一种电缆虚焊检测系统及检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种电缆虚焊检测系统及检测方法，该系统包括开关模块、虚焊测试模块，虚焊测试模块包括电阻／电压信号转换模块、高速电压采集模块和中央处理单元；中央处理单元包括控制模块、电压／电阻信号转换模块；控制模块用于控制开关模块的切换、控制电阻／电压信号转换模块的输出电流值、控制高速电压采集模块的启动和停止；电阻／电压信号转换模块通过开关模块接被测电缆的待测芯线；电阻／电压信号转换模块将被测电缆的电阻信号转换为电压信号，并将电压信号输入至高速电压采集模块，高速电压采集模块将采集到的电压信号输入至电压／电阻信号转换模块。本发明公开了一种能够对电缆虚焊故障电阻值进行测试的电缆虚焊检测系统及检测方法。
【专利说明】一种电缆虚焊检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆虚焊检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]与导通故障、绝缘故障等相比，电缆的虚焊故障是一个非常隐蔽的故障。由于其隐蔽性，电缆的虚焊故障不容易被人们发现。而由电缆的虚焊故障引发的各种系统故障，对系统的正常运行以及检修均带来很大的困扰。
[0003]尤其，在系统被搬移之后，或在振动或移动状态下运行的系统，经常会因电缆的虚焊或接触不良而导致系统故障。
[0004]对于电缆虚焊故障的测试，目前一般采用电阻测量电路、高速比较电路、高频计数及数据存储电路等硬件电路实现高速虚焊测试，采用专用的高速高频继电器阵列实现多芯电缆的虚焊测试。上述方法只能对电缆是否发生虚焊故障进行测试，而不能对虚焊故障电阻的量值以及波形变化进行测试。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种电缆虚焊检测系统及检测方法，能够对电缆虚焊故障电阻的量值以及波形变化进行测试。
[0006]本发明的第一种技术解决方案是:
[0007]一种电缆虚焊检测系统，其特殊之处在于:包括开关模块、虚焊测试模块，所述虚焊测试模块包括电阻/电压信号转换模块、高速电压采集模块和中央处理单元；所述中央处理单元包括控制模块、电压/电阻信号转换模块；
[0008]所述控制模块用于控制开关模块的切换、控制电阻/电压信号转换模块的输出电流值、控制高速电压采集模块的启动和停止；
[0009]所述电阻/电压信号转换模块通过开关模块接被测电缆的待测芯线；
[0010]所述电阻/电压信号转换模块将被测电缆的的电阻信号转换为电压信号，并将电压信号输入至高速电压采集模块，所述高速电压采集模块将采集到的电压信号输入至电压/电阻信号转换模块。
[0011]基于上述技术方案，本发明还做出以下优化限定和改进:
[0012]该系统还包括振动机构和转接电缆，所述被测电缆设置在振动机构上，所述开关模块通过转接电缆接被测电缆。
[0013]上述电阻/电压信号转换模块的输出电流为恒定电流。
[0014]上述高速电压采集模块是高速采集电路、示波器或高速采集卡，所述开关模块是电磁继电器开关模块、干簧继电器开关模块或固态继电器开关模块。
[0015]上述高速采集模块是数字示波器。
[0016]上述被测电缆是多芯电缆，开关模块包括分别与多芯电缆的每条待测芯线相连的多个开关，多个开关与多芯电缆的多条待测芯线一一对应。[0017]本发明的第二种技术解决方案是:
[0018]一种电缆虚焊检测检测方法，其特殊之处在于:包括以下步骤，
[0019]I】将被测电缆的一条待测芯线与电缆虚焊检测系统接通；
[0020]2】向待测芯线中注入电流，使得待测芯线的电阻信号转换为电压信号，并且将电压信号输出；
[0021]3】采集步骤2】输出的电压信号，并将电压信号转换为电阻信号；
[0022]4】通过电阻波形曲线将步骤3】的电阻信号表示，得到待测芯线的电阻波形曲线；
[0023]5】通过待测芯线的电阻波形曲线判断，若存在大于AR2的电阻值，则待测芯线存在虚焊；否则不存在虚焊；
[0024]其中，设AR2=nX Λ Rl，η满足的条件为l〈n〈100，ARl为合格电缆的芯线的最大电阻值和最小电阻值之间的差值，该合格电缆不存在虚焊且与被测电缆的型号相同。
[0025]上述步骤I】至步骤4】中，与电缆虚焊检测系统接通的待测芯线的电缆设置在振动机构上，该振动机构控制该电缆在测试过程中处于振动状态；
[0026]所述步骤2】中向待测芯线中注入的电流为恒定电流。
[0027]上述ARl是通过如下方法获得的，将合格电缆的芯线称为合格芯线，将合格芯线与电缆虚焊检测系统接通，进行步骤2】至步骤4】的测试，得到合格芯线的电阻波形曲线，通过合格芯线的电阻波形曲线得到合格芯线的最大电阻值和最小电阻值，最大电阻值和最小电阻值之间的差值即为步骤`5】中的ARl:
[0028]所述η满足的条件为2 ( η〈50 ；
[0029]该检测方法还包括步骤6】:
[0030]将被测电缆的下一待测芯线与电缆虚焊检测系统接通，重复步骤2】至步骤5】进行电缆下一待测芯线的虚焊测试。
[0031]上述步骤5】中的型号相同是指合格电缆的芯线与被测电缆的待测芯线的长度和直径相等，材质相同。
[0032]本发明的优点:
[0033]1、本发明检测的虚焊故障可以定位到具体的某根芯线，可以对电缆的芯线电阻进行测试，对电阻变化波形进行分析；
[0034]2、采用普通继电器开关模块即可实现多芯电缆的虚焊检测，避免了高速高频继电器引起的成本增加，以及继电器频繁高速切换引起的开关模块寿命的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明电缆虚焊检测原理框图；
[0036]图2是本发明电阻电压转换原理图；
[0037]图3是本发明虚焊检测电阻波形曲线；
[0038]图4是本发明多芯电缆虚焊测试原理图。
【具体实施方式】
[0039]本发明提供一种电缆虚焊检测系统，如图1所示，包括开关模块、虚焊测试模块，虚焊测试模块包括电阻/电压信号转换模块、高速电压采集模块和中央处理单元；中央处理单元包括控制模块、电压/电阻信号转换模块。
[0040]控制模块用于控制开关模块的切换、控制电阻/电压信号转换模块的输出电流值、控制高速电压采集模块的启动和停止。电阻/电压信号转换模块通过开关模块接被测电缆的待测芯线。电阻/电压信号转换模块将被测电缆的的电阻信号转换为电压信号，并将电压信号输入至高速电压采集模块，高速电压采集模块将采集到的电压信号输入至电压/电阻信号转换模块。
[0041]利用本发明的系统进行测试时，为了接线方便，开关模块通过转接电缆接被测电缆；为了激发虚焊故障，方便测试，能够更加高效地发现被测电缆中潜在的虚焊故障，本发明的系统还包括振动机构，被测电缆设置在振动机构上。测试时，也可以移动或晃动被测电缆，也可以把被测电缆放置在振动台上或其它振动环境下，一边振动一边测试。
[0042]其中，电阻/电压信号转换模块将被测电缆芯线的电阻信号转换为高速电压采集模块可采集的电压信号；优选电阻/电压信号转换模块的输出电流为恒定电流；高速电压采集模块可以采用高速采集电路、示波器或高速采集卡，具体可以采用数字示波器；为了便于实施，开关模块可以采用电磁继电器开关模块、干簧继电器开关模块或固态继电器开关模块；中央处理单元中的 控制模块和电压/电阻信号转换模块可以通过相应的计算机软件实现。
[0043]当被测电缆是多芯电缆时，开关模块包括分别与多芯电缆的每条待测芯线相连的多个开关，且多个开关与多芯电缆的多条待测芯线一一对应。
[0044]基于本发明的电缆虚焊检测系统，本发明提供一种电缆虚焊检测方法。具体步骤如下:
[0045]I】将被测电缆的一条待测芯线与电缆虚焊检测系统接通；
[0046]2】如图2所示，向待测芯线中注入电流，待测芯线两端产生电压差，将被测电缆的的电阻信号转换为电压信号，并且将电压信号输出；其中，可以通过电阻/电压信号转换模块将被测电缆的的电阻信号转换为电压信号，向待测芯线中注入的电流最好为恒定电流；
[0047]3】采集步骤2】输出的电压信号，并将电压信号转换为电阻信号；
[0048]该步骤可以通过以下方法实现:控制模块向高速电压采集模块发送命令，启动高速电压采集模块采集步骤2】得到的电压信号、并将该电压信号输入到电压/电阻信号转换模块；电压/电阻信号转换模块将接收到的电压信号转换为电阻信号；其中，高速电压采集模块可以采用高速采集电路、示波器或高速采集卡，具体可以采用数字示波器；
[0049]4】通过电阻波形曲线将步骤3】的电阻信号表示，得到待测芯线的电阻波形曲线；
[0050]5】通过待测芯线的电阻波形曲线判断，若存在大于AR2的电阻值，则待测芯线存在虚焊；否则不存在虚焊；
[0051]其中，设AR2=nX AR1，η满足的条件为l〈n〈100，优选2≤n〈50，ARl为合格电
缆的芯线的最大电阻值和最小电阻值之间的差值，该合格电缆不存在虚焊且与被测电缆的型号相同。
[0052]如图3所示，若M个电阻值都分布在Λ R2的范围内，则为不存在虚焊故障，若有一个电阻值超过Λ R2，则存在虚焊故障。
[0053]当出现虚焊时，测试电阻值就会发生较大的波动，通过计算机软件对电阻波形的波动范围进行分析，根据给定电阻门限来判断是否发生虚焊故障。通过判断采集波形中是否有超限点可判断是否存在虚焊故障，通过判断超限点的多少以及超限幅度可判断虚焊故障的严重程度。
[0054]为了激发虚焊故障，方便测试，能够更加高效地发现被测电缆中潜在的虚焊故障，在步骤I】至步骤4】中，与电缆虚焊检测系统接通的待测芯线的电缆设置在振动机构上，该振动机构控制该电缆在测试过程中处于振动状态；
[0055]当不确定合格电缆芯线的电阻值时，该合格电缆芯线的电阻值可以通过如下方法获得的:将合格电缆的芯线称为合格芯线，将合格芯线与电缆虚焊检测系统接通，进行步骤2】至步骤4】的测试，得到合格芯线的电阻波形曲线，通过合格芯线的电阻波形曲线得到合格芯线的最大电阻值和最小电阻值，最大电阻值和最小电阻值之间的差值为步骤5】中的ARl0
[0056]当被测电缆有多条待测芯线时，该检测方法还包括步骤6】:
[0057]将被测电缆的下一待测芯线与电缆虚焊检测系统接通，重复步骤2】至步骤5】进行下一待测芯线的虚焊测试。按照该方法也可对其他待测芯线进行虚焊测试。如图4所示，通过控制开关模块中的开关切换，可以实现被测电缆中各待测芯线的虚焊检测。因高速电阻测试模块的测试速度快，完成M个测点的总采集时间一般不超过数秒，对于一根100芯电缆的虚焊检测，在几分钟内即可完成测试，不会对测试效率产生较大影响。
[0058]型号相同是指合格电缆的芯线与被测电缆的待测芯线的长度和直径相等、材质相同，即被测电缆的每条待测芯线与相应的合格电缆的芯线的的长度和直径相等、材质相同，当被测电缆的待测芯线的长度不相等时，对于每条待测芯线选择相应的合格芯线，所选择的合格芯线与相应的待测 芯线的长度和直径相等、材质相同。
【权利要求】
1.一种电缆虚焊检测系统，其特征在于，包括开关模块、虚焊测试模块，所述虚焊测试模块包括电阻/电压信号转换模块、高速电压采集模块和中央处理单元；所述中央处理单元包括控制模块、电压/电阻信号转换模块； 所述控制模块用于控制开关模块的切换、控制电阻/电压信号转换模块的输出电流值、控制高速电压采集模块的启动和停止； 所述电阻/电压信号转换模块通过开关模块接被测电缆的待测芯线； 所述电阻/电压信号转换模块将被测电缆的的电阻信号转换为电压信号，并将电压信号输入至高速电压采集模块，所述高速电压采集模块将采集到的电压信号输入至电压/电阻信号转换模块。
2.根据权利要求1所述的电缆虚焊检测系统，其特征在于，该系统还包括振动机构和转接电缆，所述被测电缆设置在振动机构上，所述开关模块通过转接电缆接被测电缆。
3.根据权利要求2所述的电缆虚焊检测系统，其特征在于，所述电阻/电压信号转换模块的输出电流为恒定电流。
4.根据权利要求1或2或3所述的电缆虚焊检测系统，其特征在于，所述高速电压采集模块是高速采集电路、示波器或高速采集卡，所述开关模块是电磁继电器开关模块、干簧继电器开关模块或固态继电器开关模块。
5.根据权利要求4所述的电缆虚焊检测系统，其特征在于，所述高速采集模块是数字不波器。
6.根据权利要求5所述的电缆虚焊检测系统，其特征在于，所述被测电缆是多芯电缆，开关模块包括分别与多芯电缆的每条待测芯线相连的多个开关，多个开关与多芯电缆的多条待测芯线——对应。
7.一种利用权利要求1至6任一权利要求所述的电缆虚焊检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: I】将被测电缆的一条待测芯线与电缆虚焊检测系统接通； 2】向待测芯线中注入电流，使得待测芯线的电阻信号转换为电压信号，并且将电压信号输出； 3】采集步骤2】输出的电压信号，并将电压信号转换为电阻信号； 4】通过电阻波形曲线将步骤3】的电阻信号表示，得到待测芯线的电阻波形曲线； 5】通过待测芯线的电阻波形曲线判断，若存在大于AR2的电阻值，则待测芯线存在虚焊；否则不存在虚焊； 其中，设AR2=nX Λ Rl，η满足的条件为l〈n〈100，ARl为合格电缆的芯线的最大电阻值和最小电阻值之间的差值，该合格电缆不存在虚焊且与被测电缆的型号相同。
8.根据权利要求7所述的电缆虚焊检测方法，其特征在于， 在步骤I】至步骤4】中，与电缆虚焊检测系统接通的待测芯线的电缆设置在振动机构上，该振动机构控制该电缆在测试过程中处于振动状态； 所述步骤2】中向待测芯线中注入的电流为恒定电流。
9.根据权利要求8所述的电缆虚焊检测方法，其特征在于， 所述ARl是通过如下方法获得的，将合格电缆的芯线称为合格芯线，将合格芯线与电缆虚焊检测系统接通，进行步骤2】至步骤4】的测试，得到合格芯线的电阻波形曲线，通过合格芯线的电阻波形曲线得到合格芯线的最大电阻值和最小电阻值，最大电阻值和最小电阻值之间的差值即为步骤5】中的ARl: 所述η满足的条件为2 ≤ n〈50 ； 该检测方法还包括步骤6】: 将被测电缆的下一待测芯线与电缆虚焊检测系统接通，重复步骤2】至步骤5】进行电缆下一待测芯线的虚焊测试。
10.根据权利要求9所述的电缆虚焊检测方法，其特征在于，所述步骤5】中的型号相同是指合格电缆的芯线与被测电缆的待测芯线的长度和直径相等，材质相同。
【文档编号】G01R31/02GK103713229SQ201310738809
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】郭恩全, 高宝平, 杨朋, 白晓峰, 白俊峰 申请人:陕西海泰电子有限责任公司