CN108007405B - 电缆测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电缆测量装置，外框架内设相互平行的固定辊和测量辊，移动轴可沿固定杆滑动，其一端部与移动轴外侧的外框架之间连接有夹紧弹簧，在固定轴和移动轴所构成的平面平行、各成对设有夹紧辊，成对的夹紧辊两端均穿过支架板可相对滑动。在其中一个可移动辊上设置有位移传感器，还设有长度传感器和测量电路。本发明可以实现电缆计米装置的稳定精确测量，实时测量经过的电缆长度和线径的同时，防止电缆在快速穿过计米装置时脱出计量装置，且装置体积小巧，重量轻。电缆通过灵活无明显阻力，长时间大计量测量不会跑偏，且可以防止电缆抖动造成的测量不精确问题，测量数据可上传集中分析和管理。

Description

电缆测量装置

技术领域

本发明涉及工程测量技术，具体说是一种电缆测量装置。

背景技术

电缆的计米测量时穿过计量装置，为了防止电缆在测量过程中的抖动，导致计量不准确，申请号为2007201297345的发明专利申请“精确计米装置”采用传送带加大计量装置与电缆的接触面积的方法，但是该方法在实际应用中体积较大，且运转不灵活而难以推广。在电缆的不断运动过程中有可能从传送带的侧面脱出，造成累积测量的前功尽弃，所有测量数据都需要从头计量，进一步降低了工作效率。

目前公开的电缆计米装置仅仅只能对电缆的长度进行测量，而电缆的线径直接影响到线缆的质量和工程规划，而且整条线缆中出现任一局部问题就会直接影响到整条线缆的质量。对于电缆径连续变化的检测对于电缆的质量检测对于电缆的局部线径突变的发现尤其具有特别的意义，现有的线径测量装置均为人工取点采集测量线缆线径，效率低且难以发现线缆中可能出现的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种电缆测量装置，使测量装置以小的体积和重量能够灵活快速地进行精确的计米测量外，同时对电缆径进行现场实时测量，且不会脱出。

所述电缆测量装置，其特征在于：包括与底座固定的外框架，所述外框架设有固定杆，外框架内设有与固定杆垂直设置的固定辊和测量辊；所述固定辊和测量辊的中心分别设有固定轴和移动轴，固定轴和移动轴相互平行，移动轴可沿固定杆滑动，移动轴的一端部与移动轴外侧的外框架之间连接有夹紧弹簧，固定轴和移动轴外分别通过轴承套设有辊套；

与外框架相对固定、与固定杆垂直设有一对支架板，在固定辊和测量辊所构成平面的两侧、与固定辊和测量辊所构成的平面平行、各设有一对夹紧辊，两对夹紧辊各由相互平行的第一夹紧辊和第二夹紧辊构成，第一夹紧辊和第二夹紧辊的两端均通过支架板设置且与固定辊、支架板均垂直设置，第一夹紧辊和第二夹紧辊可相对移动；

在所述导轨与对应移动轴的端部位置设有测量移动轴移动距离的位移传感器，在固定辊的一端或侧面设有长度传感器，在测量装置内设有测量电路和通信接口，所述位移传感器和长度传感器的输出端分别与测量电路连接，测量电路用于将位移传感器和长度传感器的输出信号转换为对穿过测量装置的电缆长度和线径值的监控和管理信号通过通信接口输出。

优选地，所述固定杆为固定设于固定辊和测量辊两端的顶杆和底杆，顶杆和/或底杆的内侧面设有导轨，移动轴的一端或两端通过滑块设于所述导轨内，使移动轴可沿导轨滑动。

一种设置组合布置的实施例为，所述固定杆、第一夹紧辊和第二夹紧辊水平设置、支架板和固定辊竖向设置，夹紧弹簧的压力设置为0.5～3kg。

另一种设置组合布置的实施例为，所述固定杆、第一夹紧辊和第二夹紧辊竖向设置、支架板和固定辊水平设置，夹紧弹簧的压力设置为0.5～3kg。

进一步地，支架板在所述第一夹紧辊和所述第二夹紧辊两端的移动范围内设有通透的滑槽，所述第一夹紧辊和所述第二夹紧辊中心轴的两端与滑槽外侧的连轴板固定连接，所述连轴板套接于滑动导杆外并可沿滑动导杆滑动，支架板同一侧的连轴板套接于同一根滑动导杆外。

所述滑动导杆的两端固定设有端板，在端板和连轴板之间的滑动导杆外套设有压缩弹簧，压缩弹簧的弹性力设置为0.5～2kg，使第一夹紧辊和第二夹紧辊在压缩弹簧的作用下有靠拢的趋势。

更进一步地，所述测量电路还包括电池、电源管理模块、放大器、计数器、第一窗口检测器、第二窗口检测器、第一报警器和第二报警器，位移传感器的输出端依次连接放大器、第一窗口检测器和第一报警器，使位移传感器的输出超出第一窗口检测器的限定范围时，第一报警器被驱动发出报警，实现线径的现场实时检测；

所述长度传感器的输出端依次连接计数器、第二窗口检测器和第二报警器，使长度传感器的输出超出第二窗口检测器的限定范围时，第二报警器被驱动发出报警，实现设定电缆长度的现场实时测量。

优选地，测量电路内还设有采集器和通信模块，采集器分别收集放大器和计数器的输出信号，并通过通信模块传输给上位机，配合上位机实现电缆数据的信息存储、收集管理和远程监测。

优选地，在第一夹紧辊和第二夹紧辊的中心轴外通过轴承套设有辊套，所述第一夹紧辊、第二夹紧辊、、固定辊和测量棍的辊套表层设有防滑橡胶层，所述防滑橡胶层的硬度为邵氏D80～90。

本发明可以实现电缆计米装置的稳定精确测量，实时测量经过的电缆长度的同时，还可以现场实时监测电缆的线径，超出限定范围实时报警，还可防止电缆在快速穿过计米装置时脱出计量装置，在第一夹紧辊和第二夹紧辊的夹紧作用下，以及在固定辊和测量辊的夹紧作用下，电缆在相互垂直的两个方向的抖动被限制，可以防止电缆抖动造成的测量不精确问题，而装置体积小巧，重量轻，电缆通过灵活无明显阻力，长时间大计量测量不会跑偏。尤其是，还可提供对电缆的线径变化率的实时测量，可以及时检测出电缆的线径突变，现场报警，及时发现问题并找到故障点。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图，

图2是本发明使用状态示意图，

图3是本发明电路结构框图。

图中：1—支架，2—电缆盘，3—电缆，4—计米轮，5—顶杆，6—限位辊，7—长度传感器，8—固定杆，9—外框架，10—测量电路，11—通信接口，12—支架板，13—固定辊，14—固定轴，15—轴承，16—测量辊，17—导轨，18—位移传感器，19—第一夹紧辊，20—夹紧弹簧，21—底杆，22—报警器，23—移动轴，24—夹紧辊轴，26—第二夹紧辊，27—底座，29—电池，30—放大器，31—窗口检测器，32—采集器，33—通信模块，34—上位机，35—计数器，36—滑槽，37—滑动导杆，38—连轴板，39—压缩弹簧，40—端板，41—电源管理模块，42—第二窗口检测器，43—第二报警器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1中所示电缆测量装置，用于在施工现场对从电缆盘释放电缆时对电缆做实时的长度和线径测量。

如图1所述的电缆测量装置设有一个水平的底座，以及与底座27固定的外框架9，所述外框架9设有用于连接一对辊的固定杆8。外框架内设有与固定杆垂直设置的固定辊13和测量辊16。固定杆13和测量辊16的方向设置没有限制，只需与外框架稳定固定，或者成为外框架9的一部分，作为实施例在图1、2中采用水平设置的固定杆，且将固定杆8设置为高低位置的一对，分别称为顶杆5和底杆21，固定杆8也可以竖向设置。固定杆的作用是为固定辊13和测量辊16提供安装基础。顶杆5和底杆21的内侧面均设有导轨，移动轴的两端均通过设于导轨内的滑块连接于所述导轨内，并可沿导轨滑动。

所述固定辊13和测量辊16的中心分别设有固定轴14和移动轴23，固定轴14和移动轴23外分别通过轴承15套设有辊套，使用时，电缆穿过固定辊和移动辊之间，固定轴14和移动轴23不转动而二者的辊套被电缆带动相对转动。

第一夹紧辊、第二夹紧辊、固定辊和测量棍的辊套表层设有防滑橡胶层，所述防滑橡胶层的硬度为邵氏D80～90。较高的防滑橡胶层的硬度可以在保证摩擦力的用时减小压力带来的形变对测量精度的影响。

固定轴14和移动轴23相互平行，移动轴23可沿固定杆滑动，移动轴23的一端部与移动轴外侧的外框架之间连接有夹紧弹簧20，夹紧弹簧用于使辊套与电缆之间形成摩擦力而仅有相对滚动、消除相对滑动。

为了能够准确地测量出线径的变化，优选固定轴与固定杆固定连接，不可移动，依靠移动辊的位移变化对电缆径进行测量。

在所述导轨17与对应移动轴23的端部位置设有测量移动轴23移动距离的位移传感器18，位移传感器可以使用常用的滑动变阻器，或者光栅尺，当导轨内的滑块沿导轨滑动时，位移传感器输出位移信号。移动辊在没有电缆穿过测量装置时，紧靠固定辊，位移传感器调为零，当有电缆穿过测量装置时，移动轴带动滑块向外侧移动，位移传感器输出线径值信号。在测量装置内设有测量电路10，所述位移传感器18的输出端与测量电路连接，一种测量电路实施例的原理框图见附图3，测量电路用于将位移传感器和长度传感器的输出信号转换为对穿过测量装置的电缆径值的输出信号。

在测量装置内设有电池29、电源管理模块41、放大器30、第一窗口检测器31和第一报警器22，位移传感器18的输出端依次连接放大器30、第一窗口检测器31和第一报警器22，第一窗口检测器31预先设置窗口上下限阈值，当放大器的输出信号超出所设定的阈值时，第一窗口检测器的输出状态翻转，第一报警器被驱动报警。因而可以实现线径的现场实时检测和报警，在电缆从电缆盘释放时即可在现场第一时间得到电缆径超出阈值的报警。以便于现场发现问题和直接取证。

与外框架9相对固定、与固定杆8垂直还设有一对支架板12，第一夹紧辊19和第二夹紧辊26的两端均通过支架板12设置且与固定辊13、支架板12均垂直设置，第一夹紧辊19和第二夹紧辊26可相对移动。在固定辊13和测量辊16所构成的第一平面的两侧、与第一平面平行、各设有一对夹紧辊，两对夹紧辊各由相互平行的第一夹紧辊19和第二夹紧辊26构成，第一平面两侧的第一夹紧辊19和第二夹紧辊26分别构成第二平面和第三平面，第二平面和第三平面与第一平面平行，且第一平面、第二平面和第三平面内由各自一对夹紧辊之间的电缆穿越间隙等高，使电缆可以直接轻松地水平穿过测量装置。电缆从由支架1支撑的电缆盘2上拉出释放时穿过测量装置的使用状态见图2所示。

第一夹紧辊19和第二夹紧辊26也对电缆起到夹持作用，防止电缆在抽出过程中产生抖动，使测量辊和电缆之间不产生相对滑动。而整体加持结构体积小巧、重量轻，对电缆的抽出阻力小，可以防止电缆在抽出过程中脱出测量装置。

在电缆从电缆盘释放过程中除了可以同时测量线径以及线径的变化率、并进行线径的实时监控之外，还可以同时进行电缆长度的测量和监测。

在固定辊的一端或侧面设有长度传感器7和通信模块33，所述位移传感器18和长度传感器7的输出端分别与测量电路连接，测量电路用于将传感器的输出信号转换为对穿过测量装置的电缆长度和线径值的监控与通信。

长度传感器可以使用设置于固定轴或测量轴的编码器，对编码器的输出脉冲计数可以精确测量转动角度，通过设定的辊套半径可以获得长度数值；也可以使用通过传动装置和感应检测装置，如光电、磁感应装置对设定半径的转动装置计数实现对电缆长度的测量。

一种设置组合布置的实施例为，所述固定杆8、第一夹紧辊19和第二夹紧辊26水平设置、支架板和固定辊13竖向设置，夹紧弹簧20的压力设置为0.5～3kg。图1中即为这样的布置实施例。

另一种设置组合布置的实施例为，所述固定杆8、第一夹紧辊19和第二夹紧辊26竖向设置、支架板和固定辊13水平设置，夹紧弹簧20的压力设置为0.5～3kg。

第一夹紧辊19和第二夹紧辊26的夹紧结构为：如图1，支架板12在所述第一夹紧辊19和所述第二夹紧辊26两端的移动范围内设有通透的滑槽36，所述第一夹紧辊19和所述第二夹紧辊26中心轴的两端与滑槽外侧的连轴板38固定连接，所述连轴板套接于滑动导杆37外并可沿滑动导杆37滑动，支架板同一侧的连轴板，即第一夹紧辊19和第二夹紧辊26在同一端侧的连轴板套接于同一根滑动导杆37外。连轴板的宽度可以超过滑槽的宽度，支架板同一侧的连轴板相互平行且均与滑动导杆37垂直。

所述滑动导杆37的两端固定设有端板40，端板位于连轴板的外端侧，在端板40和连轴板38之间的滑动导杆37外套设有压缩弹簧39，压缩弹簧的弹性力设置为0.5～2kg，使第一夹紧辊19和第二夹紧辊26在压缩弹簧39的作用下有靠拢的趋势。在第一夹紧辊19和第二夹紧辊26的夹紧作用下，以及在固定辊和测量辊的夹紧作用下，电缆在相互垂直的两个方向的抖动被限制。

所述测量电路10还包括电池、电源管理模块41、放大器30、计数器35、窗口检测器和报警器，位移传感器18的输出端依次连接放大器30、第一窗口检测器31和第一报警器22，使位移传感器18的输出超出第一窗口检测器31的限定范围时，第一报警器被驱动发出报警，实现线径的现场实时检测，可以在现场及时发现电缆本身可能存在的线径超出阈值的问题。

所述长度传感器28的输出端依次连接计数器35、第二窗口检测器42和第二报警器43，使长度传感器28的输出超出第二窗口检测器42的限定范围时，第二报警器43被驱动发出报警，实现设定电缆长度的现场实时测量，可以在现场及时发现电缆本身可能存在的长度超出设定值的问题。

测量电路10内还设有采集器32和通信模块33，采集器32分别收集放大器30和计数器35的输出信号，并通过通信模块33传输给上位机34，配合上位机实现电缆数据的信息存储、收集管理和远程监测。

Claims (5)

1.一种电缆测量装置，其特征在于：包括与底座（27）固定的外框架（9），所述外框架（9）设有固定杆（8），外框架内设有与固定杆垂直设置的固定辊（13）和测量辊（16）；所述固定辊（13）和测量辊（16）的中心分别设有固定轴（14）和移动轴（23），固定轴（14）和移动轴（23）相互平行，移动轴（23）可沿固定杆滑动，移动轴（23）的一端部与移动轴外侧的外框架之间连接有夹紧弹簧（20），固定轴（14）和移动轴（23）外分别通过轴承（15）套设有辊套；

与外框架（9）相对固定、与固定杆（8）垂直设有一对支架板（12），在固定辊（13）和测量辊（16）所构成平面的两侧、与固定辊（13）和测量辊（16）所构成的平面平行、各设有一对夹紧辊，两对夹紧辊各由相互平行的第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）构成，第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）的两端均通过支架板（12）设置且与固定辊（13）、支架板（12）均垂直设置，第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）可相对移动；

所述固定杆（8）为固定设于固定辊（13）和测量辊（16）两端的顶杆（5）和底杆（21），顶杆（5）和/或底杆（21）的内侧面设有导轨，移动轴的一端或两端通过滑块设于所述导轨内，使移动轴可沿导轨滑动；

在所述导轨（17）与对应移动轴（23）的端部位置设有测量移动轴（23）移动距离的位移传感器（18），在固定辊的一端或侧面设有长度传感器（7），在测量装置内设有测量电路（10）和通信接口（11），所述位移传感器（18）和长度传感器（7）的输出端分别与测量电路连接，测量电路用于将位移传感器和长度传感器的输出信号转换为对穿过测量装置的电缆长度和线径值的监控和管理信号通过通信接口（11）输出；

所述固定杆（8）、第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）水平设置、支架板和固定辊（13）竖向设置，夹紧弹簧（20）的压力设置为0.5~3kg；或者，所述固定杆（8）、第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）竖向设置、支架板和固定辊（13）水平设置，夹紧弹簧（20）的压力设置为0.5~3kg；

支架板（12）在所述第一夹紧辊（19）和所述第二夹紧辊（26）两端的移动范围内设有通透的滑槽（36），所述第一夹紧辊（19）和所述第二夹紧辊（26）中心轴的两端与滑槽外侧的连轴板（38）固定连接，所述连轴板套接于滑动导杆（37）外并可沿滑动导杆（37）滑动，支架板同一侧的连轴板套接于同一根滑动导杆（37）外。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述滑动导杆（37）的两端固定设有端板（40），在端板（40）和连轴板（38）之间的滑动导杆（37）外套设有压缩弹簧（39），压缩弹簧的弹性力设置为0.5~2kg，使第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）在压缩弹簧（39）的作用下有靠拢的趋势。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述测量电路（10）还包括电池、电源管理模块（41）、放大器（30）、计数器（35）、第一窗口检测器（31）、第二窗口检测器（42）、第一报警器（22）和第二报警器（43），位移传感器（18）的输出端依次连接放大器（30）、第一窗口检测器（31）和第一报警器（22），使位移传感器（18）的输出超出第一窗口检测器（31）的限定范围时，第一报警器被驱动发出报警，实现线径的现场实时检测；

所述长度传感器（28）的输出端依次连接计数器（35）、第二窗口检测器（42）和第二报警器（43），使长度传感器（28）的输出超出第二窗口检测器（42）的限定范围时，第二报警器（43）被驱动发出报警，实现设定电缆长度的现场实时测量。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于：测量电路（10）内还设有采集器（32）和通信模块（33），采集器（32）分别收集放大器（30）和计数器（35）的输出信号，并通过通信模块（33）传输给上位机（34），配合上位机实现电缆数据的信息存储、收集管理和远程监测。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：在第一夹紧辊（19）和第二夹紧辊（26）的中心轴外通过轴承（15）套设有辊套，所述第一夹紧辊（19）、第二夹紧辊（26）、固定辊和测量棍的辊套表层设有防滑橡胶层，所述防滑橡胶层的硬度为邵氏D80~90。