王菲

（航空工業(yè)西安飛機工業(yè) （集團）有限責任公司，西安，710089）

文 摘：便攜式線纜導通檢測儀具有小型、便攜、簡易的特點，可適應實際電纜導通絕緣測試中出現(xiàn)的各種情況和現(xiàn)實因素。文章對一種新型便攜式線纜導通檢測儀的技術方案以及具體設計和實施方案作了分析與介紹。

在航空航天領域，廣泛應用各種不同性能、不同規(guī)模的電纜。電纜是各種設備進行信號傳輸或能量傳遞的重要載體，裝備和系統(tǒng)設備之間的電源、信號、控制、通信傳輸全部都是通過電纜完成的，電纜連接的可靠性和穩(wěn)定性直接影響到飛行器的自身性能、使用壽命和運行安全。為了保證線束安全可靠，必須對線束進行導通絕緣檢測。

目前，對于線纜的導通絕緣檢測，主要采用人工方法，即利用萬用表、兆歐表、電鈴等傳統(tǒng)工具對電纜進行逐根、逐點檢測。萬用表在使用上既要觀察表中數(shù)字顯示，又要看導線號，不但分散注意力，也影響了工作效率；電鈴訊號聲音太大，若幾組導通絕緣檢測同時進行，各個導通組的電鈴聲音會互相干擾，給操作人員造成很大影響，導致結果準確性差。另外，電纜線路導通絕緣時，因測試線冗長繁亂，拉線操作時極為不便；且電纜導通絕緣檢測時，常用的工具通常自帶測試線不夠長，探針也太粗，不能插入到需檢測的插孔中，施工人員常需要自己另行加長測試線及制作合適的探針進行測試。這些檢測方法，工作量大、測試速度慢，且容易發(fā)生操作與誤判斷，工作效率低、測試人員勞動強度大，不僅影響了測試結果的正確性和可靠性，還拖延了施工進度，影響產品的交付。

為了適應實際電纜導通絕緣測試中出現(xiàn)的各種情況和現(xiàn)實因素，研制一種小型、便攜、簡易的線纜導通檢測儀是及時且必要的。這種測試儀不僅能夠提供系統(tǒng)設備或者設備電纜導通絕緣測試使用，操作起來簡便，并且實用性強，還需要能夠滿足減少檢測人員的工作量和工作強度的要求，以達到提高檢測結果準確性、縮短施工周期、有效節(jié)省時間、節(jié)約成本的效果。這種測試儀可應用于航空、航天、兵器、能源電力通訊等領域，也可在部隊和國防軍工產品研制生產、檢驗、維護中使用。

1 新型電纜線路導通檢測儀技術方案

發(fā)明新型電纜線路導通檢測儀的目的在于克服電纜線路導通時，因導通線冗長繁亂而導致的拉線操作的不便。且電纜導通測試時，常用的工具三用表自帶線導線不夠長，探針也太粗，不能插入到需檢測的插孔中，施工人員常需要自己另行制作合適的探針進行測試。新型導通檢測儀主要是包括以下幾點需要解決。

a）檢測儀外形的選擇，既要滿足盤線的容量，還要考慮到盒體本身的大小問題，盒體的大小直接影響到檢測儀的便攜性。

b）探針很細、很尖，在不使用時，探針容易因為碰觸到硬物產生彎曲變形，而且尖銳部分還容易使操作人員受傷。應謹慎考慮如何處理探針問題。

c）測試線的選用，不僅關系到檢測儀的使用壽命、檢測時候的便利性，還影響到檢測儀的設計方式和檢測儀盒體厚度的設計。應謹慎考慮如何選擇合適的測試線。

技術方案如下：

?對電纜或導線進行通斷測試，導線電阻不大于10歐姆視為導通，反之則視為斷開；

?導線的通或斷采用聲音和指示燈同時提示；

?在導線測試距離范圍內，通過對講切換按鈕可實現(xiàn)對講功能；

?具備照明功能，照明采用射燈的方式，射燈照射區(qū)可覆蓋所有插針/插孔；

?配備滿足用戶測試所需的插針和插孔；

?配備收線裝置。

2 新型電纜線路導通檢測儀具體設計和實施方案

線纜導通測試儀總體設計框圖如圖1所示。

圖1 線纜導通檢測儀總體設計框圖

2.1 線纜導通檢測儀的外型設計

檢測儀外型盒體將方形和圓形相結合，圓形的為線盤，而一側為方形的結構。兩面為線器，上、下兩端分別各自都可出線，盤線器中間為控制盒。檢測儀外型如圖2所示。

圖2 線纜導通檢測儀外形圖

2.2 線纜導通檢測儀的功能設計

盒體 （圖2（1））設計采用卷線形式，分成兩個線盤，分別出線和收線；測試線在測試出現(xiàn)時采用鎖線裝置 （圖2（2））將其固定，以防止測試線在檢測過程中通過出線口 （圖2（3））抽回盒內，并且避免了測試線在施工人員操作時因迅速抽回可能將手部劃傷的現(xiàn)象；盒子左右兩個部分的測試線端頭處均由接插件與兩根測試表筆進行連接，測試表筆分別固定在控制盒的兩側（圖 2 （4））。

檢測儀的中間控制盒部分作為功能顯示，上面有檢測儀的總開關 （圖2（6）），背景帶光的顯示屏 （圖2（7））用來直觀顯示檢測儀的各種工作狀態(tài)。檢測儀電源部分也在控制盒內，電源采用鋰電池方式供電，充電方便，節(jié)省空間。電源通過開關來控制，通過電源指示燈 （圖2（8））來顯示。

檢測儀的表筆 （圖2（5））設計為研制的核心，初步設計成類似于筆的樣式，表筆的設計如圖3所示。其中，探針 （圖3（9））為筆尖，探針的規(guī)格和材質選用要考慮到測試時候被測試的電連接器的插孔大?。惶结樳m配器 （圖3（10））設計為可拆卸形式，用來連接電路板與探針，方便更換探針型號；筆的頭部連接探針的部位需要添加射燈，所選光束要求束寬較窄，聚光性較強且亮度較高，射燈的開關采用按鈕式開關 （圖3（11））；筆的中部裝有一個蜂鳴器 （圖 3（12））和發(fā)光二極管 （圖3（13）），用來作為導通的信號指示；筆的尾部增加接聽功能，安裝有一個話筒按鈕 （圖3 （14））和揚聲器聽筒 （圖 3 （15）），方便施工人員在電纜檢測時實現(xiàn)及時語音通話的功能；表筆連接器 （圖3（16））采用配對的RCA鍍金信號插頭，具有較低的接觸電阻，插拔方便。

圖3 表筆的外型設計圖

2.3 硬件設計和組成

線纜導通檢測儀用于輔助維修人員對線路進行檢查，具有線纜通斷檢查功能、線纜阻值顯示功能。主要由主箱體 （開關、收納）、顯示器、測量電路板、電源、表筆連接器組成。整機重量控制在2kg以內，方便攜帶。

2.3.1 主箱體

主箱體用于收納表筆及線纜，安裝電源、測控電路、LCD顯示。采用鋁合金設計制造，并添加橡膠保護套，既牢固又輕便。內部采用分艙設計，一個艙室專門用于收納表筆及線纜，此艙室設計成可方便打開的形式；另一個艙室放置電源、測控電路，此艙室常閉，只在主機維修時打開。機箱選用2U工業(yè)儀表鋁型材殼體，表面拉絲氧化，尺寸為約 250mm×230mm×89mm。主機外套為橡膠套，能夠良好的保護箱體。

2.3.2 顯示器

顯示器采用3.5英寸彩色觸控液晶顯示器，Android風格界面設計，通過按鈕選擇實現(xiàn)相應功能，包括：①顯示當前測量線纜的阻值；②顯示時間設置界面，可以設置當前時間并保存；③顯示歷史測量值，可以顯示保存的測量值，并可執(zhí)行刪除操作，配合上位機軟件 （KC-NAM SoftwareToolkitforWindows）可以將當前選中值上傳到計算機，并保存到數(shù)據(jù)庫中。

2.3.3 測量電路板

測量電路板以STM32高性能微控制器為核心，擴展RS232串行接口和LCD液晶顯示器接口，并通過高精度A/D轉換器測量線纜電阻，通過軟件濾波和標校，獲得精確的線纜電阻值。通過內建的EEPROM （電可擦寫可編程只讀存儲器），可以保存多達32次測量值。

通過串行接口，配合上位機軟件 （KC-NAM SoftwareToolkitforWindows），可以將保存的線纜測量阻值導入到計算機中，實現(xiàn)歷史測量數(shù)據(jù)的保存，方便以后檢索查看。

2.3.4 電源

采用電源供電，電池選用2節(jié)原裝進口松下（三洋）18650工業(yè)標準鋰電源，帶保護電路，單節(jié)輸出電壓3.7V，容量為3400mAh。電池采用可拆卸設計，電量不足時可以拿下充電，換上配用電池即可。

2.3.5 表筆

表筆組成：外殼、通話機芯、照明LED及開關、蜂鳴器及指示燈、測試針及電纜、表筆連接器。采用獨立供電，避免線長影響通話器等使用。不使用時，表筆可以放置在主機箱收納箱中進行保護。

“外殼”，外殼為專用模具設計制造，既保證信號不被屏蔽，又保證表筆輕便耐用。

“通話機芯”，采用Motorola機芯，具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。該機芯能夠保證通話距離，無干擾時在開闊地面不小于1km，樓層之間通話距離不小于20m；待機時間不小于24h，通話時間不小于2h；單通形式，即按下通話按鈕可發(fā)送通話，松開時只能接收。

“照明LED及開關”，選用高亮白光LED照明，直徑約3mm，具有亮度高、功能低的優(yōu)點。開關選用小型按鈕開關。

“蜂鳴器及指示燈”，聲音提示采用小型蜂鳴器實現(xiàn)；指示燈采用綠色LED指示燈。當導通時蜂鳴器發(fā)聲，LED指示燈亮；否則蜂鳴器不發(fā)聲，LED燈不亮。

“測試針及電纜”，選用優(yōu)質測試針，電纜選用高品質RVSP多股銅絲聚氯乙烯絕緣保護套銅網鋁箔雙屏蔽雙絞軟電線，具有較低的電阻，良好的抗干擾能力，可靠耐用。

“表筆的連接”，采用配對的RCA鍍金信號插頭，具有較低的接觸電阻，堅固耐用。插拔方便，力度適中，過度用力拉扯時能夠脫開，既保證連接可靠，又避免過度拉伸導致表筆線拉斷。

3 結論

新型線纜導通測試儀具有：測試速度快、環(huán)境適應性強、體積小、重量輕、便攜、價格低、操作容易，且不需要接入電源，可應用于各種無源測試場合等特點。該儀器還克服了傳統(tǒng)導通檢測時空間光線不足，導通線冗長繁亂，導通操作時相互干擾等現(xiàn)實因素和情況，能夠滿足對電纜的日常維護測試需求，是一種小型、快捷、方便、實用的電纜檢測設備。同時，該儀器能夠對各種型號設備和電纜進行導通電阻，絕緣電阻等電氣性能參數(shù)的測量，及時快速地測試電纜存在的故障，縮短導通測試時間，提升了電纜導通絕緣測試的效率，并方便攜帶。