非接触式漆包线漆膜连续性在线检测方法研究

后，由式（８）就可以计算出电晕起始电压。Ｅ。的大小主
要和以下因素有关系：
（１）尺寸 Ｅ。的大小和内导体的半径关系密切，
和—三呈线性关系。总结实验结果可得标准状态下同
￣／ｒ
轴圆柱Ｅ。（峰值）具有以下形式：
Ｅｃ＝３１．５（１＋攀）ｋＶ／ｃｍ
（１３）
ｏｒ
（２）大气状态 根据密闭装置中改变压力及温度
的实验结果，可得非标准状态下同轴圆柱Ｅ。（峰值）的
作者简介
朱维涛 男 １９４６年生 统设计及计算机应用技术等 Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｗｔ＠ｃｉｔｉｚ．ｎｅｔ
副教授研究方向为光学系
（上接第９６３页） 宽度时，要使得其产生的有效电场范围在３６ｍｍ以内， 即：
Ｚ＜３６ｒａｍ 这样，当漆包线上两个距离超过３６ｒａｍ的缺陷存在时， 就不可能同时处于有效电场的检测范围之内而被误认 为是一个缺陷进行处理了。
５ 结束语
采用局部电晕放电技术进行漆包线生产过程中的 漆膜连续性在线检测，不仅泄漏检测电流极小，而且可
４传感器尺寸的设计
即：
【，…一Ｅ—ｘ￡１ｒ，（吉１ｎ鲁＋去ｌｎ薏）
（１２）
由（１２）式可以计算出最大允许电压Ｕ…。
３．２电晕放电
电晕放电是极不均匀电场中的自持放电，其起始
电压是由实验总结出来的经验公式估算的，而此时的
场强称为电晕起始场强Ｅ。。下面介绍比克（Ｆ．Ｗ．
Ｐｅｅｋ）经过大量实验得到的Ｅ。的经验公式。求得Ｅ。
使用水银；日本盐水法和低压电解液法都必须使漆包
１引
言
线通过一定浓度的溶液，而且检测能力有限；传统的高
压直流法只能在漆包线的行走速度较慢而且均匀的情
漆包线是电机、电子等设备产品的配套材料，漆包
况下才能很好的测量，速度较高或不稳定时，就容易对
工艺是使金属导线涂覆一种或多种均匀连续具有一定
漆包线产生机械损伤甚至拉断。对于生产中高速运动
根据上面的理论推导，经过严密的计算，多次的试 验，设计并制作了样机，通过单片机实时的采集检测信 号，并储存，而上位机则读取在单片机中储存的信息， 进行处理，通过ＶＣ编程语言编写的图形界面来实时 的显示缺陷的位置，缺陷数目的统计，并以文件形式保 存数据，供离线调用查看等。经过多次的反复实验，取 得了预想的效果，在避免了对缺陷漏检的同时，也将距 离大于３６ｒａｍ的缺陷区分开来。
图１ 非接触式高压电场漆包线漆膜连续性检测装置图
３传感器设计的理论分析
３．１检测电极中的电场分析 在图１中，上线槽在检测电极的周长中所占比例
很小，检测电极可以近似成圆柱型来讨论。检测电极及 在其中行走的漆包线的截面图如图２所示。
漆包线内 金属导体
空气（介电 系数￡）
漆膜（介电 系数ｓ．）
筒型金 属导体
２非接触式漆包线在线检测装置
而且，对漆包线性能产生影响的主要因素也是漆包线
的漆膜连续性状况。目前在国内，对漆包线漆膜连续性
针对目前漆包线漆膜连续性检测中存在的问题及
进行检测，还是以使用离线检测方法居多，比接触式检测装置
银法、日本盐水法、低压电解液法或传统的高压直流法
（下转第９７５页）
万方数据
第９期
汽车前照灯系统光学设计方法研究
９７５
５结束语
图ｌｏ等照度曲线
图１１照明模拟图形 计算得到最大照度为１９．１６８１ｘ，实际测试照度为 １９．８１ｘ，计算误差为３．２％，达到了较高模拟精度。
设计的软件实现了设计与校验两种功能，提高了 软件的可靠性，希望能为国内汽车灯具行业的车灯设 计提供有效的帮助，为使我国的车灯制造行业逐步走 向自主设计方向而努力。
分别为：
Ｄ，一型工 Ｄ。一』丝
ｒ｜ｎ兰ｌ
。ｒｌｎ量卫
ｒｌ
ｒ２
其中：ｒ为场中某点离轴线的距离。在介质分界处，不
同介质中感应强度的法向分量连续，即Ｄ，一Ｄ：，于是
得：
土坠：三坠
（９）
ｒ。ｌｎ垒ｒ。ｌｎ鱼
ｒ】
ｒ２
设Ｕ为内外导体之间的电压，考虑到Ｕ—Ｕ，＋Ｕ：，所 以可写出两层介质匕的电压为：
土ｌｎ兰
Ｕ，一
则检测电极中电晕的起始电压【，。为：
Ｕ。一Ｅ。ｅ２ｒ２（去ｌｎ ｒｒ２。＋ｌ￡。１唾）
＝３１．５３（１＋筹ｒ￣／３）￡２“吉１￡ ｌｎ詈ｒ １＋去Ｅ２ｌｎ≥ｒ２）
（】６）
检测电极除了半径要符合要求外，对其宽度也有 一定的要求。宽度主要由以下几个因素决定： ４．１保证传感器的宽度——可靠性
当使用单片机对检测信号进行采样时，单片机的 采样频率是有一定限制的。在一定的采样频率下，两次 采样发生必然要相隔一定的时间。若检测电极的宽度 不够，则当漆包线上有缺陷的位置在其中经过时，就很 有可能使得其在进入和离开检测电极的这段时问刚好 处于两次采样时间之间，从而使应该被检测出来的缺 陷信号产生了丢失。为了避免这种情况的发生，避免漏 检，就必须保证检测电极具有一定的宽度。
厚度的漆膜过程，并保证漆膜的性能符合漆包线标准 规定的要求。
的漆包线，这些方法都不适合进行在线检测。因此，研 究漆包线的漆膜连续性在线检测方法，设计传感器和
在漆包线的生产过程中，由于生产工艺及其它因
检测装置，具有重要理论价值和实际应用意义。
素的影响，通常会存在漆包线漆膜的不连续性，也称漆 膜缺陷，从而对漆包线整体的绝缘性能产生不良影响。
￡１
ｒ１
￡２
Ｅ：一箍ｎ— ｒｎｌ——
己，
，。——
１
。。——
ｎ—ｒ—２ 十——１
￡２ｒ２
ｅ１
ｒ１
￡２
（１１）
设漆膜的击穿场强为Ｅ¨眦。，则当Ｅ，一Ｅ。…时，漆膜击
穿。为了保证漆膜不被损伤，须使Ｅ，ｄＥ¨蚰。，由（１１）
式，得：
由此可见，电晕的起始电压不仅与漆包线的内导体半 径及漆膜厚度尺寸有关，与检测电极的半径尺寸也关 系密切。所以在一定的电压条件下，必须要选择合适的 检测电极的大小尺寸，从而才能保证气隙中的最大场 强达到电晕起始场强的值。这是选择传感器外形尺寸 的一个重要依据。
设单片机采样频率为，，采样周期为ｔ，漆包线生 产过程中的最大线速度为口，检测电极的宽度为，，则 为了保证信号的不丢失，必须有：
ｚ≥ｕ’ｆ一手
可见，检测电极的宽度选择与采样频率及漆包线的线 速度关系密切。
．４．２ 限制传感器宽度的原因＿准确性
宽度的选择也并非越大越好，宽度的增加，尽管降 低了漏检的可能性，但同时也降低了检测精度。当检测 电极宽度较大时，电场中如同时出现两个或多个缺陷 时，泄漏电流检测电路就不能很好的进行分辨了，会把 它们都当成一个缺陷进行处理。所以从准确测量的角 度来考虑，检测电极的宽度选择的越小，就越能避免这 种情况的发生，检测精度也就越高。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎａｍｅｌｅｄ ｗｉｒｅ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｌａｗ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｕｌｄｎ’ｔ ａｄａｐｔ ｔＯ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅ—
ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈａｔ ｉｓ
（６万ｄｓ Ｄ·２丌，．Ｚ。一Ｑ
或者：手ＥｄＳ＝Ｅ·２兀ｒｆｏ一譬
则漆膜介质中的电场强度为：
Ｅ。一熹（ｒ，＜ｒ＜。
（２）
空气介质中的电场强度为：
丘一罴（％＜ｒ＜¨
（３）
可见电介质中场强Ｅ正比于÷，即漆膜中和空气中的
最大电场分别出现在其内圆柱的内表面即，．一ｒ。和，一
一ｒ。处。则漆膜中的最大电场为：
Ｅ扎，ｔ一一．●丽ｔ
经验公式为：
Ｅ，一３１．５３（１＋粤）ｋＶ／ｃｍ
（１４）
ｑ ｒ３
式中：ｄ——空气的相对密度
根据经验公式，要使检测装置在漆包线上产生电
晕，必须使气隙中最大场强处的值不低于起始场强Ｅ。
的值。由式（１１），有：
Ｅｒ
（１ ５）
２—％ｒ—２—（１—ｌ—ｎ—ｒ兰２＋——１－－－—ｌｎ—一一Ｅｃ
，ｒ ｖ１
ｆ一２
，ｒ２３），．１
参考文献
ＧＢ４５９９－－９４．汽车前照灯配光性能． ＧＢ４６６０－－９４．汽车雾灯配光性能． Ｂ．Ｍ．斯科别列夫．汽车拖拉机灯具．陆飞译．上海：上海 市拖拉机汽车研究所，１９８４．４６～４８． 袁旭仓．光学设计．北京：科学出版社，１９８３．４８４ ４９４． 朱维涛，陈祥熙．汽车灯具设计原理与方法．光学仪器， ２００２，２４（６）：３５～４１．
！！
二！
一Ｕ
１土ｌｎ垒＋土ｌｎ ｒＡ
￡ｌ
ｒ１
￡２
ｒ２
上１ｎ鱼
Ｕ。一
垒
！！
一Ｕ
１－＿１ｎ兰＋土ｌｎ鱼
（１０）
由前面的计算可知各层中的最大场强均在其内圆柱的 表面，根据（７）、（８）式，得：
万方数据
第９期
非接触式漆包线漆膜连续性在线检测方法研究
９６３
Ｅ一：』Ｌ：
‘州嘻 ｅｌｒｌ
ｌ
。。——
ｎ—ｒ—２１一．—１—
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｕｎｔｏｕｃｈｅｄ Ｏｎ—ｌｉｎｅ Ｆｌａｗ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｏａｔ ｏｆ Ｅｎａｍｅｌｅｄ Ｗｉｒｅ
Ｗａｎｇ Ｒｅｎｈｕａｎｇ Ｔａｎｇ Ｓｕｘｉａｎｇ Ｓｈｅｎ Ｚｈａｏｇａｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１ ００９０，Ｃｈｉｎａ）
第２６卷第９期
仪器仪表学报
２００５年９月
非接触式漆包线漆膜连续性在线检测方法研究＋
汪仁煌唐苏湘 沈兆冈 （广东工业大学自动化学院广州 ５１００９０）