专利名称：电缆测距方法及设备的制作方法
电缆测距方法及测距仪器是对线形导体长度，特别是对电缆的长度采用电的方法为特距的计量和显示的方法及设备，同时还可以形成对电缆被破坏的距离位置、时间、方位测量及报警的设备。
已有的线形导体长度如电缆的长度测量，采用雷达脉冲的发射与反射进行计算测量。如中国实用新型专利申请说明书(公开号CN2035076U，专利号88204787.6)记载的电缆智能测量仪，具有一脉冲整形与签相电路，一个微机系统电路，一个给定电路和显晃电路。该仪器根据给定的电缆长度，接收来自现场的与电缆长度成正比的脉冲信号，通过计算机处理，实时发出开关检制信号。根据给定还可以进行电缆长度误差的自动裣。这种脉冲发射及整形等签相电路结构比较复杂，成本高，而且还能实践测长与定时，定方位及报警相结合，只能测距，不能快速反映出测定时间、方位并报警。
本发明的目的在于提供一种简单方便的电缆测距方法及设备，特别是还能对被断开的电缆及时测出断开的距离，进一步可以测得断开时间及方位一并进行报警的设备。
本发明的电缆测距方法是利用电缆导线间的分布电容量与其导线长度成正比的线性关系，测量电缆一对导线的电容量，再用该导线单位长度的电容值或单位电容的长度值译出被测电缆的长度。这就是测出电缆一对导线的电容量，根据已知的该导线单位长度的电容值或单位电容的长度值，推算或转换得出电缆实际长度的测量方法。如用测得的电缆一对导线间的电容量，除以已知的单位公里导线间的电容值，从而得到被测电缆实践长度的公里数。还可以用该导线单位电容的长度值乘以测得的电缆一对导线的实际电容量而测得出电缆的长度。最简单的方法，是按已知的电缆导线的单位长度的电容值，在指针式电容表刻度板设有相应电容量的长度刻度。用该电容表测量电缆一对导线，从而在刻度板上指针直接指示测量出被测电缆的长度。对于采用数字显示测量的，在测量电缆一对导线时，要在电容测量与数字显示之间，按单位电容的导线长度值来设定转换关系，或按单位长度的导线电容值来设定转换关系，也就是设定测量电量值与显示值的对应关系，直接译出显示电缆的长度，从而直接测得电缆的实际长度的测量方法。这可以包括，将测量的一对导线电容的电量(电流或电压)，按单位电容的长度值来进行线性放大，从而用放大的电量来驱动显示器，直接显示被测电缆的长度；按被测电缆导线单位长度的电容对应所得到的电量(电流或电压)作为驱动值，来测量并直接显示电缆的实际长度。还可以用测量出电缆一对导线电容量与已知的电容量(该电缆导线每公里长度的电容量)相比较，把电容值泽出长度值来直接测量并显示。总之，本发明的电缆测距方法，是可以根据电缆一对导线电容与长度成正比的关系，通过改变从电容测量至数字显示通道的原器件或原器件参数，改变测量电量(电流或电压)与显示数值的关系，直接显示长度数值。
本发明的电缆测距方法还可以利用低频振荡电源，加到被测电缆一对空导线，根据导线电容的容抗不同，其振荡输出电流不同，再依据导线的长度与其电容成正比的线性关系，来驱动显示电缆的被测长度。当然也可以利用方波脉冲源，加到被测电缆一对空导线，导线的电容构成脉冲电缆一部分。根据导线电容量不同，其充放电电流不同，再根据已知导线的长度与其电容的线性关系，取充放电电流的平均值来驱动指示被测电缆的长度。
本发明的电线电缆测距方法还可以在测距的同时进行测定时间，还可报警，对于多条线路还可以确定测的是哪条线路。其方法是，将被测的电缆一对空导线与测距仪连接相连接监控，也可以通过与电子开关连接，用测距仪监测电缆线路。当线路出现中断(如被破坏断开)时，可直接测得中断的距离长度，或者电子开关出现高电位而导通，使继电器将一对被测导线与测距仪接通，从而直接测出中断的导线的距离(长度)。还可以同时通过电子开关控制计时显示器的时钟频率。当线路出现中断，电子开关出现高电位而导通，将被测导线与测距仪接通的同时，也动作计时显示器前的电子开关，使计时显示器即刻定时。在测得断开导线的距离的同时，也测得了断开的时间。当然还可以用另一只电子开关控制音响电路，在线路中断时，利用与电子开关同时打开音响电路的电子开关，触发音响电路工作报警，提醒人员线路中断。
本发明的电缆测距设备，分别是测距表、测距仪。本发明的测距表由电容测量电路及联接的指针式指示器构成，其特点是指示器的刻度板设有与电容值对应的长度刻度。这就是在现有的指针式电容表基础上，将刻度板刻有长度刻度，长度刻度安被测电缆一对导线的长度与电容的比值关系设置，从而形成本发明的电缆测距表。当将表的输入端与导线连接，就可通过读取指针指示的长度值，测得导线的长度，也就是电缆的长度。
本发明的测距仪，也由电容测量电路及联接的指示器构成。但其结构特点是，在电容测量电路与指示器之间含有将反映电容值的电量转换成对应的距离值的比值关系的转换电路。这些转换电路可以是反映电缆导线间单位电容的长度值的乘法器或单位长度的电容值的除法器，或者反映导线间电容与长度比值关系的放大器和哀减器。转换电路还可以是反映电缆导线间电容与长度之间线性函数关系的驱动电路。
本发明的测距仪可以由交流正发生器，与发生器连接的AC→DC转换器，与转换器连接的数字指示器组成。利用导线电容对交流电压呈现的容抗，其电值与容抗呈线性关系，也就是被测导线长度呈线性关系。将发生器加到被测导线(电线、电缆的一对导线)，由被测导线的容抗对应产生的电量经交、直流转换，并在数字指示器中译出指示导线长度值。
本发明的测距仪(见附图)的电容测量电路可以由多谐信号产生器、单稳触发器或可控振荡器构成，指示器由带有补偿网络的交直流转换器、数模转换器、数显表构成。用多谐信号发生器发出的振荡电源，通过单稳触发器或可控振荡器加到电缆的一对导线进行测量。将输出的电流，按电流与导线长度线性关系在指示器直接显示长度值。
本发明与已有技术相比，具有测量方法简单易行，只要接到一对导线上即可以测量，还可以对使用的电缆进行监测，可以用现有的仪器仪表就可以方便地测量出长度或距离；所形成的设备制作方便、成本低、便于操作和使用；还可以与报警器、时间指示器有机结合形成能同时报警、测距、测时的监控设备。
附图表示了使用本发明电缆测距方法的本发明的市话电缆测距设备的一种示意图。
图1为这种设备的主要电路方块图，图2为主要电路的原理图，图3为供电原理图，图4为测距单元(电容测量电路)及指示电路的方块图。
实例1，已知市话电缆各种规格一对导线间的单位公里容量为0.03～0.08uf，即电容长度比为0.03～0.08uf/km。当得知某种规格的一条市活电缆一对导线的单位公里电容量C。为0.05uf/km时，要测量该电缆的长度或被割断处距测点的距离，只要测得电容量Cm为2uf，则该电缆的长度或距离为Cm/Co＝2/0.05＝40(km)。如使用指针式电容表进行测量，直接在电容表刻度板上每0.05uf处对应刻一个公里单位的长度刻度，则就形成了电缆测距表，可直接测出电缆长度或距离为40公里。
例2，如附图所示，是一种市话电缆防盗断线测距仪。它基本由电容测量电路(测距单位或称测量器)和指示电路(指示器)构成，还并联有供电电路电容测量电路由多谐信号产生器及可控振荡器组成，指示电路由带有补偿网络的交直流转换器、数模转换器及数显表构成。该测距仪有八条同规格电缆导线输入接头1、2、3、4、5、6、7、8。同时对八条市话电缆线路进行监测，每条接头与报警器之间都串有一发光二极管，起隔离作用。发光二极管并联的后端设有电子继电器。发光二极管分别可以显示8条监控线的通断情况，作为方位显示器。每条电缆的一对空线分别接入八个接头，并共同接入地线，这时空线另一端接通。当某条电缆被断开(割断)；则相应的监控导线开路，电子继电器的三极管基极电路升高，接通报警器的声响电路报警。该路的发光二极管发光，指示该条电缆被断开。这时只要将该路的转向开关转到测距电路，测距电路的电容测量电路及指示电路开始工作。多谐振荡器，它由IC1和R9、R10、C2组成，其振荡频率J＝1.44/(R9＋2R10)C2由于R9≥R10则J＝1.44/R9·C2使之振荡脉冲的站空比高达98％，它输出的脉冲波形作为IC2的控制波。IC2与待测导线电容Cx与R11组成可控振荡器。利用振荡周期与Cx的容量大小或正比关系，将容量换成为电压值，经UP系列数字面板表指示相应的长度(距离)。
权利要求
1.电缆测距方法，其特征是利用电缆导线间的分布电容量与其导线长度成正比的线性关系，测量电缆一对导线的电容量，再用该导线单位长度的电容值或单位电容的长度值换算或译出被测电缆的长度。
2.如权利要求1所说的电缆测距方法，其特征是按已知的电缆导线的单位长度的电容值，在指针式电容表刻度板设有相应电容量的长度刻度，用该电容表测量电缆一对导线，从而在刻度板上指针直接指示测量出被测电缆的长度。
3.如权利要求1所说的电缆测距方法，其特征是采用数字显示的电容测量电路测量电缆的一对导线时，要在电容测量与数字显示之间，按单位电容的导线长度值来设定转换关系，或按单位长度的导线电容值来设定转换关系，也就是设定测量电量值与显示值的对应关系，直接译出显示电缆的长度。
4.如权利要求1所说的电缆测距方法，其特征是根据电缆一对导线电容与长度成正比的关系，通过改变从电容测量至数字显示通道的原器件或原器件参数，改变测量电量与显示数值的关系，直接显示长度数值。
5.如权利要求3所说的电缆测距方法，其特征是利用低频振荡电源，加到被测电缆一对空导线，根据导线电容的容抗不同，其振荡输出电流不同，再依据导线的长度与其电容成正比的线性关系，来驱动显示被测电缆的长度，或者，利用方波脉冲源加到被测电缆一对空导线，导线的电容构成脉冲电缆一部分，根据导线电容量不同，其充放电电流不同，再根据已知导线的长度与其电容的线性关系，取充放电电流的平均值来驱动指示被测电缆的长度。
6.电缆测距设备，由电容测量电路及指示器构成，其特征在指针式指示器的刻度板有与电容值对应的长度刻度，或在电容测量电路与指示器之间含有将反映电容值的电量转换成对应的距离值的比值关系的转换电路。
7.如权利要求6所说的电缆测距设备，其特征在于转换电路是反映电缆导线间单位电容长度值的乘法器或单位长度电容值的除法器，或者是反映电缆导线间电容与长度比值关系的放大器和哀减器，或者是反映电缆导线间电容与长度之间线性函数关系的驱动电路。
8.如权利要求6所说的电缆测距设备，其特征在于电容测量电路由多谐信号产生器、单稳触发器或可控振荡器构成，指示器由带有补偿网络的交直流转换器、数模转换器、数显表构成。
9.如权利要求8所说的电缆测距设备，其特征在于电容测量电路的前端并联有报警器，并联的接头与报警器之间串有一发光二极管。
全文摘要
电缆测距方法及设备是对线形导体长度，特别是对电缆的长度采用电的方法为特距的计量和显示的方法及设备，是利用电缆导线间的分布电容量与其导线长度成正比的线性关系，测量电缆一对导线的电容量，再用该导线单位长度的电容值或单位电容的长度值译出被测电缆的长度。测距设备由电容测量电路及联接的指示器构成，指示器的刻度板设有与电容值对应的长度刻度，或者在电容测量电路与指示器之间含有将反映电容值的电量转换成对应的距离值的比值关系的转换电路。
文档编号G01B7/02GK1143178SQ9510970
公开日1997年2月19日 申请日期1995年8月14日 优先权日1995年8月14日
发明者薛茂林, 李志中, 李广胜 申请人:薛茂林, 李志忠, 李广胜