击。微细光缆的解脱力是衡量线包性能的重要质量指标之一，同时也是对缠绕工艺中粘结剂涂覆质量检验的一种重要手段。

[0003] 目前静态解脱力测量一般是在万能试验机上通过配置适当的夹具进行测量，微细光缆线包每层有100多米，大概60层左右，由于其结构和原理的限制，每次测量只能解脱1米。因此现有技术存在着如下的问题：1、只能检测单匝缠绕微细光缆的解脱力，不能对线包整体长度上的解脱力进行检测，因而不能评价粘结剂和解脱力在整个线包匝中的分布以及均匀性。2、试验机的传感器量程一般都较大，而微细光缆线包的解脱力又很小，所以，无法对微细光缆的解脱力进行准确测量。3、因为光缆解脱时是1米1米的断断续续的解脱，即使设置视频图像检测系统，也无法对解脱状态和解脱层表面缺陷进行有效监测。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置与方法，以克服现有技术存在的不能评价粘结剂和解脱力在整个线包匝中的分布以及均匀性，无法对微细光缆的解脱力进行准确测量，也不能对解脱状态和解脱层表面缺陷进行检测和识别的问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置，由工控机1、数据采集与控制系统2、动作组件和CCD相机9组成，

[0007] 所述动作组件包括线轴3、张力传感器4、测长传感器5、测速传感器6、排线机构7和收线轮8，所述微细光缆线包垂直设置于线轴3上，所述张力传感器4上位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点位于线轴3的轴线上；

[0008] 所述微细光缆线包的外围同一水平面上设置有3个CCD相机9；

[0009] 所述数据采集与控制系统2一端与工控机1连接，另一端分别连接于排线机构7以及3个CCD相机。

[0010] 所述3个CCD相机9均布设置。

[0011] 本发明还提供一种微细光缆连续准静态解脱力测量的方法，微细光缆线包垂直放置，微细光缆沿轴向解脱，线轴轴线与张力传感器位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点相切，同时微细光缆线包与张力传感器的安装关系应满足h/r≥60，用张力传感器测得的数据即为微细光缆的轴向解脱力。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果：

[0013] 1、可评价粘结剂和解脱力在整个线包匝中的分布以及均匀性：由于本发明实现了微细光缆的连续解脱，不再像之前那样，在每一米的两端测得的数据都会因为条件变化而发生变化，因此根本无法真实地给出整个长度内粘结剂和解脱力在整个线包匝中的分布以及均匀性的情况。

[0014] 2、可以实现对微细光缆的静态解脱力的准确测量：本发明中解脱力测量范围5N,测力精度0.5%F.S.;在实现对微细光缆连续解脱力的准确测量的同时，还可考察层与层之间解脱力的差别，每层两端解脱力的大小。

[0015] 3、对解脱状态和解脱层表面缺陷可以进行有效监测：在连续的解脱状态下，可以获得连贯的图像，这样就可以考察解脱的真实状态，以便实时对线包表面缺陷进行检测与识别。

附图说明

[0016] 图1是本发明装置的结构示意图。

[0017] 图2是图1中的A-A视图。

[0018] 图中1-工控机、2-数据采集与控制系统、3-线轴、4-张力传感器、5-测长传感器、6-测速传感器、7-排线机构、8-收线轮、9-CCD相机。

具体实施方式

[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合图1、图2对本发明作进一步说明。

[0020] 一种微细光缆连续准静态解脱力测量装置，由工控机1、数据采集与控制系统2、动作组件和CCD相机9组成，

[0021] 所述动作组件包括线轴3、张力传感器4、测长传感器5、测速传感器6、排线机构7和收线轮8，所述微细光缆线包垂直设置于线轴3上，所述张力传感器4上位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点位于线轴3的轴线上；

[0022] 所述微细光缆线包的外围同一水平面上设置有3个CCD相机9；

[0023] 所述数据采集与控制系统2一端与工控机1连接，另一端分别连接于排线机构7以及3个CCD相机。

[0024] 所述3个CCD相机9均布设置。

[0025] 本装置的工作原理为：微细光缆线包设置于线轴3上，微细光缆通过张力传感器4、测长传感器5、测速传感器6、排线机构7最终缠绕在收线轮8上，收线机构在计算机控制软件和控制系统控制下按照给定的速度运动（解脱速度控制在200mm/min～500mm/min之间），牵引微细光缆从线包中解脱出来。

[0026] 本发明还提供一种微细光缆连续准静态解脱力测量的方法，微细光缆线包垂直放置，微细光缆沿轴向解脱，线轴轴线与张力传感器位于解脱方向一侧的导轮的外侧端点相切，同时微细光缆线包与张力传感器的安装关系应满足h/r≥60，用张力传感器测得的数据即为微细光缆的轴向解脱力。

[0027] 本发明的原理是：微细光缆轴向解脱，在微细光缆弹性变形极小情况下，在保证线轴与张力传感器导轮的外端点相切，且微细光缆线包与张力传感器的安装关系满足h/r≥60，以尽量减小安装位置产生的误差，最终保证微细光缆均匀的解脱，此时用测量光缆中拉力的方法来间接测量缠绕在线轴上的每一匝的解脱力，从而准确测量微细光缆的轴向解脱力。进一步来说，由于粘结剂的作用形成一定的解脱阻力，从而将微细光缆张紧，在不考虑微细光缆变形情况下（由于解脱力很小且微细光缆刚度很高，微细光缆变形很小，可以忽略），微细光缆中的张力与粘结剂解脱阻力平衡，因此微细光缆张力即为微细光缆解脱力，通过张力传感器即可测出解脱力。

[0028] 这里测量方法的指导原理是，由于解脱力很小，一般只有30g，而光缆的刚度很高，因此拉伸光缆的变形所做的功可以忽略不计，这样情况下，使用本装置保证正确的相对位置，光缆中的拉力与解脱力在大小上相等，这样通过测量拉力来衡量解脱力。如果不满足这种特定条件，光缆拉力并不等于线包的解脱力，是不能用这种原理来测量解脱力的。再有如果不能保证线包与测量轮之间有足够距离和解脱光缆与测量相切的位置，也不能用测量拉力的方法来间接测量线包的解脱力。

[0029] 上面的方法中所涉及到的解脱微细光缆的长度以及解脱速度分别有测长传感器和测速传感器测量。为了能够连续测量整个线包的微细光缆解脱力，收线轮的容量应大于线包微细光缆的长度，在连续解脱过程中，排线机构按照解脱速度、微细光缆直径在计算机控制软件的控制下均匀整齐地将解脱微细光缆缠绕在收线轮上。

[0030] 解脱力、解脱速度、解脱长度等则分别通过相应的传感器、A/D转换器、控制计算机以及数据处理软件记录在计算机中，并以图表形式动态显示在屏幕上，便于实验人员的动态监测。

[0031] 为了监测微细光缆从线包上解脱一周的解脱状态和当前解脱层以及下一解脱层表面是否有明显缺陷，采用在圆周方向安装3个CCD相机来拍摄解脱图像。这样就可以随时考察解脱的真实状态，以便及时对线包表面缺陷进行检测与识别。

[0032] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。