一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，該系統(tǒng)包括開關(guān)模塊、虛焊測(cè)試模塊，虛焊測(cè)試模塊包括電阻／電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、高速電壓采集模塊和中央處理單元；中央處理單元包括控制模塊、電壓／電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；控制模塊用于控制開關(guān)模塊的切換、控制電阻／電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流值、控制高速電壓采集模塊的啟動(dòng)和停止；電阻／電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊通過開關(guān)模塊接被測(cè)電纜的待測(cè)芯線；電阻／電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)輸入至高速電壓采集模塊，高速電壓采集模塊將采集到的電壓信號(hào)輸入至電壓／電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明公開了一種能夠?qū)﹄娎|虛焊故障電阻值進(jìn)行測(cè)試的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
【專利說明】一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與導(dǎo)通故障、絕緣故障等相比，電纜的虛焊故障是一個(gè)非常隱蔽的故障。由于其隱蔽性，電纜的虛焊故障不容易被人們發(fā)現(xiàn)。而由電纜的虛焊故障引發(fā)的各種系統(tǒng)故障，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及檢修均帶來很大的困擾。
[0003]尤其，在系統(tǒng)被搬移之后，或在振動(dòng)或移動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的系統(tǒng)，經(jīng)常會(huì)因電纜的虛焊或接觸不良而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。
[0004]對(duì)于電纜虛焊故障的測(cè)試，目前一般采用電阻測(cè)量電路、高速比較電路、高頻計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路等硬件電路實(shí)現(xiàn)高速虛焊測(cè)試，采用專用的高速高頻繼電器陣列實(shí)現(xiàn)多芯電纜的虛焊測(cè)試。上述方法只能對(duì)電纜是否發(fā)生虛焊故障進(jìn)行測(cè)試，而不能對(duì)虛焊故障電阻的量值以及波形變化進(jìn)行測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，能夠?qū)﹄娎|虛焊故障電阻的量值以及波形變化進(jìn)行測(cè)試。
[0006]本發(fā)明的第一種技術(shù)解決方案是:
[0007]一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特殊之處在于:包括開關(guān)模塊、虛焊測(cè)試模塊，所述虛焊測(cè)試模塊包括電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、高速電壓采集模塊和中央處理單元；所述中央處理單元包括控制模塊、電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；
[0008]所述控制模塊用于控制開關(guān)模塊的切換、控制電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流值、控制高速電壓采集模塊的啟動(dòng)和停止；
[0009]所述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊通過開關(guān)模塊接被測(cè)電纜的待測(cè)芯線；
[0010]所述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜的的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)輸入至高速電壓采集模塊，所述高速電壓采集模塊將采集到的電壓信號(hào)輸入至電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。
[0011]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明還做出以下優(yōu)化限定和改進(jìn):
[0012]該系統(tǒng)還包括振動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)接電纜，所述被測(cè)電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述開關(guān)模塊通過轉(zhuǎn)接電纜接被測(cè)電纜。
[0013]上述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流為恒定電流。
[0014]上述高速電壓采集模塊是高速采集電路、示波器或高速采集卡，所述開關(guān)模塊是電磁繼電器開關(guān)模塊、干簧繼電器開關(guān)模塊或固態(tài)繼電器開關(guān)模塊。
[0015]上述高速采集模塊是數(shù)字示波器。
[0016]上述被測(cè)電纜是多芯電纜，開關(guān)模塊包括分別與多芯電纜的每條待測(cè)芯線相連的多個(gè)開關(guān)，多個(gè)開關(guān)與多芯電纜的多條待測(cè)芯線一一對(duì)應(yīng)。[0017]本發(fā)明的第二種技術(shù)解決方案是:
[0018]一種電纜虛焊檢測(cè)檢測(cè)方法，其特殊之處在于:包括以下步驟，
[0019]I】將被測(cè)電纜的一條待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通；
[0020]2】向待測(cè)芯線中注入電流，使得待測(cè)芯線的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且將電壓信號(hào)輸出；
[0021]3】采集步驟2】輸出的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)；
[0022]4】通過電阻波形曲線將步驟3】的電阻信號(hào)表示，得到待測(cè)芯線的電阻波形曲線；
[0023]5】通過待測(cè)芯線的電阻波形曲線判斷，若存在大于AR2的電阻值，則待測(cè)芯線存在虛焊；否則不存在虛焊；
[0024]其中，設(shè)AR2=nX Λ Rl，η滿足的條件為l〈n〈100，ARl為合格電纜的芯線的最大電阻值和最小電阻值之間的差值，該合格電纜不存在虛焊且與被測(cè)電纜的型號(hào)相同。
[0025]上述步驟I】至步驟4】中，與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通的待測(cè)芯線的電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)控制該電纜在測(cè)試過程中處于振動(dòng)狀態(tài)；
[0026]所述步驟2】中向待測(cè)芯線中注入的電流為恒定電流。
[0027]上述ARl是通過如下方法獲得的，將合格電纜的芯線稱為合格芯線，將合格芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，進(jìn)行步驟2】至步驟4】的測(cè)試，得到合格芯線的電阻波形曲線，通過合格芯線的電阻波形曲線得到合格芯線的最大電阻值和最小電阻值，最大電阻值和最小電阻值之間的差值即為步驟`5】中的ARl:
[0028]所述η滿足的條件為2 ( η〈50 ；
[0029]該檢測(cè)方法還包括步驟6】:
[0030]將被測(cè)電纜的下一待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，重復(fù)步驟2】至步驟5】進(jìn)行電纜下一待測(cè)芯線的虛焊測(cè)試。
[0031]上述步驟5】中的型號(hào)相同是指合格電纜的芯線與被測(cè)電纜的待測(cè)芯線的長(zhǎng)度和直徑相等，材質(zhì)相同。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0033]1、本發(fā)明檢測(cè)的虛焊故障可以定位到具體的某根芯線，可以對(duì)電纜的芯線電阻進(jìn)行測(cè)試，對(duì)電阻變化波形進(jìn)行分析；
[0034]2、采用普通繼電器開關(guān)模塊即可實(shí)現(xiàn)多芯電纜的虛焊檢測(cè)，避免了高速高頻繼電器引起的成本增加，以及繼電器頻繁高速切換引起的開關(guān)模塊壽命的降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明電纜虛焊檢測(cè)原理框圖；
[0036]圖2是本發(fā)明電阻電壓轉(zhuǎn)換原理圖；
[0037]圖3是本發(fā)明虛焊檢測(cè)電阻波形曲線；
[0038]圖4是本發(fā)明多芯電纜虛焊測(cè)試原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]本發(fā)明提供一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括開關(guān)模塊、虛焊測(cè)試模塊，虛焊測(cè)試模塊包括電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、高速電壓采集模塊和中央處理單元；中央處理單元包括控制模塊、電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。
[0040]控制模塊用于控制開關(guān)模塊的切換、控制電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流值、控制高速電壓采集模塊的啟動(dòng)和停止。電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊通過開關(guān)模塊接被測(cè)電纜的待測(cè)芯線。電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜的的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)輸入至高速電壓采集模塊，高速電壓采集模塊將采集到的電壓信號(hào)輸入至電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。
[0041]利用本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，為了接線方便，開關(guān)模塊通過轉(zhuǎn)接電纜接被測(cè)電纜；為了激發(fā)虛焊故障，方便測(cè)試，能夠更加高效地發(fā)現(xiàn)被測(cè)電纜中潛在的虛焊故障，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括振動(dòng)機(jī)構(gòu)，被測(cè)電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上。測(cè)試時(shí)，也可以移動(dòng)或晃動(dòng)被測(cè)電纜，也可以把被測(cè)電纜放置在振動(dòng)臺(tái)上或其它振動(dòng)環(huán)境下，一邊振動(dòng)一邊測(cè)試。
[0042]其中，電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜芯線的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速電壓采集模塊可采集的電壓信號(hào)；優(yōu)選電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流為恒定電流；高速電壓采集模塊可以采用高速采集電路、示波器或高速采集卡，具體可以采用數(shù)字示波器；為了便于實(shí)施，開關(guān)模塊可以采用電磁繼電器開關(guān)模塊、干簧繼電器開關(guān)模塊或固態(tài)繼電器開關(guān)模塊；中央處理單元中的 控制模塊和電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊可以通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。
[0043]當(dāng)被測(cè)電纜是多芯電纜時(shí)，開關(guān)模塊包括分別與多芯電纜的每條待測(cè)芯線相連的多個(gè)開關(guān)，且多個(gè)開關(guān)與多芯電纜的多條待測(cè)芯線一一對(duì)應(yīng)。
[0044]基于本發(fā)明的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種電纜虛焊檢測(cè)方法。具體步驟如下:
[0045]I】將被測(cè)電纜的一條待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通；
[0046]2】如圖2所示，向待測(cè)芯線中注入電流，待測(cè)芯線兩端產(chǎn)生電壓差，將被測(cè)電纜的的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且將電壓信號(hào)輸出；其中，可以通過電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜的的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，向待測(cè)芯線中注入的電流最好為恒定電流；
[0047]3】采集步驟2】輸出的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)；
[0048]該步驟可以通過以下方法實(shí)現(xiàn):控制模塊向高速電壓采集模塊發(fā)送命令，啟動(dòng)高速電壓采集模塊采集步驟2】得到的電壓信號(hào)、并將該電壓信號(hào)輸入到電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將接收到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)；其中，高速電壓采集模塊可以采用高速采集電路、示波器或高速采集卡，具體可以采用數(shù)字示波器；
[0049]4】通過電阻波形曲線將步驟3】的電阻信號(hào)表示，得到待測(cè)芯線的電阻波形曲線；
[0050]5】通過待測(cè)芯線的電阻波形曲線判斷，若存在大于AR2的電阻值，則待測(cè)芯線存在虛焊；否則不存在虛焊；
[0051]其中，設(shè)AR2=nX AR1，η滿足的條件為l〈n〈100，優(yōu)選2≤n〈50，ARl為合格電
纜的芯線的最大電阻值和最小電阻值之間的差值，該合格電纜不存在虛焊且與被測(cè)電纜的型號(hào)相同。
[0052]如圖3所示，若M個(gè)電阻值都分布在Λ R2的范圍內(nèi)，則為不存在虛焊故障，若有一個(gè)電阻值超過Λ R2，則存在虛焊故障。
[0053]當(dāng)出現(xiàn)虛焊時(shí)，測(cè)試電阻值就會(huì)發(fā)生較大的波動(dòng)，通過計(jì)算機(jī)軟件對(duì)電阻波形的波動(dòng)范圍進(jìn)行分析，根據(jù)給定電阻門限來判斷是否發(fā)生虛焊故障。通過判斷采集波形中是否有超限點(diǎn)可判斷是否存在虛焊故障，通過判斷超限點(diǎn)的多少以及超限幅度可判斷虛焊故障的嚴(yán)重程度。
[0054]為了激發(fā)虛焊故障，方便測(cè)試，能夠更加高效地發(fā)現(xiàn)被測(cè)電纜中潛在的虛焊故障，在步驟I】至步驟4】中，與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通的待測(cè)芯線的電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)控制該電纜在測(cè)試過程中處于振動(dòng)狀態(tài)；
[0055]當(dāng)不確定合格電纜芯線的電阻值時(shí)，該合格電纜芯線的電阻值可以通過如下方法獲得的:將合格電纜的芯線稱為合格芯線，將合格芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，進(jìn)行步驟2】至步驟4】的測(cè)試，得到合格芯線的電阻波形曲線，通過合格芯線的電阻波形曲線得到合格芯線的最大電阻值和最小電阻值，最大電阻值和最小電阻值之間的差值為步驟5】中的ARl0
[0056]當(dāng)被測(cè)電纜有多條待測(cè)芯線時(shí)，該檢測(cè)方法還包括步驟6】:
[0057]將被測(cè)電纜的下一待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，重復(fù)步驟2】至步驟5】進(jìn)行下一待測(cè)芯線的虛焊測(cè)試。按照該方法也可對(duì)其他待測(cè)芯線進(jìn)行虛焊測(cè)試。如圖4所示，通過控制開關(guān)模塊中的開關(guān)切換，可以實(shí)現(xiàn)被測(cè)電纜中各待測(cè)芯線的虛焊檢測(cè)。因高速電阻測(cè)試模塊的測(cè)試速度快，完成M個(gè)測(cè)點(diǎn)的總采集時(shí)間一般不超過數(shù)秒，對(duì)于一根100芯電纜的虛焊檢測(cè)，在幾分鐘內(nèi)即可完成測(cè)試，不會(huì)對(duì)測(cè)試效率產(chǎn)生較大影響。
[0058]型號(hào)相同是指合格電纜的芯線與被測(cè)電纜的待測(cè)芯線的長(zhǎng)度和直徑相等、材質(zhì)相同，即被測(cè)電纜的每條待測(cè)芯線與相應(yīng)的合格電纜的芯線的的長(zhǎng)度和直徑相等、材質(zhì)相同，當(dāng)被測(cè)電纜的待測(cè)芯線的長(zhǎng)度不相等時(shí)，對(duì)于每條待測(cè)芯線選擇相應(yīng)的合格芯線，所選擇的合格芯線與相應(yīng)的待測(cè) 芯線的長(zhǎng)度和直徑相等、材質(zhì)相同。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括開關(guān)模塊、虛焊測(cè)試模塊，所述虛焊測(cè)試模塊包括電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、高速電壓采集模塊和中央處理單元；所述中央處理單元包括控制模塊、電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊； 所述控制模塊用于控制開關(guān)模塊的切換、控制電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流值、控制高速電壓采集模塊的啟動(dòng)和停止； 所述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊通過開關(guān)模塊接被測(cè)電纜的待測(cè)芯線； 所述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將被測(cè)電纜的的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)輸入至高速電壓采集模塊，所述高速電壓采集模塊將采集到的電壓信號(hào)輸入至電壓/電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括振動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)接電纜，所述被測(cè)電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述開關(guān)模塊通過轉(zhuǎn)接電纜接被測(cè)電纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流為恒定電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述高速電壓采集模塊是高速采集電路、示波器或高速采集卡，所述開關(guān)模塊是電磁繼電器開關(guān)模塊、干簧繼電器開關(guān)模塊或固態(tài)繼電器開關(guān)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述高速采集模塊是數(shù)字不波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述被測(cè)電纜是多芯電纜，開關(guān)模塊包括分別與多芯電纜的每條待測(cè)芯線相連的多個(gè)開關(guān)，多個(gè)開關(guān)與多芯電纜的多條待測(cè)芯線——對(duì)應(yīng)。
7.一種利用權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: I】將被測(cè)電纜的一條待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通； 2】向待測(cè)芯線中注入電流，使得待測(cè)芯線的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并且將電壓信號(hào)輸出； 3】采集步驟2】輸出的電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)； 4】通過電阻波形曲線將步驟3】的電阻信號(hào)表示，得到待測(cè)芯線的電阻波形曲線； 5】通過待測(cè)芯線的電阻波形曲線判斷，若存在大于AR2的電阻值，則待測(cè)芯線存在虛焊；否則不存在虛焊； 其中，設(shè)AR2=nX Λ Rl，η滿足的條件為l〈n〈100，ARl為合格電纜的芯線的最大電阻值和最小電阻值之間的差值，該合格電纜不存在虛焊且與被測(cè)電纜的型號(hào)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電纜虛焊檢測(cè)方法，其特征在于， 在步驟I】至步驟4】中，與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通的待測(cè)芯線的電纜設(shè)置在振動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)控制該電纜在測(cè)試過程中處于振動(dòng)狀態(tài)； 所述步驟2】中向待測(cè)芯線中注入的電流為恒定電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電纜虛焊檢測(cè)方法，其特征在于， 所述ARl是通過如下方法獲得的，將合格電纜的芯線稱為合格芯線，將合格芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，進(jìn)行步驟2】至步驟4】的測(cè)試，得到合格芯線的電阻波形曲線，通過合格芯線的電阻波形曲線得到合格芯線的最大電阻值和最小電阻值，最大電阻值和最小電阻值之間的差值即為步驟5】中的ARl: 所述η滿足的條件為2 ≤ n〈50 ； 該檢測(cè)方法還包括步驟6】: 將被測(cè)電纜的下一待測(cè)芯線與電纜虛焊檢測(cè)系統(tǒng)接通，重復(fù)步驟2】至步驟5】進(jìn)行電纜下一待測(cè)芯線的虛焊測(cè)試。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電纜虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5】中的型號(hào)相同是指合格電纜的芯線與被測(cè)電纜的待測(cè)芯線的長(zhǎng)度和直徑相等，材質(zhì)相同。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK103713229SQ201310738809
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】郭恩全, 高寶平, 楊朋, 白曉峰, 白俊峰 申請(qǐng)人:陜西海泰電子有限責(zé)任公司