基于回波反射原理的线缆检测设备制造技术

本实用新型专利技术提出一种基于回波反射原理的线缆检测设备。该线缆检测设备包括主机和辅机；其中，主机的第一微处理器产生测试指令，通过FSMC接口发送给FPGA控制器，FPGA控制器产生高频脉冲触发信号，由高频脉冲信号发生器产生高频脉冲，依次经由高速信号调理模块、第一保护电路输出到被测线缆上；故障点处产生的反射信号依次经由第一保护电路、高速信号调理电路进入高速信号采集电路，FPGA控制器接收采集结果，第一微处理器将得到的故障信息送至检测结果显示单元。该线缆检测设备体积小、功耗小、操作简单，便于维护和携带，集成了线序测试和故障检测功能，能够有效解决机车的重联调试问题，提高整车生产效率。

Cable Detection Equipment Based on Echo Reflection Principle

【技术实现步骤摘要】
基于回波反射原理的线缆检测设备
本技术涉及一种线缆检测设备。
技术介绍
机车重联线作为车辆电源、信号的重要传输路径，承载着机车的供电系统、动力信息、数据信息和控制信号的传递。一旦重联线出现开路、短路等故障，都会对机车的正常运转造成严重的危害。为了保证机车的正常运行,规避各种潜在的风险,需要定期对机车线缆进行检测，即检测整列机车的重联线的通断和线序，并判断出故障点的大致位置。传统的人工检测手段耗时长、效率低、故障定位不精确，而其他线缆故障检测系统主要存在体积较大、操作不方便、功能集成度不高、硬件配置复杂等不足。
技术实现思路
本技术提出一种基于回波反射原理的线缆检测设备，集成了线序测试和故障检测功能，体积小、操作简单，便于维护和携带，能够有效解决机车的重联调试问题，提高整车生产效率。本技术的技术方案如下：基于回波反射原理的线缆检测设备，包括主机和辅机；其中：主机包括FPGA控制器、第一微处理器、高频脉冲信号发生器、高速信号调理电路、高速信号采集电路、第一保护电路、线序检测调理电路、检测结果显示单元和第一用户输入单元；辅机包括第二微处理器、序列发生器、第二用户输入单元和第二保护电路；线缆线序测试模式时，辅机的第二微处理器产生多个触发信号(每个触发信号对应一条线缆和一个编码序列)，送给序列发生器，由序列发生器产生编码序列(每一条线缆传输一个编码序列)，经第二保护电路输出到各条线缆上，传输至主机；编码序列依次经由主机的第一保护电路、高速信号调理电路以及线序检测调理电路送入第一微处理器，第一微处理器解析编码序列后将解析数据送至检测结果显示单元；线缆故障测试模式时，主机的第一微处理器产生测试指令，通过FSMC接口发送给FPGA控制器，FPGA控制器产生高频脉冲触发信号发送给高频脉冲信号发生器，由高频脉冲信号发生器产生高频脉冲，依次经由高速信号调理模块、第一保护电路输出到被测线缆上，形成发射信号；若线缆存在故障，则故障点处产生反射信号，依次经由第一保护电路、高速信号调理电路进入高速信号采集电路，FPGA控制器接收采集结果，将相位差的计算结果通过FSMC接口送给第一微处理器，第一微处理器将故障信息送至检测结果显示单元。基于以上方案，本技术还进一步作了如下优化：所述第一微处理器和第二微处理器均采用ARM控制器。所述检测结果显示单元为LCD显示屏。主机的用户输入单元为LCD触摸屏和按键，辅机的用户输入单元为按键。所述主机还包括FLASH，用于暂存解析数据。所述辅机还包括FLASH，用于程序存储。所述主机和辅机还均配置有电池和电源转换电路。所述主机还集成有CPU板用以运行Windows系统；所述第一微处理器还配置有RS232接口，用于与CPU板进行通讯。本技术具有以下优点：该线缆检测设备的硬件电路集成了线序测试和故障检测功能，能够有效解决机车的重联调试问题，即检测整列机车的重联线的通断和线序，并判断出故障点的大致位置，记录显示测试结果，从而解决机车重联线接线复杂、接头数量多等人工检测的困扰，提高整车生产效率。该线缆检测设备体积小、功耗小、操作简单，便于维护和携带。附图说明图1为主机的电路结构示意图。图2为辅机的电路结构示意图。图3为该线缆检测设备的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做详细描述。线序测试原理是采用辅机在不同测试线上发送不同的测试序列，主机通过解析接收线的序列编码，识别测试线序，并判断线缆的通断状态。故障测试原理是基于发射高频脉冲在传输线故障点产生反射的原理测量故障点，并对接收到的波形进行分析，判断故障类型。高频脉冲在传输线传输过程中，在线缆故障点会产生反射波形，该波形与发射波形之间存在相位差，测试仪通过该相位差计算线缆长度。如果用V表示发射波速度，T为发射波往返所用的时间，那么求距离的公式：L＝VT/2，信号在传输线上传输的速度取决于被测电缆的固有特性。该线缆检测设备的硬件电路主要分为主机硬件和辅机硬件：如图1所示，主机硬件主要由FPGA控制器、微处理器、LCD、按键、脉冲信号发生器、线序检测调理电路、高速信号调理和采集、保护电路等组成。当线缆检测仪处于线缆线序测试模式时，被测线缆信号编码序列经过保护电路和高速信号调理，经过线序检测调理电路连接到ARM控制器中；ARM控制器实现多个序列接收单元对序列进行解析，并识别信号的编码信息，从而判断线缆线序，解析数据在FLASH中暂存并在LCD上显示。当线缆检测仪处于线缆故障测试模式时，由ARM控制器产生测试指令，通过FSMC接口发送给FPGA控制器，FPGA控制器产生高频脉冲触发信号，并由高频脉冲发生器产生高频脉冲，经由高速信号调理模块和保护电路输出到被测线缆上，形成发射脉冲。当信号与故障点遭遇，并产生反射信号，经过保护电路、高速信号调理电路进入高速信号采集模块，FPGA控制器接收采集结果，并进行相位差计算，并将计算结果通过FSMC接口送给ARM控制器，ARM控制器对数据进行暂存并显示在LCD上。电池及和电源转换电路为ARM控制器、FPGA控制器和外围采集调理电路供电。如图2所示，辅机硬件主要由ARM控制器、电源、序列发生器和保护电路构成。辅机主要用于线序检测和基本通断功能的测试，当辅机开机并处于线缆线序测试模式时，ARM控制器产生多个触发信号，由序列发生电路产生编码信号，并经过保护电路输出到线缆上，由主机接收解析。当线缆出现断路时，主机无法接收到相应的编码信号。FLASH用于程序存储，电池及充电接口、电源转换电路为ARM控制器、IC和调理电路供电。本技术应用的线序测试原理和故障测试原理本身属于现有技术，相应软件实现可认为是常规技术手段。如图3所示，本专利技术的线缆检测工作流程(主要由主机执行命令)如下：如果测试命令为线缆线序检测则进入线缆线序测试流程，否则进入线缆故障测试流程。当收到线缆线序测试命令时，测试程序循环检测每一根电缆上的脉冲序列并判断线序是否正确以及电缆是否通断，并把检测结果显示出来。之后判断是否退出线序检测，如果是则退到主程序中，否则继续循环检测。当收到线缆故障测试命令时，程序等待接收被测线缆线号信息，接收到信息后程序控制FPGA进行高速A/D采样，并把采集到的数据进行显示、分析等操作，测试完成后判断是否退出故障测试程序，如果是则退到主程序中，否则继续等待下一根线缆测试命令。辅机工作过程中，不停地循环向1-120根电缆发送相应的脉冲序列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于回波反射原理的线缆检测设备，其特征在于，包括主机和辅机；其中：主机包括FPGA控制器、第一微处理器、高频脉冲信号发生器、高速信号调理电路、高速信号采集电路、第一保护电路、线序检测调理电路、检测结果显示单元和第一用户输入单元；辅机包括第二微处理器、序列发生器、第二用户输入单元和第二保护电路；线缆线序测试模式时，辅机的第二微处理器产生多个触发信号，送给序列发生器，由序列发生器产生编码序列，经第二保护电路输出到各条线缆上，传输至主机；编码序列依次经由主机的第一保护电路、高速信号调理电路以及线序检测调理电路送入第一微处理器，第一微处理器解析编码序列后将解析数据送至检测结果显示单元；线缆故障测试模式时，主机的第一微处理器产生测试指令，通过FSMC接口发送给FPGA控制器，FPGA控制器产生高频脉冲触发信号发送给高频脉冲信号发生器，由高频脉冲信号发生器产生高频脉冲，依次经由高速信号调理模块、第一保护电路输出到被测线缆上，形成发射信号；若线缆存在故障，则故障点处产生反射信号，依次经由第一保护电路、高速信号调理电路进入高速信号采集电路，FPGA控制器接收采集结果，将相位差的计算结果通过FSMC接口送给第一微处理器，第一微处理器将故障信息送至检测结果显示单元。...

【技术特征摘要】
1.基于回波反射原理的线缆检测设备，其特征在于，包括主机和辅机；其中：主机包括FPGA控制器、第一微处理器、高频脉冲信号发生器、高速信号调理电路、高速信号采集电路、第一保护电路、线序检测调理电路、检测结果显示单元和第一用户输入单元；辅机包括第二微处理器、序列发生器、第二用户输入单元和第二保护电路；线缆线序测试模式时，辅机的第二微处理器产生多个触发信号，送给序列发生器，由序列发生器产生编码序列，经第二保护电路输出到各条线缆上，传输至主机；编码序列依次经由主机的第一保护电路、高速信号调理电路以及线序检测调理电路送入第一微处理器，第一微处理器解析编码序列后将解析数据送至检测结果显示单元；线缆故障测试模式时，主机的第一微处理器产生测试指令，通过FSMC接口发送给FPGA控制器，FPGA控制器产生高频脉冲触发信号发送给高频脉冲信号发生器，由高频脉冲信号发生器产生高频脉冲，依次经由高速信号调理模块、第一保护电路输出到被测线缆上，形成发射信号；若线缆存在故障，则故障点处产生反射信号，依次经由第一保护电路、高速信号调理电路进入高速信号采集电路，FPGA控制器接收采集结果，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成龙，李明华，朱斌锋，徐汉雄，
申请(专利权)人：西安翔迅科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61