CN107884684B - 一种电磁干扰故障诊断装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉电磁故障诊断领域，具体涉及一种电磁干扰故障诊断装置,至少包括通道盒体，通道盒体内的中部连接有屏蔽转接插座，屏蔽转接插座将通道盒体内分为左侧的输入腔体和右侧的输出腔体，输入腔体内与屏蔽转接插座输入端连接有输入端接线端子排，输出腔体内与屏蔽转接插座输出端连接有输出端接线端子排，通道盒体的两端侧壁上分别通过输入端空芯螺杆和输出端空芯螺杆与外部的电缆连通，屏蔽转接插座上插接有模块插件，模块插件与屏蔽转接插座插接面的一端设置有输入插头，另一端设置有输出插头。

Description

一种电磁干扰故障诊断装置及使用方法

技术领域

本发明涉电磁故障诊断领域，具体涉及一种电磁干扰故障诊断装置及使用方法。

背景技术

随着信息电子设备的电路高度集成化的快速发展，复杂电子系统的小型化已经成为现实：大量的控制机柜已被小型化的控制器替代、机柜上的多根引出电缆则被控制器的一根或几根电缆替代，从物理结构上看系统的结构确实得到了大大简化。但从电路的连接关系来看，系统互连电缆的信号传输问题却变得更加突出：控制机柜的引出电缆数量多，每根电缆内的芯线数量较小，主要传输同类型信号，仅为电源、数字总线信号、数字/模拟控制信号、脉冲功率信号、电平信号等的一种或两种组合；而小型化的控制器虽然引出电缆数量少，但每根电缆内的芯线数量大，少则几根，多则几十根、甚至上百根，线缆传输多类型信号，主要为电源、数字总线信号、数字/模拟控制信号、脉冲功率信号、电平信号等的几种组合或全部组合，由于各类芯线的频域特征不同，各类型芯线的传导干扰由于线-线耦合变得更为复杂。系统的电磁干扰主要为电路单元对外引出电缆的传导干扰，基于系统电磁干扰的这一特点展开故障诊断：控制机柜的传输电缆的EMI传导/辐射干扰分析可以在仅个别电路单元传输线被断开，其余大部分电路单元正常工作条件下，逐个断开各个电缆与机柜的连接，总能确定出干扰与哪根电缆及电路单元有关；而小型化的控制器由于电缆数量小，断开一根或几根，系统的大多数电路单元就无法工作了，因此，简单的插、拔电缆只能确定干扰与该线缆及相关单元有关，无法将干扰定位到具体哪根芯线及相关电路单元。常规的诊断方法为对芯线串接滤波器，通过对这些芯线反反复复的拆、装滤波器，以及对芯线屏蔽层与连接器外壳的屏蔽搭接，虽然最终也能确定干扰部位与整改措施，但由于该过程为多次芯线拆装，即耗时又容易出错，尤其屏蔽连接几乎无法得到一致性控制，测试验证无法得到一致性的措施保障，整个定位与整改过程的实施是电磁兼容工程师亟待解决的问题。

本发明为适用于复杂电子系统多类型信号传输电缆的EMI传导/辐射干扰定位、分析、解决的信号自定义型屏蔽滤波组件，可以将干扰定位到具体芯线及相关电路单元，并对相关电路单元引出线端口提供了最优化的电磁兼容设计/加固方案，本发明也适应于一般电子系统、单一类型信号传输电缆的EMI传导/辐射干扰定位、分析、解决，该发明还适用于电子系统在电磁兼容试验室的对外发射干扰（军标CE102、RE102、工业/民标传导骚扰、辐射骚扰等）与军标CS/RS敏感度、工业/民标抗扰度分析，也适用于电子系统在运行现场的电磁兼容问题分析。该发明仅对线缆芯线进行一次屏蔽转接插座拆装、屏蔽层与连接器外壳的屏蔽搭接，通过快速更换模块插件即可实现。大大缩减了系统的电磁兼容故障诊断周期，从而提高了电子系统的故障诊断与解决的效率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种适用于电子系统电磁兼容领域EMI测试，用于多类型信号组合传输电缆的EMI传导/辐射干扰定位、分析的故障诊断装置，尤其是一种电磁干扰故障诊断装置及使用方法。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种电磁干扰故障诊断装置，至少包括通道盒体，其特征是：通道盒体内的中部连接有屏蔽转接插座，屏蔽转接插座将通道盒体内分为左侧的输入腔体和右侧的输出腔体，输入腔体内与屏蔽转接插座输入端连接有输入端接线端子排，输出腔体内与屏蔽转接插座输出端连接有输出端接线端子排，通道盒体的两端侧壁上分别通过输入端空芯螺杆和输出端空芯螺杆与外部的电缆连通，屏蔽转接插座上插接有模块插件，模块插件与屏蔽转接插座插接面的一端设置有输入插头，另一端设置有输出插头。

所述的输入腔体和输出腔体上分别连接有输入腔体盖板和输出腔体盖板，所述输入端空芯螺杆上依次连接用于电缆屏蔽层在输入端空芯螺杆上360°导电搭接的输入端屏蔽层安装件和输入端屏蔽层锁紧螺母，输出端空芯螺杆上依次连接用于电缆屏蔽层在输出端空芯螺杆上360°导电搭接的输出端屏蔽层安装件和输出端屏蔽层锁紧螺母。

所述的屏蔽转接插座插接有三组模块插件，屏蔽转接插座靠近输入腔体和输出腔体的侧壁上均固定连接有锁扣，模块插件与屏蔽转接插座插接后通过锁扣锁紧。

所述的模块插件为滤波模块插件或直通插件模块中的一种，滤波模块插件和直通插件模块外形相同，滤波模块插件内部对每路线均设置有滤波电路，直通模块插件的内部的每路线均无滤波电路，直通模块插件的输入插头与输出插头之间通过导线直接连接。

所述的滤波模块插件具体类型为电源滤波器、数字总线信号滤波器、数字控制信号滤波器、模拟控制信号控制滤波器、脉冲功率信号滤波器、电平信号滤波器。

所述的通道盒体和模块插件均由导电良好的金属结构材料制成。

一种电磁干扰故障诊断装置，还包括至少4个,4个装置之间并列设置。

一种电磁干扰故障诊断装置的使用方法，包括以下具体步骤：

第一步：先在靠近控制设备端将需要分析的四根电缆芯线分别断开，再将4个装置的输入端和输出端分别串联接入各电缆芯线的断开点，每根电缆芯线对应一个通道盒体；

第二步：将第一根电缆与故障诊断装置的通道1连接：电缆一端芯线穿过输入端空芯螺杆接到输入端接线端子排，然后用输入端屏蔽层安装件、输入端屏蔽层锁紧螺母将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆4上；电缆的另一端芯线穿过输出端空芯螺杆输出端连接到接线端子排9，然后输出端屏蔽层安装件、输出端屏蔽层锁紧螺母将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆上；输入端接线端子排与输出端接线端子排的信号按电路原理图中滤波模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3模块引脚定义；

第三步：第二根电缆与故障诊断装置的通道2连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP4、模块插件AP5、模块插件AP6；

第四步：第三根电缆与故障诊断装置的通道3连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP7、模块插件AP8、模块插件AP9；

第五步：第四根电缆与故障诊断装置的通道4连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP10、模块插件AP11、模块插件AP12；

第六步：在定位与分析过程中，只需在滤波模块的系列化类型产品中，更换电缆对应通道的模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3、模块插件 AP4、模块插件AP5、模块插件AP6、模块插件 AP7、模块插件AP8、模块插件AP9、模块插件 AP10、模块插件AP11或模块插件AP12即可快速实现电缆的故障诊断、分析。

所述的通道中，在无法采取滤波模块插件时可采用直通模块插件。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过在进行电缆线路故障诊断时，先在靠近控制设备端将要分析的电缆断开，将电缆的一端穿过输入端空芯螺杆接在输入端接线端子排上，再将电缆的另一端穿过输出端空芯螺杆接在输出端接线端子排上，屏蔽转接插座上的模块插件通过输入插头和输出插头与屏蔽转接插座插接，然后根据不同线路的问题更换屏蔽转接插座上插接的模块插件的类型进行电缆线路的电磁干扰故障诊断，使用该装置缩减了系统的电磁兼容故障诊断周期，提高了电子系统的故障诊断与解决的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的单个装置结构示意图；

图2是本发明的单个模块插件结构示意图；

图3是本发明的多个装置组合立体结构示意图；

图4是本发明的多个装置组合电路原理图。

图中：1、模块插件；2、输入端屏蔽层锁紧螺母；3、输入端屏蔽层安装件； 4、输入端空芯螺杆；5、输入腔体盖板；6、输入端接线端子排；7、屏蔽转接插座；8、锁扣；9、输出端接线端子排；10、输出端空芯螺杆；11、输出端屏蔽层安装件；12、输出端屏蔽层锁紧螺母；13、输出腔体盖板。

具体实施方式

实施例1:

参照图1，一种电磁干扰故障诊断装置，至少包括通道盒体，通道盒体内的中部连接有屏蔽转接插座7，屏蔽转接插座7将通道盒体内分为左侧的输入腔体和右侧的输出腔体，输入腔体内与屏蔽转接插座7输入端连接有输入端接线端子排6，输出腔体内与屏蔽转接插座7输出端连接有输出端接线端子排9，通道盒体的两端侧壁上分别通过输入端空芯螺杆4和输出端空芯螺杆10与外部的电缆连通，屏蔽转接插座7上插接有模块插件1，模块插件1与屏蔽转接插座7插接面的一端设置有输入插头，另一端设置有输出插头。

实际使用时：在进行电缆线路故障诊断时，先在靠近控制设备端将要分析的电缆断开，将电缆的一端穿过输入端空芯螺杆4接在输入端接线端子排6上，再将电缆的另一端穿过输出端空芯螺杆10接在输出端接线端子排9上，屏蔽转接插座7上的模块插件1通过输入插头和输出插头与屏蔽转接插座7插接，然后根据不同线路的问题更换屏蔽转接插座7上插接的模块插件1的类型进行电缆线路的电磁干扰故障诊断，使用该装置缩减了系统的电磁兼容故障诊断周期，提高了电子系统的故障诊断与解决的效率。

实施例2:

参照图1，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的输入腔体和输出腔体上分别连接有输入腔体盖板5和输出腔体盖板13，所述输入端空芯螺杆4上依次连接用于电缆屏蔽层在输入端空芯螺杆4上360°导电搭接的输入端屏蔽层安装件3和输入端屏蔽层锁紧螺母2，输出端空芯螺杆10上依次连接用于电缆屏蔽层在输出端空芯螺杆10上360°导电搭接的输出端屏蔽层安装件11和输出端屏蔽层锁紧螺母12。

实际使用时：在输入腔体和输出腔体上分别增加输入腔体盖板5和输出腔体盖板13，使屏蔽转接插座7内部输入端接线端子排6的连接线进行屏蔽隔离，输入端空芯螺杆4上依次连接输入端屏蔽层安装件3和输入端屏蔽层锁紧螺母2用于电缆屏蔽层在输入端空芯螺杆4上360°导电搭接，输出端空芯螺杆10上依次连接输出端屏蔽层安装件11和输出端屏蔽层锁紧螺母12用于电缆屏蔽层在输出端空芯螺杆10上360°导电搭接，使用该结构连接性强，进行电磁干扰故障诊断时准确无误。

实施例3:

参照图1和图2，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于 ：所述的屏蔽转接插座7插接有三组模块插件1，屏蔽转接插座7靠近输入腔体和输出腔体的侧壁上均固定连接有锁扣8，模块插件1与屏蔽转接插座7插接后通过锁扣8锁紧。

实际使用时：在屏蔽转接插座7上设置三组模块插件1，可以更换不同的模块插件1检测电缆上的电磁干扰故障诊断，模块插件1插接在屏蔽转接插座7上后通过锁扣8将模块插件1与屏蔽转接插座7锁紧，使用该结构锁紧效果好，模块插件1不会在屏蔽转接插座7上滑落。

实施例4:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的模块插件1为滤波模块插件或直通插件模块中的一种，滤波模块插件和直通插件模块外形相同，滤波模块插件内部对每路线均设置有滤波电路，直通模块插件的内部的每路线均无滤波电路，直通模块插件的输入插头与输出插头之间通过导线直接连接；所述的滤波模块插件具体类型为电源滤波器、数字总线信号滤波器、数字控制信号滤波器、模拟控制信号控制滤波器、脉冲功率信号滤波器、电平信号滤波器。

实际使用时：在进行电缆的电磁干扰故障诊断时可以根据不同的情况更换模块插件1的类型来检测电缆的问题，通过换装直通模块插件和滤波模块插件记录结果，然后将前、后的测试结果对比，可快速确定哪根电缆的干扰对系统的影响是最大的、哪根电缆的干扰对系统的影响是最小的，从而对系统提出优化解决方案，并合理减小工程化措施的成本，而模块插件1的类型可以为电源滤波器、数字总线信号滤波器、数字控制信号滤波器、模拟控制信号控制滤波器、脉冲功率信号滤波器、电平信号滤波器。

实施例5:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的通道盒体和模块插件1均由导电良好的金属结构材料制成。

实际使用时：通道盒体和模块插件1由导电良好的金属结构材料制成保证了在进行电缆电磁干扰故障诊断时整个装置的延展性、导电性、导热性好，保证了电磁干扰故障诊断时的准确性。

实施例6:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的一种电磁干扰故障诊断装置，还包括至少4个，4个装置之间并列设置。

实际使用时：4个装置之间相互连接后可以一次性给四条电缆一起检测，通过对4个装置换装直通模块插件和通过换装滤波模块插件前、后的测试结果对比，快速确定哪根电缆的干扰对系统的影响是最大的、哪根电缆的干扰对系统的影响是最小的从而对系统提出优化解决方案，并合理减小工程化措施的成本，也提高了电子系统的故障诊断与解决的效率。

实施例7:

参照图3和图4，一种电磁干扰故障诊断装置的使用方法，包括以下具体步骤：

第一步：先在靠近控制设备端将需要分析的四根电缆芯线分别断开，再将4个装置的输入端和输出端分别串联接入各电缆芯线的断开点，每根电缆芯线对应一个通道盒体；

第二步：将第一根电缆与故障诊断装置的通道1连接：电缆一端芯线穿过输入端空芯螺杆4接到输入端接线端子排6，然后用输入端屏蔽层安装件3、输入端屏蔽层锁紧螺母2将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆4上；电缆的另一端芯线穿过输出端空芯螺杆10输出端连接到接线端子排9，然后输出端屏蔽层安装件11、输出端屏蔽层锁紧螺母12将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆10上；输入端接线端子排6与输出端接线端子排9的信号按电路原理图中滤波模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3模块引脚定义；

第三步：第二根电缆与故障诊断装置的通道2连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP4、模块插件AP5、模块插件AP6；

第四步：第三根电缆与故障诊断装置的通道3连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP7、模块插件AP8、模块插件AP9；

第五步：第四根电缆与故障诊断装置的通道4连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP10、模块插件AP11、模块插件AP12；

第六步：在定位与分析过程中，只需在滤波模块的系列化类型产品中，更换电缆对应通道的模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3、模块插件 AP4、模块插件AP5、模块插件AP6、模块插件 AP7、模块插件AP8、模块插件AP9、模块插件 AP10、模块插件AP11或模块插件AP12即可快速实现电缆的故障诊断、分析。

实施例8:

与实施例7相比，本实施例的不同之处在于：所述的通道中，在无法采取滤波模块插件时可采用直通模块插件。

实际使用时：在实际使用的过程中进行电缆的电磁干扰故障诊断时无法使用滤波模块插件时可以更换采用直通模块插件。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电磁干扰故障诊断装置，至少包括通道盒体，其特征是：通道盒体内的中部连接有屏蔽转接插座（7），屏蔽转接插座（7）将通道盒体内分为左侧的输入腔体和右侧的输出腔体，输入腔体内与屏蔽转接插座（7）输入端连接有输入端接线端子排（6），输出腔体内与屏蔽转接插座（7）输出端连接有输出端接线端子排（9），通道盒体的两端侧壁上分别通过输入端空芯螺杆（4）和输出端空芯螺杆（10）与外部的电缆连通，屏蔽转接插座（7）上插接有模块插件（1），模块插件（1）与屏蔽转接插座（7）插接面的一端设置有输入插头，另一端设置有输出插头；

所述的屏蔽转接插座（7）插接有三组模块插件（1），屏蔽转接插座（7）靠近输入腔体和输出腔体的侧壁上均固定连接有锁扣（8），模块插件（1）与屏蔽转接插座（7）插接后通过锁扣（8）锁紧；

所述的模块插件（1）为滤波模块插件或直通插件模块中的一种，滤波模块插件和直通插件模块外形相同，滤波模块插件内部对每路线均设置有滤波电路，直通模块插件的内部的每路线均无滤波电路，直通模块插件的输入插头与输出插头之间通过导线直接连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁干扰故障诊断装置，其特征是：所述的输入腔体和输出腔体上分别连接有输入腔体盖板（5）和输出腔体盖板（13），所述输入端空芯螺杆（4）上依次连接用于电缆屏蔽层在输入端空芯螺杆（4）上360°导电搭接的输入端屏蔽层安装件（3）和输入端屏蔽层锁紧螺母（2），输出端空芯螺杆（10）上依次连接用于电缆屏蔽层在输出端空芯螺杆（10）上360°导电搭接的输出端屏蔽层安装件（11）和输出端屏蔽层锁紧螺母（12）。

3.根据权利要求1所述的一种电磁干扰故障诊断装置，其特征是：所述的滤波模块插件具体类型为电源滤波器、数字总线信号滤波器、数字控制信号滤波器、模拟控制信号控制滤波器、脉冲功率信号滤波器、电平信号滤波器。

4.根据权利要求1所述的一种电磁干扰故障诊断装置，其特征是：所述的通道盒体和模块插件（1）均由导电良好的金属结构材料制成。

5.一种电磁干扰故障诊断装置，其特征是：还包括至少4个如权利要求1～4中任意一项所述的装置，4个装置之间并列设置。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种电磁干扰故障诊断装置的使用方法，其特征是：包括以下具体步骤：

第一步：先在靠近控制设备端将需要分析的四根电缆芯线分别断开，再将4个装置的输入端和输出端分别串联接入各电缆芯线的断开点，每根电缆芯线对应一个通道盒体；

第二步：将第一根电缆与故障诊断装置的通道一连接：电缆一端芯线穿过输入端空芯螺杆（4）接到输入端接线端子排（6），然后用输入端屏蔽层安装件（3）、输入端屏蔽层锁紧螺母（2）将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆（4）上；电缆的另一端芯线穿过输出端空芯螺杆（10）输出端连接到接线端子排（9），然后输出端屏蔽层安装件（11）、输出端屏蔽层锁紧螺母（12）将电缆的屏蔽层360°导电搭接在输入端空芯螺杆（10）上；输入端接线端子排（6）与输出端接线端子排（9）的信号按电路原理图中滤波模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3模块引脚定义；

第三步：第二根电缆与故障诊断装置的通道二连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP4、模块插件AP5、模块插件AP6；

第四步：第三根电缆与故障诊断装置的通道三连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP7、模块插件AP8、模块插件AP9；

第五步：第四根电缆与故障诊断装置的通道四连接：具体步骤与第一根电缆的相同，配套的滤波模块插件为模块插件AP10、模块插件AP11、模块插件AP12；

第六步：在定位与分析过程中，只需在滤波模块的系列化类型产品中，更换电缆对应通道的模块插件AP1、模块插件AP2、模块插件AP3、模块插件 AP4、模块插件AP5、模块插件AP6、模块插件 AP7、模块插件AP8、模块插件AP9、模块插件 AP10、模块插件AP11或模块插件AP12即可快速实现电缆的故障诊断、分析。

7.根据权利要求6所述的一种电磁干扰故障诊断装置的使用方法，其特征是：所述的通道中，在无法采取滤波模块插件时可采用直通模块插件。