CN105717416A - 新型电缆组件瞬态故障检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型电缆组件瞬态故障检测装置及方法，所述装置包括：振动装置通用底座；固定于所述振动装置通用底座上的多个安装支架；多根信号传输工艺电缆；与所述信号传输工艺电缆的数量相同的信号输出工艺电缆；设置有多个连接器的瞬通瞬断故障检测设备。本发明适用于检测待测电缆组件在随机振动应力筛选中电连接器、组件等与电缆相连接的各点是否产生微秒级及以上的瞬间断开故障，同时也可用于检测电连接器、组件等与屏蔽线不相连的各点在以上动态过程中是否产生微秒级以上的瞬间接通故障，便于及时剔除有故障隐患的待测电缆组件，提高电缆故障筛选能力。

Description

新型电缆组件瞬态故障检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种新型电缆组件瞬态故障检测装置及方法。

背景技术

在产品信号系统中，电缆组件作为系统电源和信号传输的关键部件，其性能可靠性直接关系到总机产品的性能和可靠性。

由于电缆组件制作工艺本身特点和生产过程控制的复杂性，为确保电缆质量，对完成制作后的电缆插头（座）的焊点、压接点等施加环境应力进行工艺筛选是非常必要的，通过筛选及时剔除有质量缺陷的电缆网。原有电缆组件故障检测方法是将电缆网固定于振动工装上，依靠振动控制装置对电缆施加相应量级的应力，待振动试验完成后，将电缆网取下对其进行导通绝缘检查，考核其振动之后电连接器内芯线与端子的焊接（压接）可靠性和生产缺陷。

由于原有电缆组件故障检测方法存在两大主要问题，需对其进一步完善：

（1）原有故障检测方法功能缺失，振动过程中缺少对电缆组件信号关系的实时监测，更无法检测出电缆组件在振动过程中的瞬间通断情况，对虚焊、线束打折、芯线损坏等故障的筛选能力急需加强。由于瞬间断开或瞬间非正常导通是电缆网常见的一种失效模式，其产生原因是动态接触电阻的瞬间变化导致传输信号或能量瞬间中断或接通，是影响电缆网可靠性的关键环节，可由虚焊、线束折扭损坏、多余物、灌封等故障形成。而原有电缆组件故障检测方法中振动试验与瞬态检测相分离，需通过采用电缆组件随机振动过程瞬通瞬断测试技术，对电缆和接插件的工作性能在动载条件下进行实时监测，判断其是否发生瞬通瞬断现象，记录其瞬间通断时间，从而测试电缆组件接插件产品质量可靠性。

（2）原有故障检测方法中用于敷设电缆组件的振动装置已满足不了立体化和扁平化电缆的设计及制造趋势，需对装置及信号传输模式进行优化设计。原有装置结构简单、功能单一，它是将电缆网弯曲盘绕、外部用锦纶丝套绑扎后，将其固定于振动台面接受激励。由于电缆网设计、制作立体化、扁平化，电缆网呈现三维立体或扁平结构，原有工装只针对平面电缆安装，无法实现立体、扁平电缆的固定。

随着电缆组件振动试验考核要求的进一步明确和故障检测系统在生产过程中暴露的瓶颈问题，需将电连接器固定在工装支架上模拟电缆在总装产品实际敷设状态的边界条件，以更好地考核电连接器内芯线与端子焊接或压接可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型电缆组件瞬态故障检测装置及方法，能够及时剔除有故障隐患的待测电缆组件，提高电缆故障筛选能力。

为解决上述问题，本发明提供一种新型电缆组件瞬态故障检测装置，包括：

振动装置通用底座；

固定于所述振动装置通用底座上的多个安装支架；

多根信号传输工艺电缆，每根信号传输工艺电缆的两端的分别设置有电连接器，每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，每个待测电缆组件的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；

与所述信号传输工艺电缆的数量相同的信号输出工艺电缆，每根信号输出工艺电缆两端的分别设置有电连接器，每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；

设置有多个连接器的瞬通瞬断故障检测设备，瞬通瞬断故障检测设备用于从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障鉴别并输出显示，瞬通瞬断故障检测设备的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接。

进一步的，在上述装置中，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

进一步的，在上述装置中，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆。

进一步的，在上述装置中，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆采用抗干扰射频输出工艺电缆。

进一步的，在上述装置中，所述振动装置通用底座为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质。

本发明还提供一种新型电缆组件瞬态故障检测方法，包括：

在振动装置通用底座上固定多个安装支架；

将每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，将每个待测电缆组件的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；

将每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；

将瞬通瞬断故障检测设备设的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接；

瞬通瞬断故障检测设备依次通过输出工艺电缆、信号传输工艺电缆从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障分析并输出显示。

进一步的，在上述方法中，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

进一步的，在上述方法中，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆。

进一步的，在上述方法中，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆采用抗干扰射频输出工艺电缆。

进一步的，在上述方法中，所述振动装置通用底座为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质。

与现有技术相比，本发明适用于检测待测电缆组件在随机振动应力筛选中电连接器、组件等与电缆相连接的各点是否产生微秒级及以上的瞬间断开故障，同时也可用于检测电连接器、组件等与屏蔽线不相连的各点在以上动态过程中是否产生微秒级以上的瞬间接通故障，便于及时剔除有故障隐患的待测电缆组件，提高电缆故障筛选能力。

附图说明

图1是本发明一实施例的新型电缆组件瞬态故障检测装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种新型电缆组件瞬态故障检测装置，包括：

振动装置通用底座1；

固定于所述振动装置通用底座上的多个安装支架2，具体的，每个安装支架根据具体的待测电缆组件的结构相应设置；

多根信号传输工艺电缆5，每根信号传输工艺电缆的两端的分别设置有电连接器，每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，每个待测电缆组件4的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；

与所述信号传输工艺电缆的数量相同的信号输出工艺电缆3，每根信号输出工艺电缆两端的分别设置有电连接器，每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；

设置有多个连接器的瞬通瞬断故障检测设备（图中未示出），瞬通瞬断故障检测设备用于依次通过输出工艺电缆、信号传输工艺电缆从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障鉴别并输出显示，瞬通瞬断故障检测设备的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接。具体的，振动过程中瞬通瞬断故障分析需覆盖整个随机振动过程，即在振动开始前将待测电缆组件覆盖于振动装置，通过信瞬通瞬断故障检测设备实现对待测电缆组件各状态信号的实时监测。

本实施例中，根据各型号电缆网结构特性，为确保型号之间的通用性和待测电缆组件4的有效敷设，立体振动工装包含振动装置通用底座1和专用安装支架2。优选的，振动装置通用底座1为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质，可同时满足多个型号的待测电缆组件4安装要求；专用安装支架2根据各型号待测电缆组件4的具体结构设计而成，采用模块化设计，可根据电连接器结构灵活更换或调整。将专用安装支架2安装于振动装置通用底座1，形成完整的随机振动装置。

信号传输工艺电缆5和信号输出工艺电缆3是实现待测电缆组件4与瞬通瞬断故障检测设备的连接，其线路设计关系是根据待测电缆组件4设计导通关系和瞬态检测装置信号测试原理完成，利用振动装置通用底座1上引出的信号传输工艺电缆5将待测电缆组件的每一通路与瞬通瞬断故障检测设备的一组测试线路连接。具体设计时，根据待测电缆组件结构形式，在振动装置通用底座1上确定电缆对接的电连接器位置，在相应位置安装电连接器专用安装支架2，将信号传输工艺电缆5的第一端的电连接器安装于专用支架2，将信号输出工艺电缆5与瞬通瞬断故障检测设备连接。

例如，某产品系统中待测电缆组件4随机振动瞬态监测的测试对象为W1～W7电缆束（共计7束电缆）。安装时，先将待测电缆组件4各连接器放置于振动装置通用底座1对应的各连接器安装支架2处，将各信号传输工艺电缆的第一端的连接器分别与待测电缆组件4相应电连接器对接，确保所有电连接器的插头（座）均可靠固定于安装支架上2。其中，对于待测电缆组件4的CDb、J18系列电连接器，与信号传输工艺电缆5相应电连接器对接后，须将螺钉与阴性锁紧组件固定，确保插头与插座对接可靠。最后用绑扎带沿活节螺栓将各电缆束固定于通用底座，应避免待测电缆组件与振动装置通用底座1的相对位置移动。

为确保待测电缆组件4与振动装置通用底座1的可靠固定，避免待测电缆组件4在振动过程中相对移动，在振动装置通用底座1相应位置设置活节螺栓，通过绑带及海绵垫片实现电缆网与振动工装的可靠安装，并对待测电缆组件4形成有效保护。为防止电缆组件在试验过程中产生多余物，影响检测效果，对待测电缆组件4的JY27等系列电连接器插头根部采用外套绝缘塑料层保护的方式，并在绑扎部位和电缆与工装连接处用海绵垫片进行隔离，确保振动过程中对电缆束和插头形成有效保护。对于待测电缆组件4的CDb、J18系列电连接器安装螺纹锁紧夹板，与其对接的电连接器固定时无自锁功能（J24H、JY27等系列插头对接时均具备自锁功能），测试过程中，采用阴性螺纹锁紧组件（20418-2）将对接元器件固定于工装上，待测电缆组件4与其对接后，将螺钉与阴性锁紧组件紧固，确保CDb、J18系列插头与工艺电缆元器件对接可靠，防止在振动过程中插头出现松动现象。

按照上述要求将待测电缆组件安装于振动装置通用底座1后，将信号输出工艺电缆3与瞬通瞬断故障检测设备连接。振动试验开始前即对连接好的线路进行静态监测，确保所有通路（包括断路）测试均正常，然后按照试验条件进行随机振动试验及试验过程中的瞬通、瞬断监测。安装过程中，可进行模拟试验，断开插头，瞬态故障检测仪即出现报警，瞬通瞬断故障检测设备显示故障接点位置。

振动试验时，根据随机振动试验条件规定的频率范围、加速度功率谱密度、总均方根值RMS、试验时间、振动方向等参数，具体值见表1。

表1随机振动试验条件

主要试验设备还包括：振动控制仪、振动台系统、加速度传感器、电荷放大器，试验采用专用压板将电缆网振动工装安装固定于振动台。振动工装上采用4或5个控制点平均控制，两类工装各方向振动试验数据如表2所示。

表2振动试验数据

启动测试程序对产品进行瞬通、瞬断监测，无报警现象，则试验结果符合技术要求。

优选的，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

优选的，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆，实现更好的信号传输功能。

优选的，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆3采用抗干扰射频输出工艺电缆。

本实施例的新型电缆组件瞬态故障检测装置适用于检测待测电缆组件在随机振动应力筛选中电连接器、组件等与电缆相连接的各点是否产生微秒级及以上的瞬间断开故障，同时也可用于检测电连接器、组件等与屏蔽线不相连的各点在以上动态过程中是否产生微秒级以上的瞬间接通故障，便于及时剔除有故障隐患的待测电缆组件，提高电缆故障筛选能力。

实施例二

本发明提供一种新型电缆组件瞬态故障检测方法，包括：

步骤S1，在振动装置通用底座上固定多个安装支架；

步骤S2，将每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，将每个待测电缆组件的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；

步骤S3，将每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；

步骤S4，将瞬通瞬断故障检测设备设的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接；

步骤S5，瞬通瞬断故障检测设备依次通过输出工艺电缆、信号传输工艺电缆从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障分析并输出显示。

优选的，所述振动装置通用底座为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质。

优选的，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

优选的，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆，实现更好的信号传输功能。

优选的，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆3采用抗干扰射频输出工艺电缆。

本发明适用于检测电缆组件在随机振动应力筛选中电连接器、元器件等与导线相连接的各点在随机振动过程中是否产生大于1μs或10μs以上的瞬间断开故障，同时可用于检测电连接器、组件等与屏蔽层不相连的各点在随机振动过程中是否产生大于1μs或10μs以上的瞬间接通故障。将待测电缆组件与立体振动工装、电缆、瞬通瞬断故障检测设备相连，针对具体点位形成回路，即将瞬通瞬断故障检测设备与瞬通瞬断故障检测设备相连，当被检测回路出现瞬通、瞬断故障信号时，瞬通、瞬断信号分别输入给瞬通瞬断故障检测设备的瞬通、瞬断幅度鉴别电路，实现故障报警。

实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种新型电缆组件瞬态故障检测装置，其特征在于，包括：振动装置通用底座；

固定于所述振动装置通用底座上的多个安装支架；多根信号传输工艺电缆，每根信号传输工艺电缆的两端的分别设置有电连接器，每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，每个待测电缆组件的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；与所述信号传输工艺电缆的数量相同的信号输出工艺电缆，每根信号输出工艺电缆两端的分别设置有电连接器，每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；设置有多个连接器的瞬通瞬断故障检测设备，瞬通瞬断故障检测设备用于从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障鉴别并输出显示，瞬通瞬断故障检测设备的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接。

2.如权利要求1所述的新型电缆组件瞬态故障检测装置，其特征在于，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

3.如权利要求1所述的新型电缆组件瞬态故障检测装置，其特征在于，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆。

4.如权利要求1所述的新型电缆组件瞬态故障检测装置，其特征在于，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆采用抗干扰射频输出工艺电缆。

5.如权利要求1所述的新型电缆组件瞬态故障检测装置，其特征在于，所述振动装置通用底座为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质。

6.一种新型电缆组件瞬态故障检测方法，其特征在于，包括：

在振动装置通用底座上固定多个安装支架；

将每根信号传输工艺电缆的第一端的电连接器固定于一个安装支架上，将每个待测电缆组件的电连接器与一个安装支架上的信号传输工艺电缆的第一端的电连接器连接；

将每根信号输出工艺电缆的第一端的电连接器与一根信号传输工艺电缆的第二端的电连接器连接；将瞬通瞬断故障检测设备设的多个连接器分别与每一根信号输出工艺电缆的第二端的电连接器连接；瞬通瞬断故障检测设备依次通过输出工艺电缆、信号传输工艺电缆从各个待测电缆组件获取状态信号，并根据状态信号进行瞬通瞬断故障分析并输出显示。

7.如权利要求6所述的新型电缆组件瞬态故障检测方法，其特征在于，所述瞬通瞬断故障检测设备包括电源隔离电路、信号光电隔离电路，以实现独立回路的检测工作。

8.如权利要求6所述的新型电缆组件瞬态故障检测方法，其特征在于，所述信号传输工艺电缆和信号输出工艺电缆为三维工艺电缆。

9.如权利要求6所述的新型电缆组件瞬态故障检测方法，其特征在于，靠近瞬通瞬断故障检测设备的一段信号输出工艺电缆采用抗干扰射频输出工艺电缆。

10.如权利要求10所述的新型电缆组件瞬态故障检测方法，其特征在于，所述振动装置通用底座为框架形式六面体结构，并采用铝板焊接材质。