【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防火材料检测领域，具体涉及防火电缆用复合材料耐火性能检测系统及检测方法。
技术介绍
1、传统的防火电缆耐火性能检测方法通常依赖于破坏性测试，如直接燃烧或长时间高温暴露，这些方法不仅耗时且成本高昂。此外，传统方法往往只能提供有限的测试点数据，难以全面评估材料在不同条件下的性能。随着材料科学和测试技术的发展，对耐火材料的评估需求越来越倾向于非破坏性、高精度和快速响应的检测手段。
2、现有技术中对于耐火材料的检测一般采用直接加热后测定温度或者导热系数等的方式，例如根据gb/t 17911-2018标准，测定陶瓷纤维复合材料的耐高温性能通常包括加热永久线变化测定：将试样加热至一定温度并保持一定时间，然后测量其长度变化，以评估材料在高温下的稳定性。对于线缆来说，复合材料的检测往往难以全面的检测线缆用复合材料的耐高温性能。由于线缆的包层厚度、线径等等都对于材料的耐高温性能有影响，因此如何能够快速、准确、精确的测定线缆用耐高温材料的性能是急需解决的问题。本专利技术提供的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统及方法，提供一个能够全面、快速、准确地评估电缆耐火性能的解决方案。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，包括检测主控机、数据分析模块、数据采集模块、加热控制模块、热成像模块、内传感器阵列和外传感器阵列；
2、加热控制模块用于控制测试过程中的加热系统，确保待测材料样品暴露在特定的温度条件下，以模拟实际高温环境
3、检测主控机连接数据分析模块和加热控制模块；检测主控机用于协调和管理各个模块的操作，控制测试过程和监控测试状态；
4、数据分析模块连接热成像模块和数据采集模块，数据采集模块连接内传感器阵列和外传感器阵列；
5、热成像模块利用红外热像仪来获取电缆表面的热分布图像，数据采集模块用于收集测试过程中从内传感器阵列和外传感器阵列获得的温度数据；
6、数据分析模块用于处理和分析从数据采集模块、热成像模块获取的检测数据；
7、内传感器阵列布置在线缆的线芯内部，用于测量电缆内部的温度分布；外传感器阵列与内传感器阵列相对应，设置于线缆线芯外部与复合材料包层内部之间，用于测定线缆线芯外部与复合材料包层内部之间的温度。
8、待测材料样品为陶瓷纤维复合耐火材料制成的线缆样品，包括线芯层和外包层，其中线芯层为空心金属管，采用铝或者铜制作而成；线芯层内部为内传感器阵列，线芯层外部为外传感器阵列，外传感器阵列外部为陶瓷纤维复合材料；
9、复合材料由以下组分组成：陶瓷橡胶、玻璃纤维以及以下添加剂：硫化剂、促进剂、防老剂、阻燃剂和填充剂；其中，陶瓷橡胶的质量百分比为40-60％，玻璃纤维的质量百分比为20-40％，硫化剂的质量百分比为0.5-2％，促进剂的质量百分比为0.1-1％，防老剂的质量百分比为0.5-2％，阻燃剂的质量百分比为2-10％，填充剂的质量百分比为5-20％；
10、所述陶瓷纤维橡胶复合材料的制作方法包括以下步骤：a.准备线缆的线芯管，确保其表面清洁无油污；线芯管内部步骤分布式光纤温度传感器，作为内传感器阵列；在线芯管外部铺设分布式光纤温度传感器，确保传感器与线芯管表面接触良好，作为外传感器阵列，以便准确测量线缆在测试过程中的温度变化；b.采用编织、缠绕的方法，将玻璃纤维在线芯管外部编织成预制件，确保编织均匀且紧密，以提供良好的机械保护和耐火性能；c.将陶瓷橡胶与玻璃纤维预制件混合，其中陶瓷橡胶由橡胶材料、陶瓷粉体和必要的硫化体系组成；d.向混合物中加入硫化剂、促进剂、防老剂、阻燃剂和填充剂，以提高材料的加工性能、耐老化性能、阻燃性能和物理性能；e.通过热压硫化或溶液浸渍方法，使陶瓷橡胶与纤维预制件及添加剂充分复合，形成均匀的复合材料；f.对复合后的陶瓷纤维橡胶材料进行固化处理，以确保材料的结构稳定性和耐火性能；g.固化后的陶瓷纤维橡胶复合材料经过切割、打磨后处理工序，形成适用于线缆包层的最终待测材料样品。
11、内传感器阵列和外传感器阵列均采用分布式光纤传感器；
12、所述分布式光纤温度传感器包括一个中心光纤和多个沿光纤轴线间隔分布的测量点；所述中心光纤用于传输脉冲光源并接收沿光纤长度返回的后向散射光；所述测量点通过光纤中的拉曼散射效应获得温度信息；所述后向散射光包括斯托克斯光和反斯托克斯光，其波长和强度与测量点处的温度相关；
13、所述数据采集模块包括光电探测器和信号处理单元，用于接收后向散射光并将其转换为电信号，信号处理单元对电信号进行处理，以确定每个测量点的温度值；所述数据采集模块利用温度解调算法，根据斯托克斯光和反斯托克斯光的强度比计算出沿光纤长度的每个测量点的温度分布，实现不同位置温度的同时测量，并将检测的温度数据发送至数据分析模块。
14、热成像模块包括一个或多个红外热像仪，用于实时获取电缆表面的热分布图像；所述红外热像仪具备高分辨率和高灵敏度，能够在不同温度下捕捉线缆表面的热能差异；热成像模块还包括一个图像处理单元，用于处理红外热像仪捕获的热图像，并将处理后的图像转换为温度数据；所述温度数据与内传感器阵列和外传感器阵列收集的数据相结合，一并传输至数据分析模块进行同步分析。
15、所述加热控制模块包括温度设定单元、加热元件和温度反馈单元；其中，温度设定单元用于根据测试需求预设加热温度和加热速率，加热元件用于对线缆进行加热处理，以使线缆达到预设的加热温度，温度反馈单元用于实时监测线缆的温度，并将温度信息反馈至加热控制模块；所述加热控制模块能够根据温度反馈单元提供的温度信息，自动调节加热元件的输出功率，以精确控制线缆的加热温度；所述加热控制模块还具备温度超限报警功能，当线缆温度超过预设的安全阈值时，自动切断加热电源并发出报警信号，以确保测试过程的安全性；所述加热控制模块与检测主控机相连，检测主控机控制加热控制模块的工作状态，实现对线缆加热过程的精确控制。
16、所述加热为单点加热，即只对样品的一个位置进行加热。
17、一种防火电缆用复合材料耐火性能检测方法，使用所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，包括如下步骤：
18、步骤1：测试样品制备，包括制备不同厚度：2mm、4mm、6mm、8mm，和不同线径：0.5mm至10mm，间隔为0.5mm，的防火电缆用复合材料样品；
19、步骤2：系统准备，逐个将制备好的样品安装在检测系统中，并确保内传感器阵列和外传感器阵列正确布置在线缆的预定位置，连接检测主控机至数据分析模块、加热控制模块、热成像模块和数据采集模块；
20、步骤3：系统校准，对检测系统中的数据采集模块、热成像模块和加热控制模块进行校准，确保测试数据的准确性和可靠性；
21、步骤4：温度设定，通过加热控制模块预设加热温度和加热速率，模拟实际高温环境；启动加热元件，按照预设的加热程序对线缆样品进行加热，同时启动数据采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，包括检测主控机、数据分析模块、数据采集模块、加热控制模块、热成像模块、内传感器阵列和外传感器阵列；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
7.一种防火电缆用复合材料耐火性能检测方法，使用权利要求1-6任一项所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测方法，其特征在于：<...
【技术特征摘要】
1.一种防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，包括检测主控机、数据分析模块、数据采集模块、加热控制模块、热成像模块、内传感器阵列和外传感器阵列；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的防火电缆用复合材料耐火性能检测系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖本国，黄晓宝，姚敏，叶青云，后石，孙磊，陶静，王永梅，
申请(专利权)人：安徽国电电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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