新型便携式线缆导通检测仪

王菲

（航空工业西安飞机工业 （集团）有限责任公司，西安，710089）

文 摘：便携式线缆导通检测仪具有小型、便携、简易的特点，可适应实际电缆导通绝缘测试中出现的各种情况和现实因素。文章对一种新型便携式线缆导通检测仪的技术方案以及具体设计和实施方案作了分析与介绍。

在航空航天领域，广泛应用各种不同性能、不同规模的电缆。电缆是各种设备进行信号传输或能量传递的重要载体，装备和系统设备之间的电源、信号、控制、通信传输全部都是通过电缆完成的，电缆连接的可靠性和稳定性直接影响到飞行器的自身性能、使用寿命和运行安全。为了保证线束安全可靠，必须对线束进行导通绝缘检测。

目前，对于线缆的导通绝缘检测，主要采用人工方法，即利用万用表、兆欧表、电铃等传统工具对电缆进行逐根、逐点检测。万用表在使用上既要观察表中数字显示，又要看导线号，不但分散注意力，也影响了工作效率；电铃讯号声音太大，若几组导通绝缘检测同时进行，各个导通组的电铃声音会互相干扰，给操作人员造成很大影响，导致结果准确性差。另外，电缆线路导通绝缘时，因测试线冗长繁乱，拉线操作时极为不便；且电缆导通绝缘检测时，常用的工具通常自带测试线不够长，探针也太粗，不能插入到需检测的插孔中，施工人员常需要自己另行加长测试线及制作合适的探针进行测试。这些检测方法，工作量大、测试速度慢，且容易发生操作与误判断，工作效率低、测试人员劳动强度大，不仅影响了测试结果的正确性和可靠性，还拖延了施工进度，影响产品的交付。

为了适应实际电缆导通绝缘测试中出现的各种情况和现实因素，研制一种小型、便携、简易的线缆导通检测仪是及时且必要的。这种测试仪不仅能够提供系统设备或者设备电缆导通绝缘测试使用，操作起来简便，并且实用性强，还需要能够满足减少检测人员的工作量和工作强度的要求，以达到提高检测结果准确性、缩短施工周期、有效节省时间、节约成本的效果。这种测试仪可应用于航空、航天、兵器、能源电力通讯等领域，也可在部队和国防军工产品研制生产、检验、维护中使用。

1 新型电缆线路导通检测仪技术方案

发明新型电缆线路导通检测仪的目的在于克服电缆线路导通时，因导通线冗长繁乱而导致的拉线操作的不便。且电缆导通测试时，常用的工具三用表自带线导线不够长，探针也太粗，不能插入到需检测的插孔中，施工人员常需要自己另行制作合适的探针进行测试。新型导通检测仪主要是包括以下几点需要解决。

a）检测仪外形的选择，既要满足盘线的容量，还要考虑到盒体本身的大小问题，盒体的大小直接影响到检测仪的便携性。

b）探针很细、很尖，在不使用时，探针容易因为碰触到硬物产生弯曲变形，而且尖锐部分还容易使操作人员受伤。应谨慎考虑如何处理探针问题。

c）测试线的选用，不仅关系到检测仪的使用寿命、检测时候的便利性，还影响到检测仪的设计方式和检测仪盒体厚度的设计。应谨慎考虑如何选择合适的测试线。

技术方案如下：

•对电缆或导线进行通断测试，导线电阻不大于10欧姆视为导通，反之则视为断开；

•导线的通或断采用声音和指示灯同时提示；

•在导线测试距离范围内，通过对讲切换按钮可实现对讲功能；

•具备照明功能，照明采用射灯的方式，射灯照射区可覆盖所有插针/插孔；

•配备满足用户测试所需的插针和插孔；

•配备收线装置。

2 新型电缆线路导通检测仪具体设计和实施方案

线缆导通测试仪总体设计框图如图1所示。

图1 线缆导通检测仪总体设计框图

2.1 线缆导通检测仪的外型设计

检测仪外型盒体将方形和圆形相结合，圆形的为线盘，而一侧为方形的结构。两面为线器，上、下两端分别各自都可出线，盘线器中间为控制盒。检测仪外型如图2所示。

图2 线缆导通检测仪外形图

2.2 线缆导通检测仪的功能设计

盒体 （图2（1））设计采用卷线形式，分成两个线盘，分别出线和收线；测试线在测试出现时采用锁线装置 （图2（2））将其固定，以防止测试线在检测过程中通过出线口 （图2（3））抽回盒内，并且避免了测试线在施工人员操作时因迅速抽回可能将手部划伤的现象；盒子左右两个部分的测试线端头处均由接插件与两根测试表笔进行连接，测试表笔分别固定在控制盒的两侧（图 2 （4））。

检测仪的中间控制盒部分作为功能显示，上面有检测仪的总开关 （图2（6）），背景带光的显示屏 （图2（7））用来直观显示检测仪的各种工作状态。检测仪电源部分也在控制盒内，电源采用锂电池方式供电，充电方便，节省空间。电源通过开关来控制，通过电源指示灯 （图2（8））来显示。

检测仪的表笔 （图2（5））设计为研制的核心，初步设计成类似于笔的样式，表笔的设计如图3所示。其中，探针 （图3（9））为笔尖，探针的规格和材质选用要考虑到测试时候被测试的电连接器的插孔大小；探针适配器 （图3（10））设计为可拆卸形式，用来连接电路板与探针，方便更换探针型号；笔的头部连接探针的部位需要添加射灯，所选光束要求束宽较窄，聚光性较强且亮度较高，射灯的开关采用按钮式开关 （图3（11））；笔的中部装有一个蜂鸣器 （图 3（12））和发光二极管 （图3（13）），用来作为导通的信号指示；笔的尾部增加接听功能，安装有一个话筒按钮 （图3 （14））和扬声器听筒 （图 3 （15）），方便施工人员在电缆检测时实现及时语音通话的功能；表笔连接器 （图3（16））采用配对的RCA镀金信号插头，具有较低的接触电阻，插拔方便。

图3 表笔的外型设计图

2.3 硬件设计和组成

线缆导通检测仪用于辅助维修人员对线路进行检查，具有线缆通断检查功能、线缆阻值显示功能。主要由主箱体 （开关、收纳）、显示器、测量电路板、电源、表笔连接器组成。整机重量控制在2kg以内，方便携带。

2.3.1 主箱体

主箱体用于收纳表笔及线缆，安装电源、测控电路、LCD显示。采用铝合金设计制造，并添加橡胶保护套，既牢固又轻便。内部采用分舱设计，一个舱室专门用于收纳表笔及线缆，此舱室设计成可方便打开的形式；另一个舱室放置电源、测控电路，此舱室常闭，只在主机维修时打开。机箱选用2U工业仪表铝型材壳体，表面拉丝氧化，尺寸为约 250mm×230mm×89mm。主机外套为橡胶套，能够良好的保护箱体。

2.3.2 显示器

显示器采用3.5英寸彩色触控液晶显示器，Android风格界面设计，通过按钮选择实现相应功能，包括：①显示当前测量线缆的阻值；②显示时间设置界面，可以设置当前时间并保存；③显示历史测量值，可以显示保存的测量值，并可执行删除操作，配合上位机软件 （KC-NAM SoftwareToolkitforWindows）可以将当前选中值上传到计算机，并保存到数据库中。

2.3.3 测量电路板

测量电路板以STM32高性能微控制器为核心，扩展RS232串行接口和LCD液晶显示器接口，并通过高精度A/D转换器测量线缆电阻，通过软件滤波和标校，获得精确的线缆电阻值。通过内建的EEPROM （电可擦写可编程只读存储器），可以保存多达32次测量值。

通过串行接口，配合上位机软件 （KC-NAM SoftwareToolkitforWindows），可以将保存的线缆测量阻值导入到计算机中，实现历史测量数据的保存，方便以后检索查看。

2.3.4 电源

采用电源供电，电池选用2节原装进口松下（三洋）18650工业标准锂电源，带保护电路，单节输出电压3.7V，容量为3400mAh。电池采用可拆卸设计，电量不足时可以拿下充电，换上配用电池即可。

2.3.5 表笔

表笔组成：外壳、通话机芯、照明LED及开关、蜂鸣器及指示灯、测试针及电缆、表笔连接器。采用独立供电，避免线长影响通话器等使用。不使用时，表笔可以放置在主机箱收纳箱中进行保护。

“外壳”，外壳为专用模具设计制造，既保证信号不被屏蔽，又保证表笔轻便耐用。

“通话机芯”，采用Motorola机芯，具有体积小、重量轻、功耗低等优点。该机芯能够保证通话距离，无干扰时在开阔地面不小于1km，楼层之间通话距离不小于20m；待机时间不小于24h，通话时间不小于2h；单通形式，即按下通话按钮可发送通话，松开时只能接收。

“照明LED及开关”，选用高亮白光LED照明，直径约3mm，具有亮度高、功能低的优点。开关选用小型按钮开关。

“蜂鸣器及指示灯”，声音提示采用小型蜂鸣器实现；指示灯采用绿色LED指示灯。当导通时蜂鸣器发声，LED指示灯亮；否则蜂鸣器不发声，LED灯不亮。

“测试针及电缆”，选用优质测试针，电缆选用高品质RVSP多股铜丝聚氯乙烯绝缘保护套铜网铝箔双屏蔽双绞软电线，具有较低的电阻，良好的抗干扰能力，可靠耐用。

“表笔的连接”，采用配对的RCA镀金信号插头，具有较低的接触电阻，坚固耐用。插拔方便，力度适中，过度用力拉扯时能够脱开，既保证连接可靠，又避免过度拉伸导致表笔线拉断。

3 结论

新型线缆导通测试仪具有：测试速度快、环境适应性强、体积小、重量轻、便携、价格低、操作容易，且不需要接入电源，可应用于各种无源测试场合等特点。该仪器还克服了传统导通检测时空间光线不足，导通线冗长繁乱，导通操作时相互干扰等现实因素和情况，能够满足对电缆的日常维护测试需求，是一种小型、快捷、方便、实用的电缆检测设备。同时，该仪器能够对各种型号设备和电缆进行导通电阻，绝缘电阻等电气性能参数的测量，及时快速地测试电缆存在的故障，缩短导通测试时间，提升了电缆导通绝缘测试的效率，并方便携带。