本实用新型属于电缆断线检测技术领域，具体是指一种电缆断线检测装置。
背景技术：
电线电缆产业是工业基础性行业，其产品广泛应用于能源、交通、通信、汽车、石化等领域，在国家工业现代建设中有着重要的地位。电缆按其传输能力分为特高压、高压等，按种类又分为普通电缆和特种电缆等。
在特高压、高压电缆生产工艺流程主要有单丝铜或铝线进行多股绞合、屏蔽、铠装、注塑等。绞线工艺是重多工艺流程中最重要环节之一，其工艺质量直接影响到电缆的整体质量。
绞线的原理是单丝线绞合，形成多股电缆。根据电缆的技术要求可分为16芯、24芯、32芯、64芯等规格。绞线机是由绞笼、收线盘两部分组成，其原理是绞笼可安装多个单丝线盘，设备运行时收线盘转动，拉动单丝线盘转动放线，绞笼转动将单丝线绞合。
断线检测一直是行业技术难题。传统的断线检测采用机械和传感器检测两种方式，这两种技术检测均存在一定的弊端，稳定性差、可靠性弱、准确率低等。机械检测技术是通过线缆断线翘后起这物现状态，利用翘后的电缆触碰机械结构装置，由机械结构装置触发设备停机。此种技术方法仅可检测电缆外层断线，无法检测电缆中心断线。传感器检测技术是利用线盘转动所产生的脉冲信号来检测，在每个线盘处安装一个霍尔或光电传感器，在生产中，收线盘转动拉动各绞笼单丝线盘转动，单丝线盘每转动一圈传感器触发一个脉冲信号。当设备运行时，而某个单丝线盘无脉冲信号时，判定为单线盘发生断线，并由控制系统控制设备停机。
上述两种技术各有优劣：机械检测技术结构简单、成本低，但其检测准确率低、且只能检测电线外层断线。传感器检测技术结构复杂、成本高、维护复杂，但其准确率较高、并可识别断线线盘。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明采用全新的技术方法的电缆断线检测装置，避开了机械与传感器检测技术的弊端，具有成本低、性能稳定、维护简单等技术特点。
本实用新型采取的技术方案如下：一种电缆断线检测装置，包括断线检测基座、高频线圈、信号采集pcb板、检测控制主机、控制pcb板和显示屏，所述高频线圈和信号采集pcb板设于断线检测基座内部，所述控制pcb板设于检测控制主机内部，所述显示屏设于检测控制主机表面，所述高频线圈和信号采集pcb板电信号连接，所述信号采集pcb板和控制pcb板电信号连接，所述显示屏和控制pcb板电信号连接。
进一步地，所述信号采集pcb板上设有振荡电路，所述振荡电路与高频线圈电连接，所述振荡电路为考毕兹振荡电路，具有输出波形好、振荡频率高等特点；l2、c3、c4组成谐振回路，q1为晶体管放大器，根据考毕兹振荡电路原理可得：
频率：
感抗：xl＝2πfl容抗：
电缆智能监测装置工作频率在2mhz，根据毕兹振荡器计算公式，在已知电感值大小，可计算出c3、c4电容；
xl＝2πfl＝2*3.14*2000000hz*0.00001h＝125.6ω；
电路谐振条件：
即电容总量：
得：c3≈1nf，c4≈1nf；
根据计算结果设计电路，电路仿真结果频率稳定在2.014mhz，符合设计要求。
进一步地，所述控制pcb板上设有分频电路、信号采集电路和微控制器，所述分频电路与振荡电路电连接，所述信号采集电路与分频电路连接，所述微控制器与信号采集电路电连接；振荡电路所产生的是2mhz的高频正弦波信号，对于信号采集和处理增加了难度，由于信号处理采用单片机芯片，需将正弦波信号转换成方波；由于单片机主频的限制无法直接采集和处理2mhz的信号，需对2mhz的高频信号分频处理，所述分频电路中采用的脉冲分配器为cd4017芯片，可实现按100倍进行信号分频，可输出方波信号；图中u1为一级分频，u2为二级分频，其输出频率为：fo＝fi/100；当输入频率为2mhz时，其输出频率为：
进一步地，所述微控制器采用atmega328p芯片，atmega328p是一款avr8位微控制器，其时钟频20mhz，闪存容量32kb，eeprom存储器容量1kb。
进一步地，所述信号采集电路连接分频电路和微控制器，检测电缆断线作业时需要保证信号传输的稳定性和可靠性，对外部输入信号需要采用光电隔离设计，所述信号采集电路中设有光电耦合器，所述光电耦合器为pc400高速光电耦合器，所述信号采集电路入下图所示，检测信号经过分频端路从pc400光电耦合器的1引脚(plusein)，经pc400光耦隔离后由4脚输出至微控制器d2引脚。
进一步地，所述断线检测基座包括安装底座、壳体、支撑环、密封板和网络连接口一，所述壳体设于安装底座上，所述壳体呈开口朝下的u字形腔体设置，所述密封板设有两组，所诉两组密封板平行设于安装底座上且设于壳体的两端，所述支撑环设于两组密封板之间且设于壳体u字形凹槽顶部，所述支撑环呈两端开口的圆柱形腔体设置，所述网络连接口一设于安装底座上表面与壳体连接处，所述网络连接口一贯穿壳体一侧的密封板；所述高频线圈设于支撑环的外侧壁上，所述信号采集pcb板设于壳体内部的安装底座上表面，所述高频线圈的两端分别设有连接线一和连接线二，所述连接线一和连接线二同时与信号采集pcb板连接。
进一步地，所述检测控制主机包括支撑壳、端部安装板一、端部安装板二和操作面板，所述支撑壳呈截面为凹字形的腔体设置，所述端部安装板一和端部安装板二分别设于支撑壳的两端，所述端部安装板一和端部安装板二与支撑壳之间使用螺栓连接，所述操作面板滑动设于支撑壳的顶部开口处；所述支撑壳的两相对内侧壁上水平设有上滑槽和下滑槽，所述上滑槽设于支撑壳顶部开口处，所述下滑槽设于支撑壳凹槽底部，所述上滑槽的高度与操作面板的厚度相同，所述下滑槽的高度与控制pcb板的厚度相同，所述操作面板滑动设于上滑槽中，所述控制pcb板滑动设于下滑槽中，操作面板可以在上滑槽中滑动，控制pcb板可以在下滑槽中滑动。
进一步地，所述端部安装板一上设有数据连接口和网络连接口二和电源开关，所述数据连接口和网络连接口二水平对称设于端部安装板一底部两端，所述电源开关设于数据连接口和网络连接口二之间；所述显示屏设于操作面板上，所述显示屏为触控屏，所述操作面板上设有控制按键，所述显示屏和控制按键与微控制器电信号连接。
采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本实用新型提供了一种电缆断线检测装置，结构简单，使用方便利用利用铜、铝等金属对高频信号产生的影响这一物理现象，实时对高频信号采集、分析、处理，综合了微电子、计算机软件技术，可以实现对电缆断线的自动检测，进一步提高了断线检测的可称定性和准确性，同时解决了传统机械检测手段检测效率低、只能检测电线外层断线，传感器检测技术结构复杂、成本高、维护复杂的问题。
附图说明
图1为本实用新型一种电缆断线检测装置结构示意图；
图2为本实用新型一种电缆断线检测装置断线检测基座结构示意图；
图3为本实用新型一种电缆断线检测装置检测控制主机结构示意图；
图4为本实用新型一种电缆断线检测装置振荡电路电路图；
图5为本实用新型一种电缆断线检测装置分频电路电路图；
图6为本实用新型一种电缆断线检测装置微控制器电路图；
图7为本实用新型一种电缆断线检测装置信号采集电路电路图。
其中，1、断线检测基座，2、高频线圈，3、信号采集pcb板，4、检测控制主机，5、控制pcb板，6、显示屏，7、振荡电路，8、分频电路，9、信号采集电路，10、微控制器，11、安装底座，12、壳体，13、支撑环，14、密封板，15、网络连接口一，16、连接线一，17、连接线二，18、支撑壳，19、端部安装板一，20、端部安装板二，21、操作面板，22、上滑槽，23、下滑槽，24、数据连接口，25、网络连接口二，26、控制按键。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-7所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种电缆断线检测装置，包括断线检测基座1、高频线圈2、信号采集pcb板3、检测控制主机4、控制pcb板5和显示屏6，所述高频线圈2和信号采集pcb板3设于断线检测基座1内部，所述控制pcb板5设于检测控制主机4内部，所述显示屏6设于检测控制主机4表面，所述高频线圈2和信号采集pcb板3电信号连接，所述信号采集pcb板3和控制pcb板5电信号连接，所述显示屏6和控制pcb板5电信号连接。
所述信号采集pcb板3上设有振荡电路7，所述振荡电路7与高频线圈2电连接，所述振荡电路7为考毕兹振荡电路7。
所述控制pcb板5上设有分频电路8、信号采集电路9和微控制器10，所述分频电路8与振荡电路7电连接，所述信号采集电路9与分频电路8连接，所述微控制器10与信号采集电路9电连接；所述分频电路8中采用的脉冲分配器为cd4017芯片。
所述微控制器10为atmega328p芯片。
所述信号采集电路9连接分频电路8和微控制器10，所述信号采集电路9中设有光电耦合器，所述光电耦合器为pc400高速光电耦合器。
所述断线检测基座1包括安装底座11、壳体12、支撑环13、密封板14和网络连接口一15，所述壳体12设于安装底座11上，所述壳体12呈开口朝下的u字形腔体设置，所述密封板14设有两组，所诉两组密封板14平行设于安装底座11上且设于壳体12的两端，所述支撑环13设于两组密封板14之间且设于壳体12u字形凹槽顶部，所述支撑环13呈两端开口的圆柱形腔体设置，所述网络连接口一15设于安装底座11上表面与壳体12连接处，所述网络连接口一15贯穿壳体12一侧的密封板14；所述高频线圈2设于支撑环13的外侧壁上，所述信号采集pcb板3设于壳体12内部的安装底座11上表面，所述高频线圈2的两端分别设有连接线一16和连接线二17，所述连接线一16和连接线二17同时与信号采集pcb板3连接。
所述检测控制主机4包括支撑壳18、端部安装板一19、端部安装板二20和操作面板21，所述支撑壳18呈截面为凹字形的腔体设置，所述端部安装板一19和端部安装板二20分别设于支撑壳18的两端，所述端部安装板一19和端部安装板二20与支撑壳18之间使用螺栓连接，所述操作面板21滑动设于支撑壳18的顶部开口处；所述支撑壳18的两相对内侧壁上水平设有上滑槽22和下滑槽23，所述上滑槽22设于支撑壳18顶部开口处，所述下滑槽23设于支撑壳18凹槽底部，所述上滑槽22的高度与操作面板21的厚度相同，所述下滑槽23的高度与控制pcb板5的厚度相同，所述操作面板21滑动设于上滑槽22中，所述控制pcb板5滑动设于下滑槽23中。
所述端部安装板一19上设有数据连接口24和网络连接口二25和电源开关，所述数据连接口24和网络连接口二25水平对称设于端部安装板一19底部两端，所述电源开关设于数据连接口24和网络连接口二25之间；所述显示屏6设于操作面板21上，所述显示屏6为触控屏，所述操作面板21上设有控制按键26，所述显示屏6和控制按键26与微控制器10电信号连接。
具体使用时，按动电源开关，将待检测电缆从支撑环13中穿过，高频线圈2的感抗值变化将影响振荡电路7的输出频率，振荡电路7将输出的波形频率传给分频电路8，分频电路8将波形信号转换为方波同时对其进行降频至微控制器10可以识别的频率，分频电路8经过信号采集电路9将信号传送给微控制器10，微控制即可识别，当当待检测电缆出线断线，其金属截面积将发生变化，高频线圈2的感抗值发生变化，高频线圈2的感抗值变化将影响振荡电路7的输出频率，从而微控制器10接收到的方波信号发生变化，即可判断出电缆出线断线。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
1.一种电缆断线检测装置，其特征在于：包括断线检测基座、高频线圈、信号采集pcb板、检测控制主机、控制pcb板和显示屏，所述高频线圈和信号采集pcb板设于断线检测基座内部，所述控制pcb板设于检测控制主机内部，所述显示屏设于检测控制主机表面，所述高频线圈和信号采集pcb板电信号连接，所述信号采集pcb板和控制pcb板电信号连接，所述显示屏和控制pcb板电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述信号采集pcb板上设有振荡电路，所述振荡电路与高频线圈电连接，所述振荡电路为考毕兹振荡电路。
3.根据权利要求2所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述控制pcb板上设有分频电路、信号采集电路和微控制器，所述分频电路与振荡电路电连接，所述信号采集电路与分频电路连接，所述微控制器与信号采集电路电连接；所述分频电路中采用的脉冲分配器为cd4017芯片。
4.根据权利要求3所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述微控制器为atmega328p芯片。
5.根据权利要求4所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述信号采集电路连接分频电路和微控制器，所述信号采集电路中设有光电耦合器，所述光电耦合器为pc400高速光电耦合器。
6.根据权利要求5所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述断线检测基座包括安装底座、壳体、支撑环、密封板和网络连接口一，所述壳体设于安装底座上，所述壳体呈开口朝下的u字形腔体设置，所述密封板设有两组，所诉两组密封板平行设于安装底座上且设于壳体的两端，所述支撑环设于两组密封板之间且设于壳体u字形凹槽顶部，所述支撑环呈两端开口的圆柱形腔体设置，所述网络连接口一设于安装底座上表面与壳体连接处，所述网络连接口一贯穿壳体一侧的密封板；所述高频线圈设于支撑环的外侧壁上，所述信号采集pcb板设于壳体内部的安装底座上表面，所述高频线圈的两端分别设有连接线一和连接线二，所述连接线一和连接线二同时与信号采集pcb板连接。
7.根据权利要求6所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述检测控制主机包括支撑壳、端部安装板一、端部安装板二和操作面板，所述支撑壳呈截面为凹字形的腔体设置，所述端部安装板一和端部安装板二分别设于支撑壳的两端，所述端部安装板一和端部安装板二与支撑壳之间使用螺栓连接，所述操作面板滑动设于支撑壳的顶部开口处；所述支撑壳的两相对内侧壁上水平设有上滑槽和下滑槽，所述上滑槽设于支撑壳顶部开口处，所述下滑槽设于支撑壳凹槽底部，所述上滑槽的高度与操作面板的厚度相同，所述下滑槽的高度与控制pcb板的厚度相同，所述操作面板滑动设于上滑槽中，所述控制pcb板滑动设于下滑槽中。
8.根据权利要求7所述的一种电缆断线检测装置，其特征在于：所述端部安装板一上设有数据连接口和网络连接口二和电源开关，所述数据连接口和网络连接口二水平对称设于端部安装板一底部两端，所述电源开关设于数据连接口和网络连接口二之间；所述显示屏设于操作面板上，所述显示屏为触控屏，所述操作面板上设有控制按键，所述显示屏和控制按键与微控制器电信号连接。
技术总结