CN110286298A - 基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置 - Google Patents

基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置 Download PDF

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陈书明
吴开明
谷飞鸿
梁超
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Jilin University
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CHANGZHOU BESTAR INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Jilin University
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
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Abstract

本发明公开了基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，包括：检测芯片，其具有CP引脚、VDD引脚和Q0引脚；增强型探针，其与所述CP引脚连接；直流电源，其正极与所述VDD引脚连接；陶瓷电容C1，其一端连接所述VDD引脚，另一端与电路地GND连接；LED指示灯，其一端与电路地GND连接，另一端与所述Q0引脚连接。本发明提供了基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，能让电气维修人员快速的检测电气故障，并及时定位到电线电缆断点处。

Description

基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置
技术领域
本发明涉及电子技术与电缆维护领域，尤其涉及基于Johnson计数器的 感应式电缆断点检测装置。
背景技术
现有的电缆测试方法，一般对电缆的各根芯线的导通电阻、芯线间的绝 缘电阻以及耐压等指标进行测试，有些情况还要求对电缆的短路或断路故障 点位置进行测试。
电线电缆内部导体开路是电气维修中常见的故障，也是维修人员感到棘 手的问题。维修人员一般只具备万用表等简单的检测设备，在不破坏电线电 缆绝缘层的条件下往往无法判断导体开路点的位置。一般针对电缆断点问题 需要专业型线缆断线故障测试定位仪来解决。常见的故障点位置测试方法为 脉冲反射法，主要是利用电缆在故障点位置处阻抗发生变化而引起脉冲波的 反射来进行故障定位。脉冲反射法利用脉冲波在电缆中的传输速度和传输时 间(即，反射脉冲波与入射脉冲波的时间差)来计算故障点在电缆中的位置。 脉冲反射法操作复杂，需要采用专用脉冲信号发生器以及脉冲波测试仪器， 同时要求操作者具有专业的知识对反射波形数据进行专业分析计算，最后才 能测试出故障点位置。另外，对于分叉电缆或较复杂的电缆，当阻抗不匹配 点位置的数量大于一个时，反射波形较为复杂，不适合采用脉冲反射法进行 故障点位置检测。另一方面，专业型线缆断线故障测试定位仪价格较高，不 便于普及，因此设计一款价格低廉，检测精确及便于携带的电缆断点检测装 置十分必要。
发明内容
本发明为解决目前的技术不足之处，提供了基于Johnson计数器的感应 式电缆断点检测装置，能让电气维修人员快速的检测电气故障，并及时定位 到电线电缆断点处。
本发明提供的技术方案为：基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测 装置，包括：
检测芯片，其具有CP引脚、VDD引脚和Q0引脚；
增强型探针，其与所述CP引脚连接；
直流电源，其正极与所述VDD引脚连接；
陶瓷电容C1，其一端连接所述VDD引脚，另一端与电路地GND连接；
LED指示灯，其一端与电路地GND连接，另一端与所述Q0引脚连接。
优选的是，所述检测芯片还包括CR引脚、VSS引脚和INH引脚；
所述CR引脚、VSS引脚和所述INH引脚均接电路地GND。
优选的是，所述检测芯片为CD4017。
优选的是，所述直流电源的电压为3V。
优选的是，所述增强型探针采用矩形铜质薄板制成。
优选的是，还包括：
绝缘小盒，其内部设置所述直流电源和所述检测电路，外部设置所述增 强型探针，顶部设置所述LED指示灯。
优选的是，还包括：
开关S1，其设置在所述VDD引脚和所述直流电源正极直接。
优选的是，还包括：
屏蔽线，其连接所述检测芯片和所述CP引脚。
优选的是，
所述检测芯片的尺寸为35mm×20mm；
所述绝缘小盒的尺寸为110mm×50mm×30mm。
优选的是，
所述检测芯片为HDI4017BD。
本发明所述的有益效果：本发明提供了一种基于Johnson计数器的感应 式电缆断点检测装置，能让电气维修人员快速的检测电气故障，并及时定位 到电线电缆断点处；本检测装置结构简单、便于携带，为电气维修人员提供 一个简单灵活的电气故障检测工具。
附图说明
图1为本发明的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置的电路 工作原理图。
图2为本发明的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置的整体 结构图。
图3为本发明的感应式电缆断点检测装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照 说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置， 主要由直流电源、检测芯片、增强型探针和LED指示灯组成。检测芯片具有 第14(CP)引脚、第15(CR)引脚、第13(INH)引脚、第16(VDD)引 脚、第3(Q0)引脚和第8(VSS)引脚。检测芯片的第15(CR)引脚、第 8(VSS)引脚和第13(INH)引脚接电路地GND。增强型探针通过屏蔽线 连接在检测芯片的第14(CP)引脚上。检测芯片的第16(VDD)引脚与直流 电源正极相连。同时，检测芯片的第16(VDD)引脚通过陶瓷电容C1与电 路地GND相连，LED指示灯一端与电路地GND相连，另一端与检测芯片 CD4017的第3(Q0)引脚相连。
在另一实施例中，所述检测芯片为CD4017。
在另一实施例中，所述直流电源的电压为3V。
在另一实施例中，所述增强型探针采用矩形铜质薄板制成。
在另一实施例中，如图2所示，绝缘小盒100内部设置所述直流电源110 和所述检测电路，外部设置所述增强型探针140，用于探测电缆断点；顶部 设置所述LED指示灯130，用于观察信号变化情况。
在另一实施例中，开关S1设置在所述VDD引脚和所述直流电源正极直 接。
在另一实施例中，屏蔽线连接所述检测芯片和所述CP引脚。
在另一实施例中，所述检测芯片的尺寸为35mm×20mm；
所述绝缘小盒的尺寸为110mm×50mm×30mm。
在另一实施例中，所述检测芯片为HDI4017BD。
电路工作原理：CD4017是一款十进制计数/分频器，CD4017有10个输 出端(Q0-Q9)和一个进位输出端(CO)，CD4017有两个时钟输入端CP和 CE，其中CP端用于上升沿计数，CE端用于下降沿计数，CP和CE有互锁 关系，即利用CP计数时，CE端要接低电平，当CP端接时钟脉冲，即增强 型探针靠近带电导体(绝缘的，甚至藏在墙体中)电容在带电导体和探针之间耦合时，10个输出端(Q0-Q9)依次输出高电平，因为CD4017计数器将 主频50hz除以10，所以LED发光二极管每秒闪烁5次，当远离在线时，单 位停止计数，LED永久关闭，，从而确定电线电缆断线的故障位置。
元器件的选择及其技术参数：基于Johnson计数器芯片实施例所选用的 检测芯片型号为CD4017；C1为陶瓷电容器，其参数为100nF/63V；S1为小 型轻触开关；B1为电源，由两节5号干电池串联组成，其电压为3V；D1为 LED发光二极管；增强型探针为一块35mm×20mm的铜质薄板，并通过屏蔽 线连接在检测芯片CD4017的第14(CP)引脚上，增强型探针不宜过大，否 则容易感应到周围的干扰信号而影响电路正常工作。
电路制作要点及电路调试：基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测 装置的电路应使用性能完好的电子元器件，按照附图1所示元器件的连接关 系进行焊接，并对物理接线认真核对和检查，且在元器件安装、焊接无误后， 电路基本不需要调试即能正常工作。为降低干扰和减少损耗，增强型探针的 屏蔽线建议使用视频线为好。将整个电路板连同LED发光二极管和3V直流 电源装入一个尺寸约为110mm×50mm×30mm的绝缘小盒内，增强型探针置 于绝缘小盒外部用于探测电缆断点。当检测电线电缆断点时，将检测装置的 增强型探针铜片沿着待查电缆线的走向缓慢移动，LED发光二极管每秒闪烁 5次，当LED发光二极管不在闪烁时，则说明此处就是断线所在位置。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领 域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范 围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图 例。

Claims (10)

1.基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，包括：
检测芯片，其具有CP引脚、VDD引脚和Q0引脚；
增强型探针，其与所述CP引脚连接；
直流电源，其正极与所述VDD引脚连接；
陶瓷电容C1，其一端连接所述VDD引脚，另一端与电路地GND连接；
LED指示灯，其一端与电路地GND连接，另一端与所述Q0引脚连接。
2.根据权利要求1所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述检测芯片还包括CR引脚、VSS引脚和INH引脚；
所述CR引脚、VSS引脚和所述INH引脚均接电路地GND。
3.根据权利要求1所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述检测芯片为CD4017。
4.根据权利要求3所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述直流电源的电压为3V。
5.根据权利要求4所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述增强型探针采用矩形铜质薄板制成。
6.根据权利要求5所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，还包括：
绝缘小盒，其内部设置所述直流电源和所述检测电路，外部设置所述增强型探针，顶部设置所述LED指示灯。
7.根据权利要求6所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，还包括：
开关S1，其设置在所述VDD引脚和所述直流电源正极直接。
8.根据权利要求4所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，还包括：
屏蔽线，其连接所述检测芯片和所述CP引脚。
9.根据权利要求6所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述检测芯片的尺寸为35mm×20mm；
所述绝缘小盒的尺寸为110mm×50mm×30mm。
10.根据权利要求1所述的基于Johnson计数器的感应式电缆断点检测装置，其特征在于，
所述检测芯片为HDI4017BD。
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未知: "CD4017BC .CD4022BC Decade Counter/Divider with 10 Decoded Outputs .Divide-by-8 Counter/Divider with 8 Decoded Outputs", 《ALLDATASHEET,HTTPS://WWW.ALLDATASHEET.COM/VIEW.JSP?SEARCHWORD=CD4017》 *

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