長途電纜氣壓自動維護機的製作方法

2023-06-15 06:28:41 2

專利名稱：長途電纜氣壓自動維護機的製作方法
技術領域：
本實用新型是涉及一種通信電纜的氣壓維護設備。特別適用於長途通信電纜；也可用於市話等其它形式的充氣通信電纜。
現有長途通信的氣壓維護主要靠人工沿線去測量氣壓數值和補充乾燥氣體。為了監視電纜中氣壓的變化情況，確定漏氣點位置，通常採用沿電纜設置若干個降壓信號器的方法。當被監視點的氣壓下降到某一規定值時，降壓信號器中受壓力控制的開關閉合，終端局根據相鄰的三個信號器動作時間的不同，估算出電纜漏氣位置。這種辦法，由於不可能測得某一時刻沿電纜的氣壓分布曲線或實際壓力數值，只能粗略地確定漏氣段落，而不能做到精確定位。
為了能做到在局內監視氣壓維護情況。在我國1980年前後開始對氣壓遙測系統進行研製，做了許多工作。由於目前採樣部件大都採用波紋管電位器或膜片電位器等機械式壓力傳感器。因此一般的氣壓遙測設備，壓力測量的精確度誤差為±0.02－0.03Kg／cm2，解析度多為1％或10％。只能完成一般的氣壓數值遙測。
本實用新型研製的目的，是提供一種通信電纜氣壓自動維護系統。即除了完成對電纜氣壓數值遠距離遙測外，還能自動查漏、精確定位；遠距離遙控自動穩壓充氣；提供線路資料；並在必要時能將測量數據傳到另一地點的集中管理辦法。
本實用新型所提供的任務，是以如下方法完成的。在通信有人站(或終端站)設一由TP－801單板機為中心控制的主機，用它完成各種功能操作，處理和存儲測試數據，儲存詳細線路資料，並將結果用屏幕顯示和列印記錄。主機備有為集中管理用的RS－232通信接口並為線路分機提供遠距離直流串聯穩流供電。在長途電纜沿途各無人站內設置線路分機。它採用「矽杯式」半導體壓力傳感器為傳感器件，結合用電荷平衡法原理組成的電壓－頻率變換器(以下簡稱VFC)。使壓力測量精度誤差小於 ±0.01Kg／cm2，解析度優於0.1％，查漏定位誤差小於200米。由於採用分機結構形式，加上設計了只用一種尋址頻率的「數字編碼定址」方式，滿足了遙測氣體壓力，乾燥度，漏氣自動查找，遙控自動穩壓充氣等多功能兼容的要求。
以下將結合附圖
對本實用新型作進一步的詳細敘述。
圖一是本實用新型主機方框原理圖。
圖二是本實用新型線路分機方框原理圖。
圖三是圖二的鑑頻放大到解碼的電原理圖。
圖四是圖二的壓力傳感器到壓頻變換器間的電原理圖。
圖五是自動穩壓充氣系統示意圖。
參照圖一，本實用新型為信號器尋址方式提供了一種單頻的串行「數字編碼定址」方式。尋址指令信號，由計算機控制，發出含有清零信號，十位數字，個位數字的編碼時序與分時標信號中17.8KHz調製後經整形成一串正弦調製波送往電纜的信號線對。
參照圖三，串接在信號線對中的線路分機收到尋址指令後，經鑑頻放大，整形還原成與主機發出的編碼時序相應的脈衝。由二極體［6］，電阻［4］，電容［5］組成150毫秒延時電路，完成選擇清零信號；由二極體［3］，電阻［2］，電容［1］組成的5毫秒延時電路，完成檢出十位數和個位數中的脈衝數量；由電阻［7］，電容［8］，二極體［9］組成的80毫秒時延與「4013」雙D觸發器配合組成自動跟蹤移位電路，把十位數或個位數的脈衝準確分別送到「4518」計數器，供「C331」解碼。一旦解碼後的地址信號與某信號器所予置的地址編碼相同，就將電源接到該信號器上(信號器可能是壓力傳感器，也可以是充氣設備等其它執行機構)。自動移位電路還具有信號鎖定和抗幹擾性能。
壓力測量和查漏定位的精度，主要取決於壓力傳感器和VFC變換電路。本實用新型採用氣壓－電阻－電壓－頻率轉換方式。
參照圖四，「矽杯式」半導體壓力傳感器是利用矽的壓阻效應，接成惠斯登電橋形式［19］；當傳感器加上所用範圍的氣體壓力時，橋路中四邊電阻的阻值將做相應的變化。當接上恆流源時，橋路輸出端將有50－60毫伏的電壓輸出。這電壓由隔離器［15］送到差值放大器［22］放大到1.5－2伏，去控制由差值積分器［23］和「555」定時器［24］組成的VFC電路。一部線路分機可控制8隻傳感器，這些傳感器是通過隔離器復接的。
由於半導體壓力傳感器普遍存在溫漂、時漂、非線性以及需加電20－30分鐘後採樣才能穩定等缺點。本實用新型由主機(圖一)中的遠供向線路分機提供直流串聯穩流供電。分機進一步向電路提供標準電源。參照(圖四)，把矽壓力傳感器接在三級管的發射極電路中，以克服非線性，熱敏電阻［11］做為溫度補償，適當調整電阻［12、13、14］的阻值克服時漂。為了達到提高穩定度和解析度的目的，本實用新型在VFC電路中，把通常氣壓遙測設備的壓力－頻率轉換常數，由1克力／1赫茲或10克力／1赫茲，提高到1克力／4赫茲。同時採取不經調製器，直接由VFC電路把模擬信號頻率提升到10.4－14.4KHz，用正弦波向電纜信號線傳送。當有人站主機(圖一)收到該頻率信號後，經放大解調，還原成正比於相對壓力0－1Kg／cm2的0－4000赫茲頻率脈衝，送入微計算機進行處理。由於採用(圖四)的電路，收到尋址信號後，加電2秒鐘即可穩定精確地採樣，達到解析度優於0.1％，壓力測量誤差小於0.01Kg／cm2。
參照圖五，長途通信電纜的氣壓保持，國內通常的「浮充充氣」和「定期充氣」兩種形式。這兩種形式都要靠人工到線路上開啟或關閉充氣設備及觀測充氣設備的氣體壓力。本實用新型提供上述兩種形式兼容的遙控式自動穩壓充氣形式。若某一氣閉段需要充氣時，由主機發出相應的充氣尋址指令，該指令信號經線路分機(圖三)電路解碼後，當充氣控制電路予置的地址編碼與尋址編碼一致時，控制電路就會啟動相應的電磁閥。此時，高壓儲氣罐內30－150Kg／cm2高壓氣體由減壓閥降為1.2Kg／cm2，經電磁閥，穩壓閥等氣路向電纜充氣。穩壓閥的作用是保證按自動充氣程序把該電纜氣閉段氣壓充到規定的0.7Kg／cm2為止。主機可同時發出向幾個氣閉段充氣的指令，也可發出要其中某氣閉段停止充氣的指令。同時能隨時監測沿線高壓儲氣罐儲氣壓力和電纜各監測點的氣壓變化情況。
本實用新型操作使用簡便。當按下鍵盤上相應的操作鍵，即可執行「全自動無人職守」，「指定範圍巡測」，「定點監測」，「自動漏氣查找」，「自動穩壓充氣」，「資料查詢」等。並有是否需要「定時」、「列印」、「告警停測」等性能供選擇。其操作內容及測試結果用漢字顯示及列印記錄。
權利要求1.一種長途電纜氣壓自動維護機，其特徵是由「矽杯式」半導體壓力傳感器[19]，隔離器[15]，差值放大器[22]和VFC變換器[23]、[24]組成。
2.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於輸入端串接在電晶體［10］發射極電路中，橋路輸出的一端將兩臂分開，分別串接入熱敏電阻［11］和補償電阻［12］，橋路輸出兩端，分別串接一電阻［13］、［14］。
3.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於差值放大器［22］加偏置電阻［16］，使［22］的輸出端起始電壓為1.5伏。
4.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於由差值積分器［23］和「555」定時器組成的VFC變換器中定時器［24］的K端［17］受控於分機的驅動電路，電阻［18］為1.5KΩ，電容［25］為2000pf。
專利摘要長途電纜氣壓自動維護機，提供了一種長途通信電纜氣壓維護的設備。由主機、線路分機和自動穩壓充氣設備組成。本實用新型採用「矽杯式」壓力傳感器，配以電荷平衡法組成的壓頻變換器，解決了穩定度，提高了測量精度和解析度。使設備既能精確遙測氣壓又能自動查漏，準確定位。
文檔編號G01R31/08GK2065765SQ8920772
公開日1990年11月14日 申請日期1989年6月1日 優先權日1989年6月1日
發明者黃瑞源, 蘇振河, 李明, 趙洪明 申請人:中國人民解放軍58016部隊