專利名稱:電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,特別涉及一種利用高壓脈沖上調(diào)制OFDM、QAM、QPSK, ASK、PSK、FSK測(cè)距方法實(shí)現(xiàn)短路點(diǎn)距離的實(shí)現(xiàn)裝置。
背景技術(shù):
電纜故障測(cè)試系統(tǒng)多芯電纜是被廣泛應(yīng)用的信號(hào)傳輸或能量傳輸?shù)闹匾d體。與其應(yīng)用的廣泛性相比,它的測(cè)試方法是落后日益受到廣大技術(shù)人員的關(guān)注。長(zhǎng)期以來(lái),人們常用人工測(cè)試電纜,但該方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,準(zhǔn)確性也比較差。針對(duì)以上問(wèn)題,本文提出一種新型的電纜故障測(cè)試系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)多芯電纜的斷路、短路、斷路點(diǎn)、短路點(diǎn)的測(cè)試。1、測(cè)試功能在多芯電纜實(shí)際應(yīng)用中,常見(jiàn)問(wèn)題為電纜某芯線斷路和電纜中某兩根芯線之間短路。本系統(tǒng)針對(duì)上述問(wèn)題具有以下測(cè)試功能(1)短路測(cè)試一精確測(cè)得電纜芯線之間是否有不必要的連接及路點(diǎn)的具體位置。(2)斷路測(cè)試——能測(cè)得電纜中某芯線是否連通及斷路點(diǎn)的具體位置。(3)統(tǒng)計(jì)及顯示——統(tǒng)計(jì)并顯示一次測(cè)量中開(kāi)路及短路的芯線數(shù)及芯線號(hào)。(4)適用于芯線數(shù)目較多和長(zhǎng)距離的電纜測(cè)試場(chǎng)合。(5)測(cè)試準(zhǔn)確、方便、 快速,具有自動(dòng)測(cè)試的特點(diǎn)。2、測(cè)試原理2. 1斷路、短路測(cè)試以8051單片機(jī)組成的最小系統(tǒng)為核心,配以多選二開(kāi)關(guān)陣列 (模擬開(kāi)關(guān)組合實(shí)現(xiàn))。該開(kāi)關(guān)陣列連接在電纜的某一端,原理框圖如圖1.采取單端測(cè)量法來(lái)完成整個(gè)測(cè)量過(guò)程,該方案在測(cè)量斷中與短路時(shí),具有不同的操作過(guò)程。(1)測(cè)試芯線斷路首先將多芯電纜一端所有芯線連到一起,然后將芯線另一端連接開(kāi)關(guān)陣列,由單片機(jī) 8051控制開(kāi)關(guān)陣列從某一條芯線輸入電信號(hào),再由除此芯線以及的其余芯線掃描讀取此信號(hào)。如果讀不到此信號(hào),說(shuō)明此芯線斷路,或除芯線以外的其余芯線都斷路。(2)測(cè)試芯線短路首先將電纜中的所有芯線的一端全部斷開(kāi)(即互不相連),然后由單片機(jī)8051控制與芯線另一端相連的開(kāi)關(guān)陣列,使得從某一條芯線輸入電信號(hào),從除此以外的其余芯線掃描讀取該信號(hào),若能讀得該信號(hào),則說(shuō)明芯線與被掃描芯線之間有短路情況,并記錄相互短路的芯線號(hào)。2. 2斷路點(diǎn)、短路點(diǎn)測(cè)試前文敘述了電纜有短路及斷路等故障檢測(cè)方法。如果檢測(cè)出某一電纜有斷路故障,某兩根電纜有短路故障,故障點(diǎn)在何睡呢?如果判斷呢?下面分別做簡(jiǎn)要說(shuō)明。(1)斷路故障點(diǎn)。ICI及周期元件組成典型文氏橋式正弦波振蕩電路,當(dāng)振蕩頻率f約為1.6kHZ。IC2作跟隨呂,起隔離作用,提高電路帶負(fù)載的能力;兩個(gè)二極管利用其非線性以達(dá)到自動(dòng)穩(wěn)幅的效果。后加的輸出變壓器是為檢測(cè)短路故障點(diǎn)需要,檢測(cè)斷路故障點(diǎn)時(shí)可以不用。將有斷路故障的電纜芯線一端接入A點(diǎn),將一個(gè)盒式錄音機(jī)的放音磁頭靠近此電纜線,打開(kāi)錄音機(jī),將其沿著電纜線移動(dòng),錄音機(jī)中可以聽(tīng)到音頻信號(hào)。到斷路點(diǎn)以后,音頻信號(hào)無(wú)法傳來(lái),錄音機(jī)中聽(tīng)不到音頻信號(hào),這樣就可以判斷出斷路點(diǎn)的位置,需注意的是當(dāng)檢測(cè)多芯線纜某一根斷路故障時(shí),其余芯線最好接地,以減小分布電容的影響,樣檢測(cè)的效果較好。( 短路點(diǎn)檢測(cè)將有短路故障的兩根電纜芯線分別接入B、C
3處,仍用錄音機(jī)磁頭靠近故障電纜線,并沿著電纜線移動(dòng),錄音機(jī)中可以聽(tīng)到音頻信號(hào)。到短路點(diǎn)以后,則聽(tīng)不到音頻信號(hào),這樣可以判斷出短路點(diǎn)的位置(以錄音機(jī)原理可生產(chǎn)一種便攜式控測(cè)器)。2. 3測(cè)試功能轉(zhuǎn)換此系統(tǒng)測(cè)試功能的轉(zhuǎn)換,是通過(guò)單片機(jī)控制上文所提及的模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的,簡(jiǎn)圖如圖3.其中8051單片機(jī)通過(guò)向模擬開(kāi)關(guān)Kl的1IN、2IN管腳輸入電信號(hào), 以控制各功能。當(dāng)IIN為高電平,21 N為高電平時(shí),Kl的開(kāi)關(guān)1、2導(dǎo)通(A管腳接較2的A 點(diǎn),此信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)1輸入,OUT腳接放大整形電路再輸出給CPU),由兩條不同芯線(圖3 中LI N通過(guò)芯線接口單元接電纜盡能多的芯線)進(jìn)行斷路或短路掃描檢測(cè);當(dāng)IIN為高電平,2IN為任意電時(shí),Kl的開(kāi)關(guān)1導(dǎo)通(圖2的A點(diǎn)信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)1輸入),由CPU通過(guò)外圍電路提供芯片線選通信號(hào)2,以選通一開(kāi)路芯線,進(jìn)行開(kāi)路點(diǎn)檢測(cè);當(dāng)(B、C管腳信號(hào)接入電路,B、C管腳分別與圖2的B、C點(diǎn)相連),由CPU通過(guò)外圍電路提供芯線選通信號(hào)1、2,分別選通兩條短路芯線,進(jìn)行短路點(diǎn)檢測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的問(wèn)題在無(wú)需挖開(kāi)電纜溝的情況下,在線找出車輛電纜的短路故障點(diǎn)。技術(shù)方案測(cè)量原理電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀在電纜上加上高壓脈沖電壓,在高壓脈沖電壓上疊加OFDM調(diào)制幀信號(hào),OFDM調(diào)制幀信號(hào)是帶有時(shí)間戳標(biāo)簽數(shù)據(jù)幀,OFDM調(diào)制幀信號(hào)在短路點(diǎn)發(fā)生反射,反射后的OFDM調(diào)制幀信號(hào)被電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀接受,根據(jù)接受到數(shù)據(jù)幀將其解碼時(shí)間戳,根據(jù)現(xiàn)在的時(shí)間和時(shí)間戳的時(shí)間差,測(cè)量出時(shí)間戳來(lái)回傳送的時(shí)間, 根據(jù)時(shí)間計(jì)算出短路點(diǎn)距離測(cè)試點(diǎn)之間的距離。因?yàn)殡娎|短路在加載弱電信號(hào)時(shí)成高阻狀態(tài),使用幾十伏的電壓很可能不能構(gòu)成回路,從而測(cè)試不出電纜短路處;利用高壓脈沖才能擊穿短路點(diǎn),從而將信號(hào)有效短路反射回來(lái),從而能有效測(cè)量出短路處距離。實(shí)現(xiàn)方法電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置由高壓直流產(chǎn)生電路,脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,測(cè)距分析電路,顯示電路組成;脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路的信號(hào)通過(guò)耦合電路將OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路調(diào)制的數(shù)據(jù)幀調(diào)制到高壓直流產(chǎn)生電路上, 通過(guò)電纜連接接口直接加載到待測(cè)電纜上;測(cè)距分析電路連接電纜連接接口將疊加在高壓脈沖上的信號(hào)分離,測(cè)距分析電路將數(shù)據(jù)幀信號(hào)解析,并分析時(shí)間戳,計(jì)算出電纜短路點(diǎn)的距離;測(cè)距分析電路連接顯示電路,將計(jì)算的距離在顯示電路上顯示。如圖1所示,101為高壓直流產(chǎn)生電路,102為OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,103為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,104為電纜連接接口,105為測(cè)距分析電路,106為顯示電路;高壓直流產(chǎn)生電路(101)連接為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(10 ;OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(10 連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(103);脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(10 連接電纜連接接口(104);電纜連接接口(104)連接測(cè)距分析電路(105);測(cè)距分析電路(105) 連接顯示電路(106)。有益效果在高壓電上疊加調(diào)制信號(hào),來(lái)測(cè)量短路點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)損探測(cè)。
四
圖1 OFDM調(diào)制方式測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)原理框2其它數(shù)據(jù)調(diào)制方式測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)原理框圖
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述優(yōu)選實(shí)例1 測(cè)量原理電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀在電纜上加上高壓脈沖電壓,在高壓脈沖電壓上疊加 OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK 調(diào)制幀信號(hào),OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK 調(diào)制幀信號(hào)是帶有時(shí)間戳標(biāo)簽數(shù)據(jù)幀,OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK調(diào)制幀信號(hào)在短路點(diǎn)發(fā)生反射,反射后的0 011、(^11、(》^1(^31(、?31(431(調(diào)制幀信號(hào)被電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀接受,根據(jù)接受到數(shù)據(jù)幀將其解碼時(shí)間戳,根據(jù)現(xiàn)在的時(shí)間和時(shí)間戳的時(shí)間差,測(cè)量出時(shí)間戳來(lái)回傳送的時(shí)間, 根據(jù)時(shí)間計(jì)算出短路點(diǎn)距離測(cè)試點(diǎn)之間的距離。因?yàn)殡娎|短路在加載弱電信號(hào)時(shí)成高阻狀態(tài),使用幾十伏的電壓很可能不能構(gòu)成回路,從而測(cè)試不出電纜短路處;利用高壓脈沖才能擊穿短路點(diǎn),從而將信號(hào)有效短路反射回來(lái),從而能有效測(cè)量出短路處距離。創(chuàng)新點(diǎn)(1)采用高壓脈沖疊加調(diào)制幀信號(hào),使電纜高壓擊穿能通過(guò)電纜的短路點(diǎn);(2)在高壓脈沖上疊加的是OFDM、QAM、QPSK, ASK、PSK、FSK調(diào)制幀信號(hào);(3)在 OFDM、QAM、QPSK, ASK、PSK、FSK 調(diào)制幀上加上時(shí)間戳;(4)根據(jù)反射過(guò)來(lái)的時(shí)間戳,計(jì)算數(shù)據(jù)幀來(lái)回的時(shí)間,從而計(jì)算出短路點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離。實(shí)現(xiàn)方法電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置由高壓直流產(chǎn)生電路,脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路, OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,測(cè)距分析電路,顯示電路組成;脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路的信號(hào)通過(guò)耦合電路將OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路調(diào)制的數(shù)據(jù)幀調(diào)制到高壓直流產(chǎn)生電路上,通過(guò)電纜連接接口直接加載到待測(cè)電纜上;測(cè)距分析電路連接電纜連接接口將疊加在高壓脈沖上的信號(hào)分離,測(cè)距分析電路將數(shù)據(jù)幀信號(hào)解析,并分析時(shí)間戳,計(jì)算出電纜短路點(diǎn)的距離;測(cè)距分析電路連接顯示電路,將計(jì)算的距離在顯示電路上顯示。如圖1所示,101為高壓直流產(chǎn)生電路,102為OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,103為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,104為電纜連接接口,105為測(cè)距分析電路,106為顯示電路;高壓直流產(chǎn)生電路(101)連接為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(10 ;OFDM數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(10 連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(103);脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(10 連接電纜連接接口(104);電纜連接接口(104)連接測(cè)距分析電路(105);測(cè)距分析電路(105) 連接顯示電路(106)。優(yōu)選實(shí)例2:在優(yōu)選實(shí)例1中,疊加的數(shù)據(jù)幀調(diào)制方式采用的是0FDM,本實(shí)例中對(duì)數(shù)據(jù)幀的調(diào)制方式還可采用QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)調(diào)制方式。
如圖2所示,201為高壓直流產(chǎn)生電路,202為QAM、QPSK, ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,203為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,204為電纜連接接口,205為測(cè)距分析電路,206為顯不電路;高壓直流產(chǎn)生電路(201)連接為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路;QAM、QPSK、ASK、 PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(20 連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路O03);脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(20 連接電纜連接接口(204);電纜連接接口(204)連接測(cè)距分析電路O05);測(cè)距分析電路(20 連接顯示電路006)。雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置由高壓直流產(chǎn)生電路,脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,測(cè)距分析電路,顯示電路組成;脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路的信號(hào)通過(guò)耦合電路將OFDM、 QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路調(diào)制的數(shù)據(jù)幀調(diào)制到高壓直流產(chǎn)生電路上,通過(guò)電纜連接接口直接加載到待測(cè)電纜上;測(cè)距分析電路連接電纜連接接口將疊加在高壓脈沖上的信號(hào)分離,測(cè)距分析電路將數(shù)據(jù)幀信號(hào)解析,并分析時(shí)間戳,計(jì)算出電纜短路點(diǎn)的距離; 測(cè)距分析電路連接顯示電路,將計(jì)算的距離在顯示電路上顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是高壓直流產(chǎn)生電路(101)連接為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(10 ;數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(10 連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(103);脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(103)連接電纜連接接口(104);電纜連接接口(104)連接測(cè)距分析電路(10 ;測(cè)距分析電路(10 連接顯示電路(106)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路有OFDM、QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)字幀調(diào)制方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀在電纜上加上高壓脈沖電壓,在高壓脈沖電壓上疊加OFDM調(diào)制幀信號(hào),OFDM調(diào)制幀信號(hào)是帶有時(shí)間戳標(biāo)簽數(shù)據(jù)幀,OFDM調(diào)制幀信號(hào)在短路點(diǎn)發(fā)生反射,反射后的OFDM調(diào)制幀信號(hào)被電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試儀接受,根據(jù)接受到數(shù)據(jù)幀將其解碼時(shí)間戳,根據(jù)現(xiàn)在的時(shí)間和時(shí)間戳的時(shí)間差,測(cè)量出時(shí)間戳來(lái)回傳送的時(shí)間,根據(jù)時(shí)間計(jì)算出短路點(diǎn)距離測(cè)試點(diǎn)之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是因?yàn)殡娎|短路在加載弱電信號(hào)時(shí)成高阻狀態(tài),使用幾十伏的電壓很可能不能構(gòu)成回路,從而測(cè)試不出電纜短路處;利用高壓脈沖才能擊穿短路點(diǎn),從而將信號(hào)有效短路反射回來(lái),從而能有效測(cè)量出短路處距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是采用高壓脈沖疊加調(diào)制幀信號(hào),使電纜高壓擊穿能通過(guò)電纜的短路點(diǎn);在高壓脈沖上疊加的是OFDM調(diào)制幀信號(hào);在OFDM調(diào)制幀上加上時(shí)間戳;根據(jù)反射過(guò)來(lái)的時(shí)間戳,計(jì)算數(shù)據(jù)幀來(lái)回的時(shí)間, 從而計(jì)算出短路點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,其特征是高壓直流產(chǎn)生電路(201)連接為脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路O03) ;QAM、QPSK、ASK、PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(20 連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路O03);脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(20 連接電纜連接接口(204);電纜連接接口(204)連接測(cè)距分析電路O05);測(cè)距分析電路(205)連接顯示電路006)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置,電纜在線短路點(diǎn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)裝置由高壓直流產(chǎn)生電路,脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路,數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路,測(cè)距分析電路,顯示電路組成;脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路的信號(hào)通過(guò)耦合電路將數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路調(diào)制的數(shù)據(jù)幀調(diào)制到高壓直流產(chǎn)生電路上,通過(guò)電纜連接接口直接加載到待測(cè)電纜上;測(cè)距分析電路連接電纜連接接口將疊加在高壓脈沖上的信號(hào)分離,測(cè)距分析電路將數(shù)據(jù)幀信號(hào)解析,并分析時(shí)間戳,計(jì)算出電纜短路點(diǎn)的距離;測(cè)距分析電路連接顯示電路,將計(jì)算的距離在顯示電路上顯示。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102445637SQ20111029050
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者王萬(wàn)純, 顧士平, 顧海燕 申請(qǐng)人:顧士平