摘要：文字介绍了一种新的电线电缆断裂伸长率检测技术，传统检测技术主要是利用人工进行重复、繁琐的检测操作，检测过程具有很大的不确定性及不可追溯性，文中提出的基于CCD的检测技术是利用CCD的图像处理技术，将整个检测过程利用图片的形式保存下来，实现检测过程的准确、方便、可追溯。
关键词：CCD 电线电缆 断裂伸长率
1 引言
电线电缆的断裂伸长率是电线电缆检测中的一个重要参数，也是判断电线电缆是否合格的重要判断依据。依据GB/T2951.11-2008 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法，断裂伸长率是将试件拉伸至断裂时，标记距离的增量与未拉伸试样的标记距离的百分比。试验前，应从每个被试绝缘线芯试样（或每个被取绝缘线芯的绝缘试样）上切取足够长的样段，供制取老化前机械性能试验用试件至少5个和供要求进行各种老化用试件各至少5个。从标准中可以看出，每个完整试验过程，断裂伸长率试验应至少5次。传统试验过程是利用圆规及直尺实时跟踪标记点之间的距离，实时测量在拉伸过程中的标记距离之间的长度，试验人员在整个试验过程中需时刻紧盯标记点的变化，如试验数据有问题，无法进行试验过程再现，不可追溯，给试验人员的试验过程和结果判定带来一定的麻烦。
为改善传统检测手段中遇到的问题，我们提出了一种基于CCD的检测手段，整个试验过程是利用CCD的图像处理能力，实时抓拍标记点之前的位移变化（200ms一次），利用图像自动对标手段，自动计算标记点之间的距离，当对试验结果有异议时，还可将原始图片调出，重新复现试验过程，实现试验结果的可追溯性。
2 技术原理
CCD（Charge-coupled Device）中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器,也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为电信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。
CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。
我们将CCD图像传感器放置于原拉力试验机合适位置处，调整焦距及CCD高度，通过USB线连到电脑上。打开测试软件，通过试件上的标记点进行距离标定，如下图所示：
试验过程完成后，系统自动记录试验过程数据及试验图片（200ms一次，可设置时间），根据力值及试件形变量，自动计算断裂伸长率及试件的抗张强度，并保存试件断裂瞬间图片，以便保证该试验过程的可追溯性，整个试验过程自动完成，大大节约了试验人员的工作量，提高了检测准确性与可追溯性。
3 结论
基于CCD的电线电缆断裂伸长率检测方法的提出，改善了原试验过程中仅靠人工完成所造成的重复性、繁琐性、不可追溯性等弊端，避免了人为因素的干扰，一定程度的提高了试验结果的准确性、可追溯性与公正性。
论文作者:贾余超
论文发表刊物:《科技中国》2018年1期
论文发表时间:2018/7/18
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