一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法，包括信号发生模块、耦合模块、信号采集模块、数据处理模块以及缺陷判断模块；信号发生模块用于产生入射信号；耦合模块用于接收入射信号和待测电缆的缆芯基于入射信号产生的反射信号，并将入射信号和反射信号发送给信号采集模块；信号采集模块用于将入射信号和反射信号转换为数字信号；数据处理模块用于对数字信号进行处理，并将处理后的数据发送给缺陷判断模块；缺陷判断模块用于根据处理后的数据对待测电缆进行缺陷检测。本发明专利技术可以对待测电缆的缆芯缺陷进行快速检测，避免因仪控电缆局部缺陷导致信号传输失真或者故障事故发生。事故发生。事故发生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法


[0001]本专利技术涉及电力工程的
，更具体地说，涉及一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法。

技术介绍

[0002]目前，核电站用电线电缆所需电缆的种类主要包括在核电站的核岛、常规岛等各部分用于电力传输、控制、计算机、仪表、数值和热电偶等。核电站安全壳内的电缆用于核安全设备电力和信号的传输，电缆若出现局部缺陷，将有可能引发安全事故，对大型电气、控制系统的安全与稳定运行以及维修人员的生命安全构成严重威胁。
[0003]对于上述情况，现有核电站内仪控电缆缺乏可靠的评估绝缘劣化状态的规范。为了提高核电站运行过程中的安全可靠性，亟需确定核电站内仪控电缆的电气状态，以减少由于仪控电缆局部缺陷导致信号传输失真或故障事故的发生几率。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，包括：信号发生模块、耦合模块、信号采集模块、数据处理模块以及缺陷判断模块；
[0006]所述耦合模块的输入端与待测电缆的缆芯连接，所述耦合模块的输出端与所述信号采集模块的输入端连接，所述信号发生模块与所述耦合模块的输入端连接，所述信号采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与所述缺陷判断模块连接；
[0007]所述信号发生模块用于产生入射信号；
[0008]所述耦合模块用于接收入射信号和所述待测电缆的缆芯基于所述入射信号产生的反射信号，并将所述入射信号和所述反射信号发送给所述信号采集模块；
[0009]所述信号采集模块用于将所述入射信号和所述反射信号转换为数字信号；
[0010]所述数据处理模块用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的数据发送给所述缺陷判断模块；
[0011]所述缺陷判断模块用于根据所述处理后的数据对所述待测电缆进行缺陷检测。
[0012]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统中，所述入射信号为线性调频信号。
[0013]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统中，所述入射信号为由低到高的频段，并叠加高斯窗的线性调频信号。
[0014]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统中，所述耦合模块为多转一耦合器，所述耦合模块的输入端为所述多转一耦合器的多端输入口，所述耦合模块的输出
端为所述多转一耦合器的单端输出口。
[0015]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统中，所述多转一耦合器内部的传输线的波阻抗与所述待测电缆的波阻抗匹配。
[0016]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统中，所述数据处理模块包括：
[0017]魏格纳计算单元，所述魏格纳计算单元用于对所述数字信号进行伪魏格纳
‑
维利时频分布计算，获得魏格纳分布点数据集；
[0018]能量值计算单元，所述能量值计算单元用于基于所述魏格纳分布点数据集进行能量计算，获得时频分布的能量值；
[0019]互相关计算单元，用于根据所述魏格纳分布点数据集和所述时频分布的能量值进行时频域互相关计算，获得互相关值。
[0020]本专利技术还提供一种基于时频域反射的电缆缺陷检测方法，包括以下步骤：
[0021]通过信号发生模块产生入射信号；
[0022]耦合模块接收入射信号和待测电缆的缆芯基于所述入射信号产生的反射信号，并将所述入射信号和所述反射信号发送给所述信号采集模块；
[0023]信号采集模块将所述入射信号和所述反射信号转换为数字信号；
[0024]数据处理模块对所述数字信号进行处理，并将处理后的数据发送给缺陷判断模块；
[0025]所述缺陷判断模块根据所述处理后的数据对所述待测电缆进行缺陷检测。
[0026]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测方法中，所述入射信号为由低到高的频段，并叠加高斯窗的线性调频信号。
[0027]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测方法中，所述耦合模块为多转一耦合器，所述耦合模块的输入端为所述多转一耦合器的多端输入口，所述耦合模块的输出端为所述多转一耦合器的单端输出口；
[0028]所述多转一耦合器内部的传输线的波阻抗与所述待测电缆的波阻抗匹配。
[0029]在本专利技术所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测方法中，所述数据处理模块对所述数据信号进行处理，并将处理后的数据发送给缺陷判断模块包括：
[0030]对所述数字信号进行伪魏格纳
‑
维利时频分布计算，获得魏格纳分布点数据集；
[0031]基于所述数魏格纳分布点数据集进行能量计算，获得时频分布的能量值；
[0032]根据所述魏格纳分布点数据集和所述时频分布的能量值进行时频域互相关计算，获得互相关值。
[0033]实施本专利技术的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统和方法，具有以下有益效果：包括信号发生模块、耦合模块、信号采集模块、数据处理模块以及缺陷判断模块；信号发生模块用于产生入射信号；耦合模块用于接收入射信号和待测电缆的缆芯基于入射信号产生的反射信号，并将入射信号和反射信号发送给信号采集模块；信号采集模块用于将入射信号和反射信号转换为数字信号；数据处理模块用于对数字信号进行处理，并将处理后的数据发送给缺陷判断模块；缺陷判断模块用于根据处理后的数据对待测电缆进行缺陷检测。本专利技术可以对待测电缆的缆芯缺陷进行快速检测，避免因仪控电缆局部缺陷导致信号传输失真或者故障事故发生。
附图说明
[0034]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0035]图1是本专利技术实施例提供的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的多转一耦合器的结构示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例提供的信号采集模块采集到的信号图；
[0038]图4是本专利技术实施例提供的数据处理模块输出的信号图；
[0039]图5是本专利技术实施例提供的基于时频域反射的电缆缺陷检测方法的流程示意图。
具体实施方式
[0040]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0041]参考图1，为本专利技术提供的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统一可选实施例的结构示意图。
[0042]如图1所示，该基于时频域反射的电缆缺陷检测系统包括：信号发生模块30、耦合模块20、信号采集模块40、数据处理模块50以及缺陷判断模块60。
[0043]其中，耦合模块20的输入端与待测电缆10的缆芯连接，耦合模块20的输出端与信号采集模块40的输入端连接，信号发生模块30与耦合模块20的输入端连接，信号采集模块40的输出端与数据处理模块50的输入端连接，数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，包括：信号发生模块、耦合模块、信号采集模块、数据处理模块以及缺陷判断模块；所述耦合模块的输入端与待测电缆的缆芯连接，所述耦合模块的输出端与所述信号采集模块的输入端连接，所述信号发生模块与所述耦合模块的输入端连接，所述信号采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与所述缺陷判断模块连接；所述信号发生模块用于产生入射信号；所述耦合模块用于接收入射信号和所述待测电缆的缆芯基于所述入射信号产生的反射信号，并将所述入射信号和所述反射信号发送给所述信号采集模块；所述信号采集模块用于将所述入射信号和所述反射信号转换为数字信号；所述数据处理模块用于对所述数字信号进行处理，并将处理后的数据发送给所述缺陷判断模块；所述缺陷判断模块用于根据所述处理后的数据对所述待测电缆进行缺陷检测。2.根据权利要求1所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，所述入射信号为线性调频信号。3.根据权利要求2所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，所述入射信号为由低到高的频段，并叠加高斯窗的线性调频信号。4.根据权利要求1所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，所述耦合模块为多转一耦合器，所述耦合模块的输入端为所述多转一耦合器的多端输入口，所述耦合模块的输出端为所述多转一耦合器的单端输出口。5.根据权利要求4所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，所述多转一耦合器内部的传输线的波阻抗与所述待测电缆的波阻抗匹配。6.根据权利要求1所述的基于时频域反射的电缆缺陷检测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：魏格纳计算单元，所述魏格纳计算单元用于对所述数字信号进行伪魏格纳
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蜀，王志武，涂画，杨成森，张吉良，林陶锟，邓红雷，
申请(专利权)人：华南理工大学中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：