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    开发用于电子照相机XLPE绝缘的杂质粒子测量仪器

    发布时间: 2016-11-07  点击次数: 586次

       交联电缆绝缘料中的杂质颗粒是危害电缆耐电强度和寿命的主要因素之一,已成为中外电力电缆工作者的共识,因此,作为防范杂质颗粒的超净生产技术和杂质颗粒评定技术十分被人们重视。目前,在发达国家,杂质颗粒评定普遍采用大抽样体积,篼分辨的激光电扫描技术,将此技术和杂质自动剔除技术一起列为保障超净生产的关键性的新技术。
        本课题组长期跟踪研究杂质颗粒的扫描测试技术,1994年完成激光扫描式XLPE电缆绝缘料杂质颗粒测试仪研制,在此基础上完成研制电子摄像式杂质测试仪。与激光扫描式仪器比较,本仪器分辨力提高了一倍,测试速度提高了四倍,操作使用性能也大大提高,是电缆绝缘料生产过程中的一种重要的检测设备。
    2电子摄像式杂质测置仪原理本仪器的核心部件是电荷耦合固体摄像器件线阵    (ChargeCoupledDevice)简称CCD,它是由一列(如1024个)14fmiX14nm的光的二极管和电荷耦合位移寄存器组成,它用电荷转移的方式将光电二极管阵列所接收来的外部光信号产生的光生载流子,在时基信号的控制下顺序输出,将空间连续分布的光强函数变成离散的时间序列的光生电动势函数。
        由CCD、光源、机械部分信号处理系统及微机系统组成的测试仪,工作原理如所示。被测料由小型挤出机挤成熔融薄带,经三辑压成7mm0.9mm厚连续试样,经导辊通过CCD电子摄像机物面,成像于光敏元上,如有杂质颗粒通过,便逾住若干光敏元,使其无电荷产生输出,电压脉冲序列出现对应“缺口”。电子系统检测“缺口”宽度便测得颗粒的一维尺寸。
    2.1低通滤波我们把均匀光波照明下,CCD输出的等幅的离散的时间序列光生电动势2MHz频率看成是视频载波,而将杂质像形成的“缺口”看成是调制在载波上的视频信号,要测得视频信号上的缺口宽度,首先要解调(检波)或称低通滤波,由于视频缺口信号很窄,其高频分量与载波(2MHz)十分接近,故一般的低通滤波器将同时把小杂质颗粒信息一同滤掉,我们经努力研制出由三节滤波器级连电路即在一般低通滤波器上加了两个带阻滤波器,使电路的频率特性“锐截止”很好,满足了要求,视频调高时载信号波形及电路幅频特性如2.2特征点问题当只考虑几何光学时,放大倍数为1的无象差照相系统中,直径为2A的颗粒成像在象平面其光强的一维空间分布函数应为:读写指示小键盘四通道计数器微型打印机息1丨。视频f低通滤波次微分质化二次微分过零比较触发器系统孔径A为光波长,K为与X、D有关常数,因此考虑衍射后颗粒的象函数为:。
    将(3)式微分dl(Xi)信号处理各波形为(4)式极大值I.为照明光源在象平面形成的光强,Xi为象面一维坐标,Xi=0时为光轴位置,由于光衍射作用,位于光轴上的点光源不是S函数,而是即在对应颗粒直径边缘处,光强函数的微分值有极值,即光强函数变化zui大处为对应直径的特征点。对应时间序列视频信号斜率zui大处“缺口”宽度即对应颗粒直径。如所示。
    3伪颗粒识别机结果兄寸(/nm)计数打印量尺寸机打特征黑深黄黑半透明印结果量尺寸(fim)特征黑深黄黑浅黄2久保田玄波动光学,北京科学出版社3邹仲力提高CCd尺寸测量分辨力的解调测量法仪器仪表学报,1986(2)测试结果与显微镜验证结果比较,证明本仪器分辨率优于30/rni,颗粒尺寸误差小于10%.

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