一种电缆微弱缺陷的检测定位系统和方法与流程

本发明涉及电缆，更具体地说，涉及一种电缆微弱缺陷的检测定位系统和方法。

背景技术：

1、仪表和控制电缆通过连接控制中心和受控设备，担任着传输信号、监控指标、实时预警的重要角色，保证站内、安全壳内的各个机组和反应堆安全、有序的运行，是维护站内工作人员、设备安全的重要一环。在仪控电缆的站内敷设环境中，时常伴随着高温、高气压和机械应力、化学分子以及核辐射的作用，仪控电缆外部及内部的磨损、老化等情况不断出现，特别是敷设在电缆桥架拐角处的仪控电缆，更容易受到尖锐处的磨损和电缆群间的挤压，使其出现外表皮、屏蔽层被断裂的现象。但是这种针对外表皮和屏蔽层的微弱断裂缺陷并不会影响仪控电缆的正常运行，但在未来的在役时间，微弱断裂缺陷会不断恶化，且最终导致仪控电缆的传输导体介质受到操作，致使仪控系统的稳定受到破坏，进而危害设备和人身安全。

2、对于上述情况，仪控电缆对于强烈的硬缺陷有许多检测差别和定位方法，但这些方法应用到仪控电缆微弱缺陷上存在较大的误判和定位误差，检测的准确性和可靠性差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种电缆微弱缺陷的检测定位系统和方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电缆微弱缺陷的检测定位系统，包括：

3、信号发生模块，所述信号发生模块用于以预设时间间隔产生入射信号；

4、信号互感模块，所述信号互感模块与所述信号发生模块连接，所述信号互感模块用于将所述入射信号传输给信号采集模块以及将所述入射信号注入待测电缆的线芯，并将经过所述待测电缆的线芯传输后产生的反射信号输出至所述信号采集模块；

5、电流发生模块，所述电流发生模块分别与所述待测电缆和所述信号采集模块连接，所述电流发生模块用于产生电流并根据设定温度步长将所述电流注入所述待测电缆的线芯中，并控制所述信号采集模块进行信号采集；

6、所述信号采集模块用于根据所述电流发生模块的控制对所述入射信号和经过所述待测电缆传输后产生的反射信号进行采集，获得多组参考信号和反射信号；所述信号采集模块还对每一组参考信号和反射信号进行处理，获得多组预处理信号；

7、数据处理模块对所述多组预处理信号进行时频处理和热浮动方差处理获得热浮动方差曲线，并根据所述热浮动方差曲线进行缺陷检测和定位。

8、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述信号互感模块包括：感应线圈；

9、所述感应线圈包括：第一接口、第二接口和感应部；

10、所述第一接口与所述信号发生模块连接，用于接收所述信号发生模块输出的入射信号；

11、所述感应部分别与所述第一接口和所述第二接口连接，用于将所述入射信号从所述待测电缆的首端注入所述待测电缆的线芯并将经过所述待测电缆的线芯传输后产生的反射信号传输至所述第二接口；

12、所述第二接口与所述信号采集模块连接，用于将所述第一接口接入的入射信号以及所述感应部传输的反射信号传输给所述信号采集模块。

13、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述电流发生模块还用于实时监测所述待测电缆的线芯的实时温度，并在所述待测电缆的线芯的实时温度达到目标温度时，控制所述信号采集模块执行一次信号采集。

14、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述数据处理模块包括：时频分布处理单元；

15、所述时频分布处理单元用于对每一组参考信号和反射信号分别进行时频分布处理，获得多组分布信号。

16、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述数据处理模块还包括：时频互相关处理单元；

17、所述时频互相关处理单元用于对每一组分布信号进行时频互相关处理，获得多条时频互相关曲线；所述多条时频互相关曲线为时频域互相关曲线簇。

18、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述数据处理模块还包括：热浮动方差处理单元；

19、所述热浮动方差处理单元用于对所述时频域互相关曲线簇进行浮动方差处理，获得热应力浮动方差曲线。

20、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，所述数据处理模块还包括：定位缺陷检测单元；

21、所述定位缺陷检测单元用于根据所述热应力浮动方差曲线进行分析计算，并根据分析计算结果进行缺陷判断及缺陷定位。

22、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位系统中，还包括：校准模块；

23、所述校准模块用于根据待测电缆的实际长度和所述入射信号的传输速度计算所述待测电缆末端的时间位置，以完成待测电缆末端的位置校准。

24、本发明还提供一种电缆微弱缺陷的检测定位方法，包括以下步骤：

25、信号发生模块以预设时间间隔向信号互感模块输出入射信号；

26、所述信号互感模块将所述入射信号传输给信号采集模块以及通过电磁感应将所述入射信号注入待测电缆的线芯并将经过所述待测电缆的线芯传输后产生的反射信号输出至所述信号采集模块；

27、电流发生模块根据设定温度步长向所述待测电缆的线芯注入电流并对所述待测电缆的线芯的实时温度进行监测，以及在所述待测电缆的线芯的实时温度达到目标温度时控制所述信号采集模块执行一次信号采集；

28、所述信号采集模块根据所述电流发生模块的控制对所述信号互感模块传输的入射信号和反射信号进行采集，获得多组参考信号和反射信号；

29、所述信号采集模块对每一组参考信号和反射信号进行处理，获得多组预处理信号；

30、数据处理模块对所述多组预处理信号进行时频处理和热浮动方差处理获得热浮动方差曲线，并根据所述热浮动方差曲线进行缺陷检测和定位。

31、在本发明所述的电缆微弱缺陷的检测定位方法中，所述数据处理模块具体用于执行以下步骤：

32、对每一组参考信号和反射信号分别进行时频分布处理，获得多组分布信号；

33、对每一组分布信号进行时频互相关处理，获得多条时频互相关曲线；所述多条时频互相关曲线为时频域互相关曲线簇；

34、对所述时频域互相关进行浮动方差处理，获得热应力浮动方差曲线；

35、根据所述热应力浮动方差曲线进行分析计算，并根据分析计算结果进行缺陷判断及缺陷定位。

36、实施本发明的电缆微弱缺陷的检测定位系统和方法，具有以下有益效果：包括：信号发生模块，以预设时间间隔产生入射信号；信号互感模块，用于将入射信号传输给信号采集模块以及将入射信号注入待测电缆的线芯；电流发生模块根据设定温度步长将电流注入待测电缆的线芯中，并控制信号采集模块进行信号采集；信号采集模块对入射信号和进行采集处理，获得多组预处理信号；数据处理模块对多组预处理信号进行时频处理和热浮动方差处理获得热浮动方差曲线，并根据热浮动方差曲线进行缺陷检测和定位。本发明通过对信号进行时频处理并结合热应力处理，从而实现了对电缆微弱缺陷的有效检测和定位，解决了传统检测方法的准确性差和可靠性差的问题。