专利名称：滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，属于测斜仪技 术领域，
背景技术：
目前测斜仪用常规承重电缆，使用4 6根铜线作为导电和传信芯线，电缆中心设 一根钢芯线作承重芯，导电、传信、承重功能不重叠，电缆的直径和质量均较大。一般情况下 该电缆用于人工测量，使用过程外敷层承受拉力，存在外敷层与芯线相对滑移的现象，使长 度标识发生移位，从而导致测点深度定位误差，会较大地影响测量结果的精度。此外还存在 直径大、重量大等缺点。
发明内容
本发明提出的是一种滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其目的旨在克 服现有技术所存在的上述缺陷。具有很高的抗拉强度和低变形特性，并且能实现供电，数据 传输功能。实现探头深度自动、快速、准确定位。此外还存在直径小、重量轻等优点。本发明的技术解决方案滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是 包括电缆始端连接器、电缆主控器、集成电感式绕线机、电缆、锡箔环、探头连接器，其中电 缆始端连接器和电缆主控器固定在集成电感式绕线机的绕线轮内壁上，电缆的起始端芯线 锚固在电缆始端连接器上，电缆始端连接器引出线与电缆主控器的信号输入线联接，电缆 的芯线材质是不锈钢平行丝股，电缆的外敷绝缘层上等间距设置锡箔环，电缆和锡箔环被 整体塑封在塑封层内，电缆盘绕集成电感式绕线机后通过其下端接入探头连接器，探头连 接器内设电缆终端锚固器、探头传感器联接端子和密封垫，缆芯张紧压板压在电缆上，电缆 终端芯线锚固在电缆终端锚固器上，引出线与探头倾斜传感器的联接端子联接，电缆导向 探头定位装置与电缆处于非接触状态。本发明的优点电缆具有直径小、重量轻、无伸长和长度自动检测。由于采用高强 度不锈钢平行丝股(PWS)为电缆芯线，具有很高的抗拉强度和低变形特性，并且能实现供 电和数据传输功能。此外该电缆长度标识锡箔环具有信号反射功能，便于传感器识别来完 成滑动式智能测斜仪探头自动定位功能。滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，使 用4束外敷绝缘层的不锈钢平行丝股为芯线，端部配置锚接部件，4根芯线同步承重，电缆 承重后变形小。使用电缆主控器，4根芯线兼备承重、供电和传导信号的功能。使用锡箔在 电缆外包绝缘耐磨层内设置等间距信号反射靶，电缆长度可被智能系统自动检测。
附图1是滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆的结构示意图。附图2是电缆始端连接器剖示图。图3是电缆始端连接器的俯视图。附图4是电缆结构示意图。附图5是探头连接器的剖示图。
附图6是电缆终端锚固器的剖示图。附图7是电缆终端锚固器的俯视图。附图8是电缆主控器的结构框图。附图9是集成电感式绕线机控制器电路图。附图10电缆主控器的电路图(图中的J1、J2、J3是接线端子)。图中的1是电缆始端连接器、2是电缆主控器(电子模块)、3是集成电感式绕线 机、4是电缆、5是锡箔环、6是探头连接器、7是尼龙锚固柱、8是铜套管、9是焊锡、10是固 定螺孔、11是不锈钢平行丝股缆芯、12是芯线绝缘层、13是电缆包裹绝缘层、14是锡箔塑封 层、15是探头连接器顶盖、16是探头连接器外壳、17是密封垫、18是缆芯张紧压板、19是电 缆终端锚固器、20是探头联接端子、21是探头连接器底盖，22是探头倾斜传感器。
具体实施例方式对照附图1-7，其结构是包括电缆始端连接器1、电缆主控器2、集成电感式绕线机 3、电缆4、锡箔环5、探头连接器6，其中电缆始端连接器1、电缆主控器2、集成电感式绕线机 3、电缆4、锡箔环5、探头连接器6，其中电缆始端连接器1和电缆主控器2固定在集成电感 式绕线机的绕线轮内壁上，电缆4的起始端芯线锚固在电缆始端连接器1上，电缆始端连接 器1引出线与电缆主控器的信号输入线联接，电缆4的芯线材质是不锈钢平行丝股15，电缆 4的外敷绝缘层上等间距设置锡箔环5，电缆4和锡箔环5被整体塑封在塑封层14内，电缆 4盘绕集成电感式绕线机3后通过其下端接入探头连接器6，探头连接器内设电缆终端锚固 器19、探头传感器联接端子20和密封垫17，缆芯张紧压板18压在电缆4上，电缆终端芯线 锚固在电缆终端锚固器19上，电缆引出线与探头联接端子20联接，电缆导向探头定位装置 与电缆处于非接触状态。所述的电缆始端连接器1包括尼龙锚固柱7、铜套管8、焊锡9、固定螺孔10，不锈 钢平行丝股缆芯11、芯线绝缘层12、电缆包裹绝缘层13、锡箔塑封层14，其中尼龙锚固柱7 上开有固定螺孔10，铜套管8装在尼龙锚固柱7上，铜套管8内充满焊锡9，缆芯4穿过铜 套管8，电缆4用4束外敷绝缘层12的不锈钢平行丝股11为芯线，电缆4有电缆包裹绝缘 层13包裹，电缆包裹绝缘层13有锡箔塑封层14塑封。电缆终端锚固器19包括尼龙锚固柱7、铜套管8、焊锡9。所述的电缆主控器2，其结构包括非接触式旋转磁罐电感器，整流、滤波、载波耦 合电路，电缆主控芯片(芯片型号AT89C2051)U1、A/D转换芯片(TCL7135)U2、看门狗芯片 (X5045)U4、分频芯片(CD4060)U5，探头倾斜传感器。其中非接触式旋转磁罐电感器的信号 输出/输入端与整流、滤波、载波耦合电路的第一信号输入/输出端对应相接，整流、滤波、 载波耦合电路的第二信号输入/输出端与电缆主控芯片的第一信号输出/输入端对应相 接，电缆主控芯片的第二信号输出/输入端与分频芯片的信号输入/输出端对应相接，电缆 主控芯片的第三信号输出/输入端与A/D转换芯片的信号输入/输出端对应相接，分频芯 片的第一信号输出端与整流、滤波、载波耦合电路的信号输入端对应相接，分频芯片的第二 信号输出端与A/D转换芯片的第一信号输入端对应相接，A/D转换芯片的第二信号输入端 与探头倾斜传感器的信号输出端对应相接，看门狗芯片(X5045)的信号输出端接电缆主控 芯片的信号输入端。看门狗芯片的信号输出端接电缆主控芯片的信号输入端。电缆主控器2工作时，非接触式旋转磁罐电感器次线圈传递来的交流电经过整流 电路输出成正负5V的直流电，该直流电作为电缆主控器2和探头倾斜传感器的工作电源。分频芯片(⑶4060)输出三个不同频率的电平电压，分别作为电缆主控芯片(AT89C2051)、 A/D转换芯片(TCL7135)的时钟信号和载波电信号。看门狗芯片(X5045)的作用是防止 程序发生死循环，即程序跑飞。A/D转换芯片(TCL7135)把探头倾斜传感器22的模拟数 据信号转变成数字量信号并将该信号传递给电缆主控芯片(AT89C2051)，电缆主控芯片 (AT89C2051)将该数字量信号处理后由电缆主控芯片(AT89C2051)芯片上TXD引脚输出到 载波耦合电路。耦合电路再将处理后的数字信号和一定频率的电波耦合后通过非接触式旋 转磁罐电感器将此耦合信号传导给绕线机控制器的数据处理电路。所述的集成电感式绕线机3的结构包括带自锁功能的正反转电机、绕线机控制 器，其中带自锁功能的正反转电机固定在集成电感式绕线机的定子外壳上，绕线机控制器 用导线与定子联接，绕线机转子绕线轮用转动轴承与定子联接，带自锁功能的正反转电机 通过齿轮与绕线轮、排线器连接，同步完成绕线和排线，使用过程导线盘绕规则，无交叉和 绞绕，在绕线机内部转子与定子之间安装了直径148mm非接触式旋转磁罐电感器，探头工 作过程需要的电能和获得的测量数据通过非接触式旋转磁罐电感器传导，绕线机内部设置 了齿轮离合器，分离动力齿轮与绕线轮，非接触式旋转磁罐电感器由两个大小相同的磁罐 和初级线圈、次级线圈构成，一个磁罐固定在绕线机定子外壳内壁作为定磁罐，该定磁罐内 部绕有初级线圈，该初级线圈与绕线机控制器数据处理电路的信号接收、电能发射端相连， 另一个磁罐固定在绕线机绕线轴桶外壁作为动磁罐，该动磁罐内绕有次级线圈，该次级线 圈与电缆主控器的信号发射、能量接收端相连；非接触式旋转磁罐电感器同时传递探头倾 斜传感器测量数据信号和其工作所需要的电能。对照附图9，绕线机控制器的结构包括电机控制电路1”，时钟电路2”，数据存储器 3”，接收数据处理器4”，绕线机控制器的主控芯片5”，其中电机控制电路1”是采用TL494 做主控芯片，该芯片具有PWM控制功能，在工作中主要起控制绕线电机的启动、加速、减速、 定位停止等功能；时钟电路2”是通过时钟芯片M41T0控制时间日期，在测斜工作当中，可以 很好地让工作者知道当前时间，接收数据处理器4”由带通滤波、精密检波、斯密特触发等电 路构成，通过该电路把载波消除掉，留下有用的数据波，之后把数据送给绕线机控制器的主 控芯片5”处理并存储；数据存储器3”是由芯片(24c256)等组成，该芯片是一种掉电记忆 芯片，将工作中接收的数据存储下来，工作完成后可以把数据从中导出。集成电感式绕线机内部设置了齿轮离合器，分离动力齿轮与绕线轮。非接触式旋转磁罐电感器由两个大小相同的磁罐和初级线圈、次级线圈构成，一 个磁罐固定在绕线机定子外壳内壁作为定磁罐，该定磁罐内部绕有初级线圈，该初级线圈 与绕线机控制器数据处理电路的信号接收、电能发射端相连，另一个磁罐固定在绕线机绕 线轴桶外壁作为动磁罐，该动磁罐内绕有次级线圈，该次级线圈与电缆主控器的信号发射、 能量接收端相连；非接触式旋转磁罐电感器同时传递探头倾斜传感器测量数据信号和其工 作所需要的电能。
权利要求
滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是包括电缆始端连接器、电缆主控器、集成电感式绕线机、电缆、锡箔环、探头连接器，其中电缆始端连接器和电缆主控器固定在集成电感式绕线机的绕线轮内壁上，电缆的起始端芯线锚固在始端连接器上，电缆引出线与电缆主控器的信号输入线联接，电缆的芯线材质是不锈钢平行丝股，电缆的外敷绝缘层上等间距设置锡箔环，电缆和锡箔环被整体塑封在塑封层内，电缆盘绕绕线轮后通过其下端接入探头连接器，探头连接器内设电缆终端锚固器、探头传感器联接端子和密封垫，缆芯张紧压板压在电缆上，电缆终端芯线锚固在电缆终端锚固器上，引出线与探头联接端子联接，电缆导向探头定位装置与电缆处于非接触状态。
2.根据权利要求1所述的滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是电缆 始端连接器包括尼龙锚固柱、铜套管、焊锡、固定螺孔，不锈钢平行丝股缆芯、芯线绝缘层、 电缆包裹绝缘层、锡箔环及塑封层，其中尼龙锚固柱上开有固定螺孔，铜套管装在尼龙锚固 柱上，铜套管内充满焊锡，缆芯穿过铜套管，电缆用4束外敷绝缘层的不锈钢平行丝股为芯 线，电缆有绝缘层包裹，电缆包裹绝缘层外有锡箔环及塑封层。
3.根据权利要求1所述的滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是电 缆主控器的结构包括非接触式旋转磁罐电感器，整流、滤波、载波耦合电路，电缆主控芯片 (U1)、A/D转换芯片(U2)、看门狗芯片(U4)、分频芯片⑴5)，探头倾斜传感器，其中非接触式 旋转磁罐电感器的信号输出/输入端与整流、滤波、载波耦合电路的第一信号输入/输出端 对应相接，整流、滤波、载波耦合电路的第二信号输入/输出端与电缆主控芯片的第一信号 输出/输入端对应相接，电缆主控芯片的第二信号输出/输入端与分频芯片的信号输入/ 输出端对应相接，电缆主控芯片的第三信号输出/输入端与A/D转换芯片的信号输入/输 出端对应相接，分频芯片的第一信号输出端与整流、滤波、载波耦合电路的信号输入端对应 相接，分频芯片的第二信号输出端与A/D转换芯片的第一信号输入端对应相接，A/D转换芯 片的第二信号输入端与探头倾斜传感器的信号输出端对应相接，看门狗芯片的信号输出端 与电缆主控芯片的信号输入端相接。
4.根据权利要求1所述的滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是集成 电感式绕线机的结构包括带自锁功能的正反转电机、绕线机控制器，其中带自锁功能的正 反转电机固定在集成电感式绕线机的定子外壳上，绕线机控制器用导线与定子联接，绕线 机转子绕线轮用转动轴承与定子联接，带自锁功能的正反转电机通过齿轮与绕线轮、排线 器连接，同步完成绕线和排线，使用过程导线盘绕规则，无交叉和绞绕，在绕线机内部转子 与定子之间安装了直径148mm非接触式旋转磁罐电感器，探头工作过程需要的电能和获得 的测量数据通过非接触式旋转磁罐电感器传导，绕线机内部设置了齿轮离合器，分离动力 齿轮与绕线轮，非接触式旋转磁罐电感器由两个大小相同的磁罐和初级线圈、次级线圈构 成，一个磁罐固定在绕线机定子外壳内壁作为定磁罐，该定磁罐内部绕有初级线圈，该初级 线圈与绕线机控制器数据处理电路的信号接收、电能发射端相连，另一个磁罐固定在绕线 机绕线轴桶外壁作为动磁罐，该动磁罐内绕有次级线圈，该次级线圈与电缆主控器的信号 发射、能量接收端相连；非接触式旋转磁罐电感器同时传递探头倾斜传感器测量数据信号 和其工作所需要的电能。
5.根据权利要求1所述的滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是电缆 导向探头定位装置的结构由装置本体和集成电感式绕线机控制器的电机控制电路组成，其中电机控制电路独立于装置本体外，装置本体和电机控制电路间通过导线连接，装置本体 结构为一中空的圆柱体，装置本体顶部镶嵌电缆导向定滑轮，装置本体侧壁内嵌两个竖向 排列的NPN接近开关传感器，装置本体底端嵌入两个点触开关，装置本体外侧壁上设有5芯 电缆接口，装置本体下部嵌入测斜导管口。
全文摘要
本发明是滑动式智能测斜仪承重导电传信无伸长电缆，其特征是电缆始端连接器和电缆主控器固定在智能绕线机的绕线轮内壁上，电缆的起始端芯线锚固在电缆始端连接器上，其引出线与电缆主控器的信号输入线联接，电缆的芯线材质是不锈钢平行丝股，其外敷绝缘层上等间距设置锡箔环，电缆和锡箔环被塑封在塑封层内，电缆盘绕绕线轮后通过其下端接入探头连接器，探头连接器内设电缆终端锚固器、探头传感器联接端子和密封垫，缆芯张紧压板压在电缆上，电缆终端芯线锚固在终端锚固器上，引出线与探头联接端子联接，探头定位装置与电缆处于非接触状态。优点电缆直径小重量轻，抗拉强度大变形小，兼备承重、供电和数据传输功能，长度可被自动检测。
文档编号H01R31/06GK101950900SQ20101021721
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者刘朝权, 文斌, 李国维, 王虎子 申请人:河海大学