电缆断点检测（附电路图）

电缆断点检测学院：仪器科学与电气工程引言“电缆断裂位置探测器”主要运用两根电缆间产生耦合电容的原理来实现对电缆断裂处的探测，能快速方便地发现电缆的断裂处，及时准确地对电缆实施维修。电路是由TL07ICP探测器构成，探测器引线的一端（a端）产生音信号，用探头夹子接于待测缆线的一端。探测器的另一根引线(b端)作为耦合电容的一个极板沿着待测电缆移动，用来接收从音频信号端发出的音频信号。当缆线无断裂时，（b端）可接收到从（a端）耦合过来的信号，耳机接收声音连续稳定。当（b端）移动到缆线断裂处时，无耦合电容（b端）接收到音频信号发生明显衰减，耳机端响声明显减弱。此处就是缆线断裂位置。随着电子时代的到来，大量的电子通信产品使用都要用到电缆，电缆在当中的作用越来越显著，如在交通技术中，在船舶和海上设备中，在海底铺设海缆，在矿山中，在配电网中等等都用到电缆。电缆的性能状态良好与否直接关系到通信线路等方面的通断，探测器能方便电缆故障点的确定，及时进行维修，节约了人力和时间提高通信线路的通信效率。而电缆断裂是故障中较严重常见的一种，由于电缆一般外表都由一层很厚的绝缘材料包裹，如果直接对缆线进行检测，就面积破坏绝缘材料，损失惨重。而本设计能间接地探测电缆断裂的位置。电缆断裂处探测器在实际应用中发挥很重要的作用，其开发的前景也很好，可以通过测试不同的参数来判断电缆的断裂与否，电缆测试的方法，很早以来就对电缆断裂位置测定开发了很多方法，如Murray电桥探测法，Wurmbach电流方向探测法Graf点探测法,绝缘检测，精测法，电缆探测车，福禄克公司的620电缆测试仪是业界唯一一台能够在任意地方测试连通性的仪器，在电缆的另一端既不需要远端单元，还有很多用于电缆探测仪探测地层中电缆的断裂情况，其应用可算是相当广泛，其开发空间极其宽阔。一方案设计

1．方案选择备选方案（a）:万用表检测电缆故障检测原理:

将有开路或者短路的故障电缆两头卸下，电缆内外导体都分开，若电缆有短路故障，表针一定会指到零位；当电缆开路时，应将电缆的另一头短接起来，再用万用表检查，若表针仍不摆动，证明该电缆有断开之处。优点:检测设备简单。缺点：a.大幅度破坏缆线绝缘层,因为在每次直接检测前必须毁坏缆线绝缘层。b.大量耗费资金:大面积损坏缆线,补修缆线耗费资金.备选方案（b）：测寻低阻故障的反射法检测原理：反射法，也叫脉冲回波法。它利用评价波阻抗发生变化的点，例如故障点上产生的高频脉冲的原理，进行故障测寻。这种方法适用于初测低阻故障和段线故障。故障点距离可由下式求出： 在断线故障时或在电缆终端时产生正振幅，在接地或短路故障时产生负振幅。比较可看出故障点的位置方案的优点：（1）能够很直观得判断电缆发生故障的位置和故障的类别（2）测量简便准确，操作很简单方案的缺点：（1）测量仪器比较昂贵，需要产生脉冲波。（2）脉冲波易受障碍物的影响，若前方有障碍物脉冲波易被反射，使测量发生误差或错误（3）利用脉冲波的反射法不适宜远距离的探测2．方案确定:电容耦合法检测电缆断裂故障实验要求:间接检测电缆断裂位置.实验现象：电缆无断裂时，耳机中会发出吱吱均匀间细的响声；如发现缆线断裂处时，耳机接收响声明显减弱。工作条件:所测环境周围信号不易过强。优点:a.操作方便:可连续，间接检测缆线连接情况,检测缆线长度不受限制.b.节省时间,节省资金:可直接对缆线进行检测,测前不会对原有缆线带来任何毁坏.c.准确可靠:近用一次就可检测出缆线断裂位置.d.可同时检测各种粗细导线的断裂处，e.发射信号频率可调，使在不同环境中最大限度地减小工频干扰3．方案论证工作原理:(1)音频振荡器音频振荡器由ICI及其外围元器件组成，它是个处于标准不稳态模式的低功率555计时器，产生890HZ典型频率的矩形波，其中为了与输出信号串联起限流作用，用R3作保护电阻它与输出信号串联起限流作用.(2)缓冲器与高通滤波器IC2为探测器的同相缓冲器，利用输入偏压电阻R6把它的输入阻抗调到10M欧姆。信号从缓冲级馈入高通滤波器。滤波器的截止频率大约为765Hz,所以测试信号没有产生显著的衰减,它对50Hz的频率产生巨大的衰减.(3)输出放大器输出放大器主要由IC3-2及其外围的有关元件共同构成。采用同相放大电路,由R12与R13电阻分压将该电路的电压增益调到刚好50以下.为了监听注入信号的大小以判断故障的位置，C9用于将IC3-2的7脚输出的信号耦合到耳机插座XSP,用以监听注入信号的大小,以判断故障的位置.各项技术指标:(1)音频振荡器:产生890HZ典型频率的方波.(2)缓冲器与高通滤波器:滤除50HZ交流信号干扰.(3)放大器:放大音频信号。二总体设计1.电缆断裂处探测器检测原理方框图：音频振荡器高阻抗缓冲器高通滤波器音频振荡器高阻抗缓冲器高通滤波器放大大器输出被测电缆屏蔽引线探头夹子(1)音频振荡器:为电路提供一个高频信号。(2)缓冲器与高通滤波器:对50HZ交流哼声的影响产生80dB巨大衰减,从而提高检测器的灵敏度,供晶体耳机判断结果.(3)输出放大器:放大高频滤波器输出的微弱信号,以便将信号耦合到耳机插座,判断故障位置.3．各单元间的匹配关系首先，由音频振荡器IC1输出890HZ频率的矩形波信号,该信号耦合到缓冲器IC2的输入端，并经串联保护电阻R3限流作为缓冲器IC2的输入信号；缓冲器IC2的输出信号馈入由IC2-1组成的四级高通滤波器，对其进行滤波，此时由滤波器输出端输出的信号中已无交流哼声的干扰，此时滤波器的输出端只有频率高于高通滤波器下限截止频率1KHZ的高频信号。此信号作为放大器IC3-2的输入信号被放大50倍以下，再由IC3-2的输出端经电容C9耦合到耳机插座XSP，以便检测电缆断裂故障的位置。三各单元电路设计电缆断裂处探测电路由三个单元电路所组成，包括音频振荡器，高阻抗缓冲器和高通滤波器，放大器。为实现用所听到的音频信号的有无来确定电缆断裂位置。音频振荡器设计原理：音频振荡器由ICI及其外围元器件组成，它是个处于标准不稳态模式的低功率555计时器，产生890HZ频率的矩形波，其中为了与输出信号串联起限流作用，加入R3作保护电阻。IC2作为探测器的同相缓冲器，利用输入偏压电阻R6把它的输入阻抗调到10M欧姆。信号从缓冲级馈入高通滤波器。由AN555的原理可知，接通电源后，电容C2被充电，Vc（2脚电压）上升，当Vc上升到2/3Vcc（电源电压）时，触发器被复位，同时电容C放电,BJTT导通，此时3脚输出为0则7脚内部接地。电容C2通过R2和T放电，使Vc下降，当Vc下降到1/3Vcc时触发器又被置位，3脚输出电压电平翻转为高电平即为1。电容器C放电所需时间为T1；当电容C2放电结束时，T截止，Vcc将通过R1，R2向电容器C2充电，Vc由1/3Vcc上升到2/3Vcc当3脚输出为1，则7脚内部断开，电容C2充电，充电时间为T2，则音频振荡器产生852.2KHZ频率的矩形波，其周期为T，频率f其中为了与输出信号串联起限流作用，用R3作保护电阻。计算公式:T1=R2×C×In2=220k×3300pF×㏑2=0.0050322sT2=（R1+R2）×C×㏑2=(51k+220k)×3300pF×㏑2=0.0061988sT=T1+T2=0.0050322+0.0061988=0.0112310sF=1/T=1.443/(R1+2×R2)=889.7588HZ图中方框为CMOS斯密特触发器音频震荡器备选方案：COMS斯密特触发器作为方波发生器。图中方框为CMOS斯密特触发器（a）备选方案的缺点：其特殊处是其充放电不是同一个电阻，占空比可调。（b）不被采取的原因：本设计采用的音频振荡器由555器件构成，其价格低廉功能齐全。2．缓冲器与高通滤波器(1)缓冲器原理：由于在振荡器的工作频率下，从待测电缆到探测器之间的阻抗时很高的，因此在电路的输入端采用高阻抗的缓冲级产生10M欧姆的输入阻抗，电路中R6为输入偏压电阻使输入阻抗调到10M欧姆.缓冲器电路图高通滤波器电路图(2)滤波器原理：一般对于单级RC滤波器来说，从通带到阻带的过渡是缓慢的若要求快速过渡，可将多级RC滤波器组合在一起，最后构成较理想的RC高通滤波器，这样从通带到阻带的过渡加快了但每增加一级其电压衰减就增加6dB。由于电路的高灵敏度使探测器易受50HZ交流哼声影响，则采用高通滤波器来减弱低于1KHZ信号，在50HZ产生80dB的衰减提高检测器的灵敏度，其截止频率为f=1/6.28RC计算结果大约为1KHZ（3）高通滤波器备选方案：二阶巴特沃斯高通滤波器其下限截止频率：f=1/（2×3.14×R×C）（a）优点：二阶巴特沃斯高通滤波器在通带内有最大的平坦区，阻带到通带迅速上升，有较好的选择性。(b)缺点：二阶巴特沃斯高通滤波器的项频特性是非线性的，通带内有一定的波动。输出放大器（1）输出放大器原理：输出放大器主要由IC3-2及其外围的有关元件共同构成。采用同相放大器。为了使该放大器的电压增益可以正好调到50左右采用R12和R13分压，R12取值100K，R13取值2K。其中电容C9起到滤波作用。为了监听注入信号的大小以判断故障的位置，利用C9将IC3-2的（7）脚输出的信号耦合到耳机插座XSP。由电路参数可计算出放大倍数：A=（R12+R13）/R13=（100+2）/251=51（2）放大器备选方案：高频放大器LA4100接成OTL电路(a)缺点：集成器件管脚多，彼此容易受相互影响。(b)优点：对输入信号进行有选择的放大，同时起到滤波的作用，对输入信号再一次过滤，提取并放大有效输入信号。(c)不被采取的原因：本设计主要放大输入信号中890Hz的音频信号，由于输入信号已经通过高通滤波器，公频信号已经滤除，所以放大器输出信号主要就是音频信号，公频信号对信号的检测可忽略不计。如果采用LA4100高频放大器，只起到再次滤除公频信号和放大高频信号的作用，而对此设计结果意义可忽略。并且集成器件且价格昂贵，若用在本设计中其他没有被有效利用，浪费资源。四各单元电路测试单元（1）音频振荡器的测试对应指标：输出频率f=890Hz占空比为Q=3：3.4实测数据：输出频率f=852.2Hz占空比为Q=3：3.4实测曲线：单元（2）缓冲器与高通滤波器对应指标：输出频率f=890Hz占空比为Q=3：3.4实测数据：输出频率f=852.2Hz占空比为Q=3：3.4实测曲线：单元（3）输出放大器对应指标：放大倍数A=（R12+R13）/R13=51实测数据：放大倍数A=50实测曲线：五整体测试（1）实测数据：在耳机输出端检测到减弱的输入音频信号，但频率和占空比都没有发生变化。（2）所用仪器，设备名称及型号：示波器万用表耳机缆线（3）技术指标：缆线断裂处长度：8cm实测:能检测到断裂处长度1cm六结论1对问题要求的实现情况： 完成了实验要求，但干扰信号过大，耳机始终有扰人的嗡嗡声，影响心情，但不影响判断结果。2．不足之处：抗杂波干扰能力小.解决方案:安装金属外盒,对探测电路进行屏蔽,以减小交流哼声和其他杂波干扰;XSK1与XSK2两个插座尽量远离安装,其电路引线避免交叉重叠,整个布局尽量使面板元件到印制电路板的导线最短;检测电缆时,除了要测试的导线外,电缆中的其余所有导线应该接地.设计，调试中出现的问题：在焊接电路时，发现所测结果也预期的不同，经过逐点检查发现焊点不牢即虚焊，各模块间有条线焊错位置，将线更正后出现的现象达到预期的部分。其次，调试中器件之间的干扰较严重，消除相关的干扰比较困难，致使无法完全正确地显示较理想的结果，加之电缆之间耦合不明显，不能产生里理想电容值的耦合电容，若用小电容来代替电缆耦合产生的电容，选择电容值很小的电容将其接入电路后，产生预期现象，当接入电容即相当于电缆没有断裂，耳机中有翁鳴声，当没有接入时即电缆断裂则无声音。再次，对电缆的原理不太了解，知识无法衔接，所查资料与该设计相关度不大。七附录整体电路图参考文献（1）何希才伊兵杜熠编著《新型实用电子电路400例》北京：电子工业出版社2021.8（2）李哲英余文龙朱红郭微编著《实用电子电路设计》北京：电子工业出版社2021.1（3）[德]海因豪尔德，斯杜伯；门汉文，崔国璋，王海译编著《电力电缆及电线》北京：中国电力出版社，2021（4）李永乐董欣编著《Pspice电路设计与实现》北京:国防工业出版社2021.1（5）孙余凯项绮明编著《实用电子电路》北京：电子工业出版社2021.2

中国企业物流运作现状及发展战略探讨摘要：自从2001年中国加入WTO之后，市场竞争就更加激烈。每个企业为了提高自身的竞争力，努力提高物流水平，降低物流成本。本文将中国物流现状与发达的国家和地区的企业物流运作模式进行对比，提出了中国的企业物流发展战略关键词：企业物流现状；运行模式；发展战略一、中国企业物流的运作现状及弊端

物流战略是很多企业总体战略中必须考虑到的一个重要因素。为了在市场中提升自我竞争了，企业不断在降低物流成本和提高物流水平上下功夫。无论是在国内还是国际市场上，都能够最大程度上的降低成本，同时又不减低服务水平，获得竞争优势。企业物流的管理整体上来说还是处于不完善的阶段，大多停留在纸币时代。比较先进的企业已经配备了电脑，但是依旧没有形成系统的体系和网络。EDL、个人电脑、人工智能、专家系统、通信和扫描等先进的信息技术还未在物流运作中广泛地运用。但是物流是一种新型的管理技术，涉及领域宽广。因此物流管理人员要熟悉掌握企业内物流和因此延伸的整条供应链的管理知识，掌握整个工艺流程，精通物流管理技术。而我国现在十分缺乏具备综合物流知识的管理和技术人才，难以满足企业物流现代化的需求。二、中国企业物流的发展战略1990年以来，在国外，物流已经成为了该国一个重要的经济增长点。但是在中国，物流才刚刚起步。企业之间生产经营，市场运行的各个方面展开竞争。具体体现在技术、人才上包括了物流和供应链。在竞争如此激烈的背景之下，企业进入了一个微利时代，产品的成本和利润变得十分透明。而这用竞争还会不断加深，变得更加激烈，三、发展物流为当务之急

社会的经济环境在不断地发展变化之中，这就要求中小企业从战略发展的高度出发去思考物流的发展问题。在大企业实时物流战略的同时，作为灵活的反应者，中小企业在市场中，也积极采取了行动。希望通过积极的物流战略提升自身的竞争力。信息技术的发展前景大好，经济贸易的高速发展，物流业已经显示出了蓬勃的活力和蕴藏的无限商机，物流服务正逐渐成为中国企业之中最为经济合理的综合服务模式。中国进入WTO的时间还不算长，我国的中小企业应该及时把握住这一机会，在物流市场竞争比较不激烈时加入物流领域，迅速地占领一定的市场份额。但是如果中小企业不作为，等时间再长久一些，将会失去发展物流的优势。

四、从战略角度做物流

现下，我国的许多中小企业还未意识到物流战略以及控制物流成本的重要性。中小企业应当认识到物流战略是提升竞争力的重要手段，并且重视自身物流系统地建设，将物流系统的建设上升到战略高度。事实上，企业物流成本是除了原材料成本之外的最大成本项目。在国外发达国家，它们的物流成本一般控制在10％左右。而我国的现状就不太乐观。我国物流成本一般占总成本30％－40％，鲜活产品占60％左右甚至更多。我们应该看到的是系统完善的物流管理可以节省15％－30％物流成本，很大程度上减少库存和运输成本，对于中小企业来说，技术上和产品质量都比不上大企业。但不得不承认的是，中小企业产品价格更加受消费者青睐，市场需求反应更加灵活迅速。一旦中小企业将物流上升到战略高度，利用先进的物流管理模式，就可以大大的节省产品成本，进一步发挥自身的优势。想要在变幻莫测的市场中屹立不倒。谋求更加长远的发展，中小企业就要把物流放到企业经营管理的战略高度上进行思考。除了考虑要怎样解决仓储运输和商品配送这些物流的基本问题，还要思考怎样把采购、生产和销售过程中的物流活动的有机结合。做到以业务流程为基础，使得物流的一体化。最终达到加强企业的在瞬息万变的市场当中的竞争能力。

我国的中小企业只有突破地域限制、行业的局限，放眼于国内外，才能说真正意义上做好了战略制定，最大限度地把握住了机遇，有效规避风险。具体来的说，就是首先着眼于当前的地域市场的开拓，在获得了本地竞争的优势之后，辐射全国，放眼于全球。

五、重视物流系统的全面改造

发展物流并不是一蹴而就的，它需要一步步地前进。因此中小企业要注重制定详细的物流重组的长期实施计划和发展策略。物流重组需要从物流业务流程、组织机构、企业资源管理系统等方面展开，这样一来才有可能慢慢实现企业物流向供应链管理的“横向一体化”。达到降低生产、库存、运输等环节的成本，最终给客户带来更大的效益，给消费者带去更大的实惠。与此同时，企业的经营者应该打破传统的观念，不再只是局限于投入产出管理问题，如流程再造、压缩成本、加强培训以及有限资源的合理配置问题。企业的经营者应当认识到物流是企业市场营销的基础，从战略高度去思考物流运营成本与市场拓展需要、物流顾客服务的特殊要求之间的动态平衡，做到将物流系统与营销战略有机结合。现代化的物流在国际上又被称为一体化物流、供应链管理、销售链管理等等。不同于传统的物流，现代物流包括了运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理、回收等功能。对我国的中小企业来说，发展物流必须重视物流系统的全面改造。以物流供应链思想作为指导，注意对物流管理的强化，积极运用有效策略，全新打造物流的运作与管理体系。

六、从服务角度做物流

在国外，广泛认为物流业归属于服务业。但是现代物流在中国还是新兴产业。它的发展也就紧密伴随着企业经营管理理念而在发展。当代企业政府对物流管理的认识也逐渐提高到了企业和地区的战略理论的高度。当代企业经营管理理念的核心正在从产品制造转向产品销售再转向现代营销和客户服务。并且提出了“一切为客户创造价值”的现代经营理念。人们对于物流的认识早已经从企业自身的“功能性活动”上升为“以满足客户需求为目的”、“努力为客户创造价值，尽力增加顾客让渡价值”的“从供应到消费的运动、储存和配送的计划、执行和控制”的管理过程。消费者的需求不仅仅是商品。以企业的经营和发展的角度来看，物流就等同于服务。服务也是物流的物品之一。它是企业所提供的服务，“服务的实质上也是一种商品”，但是这一点却常常被人们所忽视。七、引进专业物流管理咨询公司中小企业自身的专业力量不足，因此要懂得借助相关的管理顾问公司以及相关研究机构来科学规划企业的物流战略、实施战略和管理体系。要去了解先进物流企业的作以及这样运作的原因所在。在这一过程之中，它们的物流服务理念是如何变化的，怎样做到满足客户需求和市场竞争，企业经营战略相衔接。这有这样，我国的中小企业才有可能成功地进入一个新的市场领域，在现有的市场基础上进一步地替身自身的服务水平，拓展市场份额。许多的企业在管理咨询方面下了许多的功夫，用以探索新管理方式和学习物流技术的运用。中小企想要全面提升企业的物流运作以及管理的水平，更加迅速地构建起一个先进的物流系统以及管理平台，就应当充分利用专业管理顾问公司的优势能力。结语：战略性的规划、投资以及技术开发是最近几年促进物流现代化发展的重要因素。企业亟需解决的不仅仅是仓促运输以及商品配送等最为基本的物流问题，最重要是为了解决怎么样才能在在变化莫测的市场竞争之中谋求生存与发展这一问题。因此企业必须做到将物流放在企业经营管理这一战略高度上去考虑怎样将采购、生产和销售则一系列过程与物流相结合。从而形成以业务流程为基础，形成物流一体化，达到增强企业市场竞争力的目的。物流已然是企业市场营销的基础。作业企业的经理，在物流决策方面应当从战略高度去考虑物流运营成本和市场拓展需要、物流顾客服务的特殊要求之间的动态平衡，仔细思考怎样才能把物流系统与营销战略以及企业的总体战略灵活结合。不再像传统上，只注重如何解决流程再造、压缩成本等投入产出的管理问题以及有限资源的合理配置问题。参考文献【1】孟祥茹

-中国企业物流运作现状及发展战略探讨\o"《山东交通学院学报》"《山东交通学院学报》

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2013【2】刘铁钢

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我国第三方物流的发展现状与运作模式探讨\o"《湖南经济管理干部学院学报》"《湖南经济管理干部学院学报》

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2015【3】郑金花，余洪明

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我国企业物流运作现状及发展战略探讨\o"《交通企业管理》"《交通企业管理》

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2010【4】邵晴

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