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原文传递光缆和电缆外皮故障与路由探测仪及其操作方法

专利名称：	光缆和电缆外皮故障与路由探测仪及其操作方法
摘要：	本发明提供了一种光缆和电缆外皮故障与路由探测仪及其操作方法，包括：发射机箱、接收机箱；所述发射机箱包括：电源模块：为发射机箱提供电源；仪器面板模块：根据接收到的数字信号，显示可供选择的探测模式及可供调整的参数，根据用户选的探测模式及参数，输出工作模式指令；数字平台模块：接收模拟信号，并将模拟信号转化成数字信号，并将数字信号传输至仪器面板模块。本发明克服了现有技术状况的不足，提供一种光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，在不增加硬件成本的条件下，提高了定位精度，增强了抗干扰能力，实现了外皮故障定位功能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海微波技术研究所(中国电子科技集团公司第五十研究所)
发明人：	张勇;杨琳;胡仁昱;孙绪仁;刘峰;刘恩晓;谭越
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201811647442.X
公开号：	CN109781836A
代理机构：	上海段和段律师事务所
代理人：	李佳俊;郭国中
分类号：	G01N27/90(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	200063 上海市普陀区武宁路423号
主权项：	1.一种光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，包括：发射机箱、接收机箱；所述发射机箱包括：电源模块：为发射机箱提供电源；仪器面板模块：根据接收到的数字信号，显示可供选择的探测模式及可供调整的参数，根据用户选的探测模式及参数，输出工作模式指令；数字平台模块：接收模拟信号，并将模拟信号转化成数字信号，并将数字信号传输至仪器面板模块；逻辑控制模块：根据接收到的工作模式指令，生成并输出频率合成指令；信号产生模块：根据接收到的频率合成指令，生成并输出相应频率的探测信号；功率放大模块：根据接收到的相应频率的探测信号，放大相应频率的探测信号的功率，输出发射信号；发射线圈：对发射信号进行发射；所述接收机箱包括：电源模块：为接收机箱提供电源；接收线圈：对回波信号进行接收，输出接收到的信号；信号处理前端：对接收到的信号进行数据前端处理，消除带外信号干扰，实现前后级的阻抗匹配，输出处理后的信号；测量模式选择模块：根据仪器面板模块输出输出的工作模式指令，选择测量模式，并输出测量模式信息至仪器面板模块；数字平台：依据选择的测量模式进行测量，对接收线圈输出的信号，经过信号处理前端的进行处理，再进行模数转换，获得缆线的定位信息，将数字信号传输至仪器面板模块进行实时显示；仪器面板模块：根据接收到的数字信号，显示输出结果；探伤支架：对需要进行探伤的场景进行架设支架。 2.根据权利要求1所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，所述测量模式包括以下任一种或任多种：直接激励测量模式、间接感应测量模式；所述直接激励测量模式：针对易于开挖的线缆，通过导线将发射机箱信号连接至线缆金属外皮上，线缆和接地线形成回路，在线缆上建立和发射机输出信号频率一致的交流信号，通过移动接收机箱，接收机箱上的接收线圈对线缆上的信号进行追踪，确定线缆的走向，探测线缆的深度；通过将探伤支架接口和接收机直接连接，按照管线的路径，逐渐移动探伤支架，通过观察探伤支架输出的信号值进行故障定位。所述间接感应测量模式：将发射机箱置于地表，管线和发射机间无连接，发射机箱通过发射线圈在其周围建立电磁场，该电磁场会激励线缆金属产生涡流效应，在其表面同时建立涡流电磁场，通过移动接收机，可以对线缆追踪，实现确定线缆的走向，探测线缆的深度；接收线缆中的交流信号，通过移动接收机，接收机上的接收天线对线缆上的交流信号进行追踪，探测线缆频率，探测线缆的深度。 3.根据权利要求2所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，所述接收线圈包括：垂直线圈A、垂直线圈C，水平线圈B；缆线的定位原理包括：水平定位原理、垂直测深原理、故障定位原理；所述缆线的定位信息包括：水平定位信息，垂直定深信息以及故障定位信息。 4.根据权利要求3所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，所述水平定位原理包括以下任一项或任多项：峰值法：取垂直线圈A或垂直线圈C磁感应强度的水平分量为判断量，垂直接收线圈A和垂直接收线圈C与地面垂直，当线圈在管线最上方位置时，接收线圈测得的电磁场的水平分量最大，输出水平定位信息；反峰值法：取水平线圈B磁感应强度的垂直分量为判断量，垂直接收线圈B与地面垂直，当线圈在管线最上方位置时，接收线圈测得的电磁场的垂直分量最小，输出水平定位信息；差分值法：取垂直线圈A和垂直线圈C磁感应强度的水平分量为判断量，垂直接收线圈A和垂直线圈C与地面垂直，当线圈在管线最上方位置时，垂直线圈A和垂直线圈C水平分量差值最大，输出水平定位信息。 5.根据权利要求4所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，所述垂直测深原理包括：当探测仪处于管线正上方时，可以通过线圈A和C得到的磁场强度值进行快速测深，根据毕奥-萨伐尔定律，计算公式如下：其中， B表示磁感应强度； m0表示真空磁导率 π表示圆周率； I表示无限长导线中电流强度； h表示管线水平面到地面的垂直距离； BA表示通过线圈A的磁感应强度； H表示接收线圈A与管线的距离，即管线的深度； BC表示通过接收线圈C的磁感强度； L表示接收线圈A与接收线圈C放置的垂直距离；根据获得的管线的深度，输出垂直定深信息。 6.根据权利要求5所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪，其特征在于，所述故障定位原理包括：采用直接激励测量模式，将故障查找专用信号加至线缆上，信号在故障点通过大地向外泄露，电位大小以故障点为中心，球面型向地非线性衰减；将与接收机箱相连的探伤支架插入地面，当线缆存在故障时，信号通过探伤支架经过故障点返回，获得泄露的信号特征，测出故障点所在方向；通过探伤支架测量两个接触点之间的电势差，当逐渐接触故障点时，接收器信号的读数会越来越高，据此获得故障点所在方向，直到有探针跨过故障点，当故障点位于两针之间时，电势值会减少到接近零值，故障点位于两探针之间，获得故障点的位置，输出故障定位信息。 7.一种权利要求1所述的光缆和电缆外皮故障与路由探测仪的操作方法，其特征在于，包括：发射机箱操作步骤：系统初始化步骤：系统开机后，进行系统初始化及开机状态提示；发射信号生成步骤：控制信号产生模块及功率放大模块生成发射信号，并控制发射线圈对发射信号进行发射；信号监测步骤：监测发射信号的实时功率，并对电池模块的电压进行监测，判断发射信号是否有异常信号：若有，则进行报警提示，进入警报处理步骤继续执行；若没有，则进入发射信号生成步骤继续执行；警报处理步骤：检测异常是否解除：若异常解除，进入发射信号生成步骤继续执行，若异常没有解除，则继续监测异常是否解除。接收机箱操作步骤：系统初始化步骤：系统开机后，进行系统初始化及开机状态提示；信号采集步骤：对回波信号进行接收，再根据测量模式对应的缆线的定位原理，进行测量，并对电池电压进行监测；信号监测步骤：根据接收到的回波信号，判断接收到的回波信号是否有异常信号：若有，则进行报警提示，进入警报处理步骤继续执行；若没有，则进入信号采集步骤继续执行；警报处理步骤：检测异常是否解除：若异常解除，进入信号采集步骤继续执行，若异常没有解除，则继续监测异常是否解除。
所属类别：	发明专利