[发明专利]一种使用特制墙体线路分析仪的测试方法

摘要

本发明一种使用特制墙体线路分析仪的测试方法属于电子技术与电缆维护领域，涉及一种使用特制墙体线路分析仪的测试方法。该方法利用特制的墙体线路分析仪进行测试，通过对墙体线路对外辐射的电磁波进行模拟信号分析和数字信号分析双重分析，通过LCD屏幕直观显示线路位置，数字式显示电磁波强度，可以对“可完全断电”和“不可完全断电”两种墙体线路进行线路位置检测分析。利用特制墙体线路分析仪进行测试,不仅可以在屏幕上直观准确的显示墙体内线路的走向和位置，还可以在一定程度上测量线缆的断点等；检测结果直观可靠、精度高、易于操作并能适应不同测量环境。还可以检测电热毯的电热丝折断点等，系统集成度高、使用携带方便。

主权项

1.一种使用特制墙体线路分析仪的测试方法，其特征是，该方法利用特制的墙体线路分析仪进行测试，通过对墙体线路对外辐射的电磁波进行模拟信号分析和数字信号分析双重分析，通过LCD屏幕直观显示线路位置，数字式显示电磁波强度，可以对“可完全断电”和“不可完全断电”两种墙体线路进行线路位置测量分析；方法的具体步骤如下：第一步：特制墙体线路分析仪的制作特制墙体线路分析仪由主机部分和信号发生接头部分组成；主机部分由盒体(11)、左、右扶手(6、8)、四个电磁传感器、显示屏(7)、电源接口(9)、USB通讯接口(10)和墙体线路分析仪电路板构成；首先在盒体(11)的四个角分别安装第一、第二、第三、第四电磁传器器(1、2、3、4)，四个电磁传感器安装时应布置到同一平面上，四个电磁传感器由覆铜板制成，使用同轴电缆内芯连接到主控板上；将左、右扶手(6、8)分别对称固定安装到盒体(11)的上表面上，再将显示屏(7)安装到盒体(11)的上表面中间空腔上，电源接口(9)和USB通讯接口(10)分别安装到盒体(11)的侧面；墙体线路分析仪主控板由单片机最小系统电路，电源电路，采集电路，整形电路，LCD显示电路构成，用一张PCB板制成；PCB设计时进行合理覆铜，模拟地与数字地隔离以及其他相关防干扰设计；信号发生接头部分中，250Hz方波信号发生器电路独立安装在信号发生接头(5)中，信号发生接头(5)安装在盒体(11)的顶部，信号发生接头(5)的一侧安装有三线式市电公头，根据测试的具体情况也可取下；第二步：主机板电路调试主机板电路调试首先从电源电路开始；取下单片机插座上的芯片；接通电源，万用表测量各电压网络的电压是否正常，如有问题则对电源电路进行检查；使用示波器分别调试信号采集电路和信号整形电路，信号发生接头电路调试时可以将其连接到一个空的插排上，然后打开主机电源，左上传感器靠近插排时使用示波器测量INFO1对地的信号波形，如能检测到250Hz左右的正弦波，则可视为信号发生接头线路连接无问题；第三步：编写程序算法根据四个传感器采集到的信号强度值计算采集到的信号强度，并且计算模拟曲线位置；对于方波，使用单片机自带的ADC进行数据转换；对于正弦波是通过峰峰值来进行信号强度计算，进行一个周期内的信号强度连续测量，若采集到的ADC数值如果大于前值，则覆盖前值，类似于：unsigned int info_adc_get(){unsigned int adc,i；for(i＝0；i<10；i++){if(adc_get()>adc)adc＝adc_get()；delay(time)；}return adc；adc＝0；}其中，time的值为周期长度与采集密度的比值，用此方法采集5组数据，去掉最大值和最小值，然后进行平均数计算，去除采集到的随机错误值；对5组数据进行互补滤波，即：info1_adc2＝info1_adc1*0.8+info1_adc2*0.2其中，info1_adc2表示第1个传感器的第2组数据；由此轮换测量四个传感器的强度数据，然后进行模拟曲线计算；由于信号强度与传感器和电线的距离成反比，模拟曲线计算算法简化成如下问题：已知4个传感器A1,A2,A3,A4中心点的坐标分别为(0,0),(0,a),(b,a),(b,0)；未知曲线过其中最大值点，并与4个点的最小距离与4个点值成反比；求近似曲线表达式；由于我们无法准确得知其是否通过其中一个传感器，则可以先假设其穿过信号最强的传感器；假设这个传感器为A1；分析可得以下结论：当A1值最大，A2值最小，则其必然穿过A3，A4两传感器之间；当A1值最大，A3值最小，则其必然穿过A1，A4两传感器之间；当A1值最大，A4值最小，则其必然穿过A2，A3两传感器之间；以穿过A2，A3为例：先求出穿过A2，A3之间的满足距离等于强度反比的点(x1,y1)，有x1×A2＝(b‑x1)×A3再求出A2和A4之间的满足距离等于强度反比的点(x2,y2)，有(x22+(a‑y2)2)A22＝((b‑x2)2+y22)×A42ax2+by2＝ab分别求出(x1,y1)，(x2,y2)，再由二次曲线过点A1坐标为(0,0)，则可设曲线为y＝αx2+βx，带入两点即可求出曲线；当其他点为最大值时，计算方法类似；通过描点法把这条曲线显示在我们的LCD显示屏7上，配上其他检查电路，就实现功能；程序的流程：首先进行硬件初始化，然后检测传感器是否已连接，如果未连接则报错，如果已连接则判断信号发生接头是否连接到主机上，如果已连接则进入50Hz信号检测模式，如果未连接则进入250Hz信号检测模式；单片机通过PCA判断是否是50Hz或者250Hz信号，如果不是，则返回检测传感器是否已连接，如果是，则采集强度，计算模拟曲线并显示；完成显示后返回重新检测传感器是否连接，进行下一轮检测和模拟；第四步：墙体测试墙体测试分墙体内线路无法完全断电和墙体内线路可以完全断电两种情况进行；1)针对无法完全断电的墙体电路的测量方法则首先保持信号发生插头连接在主机上；开机，等待系统自检，如有错误提示请按照所述内容进行检查；查看屏幕上工作模式是否为50Hz，如果是则进行下一步，如果不是，请检查信号发生接头是否插好；远离被测线路，如此时没有任何显示，则仪器工作在干扰较小的环境中，可以正常使用；靠近墙体，进行测量，此时屏幕中央会出现墙体内线路的近似位置，四角会显示每个传感器对应信号强度值；屏幕下方会显示线路在墙体内侧的近似深度；测量结束后关闭电源；2)针对可以完全断电的墙体电路的测量方法；则首先断开被测线路的供电电源，拔下信号发生插头，连接在被测线路的任意一插座上，打开信号发生插头开关；开机，等待系统自检，如有错误提示请按照所述内容进行检查；查看屏幕上工作模式是否为250Hz，如果是则进行下一步，如果不是，请检查信号发生接头是否插好；远离被测线路，如此时没有任何显示，则仪器工作在干扰较小的环境中，可以正常使用；靠近墙体，进行测量，此时屏幕中央会出现墙体内线路的近似位置，四角会显示每个传感器对应信号强度值，屏幕下方会显示线路在墙体内侧的近似深度；测量结束后关闭电源。