基于SANS拉力机的电线电缆拉力试验专用软件的开发

陈玉明，吴 江，江 丞

(1.江苏省产品质量监督检验研究院，江苏宜兴214252;2.南京航空航天大学，江苏南京210007)

0 引言

电线电缆产品质量测试项目大体可分为四大类:机械性能、电性能、结构尺寸以及其他特殊性能。机械性能的主要考核指标有绝缘和护套的抗张强度和断裂伸长率。拉力试验机作为最常规机械性能的测试装置，应用非常广泛，但其软件的开发针对性并不强。电线电缆产品绝缘、护套的拉力试验数据量较大，计算较为繁琐，开发一套适用于电线电缆产品拉力测试的专用软件可以极大地提高检验人员的工作效率和测试准确性。本文结合当前电线电缆产品拉力测试的现状，介绍了开发的拉力测试软件。

1 拉力试验现状及测试过程中的问题

拉力试验机主要用于考核绝缘和护套的抗张强度和断裂伸长率，国内主要的生产厂家有深圳新三思材料有限公司、上海华龙试验机有限公司、长春试验机有限公司等，拉力机型号众多，应用范围较广。

早期的拉力试验机是指针式，数据读取很不方便。随着传感技术的不断发展，电子拉力试验机已替代了老式的拉力试验机。相比之下，新式拉力试验机测量方式更为便捷，在数据方面已实现自动采集，提高了测试人员的工作效率和测试准确性。由于拉力试验机应用领域较广，国内外生产厂家并未针对电线电缆行业做专业的软件开发和设计，数据虽实现了自动采集，但后续数据的处理仍较为繁琐。

电线电缆绝缘、护套拉力测试数据量较大，按照GB/T 2951—2008试验方法的规定，每一根绝缘线芯、护套需要制作5个试样，并取其抗张强度、断裂伸长率的中值(或者平均值)。对于一个全性能的测试项目而言，拉力试验的数据量至少要达到20多个，数据量较多，计算虽简单，但较为繁琐，而且容易出错。对于一个普通测试员，如果每天的试验工作量达到20个批次的话，数据量将达到500个，可想而知其计算工作量将有多大。我们做过统计，普通的拉力测试项目，试验和数据处理的时间各占50%，工作效率特别低，出错概率大。特别是在测试任务饱满的工作期间，拉力试验项目成为了制约整个线缆测试流程的瓶颈项目。测试数据不能进行自动计算，这极大的影响了拉力试验的效率和准确性。

目前国内外的拉力试验机生产厂商尚未开发出用于电线电缆产品拉力测试的专用软件，为此我们结合拉力测试的要求，进行了软件开发工作。

2 电线电缆拉力测试软件的开发

2.1 软件开发的思路

国内外的拉力机已经能够实现数据测试的自动采集，但数据的后续处理还没有专业的软件系统，一般的测试软件仅仅对单个的试验具备数据处理功能。结合线缆测试的实际，线缆试样处理通常要经过几个阶段，如老化前、空气烘箱老化后、耐油老化、成品老化等，每个阶段后都要进行抗张强度和断裂伸长率的测试。数据的计算和数据间的比较也很清晰，按照这一思路可以大体构造出整个电线电缆拉力试验软件的结构框架。

根据电线电缆测试和数据处理要求，软件将能够实现数据采集、数据计算、数据查询、统计报表等功能。

2.2 软件开发的技术难点

要达到预期的目的存在两个技术难点:

(1)自动化处理系统和硬件的兼容性研究。系统软件能否成功运行，基于系统与拉力测试硬件的兼容，本项目主要表现在三个兼容点:拉力传感、位移传感、速度传感。解决好这些兼容点，自动化处理系统就能够实现软硬件之间的通信协议。

(2)自动化处理系统功能性研究。编制具有专业测试特色的软件，关键要将试验流程、数据处理要求细化。拉力测试流程主要包括:信息录入、方法选择、速度选择、过程选择、数据计算、数据存储、数据查询等。自动化测试系统还扩展到其他的功能:试验人员口令、测试设备编号自动录入、温湿度自动录入等。通过软件编制这些功能是完全可以实现的。

3 软件开发方法及技术路线

拉力软件开发我们采用多层数据结构的方法，图1是本次软件设计开发的技术路线图。

图1 拉力软件设计技术路线示意图

拉力试验机生产厂商提供了硬件通信协议，并解码。通过软件开发，可以实现指令与通信协议的兼容，并且能够保证手动操作设备和软件操作的一致性和协调性。

图2、图3分别为管状和哑铃状试样的测试软件系统表单截图。测试员在试验时可根据测试的要求进行选择和设定，如选择测试任务编号、试验阶段、试件形状、颜色等，不再需要进行手工书写。

图2 管状试样拉力测试表单截图

图3 哑铃状试样拉力测试表单截图

通过调试，该软件系统很好地满足了电线电缆测试的基本需求，实现了测试信息的录入、自动计算、数据维护、数据查询和表单打印等功能，测试效率提高了40%，保证了测试数据的准确性。

软件设计开发时也考虑到了特殊的电缆产品如81YH橡套线试验数据修约与常规数据修约要求不一致的情况。

4 结束语

本软件的开发可大大提高拉力测试的精度、速度、准确度，降低人力资源成本，有效地解决拉力测试工作量的瓶颈难题，有较大的应用和推广价值。

［1］GB/T 2951—2008 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法［S］.

［2］汪 沁，奚李峰.数据结构［M］.北京:清华大学出版社，2009.