CN204008943U - 多芯线电缆端子压接质量快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，包括：检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接；本实用新型的有益效果：能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动快速检测。

Description

多芯线电缆端子压接质量快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置。

背景技术

目前，国内已有的电缆端子压接质量主要依据压接头的压力大小进行控制，通过检测压力判断端子压接质量。对于大电流电力电缆端子压接质量检测，则采用光学成像技术分析压接后的端子与线接合部的断面图像进行人工分析判断。这些质量检测方法适合于1～4芯粗线径的电缆端子压接质量进行检测。而对于8～128芯的数字通信电缆端子压接质量的检测，采用压力检测、断面图像检测实行起来效率非常低，且由于数字通信电缆中线径很细(0.4mm或0.5mm)，压力检测和断面图像检测误差较大。为此，针对用量较多的32芯0.4mm线径的数字通信电缆端子压接质量问题，进行分析研究，设计开发了一种多芯线电缆端子压接质量快速检测仪器。

根据国家汽车行业标准《QC/T29106-2004汽车低压电线束技术条件》规定端子压接部位电压降指标：电压降≦3mV(导线截面积0.5mm²，试验电流5A)、≦5mV(导线截面积0.75mm²，试验电流10A)和≦8mV(导线截面积1.0mm²，试验电流15A)等7种情况，可以估算出通信电缆端子压接部位电压降应≦2mV(导线截面积0.125mm²，线径0.4mm，试验电流0.2A)，相当于压接电阻≦1.5mΩ。

国家军用标准《GJB1216-91电连接器接触件总规范》中规定，A型镀银铜导线的接触电压降≦54mV(28线规号线径0.376mm，试验电流1.5A)，相当于接触电阻≦36mΩ。

线径0.4mm的铜导线的电阻理论计算值为139.33mΩ/m。由于铜材纯度、线径一致性等技术因素影响，通信电缆厂家出厂标准一般规定为≦148mΩ/m。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，它具有能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动快速检测的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，包括：检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接。

所述检测速度控制电路包括：555电路IC₇、电阻R₁₀、可变电阻R₁₁、电容C₆和电容C₇；

555电路IC₇的VCC端接电源，555电路IC₇的V_CO端通过电容C₇接地，555电路IC₇的D_ISC端分别与电阻R₁₀和可变电阻R₁₁的一端连接，电阻R₁₀的另一端接电源，可变电阻R₁₁的另一端分别与电容C₆的一端、555电路IC₇的TR端和555电路IC₇的TH端连接，电容C₆的另一端接地，555电路IC₇的END端接地；

555电路IC₇中的R_D端与故障判断告警电路中的与非门IC₂₄的输出端连接，555电路IC₇的OUT端与检测时序控制电路中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。

所述检测时序控制电路包括：检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管T_Bi和D触发器IC_30i连接，D触发器IC_30i与的输入端1D与与非门IC₂₁的输出端连接,所述与非门IC₂₁的输入端T_1e与故障判断告警电路中三极管T₁的发射极T_1e连接，所述三极管T_Bi的基极通过电阻R_bi与D触发器IC_30i的输出端连接，所述三极管T_Bi的基极还通过电阻R_bi与二极管D_bi的正极连接，二极管D_bi的负极与故障判断告警电路中三极管T₁的基极T_1b连接，所述二极管D_bi的正极与通过电阻R_bi与三极管T_Bi的基极连接，所述三极管T_Bi的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接，所述三极管T_Bi的发射极通过电阻R_ei与地连接；第32个三极管T_B32的集电极还电阻R₃与发光二极管D₁的负极连接，发光二极管D₁的正极连接电源V_cc；所述D触发器IC₃₀₁的输出端和D触发器IC₃₀₂输入端1D连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接。

所述开路错位检测电路包括：恒流源I_s，所述恒流源I_s的一端与电源V_c连接，所述恒流源恒流源I_s的另外一端通过滑动变阻器R₁与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R₁连接的芯线上均依次设有电阻R_ci,和发光二极管D_ci，所述发光二极管D_ci的正极与电阻R_ci连接,所述发光二极管D_ci的负极均通过依次连接的与门IC_1i和发光二极管D_oi与电阻R₂的一端连接，所述电阻R₂的另外一端与故障判断告警电路中三极管T₂的基极T_2b端连接在一起，以控制三极管T₂导通或截止，所述发光二极管D_oi的正极与与门IC_1i的输出端连接，所述与门IC_1i的两个输入端分别与Q_i和发光二极管D_ci的负极连接，其中，i＝1,2,……,32；检测时，被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。

所述故障判断告警电路包括：三极管T₁、三极管T₂、三极管T₃，电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇，电容C₁、电容C₂，蜂鸣器HA，与非门IC₂₂、与非门IC₂₃、与非门IC₂₄；所述三极管T₁的基极T_1b与检测时序控制电路中二极管D_Oi的负极T_1b连接，所述三极管T₁的发射极T_1e与检测时序控制电路中与非门IC₂₁的输入端T_1e连接，所述三极管T₁的集电极与电源V_cc连接，所述三极管T₁的发射极T_1e还通过电阻R₇接地；

三极管T₂的基极T_2b端通过电容C₂接地，三极管T₂的基极T_2b端还与开路错位检测电路中电阻R₂的T_2b端连接；三极管T₂的集电极连接电源V_cc；三极管T₂的发射极通过电阻R₆接地；电阻R₅的第一端分别接三极管T₂的发射极和与非门IC₂₂的两个输入端；电阻R₅的另外一端连接三极管T₃的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V_cc；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T₃的集电极，三极管T₃的发射极接地；电阻R₄的一端接电源V_cc，电阻R₄的另一端通过电容C₁接地；

所述与非门IC₂₂的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接，与非门IC₂₂的输出端与与非门IC₂₃的一个输入端连接，与非门IC₂₃的另一个输入端和与非门IC₂₄的输出端连接，与非门IC₂₃的输出端和与非门IC₂₄的一个输入端连接，与非门IC₂₄的另一输入端分别和电阻R₄、电容C₁连接；与非门IC₂₄的输出端R_D与检测速度控制电路中IC₇的R_D连接。

本实用新型的有益效果：

1、能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动快速检测。

2、每个芯线的检测时间可在0.05～0.5秒之间进行设定。

3、检测过程中发现质量故障时停止检测并发出声音报警和光电显示告警，光电显示告警与发生质量故障的芯线对应。

适用于电缆端子压接质量相对稳定、对芯线压接等效电阻值精度要求不高的情况下进行检测，相对检测速度快。

附图说明

图1为测试回路的等效电阻；

图2为检测电路结构图；

图3为开路错位检测电路示意图；

图4为检测速度控制电路；

图5为检测时序控制电路示意图；

图6为故障判断告警电路示意图；

其中，1、检测速度控制电路，2、检测时序控制电路，3、开路错位检测电路，4、故障判断告警电路。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图2所示，一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，包括：检测速度控制电路1，所述检测速度控制电路1与检测时序控制电路2连接，所述检测时序控制电路2与开路错位检测电路3连接，所述开路错位检测电路3与故障判断告警电路4连接。

如图4所示，所述检测速度控制电路1包括：555电路IC₇、电阻R₁₀、可变电阻R₁₁、电容C₆和电容C₇；

555电路IC₇的VCC端接电源，555电路IC₇的V_CO端通过电容C₇接地，555电路IC₇的D_ISC端分别与电阻R₁₀和可变电阻R₁₁的一端连接，电阻R₁₀的另一端接电源，可变电阻R₁₁的另一端分别与电容C₆的一端、555电路IC₇的TR端和555电路IC₇的TH端连接，电容C₆的另一端接地，555电路IC₇的END端接地；

555电路IC₇中的R_D端与故障判断告警电路4中的与非门IC₂₄的输出端连接，555电路IC₇的OUT端与检测时序控制电路2中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。

如图5所示，所述检测时序控制电路2包括：检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管T_Bi和D触发器IC_30i连接，D触发器IC_30i与的输入端1D与与非门IC₂₁的输出端连接,所述与非门IC₂₁的输入端T_1e与故障判断告警电路4中三极管T₁的发射极T_1e连接，所述三极管T_Bi的基极通过电阻R_bi与D触发器IC_30i的输出端连接，所述三极管T_Bi的基极还通过电阻R_bi与二极管D_bi的正极连接，二极管D_bi的负极与故障判断告警电路4中三极管T₁的基极T_1b连接，所述二极管D_bi的正极与通过电阻R_bi与三极管T_Bi的基极连接，所述三极管T_Bi的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接，所述三极管T_Bi的发射极通过电阻R_ei与地连接；第32个三极管T_B32的集电极还电阻R₃与发光二极管D₁的负极连接，发光二极管D₁的正极连接电源V_cc；所述D触发器IC₃₀₁的输出端和D触发器IC₃₀₂输入端1D连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路1中IC7的输出端CP连接。

如图3所示，所述开路错位检测电路3包括：恒流源I_s，所述恒流源I_s的一端与电源V_c连接，所述恒流源恒流源I_s的另外一端通过滑动变阻器R₁与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R₁连接的芯线上均依次设有电阻R_ci,和发光二极管D_ci，所述发光二极管D_ci的正极与电阻R_ci连接,所述发光二极管D_ci的负极均通过依次连接的与门IC_1i和发光二极管D_oi与电阻R₂的一端连接，所述电阻R₂的另外一端与故障判断告警电路4中三极管T₂的基极T_2b端连接在一起，以控制三极管T₂导通或截止，所述发光二极管D_oi的正极与与门IC_1i的输出端连接，所述与门IC_1i的两个输入端分别与Q_i和发光二极管D_ci的负极连接，其中，i＝1,2,……,32；检测时，被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。

如图6所示，所述故障判断告警电路4包括：三极管T₁、三极管T₂、三极管T₃，电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇，电容C₁、电容C₂，蜂鸣器HA，与非门IC₂₂、与非门IC₂₃、与非门IC₂₄；所述三极管T₁的基极T_1b与检测时序控制电路2中二极管D_Oi的负极T_1b连接，所述三极管T₁的发射极T_1e与检测时序控制电路2中与非门IC₂₁的输入端T_1e连接，所述三极管T₁的集电极与电源V_cc连接，所述三极管T₁的发射极T_1e还通过电阻R₇接地；

三极管T₂的基极T_2b端通过电容C₂接地，三极管T₂的基极T_2b端还与开路错位检测电路3中电阻R₂的T_2b端连接；三极管T₂的集电极连接电源V_cc；三极管T₂的发射极通过电阻R₆接地；电阻R₅的第一端分别接三极管T₂的发射极和与非门IC₂₂的两个输入端；电阻R₅的另外一端连接三极管T₃的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V_cc；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T₃的集电极，三极管T₃的发射极接地；电阻R₄的一端接电源V_cc，电阻R₄的另一端通过电容C₁接地；

所述与非门IC₂₂的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接，与非门IC₂₂的输出端与与非门IC₂₃的一个输入端连接，与非门IC₂₃的另一个输入端和与非门IC₂₄的输出端连接，与非门IC₂₃的输出端和与非门IC₂₄的一个输入端连接，与非门IC₂₄的另一输入端分别和电阻R₄、电容C₁连接；与非门IC₂₄的输出端R_D与检测速度控制电路1中IC₇的R_D连接。

通信电缆端子压接后阻抗分析

在企业实际工艺设计中，按照需求电缆长度的2倍进行裁剪，然后在两端分别压接端子，要求端子编号一一对应。端子压接后，两个端子分别插接到端子座上进行测量。其测试回路的等效电阻如下图1所示：

图1中，R_T1是端子与插座插接后的接触电阻，R_T2是端子与铜线压接后的压接电阻，R_T3是电缆铜线的电阻，R_T是测试回路总等效电阻。

由于32芯数字通信电缆通常在数字程控交换机机房内使用，根据不同机房布局要求，其单根电缆长度常用在2～20m范围内，则两倍长度为4～40m。因此，在压接端子后测试电缆允许的最大电阻值如表所示。

通过上述分析可知，需要检测的电缆等效阻抗范围较宽，在667～6670mΩ之间，而设计检测仪器时根据电缆芯线压接设备、工艺技术水平和电缆在数字信号通信中的损耗要求，我们确定以等效电阻8Ω为基准。超过8Ω为不合格，通常芯线开路、错位时期等效电阻为30MΩ以上，远远大于8Ω。

压接后电缆的质量缺陷

电缆端子压接后的质量缺陷分为电特性缺陷和外观缺陷两大类。电特性缺陷包括等效电阻值R_T超出标准要求，产生的原因有一下三个方面：

(1)端子插接后接触电阻超标准。由于每天测量的电缆数量很多，端子插座经过反复多次插拔后，弹性金属片产生机械疲劳，弹性系数降低，引起接触电阻超标准。

(2)端子压接电阻超标准。一是因为压接时的压力不够，没有将导线压紧导致压接端子超标准。二是由于导线或端子的压接部位缺陷(氧化、变形、污物等)导致。

(3)电缆铜导线电阻超标准。电缆中铜导线纯度达不到标准要求、线径小于标称值或局部损伤等都会引起导线电阻增大。

所以，仅仅采取压力检测或光学检测，很难将全部电特性缺陷检查出来。

压接后的外观缺陷对质量相对影响较小，一般采取目视或用放大器进行检查即可，这类缺陷在工艺保障情况下一般不会发生。

图2是检测电路结构框图。

图2中，检测速度控制、检测时序控制、开路错位检测和故障判断告警电路4构成快速检测单元。图3、4、5、6分别是开路错位检测电路3、检测速度控制电路1、检测时序控制电路2和故障判断告警电路4。

根据图3至图6电路工作原理可知，将压接后的电缆两端子(公)分别插于测试仪的A插座和B插座中。

可靠性设计分析

在快速检测过程中，决定检测可靠性的关键元器件有两组。其中，R_b1～R_b32、R_e1～R_e32、T_B1～T_B32、IC₃₀₁～IC₃₃₂的相关参数误差大小对三极管T_B的基极在高电平时能否进入饱和状态，保证V_CES≦0.1V至关重要，R₁、I_S、R_c1～R_c32、D_c1～D_c32、IC₁₀₁～IC₁₃₂相关参数误差决定了IC₁₀₁～IC₁₃₂的输入端A₁～A₃₂低电平能否可靠。

设计恒流源I_S提供10±0.5mA的工作电流，三极管T_B选用2N9014，其V_CES≦0.1±0.05V时基极输入电流应≧1mA。R_b1～R_b32＝2.1KΩ±5％，R_e1～R_e32＝33Ω±5％，IC₃₀₁～IC₃₃₂选择TTL结构的D触发器，其输出最小高电平为3.8V，输出电流为1～6mA。则I_b电流由计算下列公式可得到。

$I_b=\frac{V_Q-V_{\mathrm{bes}}-I_e{R}_e}{R_b}$

应用最坏情况设计法和上述公式可得到基极电流最小值I_bmin为：

$I_{b\min }=\frac{3.8-0.7-10.5\×34.65\×{10}^{-3}}{2.205\×{10}^3}=1.24\left(\mathrm{mA}\right),$ 可见I_bmin大于1mA，能够保证在最低高电平电压时三极管T_B1～T_B32处在饱和状态且V_ces≦0.1V，饱和压降测试条件为I_C＝10mA，I_B＝1mA，H_fe≧80。

在检测电路与端子导通时应保证IC₁₀₁～IC₁₃₂的输入端A₁～A₃₂电平V_A≦0.7V，如果超过0.7V可能引起IC₁₀₁～IC₁₃₂输出端为高电平而产生误判。V_A由下列公式可计算出。

V_A＝V_ces+I_e·(R_e+R_T)

应用最坏情况设计法和公式可得到V_A的最大值V_Amax为：

V_Amax＝0.15+10.5×(34.65+8)×10^-3＝0.598(V)

显然，V_Amax小于0.7V，能够保证电缆端子压接质量符合标准要求前提下被检测通过。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，其特征是，包括：检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接。

2.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，其特征是，所述检测速度控制电路包括：555电路IC₇、电阻R₁₀、可变电阻R₁₁、电容C₆和电容C₇；

555电路IC₇的VCC端接电源，555电路IC₇的V_CO端通过电容C₇接地，555电路IC₇的D_ISC端分别与电阻R₁₀和可变电阻R₁₁的一端连接，电阻R₁₀的另一端接电源，可变电阻R₁₁的另一端分别与电容C₆的一端、555电路IC₇的TR端和555电路IC₇的TH端连接，电容C₆的另一端接地，555电路IC₇的END端接地；

555电路IC₇中的R_D端与故障判断告警电路中的与非门IC₂₄的输出端连接，555电路IC₇的OUT端与检测时序控制电路中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。

3.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，其特征是，所述检测时序控制电路包括：检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管T_Bi和D触发器IC_30i连接，D触发器IC_30i与的输入端1D与与非门IC₂₁的输出端连接,所述与非门IC₂₁的输入端T_1e与故障判断告警电路中三极管T₁的发射极T_1e连接，所述三极管T_Bi的基极通过电阻R_bi与D触发器IC_30i的输出端连接，所述三极管T_Bi的基极还通过电阻R_bi与二极管D_bi的正极连接，二极管D_bi的负极与故障判断告警电路中三极管T₁的基极T_1b连接，所述二极管D_bi的正极与通过电阻R_bi与三极管T_Bi的基极连接，所述三极管T_Bi的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接，所述三极管T_Bi的发射极通过电阻R_ei与地连接；第32个三极管T_B32的集电极还电阻R₃与发光二极管D₁的负极连接，发光二极管D₁的正极连接电源V_cc；所述D触发器IC₃₀₁的输出端和D触发器IC₃₀₂输入端1D连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接。

4.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，其特征是，所述开路错位检测电路包括：恒流源I_s，所述恒流源I_s的一端与电源V_c连接，所述恒流源恒流源I_s的另外一端通过滑动变阻器R₁与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R₁连接的芯线上均依次设有电阻R_ci,和发光二极管D_ci，所述发光二极管D_ci的正极与电阻R_ci连接,所述发光二极管D_ci的负极均通过依次连接的与门IC_1i和发光二极管D_oi与电阻R₂的一端连接，所述电阻R₂的另外一端与故障判断告警电路中三极管T₂的基极T_2b端连接在一起，以控制三极管T₂导通或截止，所述发光二极管D_oi的正极与与门IC_1i的输出端连接，所述与门IC_1i的两个输入端分别与Q_i和发光二极管D_ci的负极连接，其中，i＝1,2,……,32；检测时，被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。

5.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量快速检测装置，其特征是，所述故障判断告警电路包括：三极管T₁、三极管T₂、三极管T₃，电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇，电容C₁、电容C₂，蜂鸣器HA，与非门IC₂₂、与非门IC₂₃、与非门IC₂₄；所述三极管T₁的基极T_1b与检测时序控制电路中二极管D_Oi的负极T_1b连接，所述三极管T₁的发射极T_1e与检测时序控制电路中与非门IC₂₁的输入端T_1e连接，所述三极管T₁的集电极与电源V_cc连接，所述三极管T₁的发射极T_1e还通过电阻R₇接地；

三极管T₂的基极T_2b端通过电容C₂接地，三极管T₂的基极T_2b端还与开路错位检测电路中电阻R₂的T_2b端连接；三极管T₂的集电极连接电源V_cc；三极管T₂的发射极通过电阻R₆接地；电阻R₅的第一端分别接三极管T₂的发射极和与非门IC₂₂的两个输入端；电阻R₅的另外一端连接三极管T₃的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V_cc；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T₃的集电极，三极管T₃的发射极接地；电阻R₄的一端接电源V_cc，电阻R₄的另一端通过电容C₁接地；

所述与非门IC₂₂的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接，与非门IC₂₂的输出端与与非门IC₂₃的一个输入端连接，与非门IC₂₃的另一个输入端和与非门IC₂₄的输出端连接，与非门IC₂₃的输出端和与非门IC₂₄的一个输入端连接，与非门IC₂₄的另一输入端分别和电阻R₄、电容C₁连接；与非门IC₂₄的输出端R_D与检测速度控制电路中IC₇的R_D连接。