CN104458817A - 一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置及方法，它包括主机架和用于测试被测电缆的特性阻抗值变化的阻抗分析仪，在主机架的一侧设置有固定夹紧头，在主机架的另一侧设置有移动夹紧头，所述移动夹紧头通过滑动座与施力机构相连接，在固定夹紧头上设置有拉力传感器，所述拉力传感器与力值显示器相连。本发明通过设置夹紧机构、施力机构、力值显示器、阻抗分析仪，通过监测被测电缆在被纵向拉伸时，其结构的变化导致的电性能的变化，从而反映出电缆的抗拉强度。

Description

一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置及方法

技术领域

本发明涉及一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置及方法。

背景技术

同轴射频电缆是具有同轴结构的传输射频（几兆到几千兆赫兹）范围内电磁能量的电缆。结构从内到外一般分为内导体层、绝缘层、外体层和护套层，因其良好的抗干扰性、较低的衰减，成为广泛应用的一种主要形式。

射频同轴电缆在安装铺设过程中，必定会承受到纵向的拉力。电缆所能承受的最大的纵向拉力即抗拉强度。作为射频同轴电缆机械物理性能的一项性能指标，抗拉强度是电缆在进行结构设计和材料选择以及应用选型时必须考虑的一项重要内容。

然而，在射频电缆国家标准GB/T 17737.1-2000 《射频电缆 第1部分：总规范 总则、定义、要求和试验方法》§10.4条“抗拉强度（纵向拉伸）”中描述为“正在考虑中”；即没有明确规定抗拉强度的性能要求、试验方法和试验装置。因此目前还没有一项专门用于此项性能测试的测试方法和专用设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能反映被测电缆的抗拉强度的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置及方法。

本发明所采用的技术方案为：一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于它包括主机架和用于测试被测电缆的特性阻抗值变化的阻抗分析仪，在主机架的一侧设置有固定夹紧头，在主机架的另一侧设置有移动夹紧头，所述移动夹紧头通过滑动座与施力机构相连接，在固定夹紧头上设置有拉力传感器，所述拉力传感器与力值显示器相连；所述被测电缆的两端分别与固定夹紧头和移动夹紧头相连，所述被测电缆的一个端头通过测试接头与终端负载相连，另一端头通过测试接头与阻抗分析仪相连，所述终端负载通过被测电缆与阻抗分析仪形成电气连接。

按上述技术方案，所述固定夹紧头包括固定座、第一连接架、第一穿销和第一金属网套，所述固定座的一端固定设置在主机架的一端，另一端与第一连接架固定连接，所述第一穿销穿插设置在第一连接架的另一端，第一金属网套的端头套装在第一穿销上；所述移动夹紧头包括第二连接架、第二穿销和第二金属网套，所述第二连接架的一端与滑动座相连，另一端设置第二穿销，所述第二穿销穿插设置在第二连接架上，所述第二金属网套的端头套装在第二穿销上；所述第一金属网套和第二金属网套分别套设在被测电缆的两端。

按上述技术方案，所述拉力传感器设置在固定架上。

按上述技术方案，所述施力机构包括在主机架的另一侧设置的丝杆螺母支座，将丝杆旋入丝杆螺母支座的螺纹孔中，丝杆的外端为转动手柄，内端连接滑动座。

按上述技术方案，所述主机架包括测试平台和设置在测试平台两侧的支撑立柱，所述被测电缆水平设置在测试平台的上方。

按上述技术方案，所述第一金属网套和第二金属网套的结构相同，均由金属网丝交错编织而成，在第一、二金属网套的外端头均设置有与金属网丝相连的连接套，所述连接套套装在穿销上。

一种射频同轴电缆抗拉强度试验方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：提供如上述所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置；

步骤二：将被测试电缆两端装接上测试接头，并将夹紧机构分别设置在被测试电缆的两端；

步骤三：控制施力机构，使被测电缆处于放松状态；

步骤四：打开力值显示器并调零；

步骤五；控制施力机构的拉伸力，给予被测电缆施加纵向拉伸力，拉伸力显示在力值显示器上；

步骤六：将被测电缆的一端头通过测试接头与一个设定值的标准终端电子负载相连，将被测电缆的另一端通过测试接头及测试线连接至阻抗分析仪上；

步骤七：打开阻抗分析仪，此时阻抗分析仪实时的显示被测电缆处于不同张紧状况下的阻抗；

步骤八：测试完成后，减小施加拉伸力，使被测电缆放松。

本发明中，选择阻抗分析仪来对被测电缆进行分析的原因为：

射频同轴电缆的剖面结构如图1所示，同轴电缆的内导体14呈圆柱形或螺旋形结构，根据需要做成实心或空心，一般用铜制成，也有用铝或铜铝复合，具有较高的电导率，足够的机械强度和必要的柔软性。内外导体间绝缘层15主要起内外导之间的绝缘作用，同时起支撑结构的作用。它应具有良好的电绝缘性和机械性能。外导体16的形式较多样，有编织导线外导体，光滑或皱纹管状外导体等，主要起信号回路及屏蔽外界干扰的作用，要求结构稳定，均匀一致，具有足够的机械强度。在外导体16外套设护套17。

根椐传输线理论，同轴电缆由结构所决定的电性能的主要指标之一是特性阻抗，其公式如下：

     式中: D----同轴电缆外导体内径(mm)

          d----同轴电缆内导体外径(mm)

          ε----介质材料的相对介电常数

其中ε是由所选择的绝缘材料的性能所决定的，在电缆抗拉过程中，不会变化。

在电缆承受纵向拉力的情况下， 电缆会纵向拉长， 从而使得结构尺寸变化，表现在外导体直径和内导体直径数值不同程度的变小。

图3所示为在拉力作用下电缆的内、外导体结构直径变小，分别由D和d，变化为D’和d’。

而变化内、外导体结构直径变化直接反映在电缆的特性阻抗的变化上。而在实际拉伸过程中外导体直径D的变化速度远大于内导体d的变化速度，因此我们只需监控电缆的特性阻抗：

的变化即可对电缆的抗拉强度进行定性及定量的分析。

由于使用不同设计结构或材料，不同电缆的抗拉强度性能是不一样的。具体表现在承受一定的拉力，结构的变形程度不一样，而这种变形程度又通过其特性阻抗的变化程度来体现。

因承受拉力时，电缆直径会变小，从而其阻抗变大。因此我们增加电缆两端的拉力，使得电缆阻抗在变化设定的值，即变化增加设定值时，此时所读取出来的最大拉力值定为电缆的抗拉强度。

本发明所取得的有益效果为：

本装置结构简单、操作性强，通过设置夹紧机构、施力机构、力值显示器、阻抗分析仪，监测被测电缆在被纵向拉伸时，其结构的变化导致的电性能的变化，以此来对电缆的抗拉强度进行定性或定量的分析；通过设置金属网套与被测电缆相连，金属网套在拉伸过程中会自动收缩，紧紧套在电缆上，不会发生相对位移，并且可以使得拉力保持在被测试电缆的轴向位置，进一步提高了检测的准确性。

附图说明

图1为电缆的剖面图。

图2为在拉力作用下电缆的内、外导体结构直径变化示意图。

图3为本发明中试验装置的主视图。

图4为本发明中试验装置的俯视图。

图5为本发明中固定夹紧头的放大图。

图6为本发明中移动夹紧头的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图3-6，本实施例提供了一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，它包括主机架6和测试被测电缆的特性阻抗值变化的阻抗分析仪，所述主机架6包括测试平台7和设置在测试平台两侧的支撑立柱8，所述被测电缆5水平设置在测试平台的上方，在主机架6上的一侧设置有固定夹紧头，在另一侧设置有移动夹紧头，所述移动夹紧头通过滑动座10与施力机构相连，所述被测电缆5的两端分别与固定夹紧头和移动夹紧头相连，在固定夹紧头上设置有拉力传感器2，所述拉力传感器2与力值显示器1相连，所述被测电缆5的一个端头通过测试接头与终端负载相连，另一端头通过测试接头与阻抗分析仪14相连，所述终端负载通过被测电缆与阻抗分析仪形成电气连接。

所述固定夹紧头包括固定座15、第一连接架19、第一穿销3和第一金属网套4，所述第一金属网套4由金属网丝交错编织而成，在第一金属网套的外端头设置有与金属网丝相连的提环；所述固定座15的一端固定设置在主机架6的一端，另一端与第一连接架固定19连接，所述第一穿销3穿插设置在第一连接架19的另一端，第一金属网套4的提环套装在第一穿销3上；所述移动夹紧头包括第二连接架18、第二穿销17和第二金属网套16，所述第二金属网套16由金属网丝交错编织而成，在第二金属网套16的外端头设置有与金属网丝相连的提环；所述第二连接架18的一端与滑动座10相连，另一端设置第二穿销17，所述第二穿销17穿插设置在第二连接架18上，所述第二金属网套16的提环套装在第二穿销17上；所述第一金属网套16和第二金属网套4分别套设在被测电缆的两端，当其两端的提环拉紧时。

所述施力机构包括在主机架6的另一侧设置的丝杆螺母支座12，将丝杆11旋入丝杆螺母支座12的螺纹孔中，丝杆11的外端为转动手柄13，内端通过丝杆连接外套9连接一滑动座10，所述滑动座10与另一夹紧机构的连接销柱相连，所述滑动座10可以沿主机架6水平滑移。

本实施例还提供了一种射频同轴电缆抗拉强度试验方法，它包括以下步骤：

步骤一：提供上述所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置；

步骤二：将被测试电缆5的两端装接上测试接头，并将第一、二金属网套4、16分别设置在被测试电缆5的两端；

步骤三：旋转旋转手柄13，使得滑动座10从左移动至左止点，使被测电缆5处于放松状态；

步骤四：打开力值显示器1并调零；

步骤五；旋转旋转手柄13，使得丝杆11在丝杆螺母支座往右移动，带动滑动座10向右移动，滑动座10与第二连接架18连接的第二金属网套16带动拉伸被测电缆，即给予被测电缆施加纵向拉伸力，拉伸力显示在力值显示器上，其中，金属网套在拉伸过程中会自动收缩，紧紧套在电缆上，不会发生相对位移，并且可以使得拉力保持在被测试电缆的轴向位置；

步骤六：将被测电缆一端头的测试接头接入一个50Ω标准终端电子负载19，将被测电缆6的另一端头的测试接头通过一根测试线连接至阻抗分析仪14上。

步骤七：打开阻抗测试仪14，此时阻抗测试仪14实时显示被测电缆5处于不同张紧状态的阻抗，以测试标称特性阻抗为50Ω射频同轴电缆为例，因承受拉力时，电缆直径会变小，从而其阻抗变大。因此我们增加电缆两端的拉力，使得电缆阻抗在变化2Ω，即52Ω时，此时所读取出来的最大拉力值定为电缆的抗拉强度，此2Ω的变化范围是由产品的产品规范中得来，此项电气性能指标的容差在产品的国家标淮或行业标准中都有具体的规定，一般是根据工程中实际应用得出的经验值。在测试其它标称特性阻抗的射频电缆时，也可根据相应的产品标准来定一个阻抗变化范围。从而读出最大拉力值，定为此类电缆的抗拉强度； 

步骤八：测试完成后，反向旋转手柄，使得滑动座从左移动，使电缆放松，卸载拉力。

Claims (7)

1.一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于它包括主机架和用于测试被测电缆的特性阻抗值变化的阻抗分析仪，在主机架的一侧设置有固定夹紧头，在主机架的另一侧设置有移动夹紧头，所述移动夹紧头通过滑动座与施力机构相连接，在固定夹紧头上设置有拉力传感器，所述拉力传感器与力值显示器相连；所述被测电缆的两端分别与固定夹紧头和移动夹紧头相连，所述被测电缆的一个端头通过测试接头与终端负载相连，另一端头通过测试接头与阻抗分析仪相连。

2.根据权利要求1所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于，所述固定夹紧头包括固定座、第一连接架、第一穿销和第一金属网套，所述固定座的一端固定设置在主机架的一端，另一端与第一连接架固定连接，所述第一穿销穿插设置在第一连接架的另一端，第一金属网套的提环套装在第一穿销上；所述移动夹紧头包括第二连接架、第二穿销和第二金属网套，所述第二连接架的一端与滑动座相连，另一端设置第二穿销，所述第二穿销穿插设置在第二连接架上，所述第二金属网套的提环套装在第二穿销上；所述第一金属网套和第二金属网套分别套设在被测电缆的两端。

3.根据权利要求2所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于，所述拉力传感器设置在固定架上。

4.根据权利要求1或2所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于，所述施力机构包括在主机架的另一侧设置的丝杆螺母支座，将丝杆旋入丝杆螺母支座的螺纹孔中，丝杆的外端为转动手柄，内端连接滑动座。

5.根据权利要求所述1或2的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于所述主机架包括测试平台和设置在测试平台两侧的支撑立柱，所述被测电缆水平设置在测试平台的上方。

6.根据权利要求1或2所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置，其特征在于，所述第一金属网套和第二金属网套的结构相同，均由金属网丝交错编织而成，在第一、二金属网套的外端头均设置有与金属网丝相连的提环。

7.一种射频同轴电缆抗拉强度试验方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：提供如权利要求1所述的一种射频同轴电缆抗拉强度试验装置；

步骤二：将被测试电缆两端装接上测试接头，并将夹紧机构分别设置在被测试电缆的两端；

步骤三：控制施力机构，使被测电缆处于放松状态；

步骤四：打开力值显示器并调零；

步骤五；控制施力机构的拉伸力，给予被测电缆施加纵向拉伸力，拉伸力显示在力值显示器上；

步骤六：将被测电缆的一端头通过测试接头与一个设定值的标准终端电子负载相连，将被测电缆的另一端通过测试接头及测试线连接至阻抗分析仪上；

步骤七：打开阻抗分析仪，此时阻抗分析仪实时的显示被测电缆处于不同张紧状况下的阻抗；

步骤八：测试完成后，减小施加拉伸力，使被测电缆放松。