CN112045107B - 一种智能化电缆用剪切装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能化电缆用剪切装置，该装置能够轻松，准确地判断电缆的切割位置并完成切割，在要切割的电缆的一端，在电缆区段的两端分别设置导频信号发生装置以及支撑板，利用区段内的电缆完成导频信号的传输，所述的支撑板上靠近电缆一侧的断面上设置有导电涂层，通过导电涂层能够使通信电芯与外界设备电连接，然后在区间电缆上设置有断点检测装置和电缆切割器，所述的断点检测装置嵌设在电缆切割器内部，所述的断点检测装置包括传感器单元，所述的传感器单元具有传感器线圈，由传感器单元检测从电缆泄漏到外部的磁场信号，并将磁场信号传送至电缆切割器控制装置，并通过电缆切割器控制装置判断电缆切割器是否完成切割工作。

Description

一种智能化电缆用剪切装置
技术领域
本发明涉及电缆切割领域，具体涉及到一种智能化电缆用剪切装置。
背景技术
通信电缆通常是长几公里的长电缆并且通常埋在地下，当电缆发生故障断点需要移除故障区段时，通常是将所有的电缆拉出地面然后整体更换，这种做法造成巨大的浪费并且浪费人力物力，工作效率低下，不便于抢修；另外一种方法是通过试点法，将处于恶劣环境(例如酸碱地带，或者经常施工、地壳运动频繁、发生地下塌陷等)区段内的电缆直接更换掉，而这种更换通常带有一定的偶然性，并不能够准确地确定电缆的故障点并完成切割。
通常情况下，通过挖掘将电缆暴漏于检修基坑中，同时维修人员也位于检修基坑中进行电缆切割作业，现有的技术中都是通过试点并记录的方法进行逐个切割并识别判断被切割的电缆故障点是否正确，这种操作方式会存在错误切割的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化电缆用剪切装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化电缆用剪切装置，其具有支撑板、电缆切割装置、电缆切割器控制装置、导频信号发生装置。
所述的支撑板上靠近电缆的一侧涂覆有导电涂层，所述的支撑板和导频信号发生装置分别位于电缆的两端，所述的电缆将所述的导电涂层和导频信号发生装置电导通并通过导电涂层将通信电芯内部的导频信号传递出去。
在区间电缆上，设置有用于检测磁场从电缆泄漏到外部的传感器单元，由传感器单元判断是否需要完成切割作业；
更进一步，所述的导频信号发生装置发出的频率为100-10000HZ的电信号；
更进一步，所述的磁传感器设置在电缆的表面，所述的磁传感器具有传感器线圈；
更进一步，所述的传感器线圈成对设置，所述的线圈绕组相对于电缆的中心轴是径向缠绕的；
更进一步，所述的导频信号发送装置具有操作部、控制器、直接数字合成信号源、自动增益控制放大器、功率放大器、A/D转换器、低通滤波器、前置放大器；
更进一步，所述的控制器具有中央处理器(CPU)、存储单元(ROM和RAM)，并根据存储在内部ROM中的控制程序控制整个装置；
更进一步，所述的直接数字合成信号源(DDS信号源)是基于直接数值合成技术，生成由控制器预先设定的导频信号；
更进一步，自动增益控制放大器(AGC放大器)检测到从直接数字合成信号源发出的输入信号并感知信号振幅的变化，自动即控制进入自动增益控制放大器的输入信号，确保信号的振幅保持恒定，达到稳定信号的效果；
更进一步，所述的功率放大器将输入导频信号功率放大预定增益并将其输送到电缆；
更进一步，所述的前置放大器放大经由通信电缆衰减和发送的导频信号，作为具有预定增益的反馈信号；
更进一步，所述的低通滤波器用于衰减从前置放大器输出的信号的高频分量，并通过包括导频信号的频率分量；
更进一步，A/D转换器将输入的模拟信号转换为数字信号并对其进行量化，然后将其传输到控制器；
具体的操作过程为：当操作者接通操作部中的操作开关时，从功率放大器发送预设频率和输送的导频信号，导频信号发送装置监视来自传感器单元的反馈信号，并制动控制直接数值合成信号源，以便发出恒定输出的导频信号。
更进一步，所述的磁传感器设置在电缆切割器上，所述的磁传感器包括传感器线圈，所述的传感器线圈成对出现，所述的每一对传感器线圈分别对称设置在电缆径向外侧；
更进一步，所述的传感器线圈为一对、两对、三对或者更多；
更进一步，所述的传感器线圈用来检测电缆外围的磁场，所述的传感器线圈由高磁导率的材料构成；
更进一步，所述的传感器线圈周向外侧设置有屏蔽磁体，所述的屏蔽磁体用于覆盖传感器线圈并且屏蔽来自外部的磁干扰；
更进一步，所述的传感器线圈为两对同心沿电缆表面的橡胶保护层对置，当电缆中有导频信号通过时，可以被传感器线圈有效地检测到，并且由于传感器线圈的绕组相对于通信电缆的中心轴为径向设置，因此可以最大限度第检测电缆中磁通量；
更进一步，屏蔽磁体和传感器线圈之间设置有径向间隙，磁传感器外部的干扰磁信号通过屏蔽磁体被有效隔离，进而增加由传感器线圈检测出电缆中导频信号的灵敏度；
更进一步，电缆切割器具有切割刀片、支撑架、驱动部，通过驱动部提供切割刀片的切割动力，所述的驱动部受控于切割刀片控制单元，根据切割刀片控制单元判断是否执行切割动作；
更进一步，所述的切割刀片控制单元具有前置放大器、加法器、A/D转换器、控制器、操作部，所述的前置放大器与所述传感器线圈数量相同；
更进一步，当所述的传感器线圈为两对四个时，所述的传感器线圈也为四个，所述的放大器用于接收传感器线圈的信号并将该信号放大，所述的前置放大器是从预订的增益对应的输入端输入；
更进一步，所述的加法器分别用于接收前置放大器的输出信号并将多个前置放大器的信号相加，然后将处理后的信号输入到低通滤波器，低通滤波器用于衰减信号中的高频分量；
更进一步，所述的A/D转换器将模拟信号转换成数字信号并将该信号输出到控制部，控制部具有中央处理器(CPU)、ROM和RAM；
更进一步所述的传感器单元与所述的导频信号发生装置通过无线通讯连接；
更进一步，电缆包含有多个通信电芯，所述的多个通信电芯形成束状并被金属保护层包裹，所述的金属保护层外面设置有橡胶保护层，所述的橡胶保护恩能够有效防止土壤中的水等进入保护层的表面，进而导致金属保护层被生锈腐蚀，此外，橡胶保护层能够起到有效的绝缘效果，防止通信芯部的能量泄露造成污染和浪费。
具体工作过程为：
当操作者接通设置在操作部上的操作开关时，导频信号发送装置发出信号并通过DDS信号源、AGC放大器、功率放大器到达电缆内部的通信电芯中完成传输，所述的传感器单元检测电缆外围的磁场变化并将检测到的磁场信号通过前置放大器、低通滤波器、A/D转换器反馈到控制部，通过控制部的分析判断驱动部是否驱动切割刀片完成切割操作。
有益效果：
该智能化电缆用剪切装置能够防止由于通信电缆出现意外断点而需要切断并移除故障电缆区段时发生错误切割。
附图说明
图1是电缆的结构示意图。
图2是智能化电缆用剪切装置的结构示意图；
图3是电缆切割器控制装置的示意图；
图4是传感器线圈为两对时的电缆切割器控制装置反馈信号流程图；
图5是切割刀片的驱动示意图；
图6是传感器单元的结构示意图；
附图标记：1电缆、1.1加强筋、1.2通信电芯、1.3金属保护层、1.4橡胶保护层、2支撑板、3导电涂层、4电缆切割器、4.1切割刀片、4.2支撑架、4.3驱动部、4.4屏蔽磁体、4.5传感器线圈、5导频信号发送装置、6传感器单元、7功率放大器、8AGC放大器(自动增益控制放大器)、9DDS信号源(直接数值合成信号源)、10操作部、11控制器、12A/D转换器、13低通滤波器、14前置放大器、15加法器。
具体实施方式
请参阅图1-6，本发明实施例中，具体参见说明书附图1-6，本发明涉及一种智能化电缆用剪切装置，其具有支撑板2、电缆切割装置、电缆切割器4控制装置、导频信号发生装置。支撑板2上靠近电缆1的一侧涂覆有导电涂层3，支撑板2和导频信号发生装置分别位于电缆1的两端，电缆1将导电涂层3和导频信号发生装置电导通并通过导电涂层3将通信电芯1.2内部的导频信号传递出去。在区间电缆1上，设置有用于检测磁场从电缆1泄漏到外部的传感器单元6，由传感器单元6判断是否需要完成切割作业；导频信号发生装置发出的频率为100-10000HZ的电信号；磁传感器设置在电缆1的表面，磁传感器具有传感器线圈4.5；
传感器线圈4.5成对设置，线圈绕组相对于电缆1的中心轴是径向缠绕的；导频信号发送装置5具有操作部10、控制器11、直接数字合成信号源、自动增益控制放大器8、功率放大器7、A/D转换器12、低通滤波器13、前置放大器14；控制器11具有中央处理器(CPU)、存储单元(ROM和RAM)，并根据存储在内部ROM中的控制程序控制整个装置；直接数字合成信号源(DDS信号源)是基于直接数值合成技术，生成由控制器11预先设定的导频信号；自动增益控制放大器8(AGC放大器)检测到从直接数字合成信号源发出的输入信号并感知信号振幅的变化，自动即控制进入自动增益控制放大器8的输入信号，确保信号的振幅保持恒定，达到稳定信号的效果；功率放大器7将输入导频信号功率放大预定增益并将其输送到电缆1；前置放大器14放大经由通信电缆1衰减和发送的导频信号，作为具有预定增益的反馈信号；低通滤波器13用于衰减从前置放大器14输出的信号的高频分量，并通过包括导频信号的频率分量；A/D转换器12将输入的模拟信号转换为数字信号并对其进行量化，然后将其传输到控制器11；具体的操作过程为：当操作者接通操作部10中的操作开关时，从功率放大器7发送预设频率和输送的导频信号，导频信号发送装置5监视来自传感器单元6的反馈信号，并制动控制直接数值合成信号源9，以便发出恒定输出的导频信号。磁传感器设置在电缆1切割器上，磁传感器包括传感器线圈4.5，传感器线圈4.5成对出现，每一对传感器线圈4.5分别对称设置在电缆1径向外侧；传感器线圈4.5为一对、两对、三对或者更多；传感器线圈4.5用来检测电缆1外围的磁场，传感器线圈4.5由高磁导率的材料构成；传感器线圈4.5周向外侧设置有屏蔽磁体4.4，屏蔽磁体4.4用于覆盖传感器线圈4.5并且屏蔽来自外部的磁干扰；传感器线圈4.5为两对同心沿电缆1表面的橡胶保护层1.4对置，当电缆1中有导频信号通过时，可以被传感器线圈4.5有效地检测到，并且由于传感器线圈4.5的绕组相对于通信电缆1的中心轴为径向设置，因此可以最大限度第检测电缆1中磁通量；屏蔽磁体4.4和传感器线圈4.5之间设置有径向间隙，磁传感器外部的干扰磁信号通过屏蔽磁体4.4被有效隔离，进而增加由传感器线圈4.5检测出电缆1中导频信号的灵敏度；电缆1切割器具有切割刀片4.1、支撑架4.2、驱动部4.3，通过驱动部4.3提供切割刀片4.1的切割动力，驱动部4.3受控于切割刀片4.1控制单元，根据切割刀片4.1控制单元判断是否执行切割动作；切割刀片4.1控制单元具有前置放大器14、加法器15、A/D转换器12、控制器11、操作部10，前置放大器14与传感器线圈4.5数量相同；当传感器线圈4.5为两对四个时，传感器线圈4.5也为四个，放大器用于接收传感器线圈4.5的信号并将该信号放大，前置放大器14是从预订的增益对应的输入端输入；加法器15分别用于接收前置放大器14的输出信号并将多个前置放大器14的信号相加，然后将处理后的信号输入到低通滤波器13，低通滤波器13用于衰减信号中的高频分量；A/D转换器12将模拟信号转换成数字信号并将该信号输出到控制部，控制部具有中央处理器(CPU)、ROM和RAM；传感器单元6与导频信号发生装置通过无线通讯连接。电缆包含有多个通信电芯1.2，多个通信电芯1.2形成束状并被金属保护层1.3包裹，金属保护层1.3外面设置有橡胶保护层1.4，橡胶保护恩能够有效防止土壤中的水等进入保护层的表面，进而导致金属保护层1.3被生锈腐蚀，此外，橡胶保护层1.4能够起到有效的绝缘效果，防止通信芯部的能量泄露造成污染和浪费；电缆内部具有加强筋1.1，用于增强电缆的强度，防止且断裂。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种智能化电缆用剪切装置，其具有支撑板、电缆切割装置、电缆切割装置控制装置、导频信号发生装置，其特征在于：所述的支撑板上靠近电缆的一侧涂覆有导电涂层，所述的支撑板和导频信号发生装置分别位于电缆的两端，所述的电缆将所述的导电涂层和导频信号发生装置电导通，在区间电缆上，设置有用于检测磁场从电缆泄漏到外部的传感器单元，传感器单元包括磁传感器，由磁传感器判断是否需要完成切割作业；所述的磁传感器设置在电缆的表面，所述的磁传感器具有传感器线圈；所述的导频信号发生装置具有第一操作部、第一控制器、直接数字合成信号源、自动增益控制放大器、功率放大器、第一A/D转换器、第一低通滤波器、第一前置放大器；所述的第一低通滤波器用于衰减从第一前置放大器输出的信号的高频分量，并通过包括导频信号的频率分量；第一A/D转换器将输入的模拟信号转换为数字信号并对其进行量化，然后将量化后的数字信号传输到第一控制器；当操作者接通第一操作部中的操作开关时，从功率放大器发送预设频率的导频信号，导频信号发生装置监视来自传感器单元的反馈信号，并制动控制直接数字合成信号源，以便发出恒定输出的导频信号；所述的传感器线圈周向外侧设置有屏蔽磁体；屏蔽磁体和传感器线圈之间设置有径向间隙，磁传感器外部的干扰磁信号通过屏蔽磁体被有效隔离；电缆切割装置具有切割刀片、支撑架、驱动部，通过驱动部提供切割刀片的切割动力，所述的驱动部受控于电缆切割装置控制装置；所述的电缆切割装置控制装置具有第二前置放大器、加法器、第二A/D转换器、第二控制器、第二操作部，所述的第二前置放大器与所述传感器线圈数量相同；所述的加法器分别用于接收第二前置放大器的输出信号并将多个第二前置放大器的信号相加，然后将处理后的信号输入到第二低通滤波器，第二低通滤波器用于衰减信号中的高频分量，传感器单元检测电缆外围的磁场变化并将检测到的磁场信号通过第二前置放大器、第二低通滤波器、第二A/D转换器反馈到第二控制部，通过第二控制部的分析判断驱动部是否驱动切割刀片完成切割操作。
2.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的传感器线圈成对设置，线圈绕组相对于电缆的中心轴为径向设置。
3.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的导频信号发生装置发出频率为100-10000HZ的电信号。
4.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的直接数字合成信号源是基于直接数值合成技术，生成由第一控制器预先设定的导频信号。
5.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的磁传感器设置在电缆切割装置上，所述的磁传感器包括传感器线圈，所述的传感器线圈成对出现，每一对传感器线圈分别对称设置在电缆径向外侧。
6.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的传感器线圈为一对、两对、三对。
7.如权利要求1所述的智能化电缆用剪切装置，其特征在于：所述的传感器线圈用来检测电缆外围的磁场，所述的传感器线圈由高磁导率的材料构成。
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