專利名稱：長(zhǎng)途電纜氣壓自動(dòng)維護(hù)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及一種通信電纜的氣壓維護(hù)設(shè)備。特別適用于長(zhǎng)途通信電纜；也可用于市話等其它形式的充氣通信電纜。
現(xiàn)有長(zhǎng)途通信的氣壓維護(hù)主要靠人工沿線去測(cè)量氣壓數(shù)值和補(bǔ)充干燥氣體。為了監(jiān)視電纜中氣壓的變化情況，確定漏氣點(diǎn)位置，通常采用沿電纜設(shè)置若干個(gè)降壓信號(hào)器的方法。當(dāng)被監(jiān)視點(diǎn)的氣壓下降到某一規(guī)定值時(shí)，降壓信號(hào)器中受壓力控制的開(kāi)關(guān)閉合，終端局根據(jù)相鄰的三個(gè)信號(hào)器動(dòng)作時(shí)間的不同，估算出電纜漏氣位置。這種辦法，由于不可能測(cè)得某一時(shí)刻沿電纜的氣壓分布曲線或?qū)嶋H壓力數(shù)值，只能粗略地確定漏氣段落，而不能做到精確定位。
為了能做到在局內(nèi)監(jiān)視氣壓維護(hù)情況。在我國(guó)1980年前后開(kāi)始對(duì)氣壓遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研制，做了許多工作。由于目前采樣部件大都采用波紋管電位器或膜片電位器等機(jī)械式壓力傳感器。因此一般的氣壓遙測(cè)設(shè)備，壓力測(cè)量的精確度誤差為±0.02－0.03Kg／cm2，分辨率多為1％或10％。只能完成一般的氣壓數(shù)值遙測(cè)。
本實(shí)用新型研制的目的，是提供一種通信電纜氣壓自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)。即除了完成對(duì)電纜氣壓數(shù)值遠(yuǎn)距離遙測(cè)外，還能自動(dòng)查漏、精確定位；遠(yuǎn)距離遙控自動(dòng)穩(wěn)壓充氣；提供線路資料；并在必要時(shí)能將測(cè)量數(shù)據(jù)傳到另一地點(diǎn)的集中管理辦法。
本實(shí)用新型所提供的任務(wù)，是以如下方法完成的。在通信有人站(或終端站)設(shè)一由TP－801單板機(jī)為中心控制的主機(jī)，用它完成各種功能操作，處理和存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存詳細(xì)線路資料，并將結(jié)果用屏幕顯示和打印記錄。主機(jī)備有為集中管理用的RS－232通信接口并為線路分機(jī)提供遠(yuǎn)距離直流串聯(lián)穩(wěn)流供電。在長(zhǎng)途電纜沿途各無(wú)人站內(nèi)設(shè)置線路分機(jī)。它采用“硅杯式”半導(dǎo)體壓力傳感器為傳感器件，結(jié)合用電荷平衡法原理組成的電壓－頻率變換器(以下簡(jiǎn)稱VFC)。使壓力測(cè)量精度誤差小于 ±0.01Kg／cm2，分辨率優(yōu)于0.1％，查漏定位誤差小于200米。由于采用分機(jī)結(jié)構(gòu)形式，加上設(shè)計(jì)了只用一種尋址頻率的“數(shù)字編碼定址”方式，滿足了遙測(cè)氣體壓力，干燥度，漏氣自動(dòng)查找，遙控自動(dòng)穩(wěn)壓充氣等多功能兼容的要求。
以下將結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)敘述。
圖一是本實(shí)用新型主機(jī)方框原理圖。
圖二是本實(shí)用新型線路分機(jī)方框原理圖。
圖三是圖二的鑒頻放大到譯碼的電原理圖。
圖四是圖二的壓力傳感器到壓頻變換器間的電原理圖。
圖五是自動(dòng)穩(wěn)壓充氣系統(tǒng)示意圖。
參照?qǐng)D一，本實(shí)用新型為信號(hào)器尋址方式提供了一種單頻的串行“數(shù)字編碼定址”方式。尋址指令信號(hào)，由計(jì)算機(jī)控制，發(fā)出含有清零信號(hào)，十位數(shù)字，個(gè)位數(shù)字的編碼時(shí)序與分時(shí)標(biāo)信號(hào)中17.8KHz調(diào)制后經(jīng)整形成一串正弦調(diào)制波送往電纜的信號(hào)線對(duì)。
參照?qǐng)D三，串接在信號(hào)線對(duì)中的線路分機(jī)收到尋址指令后，經(jīng)鑒頻放大，整形還原成與主機(jī)發(fā)出的編碼時(shí)序相應(yīng)的脈沖。由二極管［6］，電阻［4］，電容［5］組成150毫秒延時(shí)電路，完成選擇清零信號(hào)；由二極管［3］，電阻［2］，電容［1］組成的5毫秒延時(shí)電路，完成檢出十位數(shù)和個(gè)位數(shù)中的脈沖數(shù)量；由電阻［7］，電容［8］，二極管［9］組成的80毫秒時(shí)延與“4013”雙D觸發(fā)器配合組成自動(dòng)跟蹤移位電路，把十位數(shù)或個(gè)位數(shù)的脈沖準(zhǔn)確分別送到“4518”計(jì)數(shù)器，供“C331”譯碼。一旦譯碼后的地址信號(hào)與某信號(hào)器所予置的地址編碼相同，就將電源接到該信號(hào)器上(信號(hào)器可能是壓力傳感器，也可以是充氣設(shè)備等其它執(zhí)行機(jī)構(gòu))。自動(dòng)移位電路還具有信號(hào)鎖定和抗干擾性能。
壓力測(cè)量和查漏定位的精度，主要取決于壓力傳感器和VFC變換電路。本實(shí)用新型采用氣壓－電阻－電壓－頻率轉(zhuǎn)換方式。
參照?qǐng)D四，“硅杯式”半導(dǎo)體壓力傳感器是利用硅的壓阻效應(yīng)，接成惠斯登電橋形式［19］；當(dāng)傳感器加上所用范圍的氣體壓力時(shí)，橋路中四邊電阻的阻值將做相應(yīng)的變化。當(dāng)接上恒流源時(shí)，橋路輸出端將有50－60毫伏的電壓輸出。這電壓由隔離器［15］送到差值放大器［22］放大到1.5－2伏，去控制由差值積分器［23］和“555”定時(shí)器［24］組成的VFC電路。一部線路分機(jī)可控制8只傳感器，這些傳感器是通過(guò)隔離器復(fù)接的。
由于半導(dǎo)體壓力傳感器普遍存在溫漂、時(shí)漂、非線性以及需加電20－30分鐘后采樣才能穩(wěn)定等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型由主機(jī)(圖一)中的遠(yuǎn)供向線路分機(jī)提供直流串聯(lián)穩(wěn)流供電。分機(jī)進(jìn)一步向電路提供標(biāo)準(zhǔn)電源。參照(圖四)，把硅壓力傳感器接在三級(jí)管的發(fā)射極電路中，以克服非線性，熱敏電阻［11］做為溫度補(bǔ)償，適當(dāng)調(diào)整電阻［12、13、14］的阻值克服時(shí)漂。為了達(dá)到提高穩(wěn)定度和分辨率的目的，本實(shí)用新型在VFC電路中，把通常氣壓遙測(cè)設(shè)備的壓力－頻率轉(zhuǎn)換常數(shù)，由1克力／1赫茲或10克力／1赫茲，提高到1克力／4赫茲。同時(shí)采取不經(jīng)調(diào)制器，直接由VFC電路把模擬信號(hào)頻率提升到10.4－14.4KHz，用正弦波向電纜信號(hào)線傳送。當(dāng)有人站主機(jī)(圖一)收到該頻率信號(hào)后，經(jīng)放大解調(diào)，還原成正比于相對(duì)壓力0－1Kg／cm2的0－4000赫茲頻率脈沖，送入微計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。由于采用(圖四)的電路，收到尋址信號(hào)后，加電2秒鐘即可穩(wěn)定精確地采樣，達(dá)到分辨率優(yōu)于0.1％，壓力測(cè)量誤差小于0.01Kg／cm2。
參照?qǐng)D五，長(zhǎng)途通信電纜的氣壓保持，國(guó)內(nèi)通常的“浮充充氣”和“定期充氣”兩種形式。這兩種形式都要靠人工到線路上開(kāi)啟或關(guān)閉充氣設(shè)備及觀測(cè)充氣設(shè)備的氣體壓力。本實(shí)用新型提供上述兩種形式兼容的遙控式自動(dòng)穩(wěn)壓充氣形式。若某一氣閉段需要充氣時(shí)，由主機(jī)發(fā)出相應(yīng)的充氣尋址指令，該指令信號(hào)經(jīng)線路分機(jī)(圖三)電路譯碼后，當(dāng)充氣控制電路予置的地址編碼與尋址編碼一致時(shí)，控制電路就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的電磁閥。此時(shí)，高壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)30－150Kg／cm2高壓氣體由減壓閥降為1.2Kg／cm2，經(jīng)電磁閥，穩(wěn)壓閥等氣路向電纜充氣。穩(wěn)壓閥的作用是保證按自動(dòng)充氣程序把該電纜氣閉段氣壓充到規(guī)定的0.7Kg／cm2為止。主機(jī)可同時(shí)發(fā)出向幾個(gè)氣閉段充氣的指令，也可發(fā)出要其中某氣閉段停止充氣的指令。同時(shí)能隨時(shí)監(jiān)測(cè)沿線高壓儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力和電纜各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣壓變化情況。
本實(shí)用新型操作使用簡(jiǎn)便。當(dāng)按下鍵盤上相應(yīng)的操作鍵，即可執(zhí)行“全自動(dòng)無(wú)人職守”，“指定范圍巡測(cè)”，“定點(diǎn)監(jiān)測(cè)”，“自動(dòng)漏氣查找”，“自動(dòng)穩(wěn)壓充氣”，“資料查詢”等。并有是否需要“定時(shí)”、“打印”、“告警停測(cè)”等性能供選擇。其操作內(nèi)容及測(cè)試結(jié)果用漢字顯示及打印記錄。
權(quán)利要求1.一種長(zhǎng)途電纜氣壓自動(dòng)維護(hù)機(jī)，其特征是由“硅杯式”半導(dǎo)體壓力傳感器[19]，隔離器[15]，差值放大器[22]和VFC變換器[23]、[24]組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于輸入端串接在晶體管［10］發(fā)射極電路中，橋路輸出的一端將兩臂分開(kāi)，分別串接入熱敏電阻［11］和補(bǔ)償電阻［12］，橋路輸出兩端，分別串接一電阻［13］、［14］。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于差值放大器［22］加偏置電阻［16］，使［22］的輸出端起始電壓為1.5伏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于由差值積分器［23］和“555”定時(shí)器組成的VFC變換器中定時(shí)器［24］的K端［17］受控于分機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，電阻［18］為1.5KΩ，電容［25］為2000pf。
專利摘要長(zhǎng)途電纜氣壓自動(dòng)維護(hù)機(jī)，提供了一種長(zhǎng)途通信電纜氣壓維護(hù)的設(shè)備。由主機(jī)、線路分機(jī)和自動(dòng)穩(wěn)壓充氣設(shè)備組成。本實(shí)用新型采用“硅杯式”壓力傳感器，配以電荷平衡法組成的壓頻變換器，解決了穩(wěn)定度，提高了測(cè)量精度和分辨率。使設(shè)備既能精確遙測(cè)氣壓又能自動(dòng)查漏，準(zhǔn)確定位。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2065765SQ8920772
公開(kāi)日1990年11月14日 申請(qǐng)日期1989年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月1日
發(fā)明者黃瑞源, 蘇振河, 李明, 趙洪明 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍58016部隊(duì)