專利名稱：高壓脈沖測(cè)距技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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。
二背景技術(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，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，常見問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，配以多選二開關(guān)陣列 (模擬開關(guān)組合實(shí)現(xiàn))。該開關(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)量法來完成整個(gè)測(cè)量過程，該方案在測(cè)量斷中與短路時(shí)，具有不同的操作過程。(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關(guān)陣列，由單片機(jī) 8051控制開關(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(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，打開錄音機(jī)，將其沿著電纜線移動(dòng)，錄音機(jī)中可以聽到音頻信號(hào)。到斷路點(diǎn)以后，音頻信號(hào)無(wú)法傳來，錄音機(jī)中聽不到音頻信號(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)中可以聽到音頻信號(hào)。到短路點(diǎn)以后，則聽不到音頻信號(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，是通過單片機(jī)控制上文所提及的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)圖如圖3.其中8051單片機(jī)通過向模擬開關(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，2IN為高電平時(shí)，Kl的開關(guān)1、2導(dǎo)通(A管腳接較2的A 點(diǎn)，此信號(hào)通過開關(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LIN通過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)1IN為高電平，2IN為任意電時(shí)，Kl的開關(guān)1導(dǎo)通(圖2的A點(diǎn)信號(hào)通過開關(guān)1輸入)，由CPU通過外圍電路提供芯片線選通信號(hào)2，以選通一開路芯線，進(jìn)行開路點(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)。
三
實(shí)用新型內(nèi)容要解決的問題在無(wú)需挖開電纜溝的情況下，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，從而能有效測(cè)量出短路處距離。實(shí)現(xiàn)方法高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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)。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(20 連接顯示電路006)。[0015]有益效果在高壓電上疊加調(diào)制信號(hào)，來測(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10FDM調(diào)制方式測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)原理框圖圖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)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(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 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，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電纜的短路點(diǎn)；(2)在高壓脈沖上疊加的是OFDM調(diào)制幀信號(hào)；(3)在OFDM調(diào)制幀上加上時(shí)間戳；(4)根據(jù)反射過來的時(shí)間戳，計(jì)算數(shù)據(jù)幀來回的時(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)方法高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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 [0033]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(203) ；QAM、QPSK、ASK、 PSK、FSK數(shù)據(jù)幀調(diào)制電路(202)連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(203)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(205)；測(cè)距分析電路(205)連接顯示電路(206)。雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明，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1.一種高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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 ；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(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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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(202)連接脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(203)；脈沖及信號(hào)發(fā)送控制電路(203)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(206)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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。高壓脈沖測(cè)距技術(shù)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)G01R31/11GK202305733SQ20112036591
公開日2012年7月4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