专利名称：基于LabVIEW平台的非接触电缆长度测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线缆长度测量系统，特别是ー种基于LabVIEW平台的非接触电缆长度测量系统。
背景技术：
目前，在国内电缆行业大部分厂家仍沿用传统在线测长方法，即通过測量与线材之间存在滚动摩擦的轮子的转数来定长，大致分成机械式与光电式两种，但都离不开轮子与电缆之间摩擦力，即计数轮子与电缆线材必须有接触.这种接触式測量，在运行一段时间后，带动计数器的轮子表面非常光滑，使计数轮子与电缆线材之间摩擦力大大减小，出现滑动现象，使得这种计量电缆长度误差较大，超过国家规定的5%。.在制造价格较高电缆时采用电缆印码机来測量在线电缆长度，误差较小，但每台电缆印码机价格高(达30万元/台)，且计长速度较慢，要求运行条件高，很难在普通电缆厂及工程现场做电缆线材计长使用。

发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供测量误差小，整体成本低的一种基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统。本发明解决其问题所采用的技术方案是
基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，包括用于收放电缆的放线盘和收线盘，所述放线盘上缠绕有电缆，放线盘上电缆的另一端缠绕在收线盘上，收线盘下方设有带动其转动的转动电机(三相电机)，还包括基于图像相位差法的测长传感器，所述测长传感器设置在连接放线盘和收线盘的线缆旁，測量系统还包括基于LabVIEW平台的控制主机，所述控制主机分别与测长传感器和转动电机相连，测长传感器通过非接触的方式测出电缆长度及移动方向的信号，传输至控制主机的LabVIEW平台进行计算并在显示器上显示电缆长度测量結果。基于图像相位差法的测长传感器又称ZLS-Pa测长传感器，测长传感器内嵌入高分辨率数字相机，通过快速拍摄运动物体的表面图像分析获得物体的X轴或Y轴水平位移量，该传感器自带红色发光LED，用于保证被测物体表面有一定的光强，同时保护了传感器使用者。主要技术指标被测速度lm/ s ;测量精度<0.5%;长度分辨率最小可达15 m ;测量距离为15. 50彡μ 2 mm ± 10%;光斑面积为< 4 mm ;工作电压为直流10 30 V ;接ロ为增量接ロ及RS232接ロ，数据速率单轴不超过41 k H z，双轴不超过20. 5 kHz。 进ー步作为上述的改进，还包括至少ー个左右固线轮和至少ー个上下固线轮，所述放线盘上的电缆通过左右固线轮和上下固线轮后缠绕至收线盘上。左右固线轮和上下固线轮保证检测电缆线段平稳运动，使测长传感器获得准确的测量信号。优选地，所述左右固线轮和上下固线轮各有两个，分别设置在测长传感器的两侧。通过在测长传感器两侧设有左右固线轮和上下固线轮能让被测部分的电缆呈一直线，使测长传感器的測量数据更加准确。作为上述的进ー步改进，电缆长度测量系统还包括用于对电缆进行排线的排线器，经过测长传感器的电缆通过排线器连接至收钱盘，所述排线器下方设置有步进电机，步进电机与控制主机相连。控制主机通步进电机控制排线器对电缆进行排线，増加被测电缆的稳定性，使测长传感器的测长数据更加准确。进ー步，放线盘的下方设置有磁粉制动器，所述磁粉制动器与控制主机相连。所述磁粉制动器与放线盘之间形成磁粉链，在放线盘转动的时候产生与转动方向相反的力，可让放线盘以均匀的速度放线，増加测长传感器的測量精度。优选地，所述转动电机为三相电机，控制主机通过变频器与三相电机相连接。控制主机通过变频器与三相电机相连为三相电机提供合适的控制信号，准确地控制三相电机，让电缆以均匀的速度运动，増加测长传感器的測量精度。进ー步，所述测长传感器和控制主机间还设置有用于处理测长传感器测长信号的接ロ电路和用于对测量信号进行采集记录的数据采集卡，测长传感器、接ロ电路、数据采集卡和控制主机相继连接。进ー步，所述测长传感器測量电缆长度信息后输出第一増量信号和第二増量信号，所述第一増量信号和第二増量信号为相位相差90度的方波信号，其方波信号的脉冲数量代表被测电缆的长度变化值，第一増量信号或第二増量信号的上升沿出现的先后代表电缆的运动方向。进ー步，所述接ロ电路包括用于接收来自测长传感器第一増量信号和第二増量信号的第一信号接口和第二信号接ロ，接ロ电路还包括第一光电耦合器、第二光电耦合器和D触发器；所述第一光电耦合器的输入端与第一信号接ロ相连，输出端连接至D触发器的数据输入端；所述第二光电耦合器的输入端与第二信号接ロ相连，输出端连接至D触发器的时钟输入端，所述D触发器的输出端与数据采集卡的输入端相连接。由于第一増量信号和第二増量信号相位差为90度，但随着被测物体的运动方向不同，第一増量信号和第二増量信号的相序也发生变化，本发明利用光电耦合器4N28、与门、及D触发器实现了信号的隔离、电平转换及第一増量信号和第二増量信号的相序判断，其实用性和适用性更好。进ー步，所述数据采集卡采用NI-6099型号的数据采集卡，NI-6099数据采集卡通过USB接ロ与控制主机相连接。进ー步，控制主机每隔一段时间进行信号的采集和处理，通过对第一増量信号和第二増量信号在该段时间内的方波脉冲数量进行检测获得该段时间内的长度增量，并通过第一増量信号和第二増量信号上升沿出现的先后判断电缆的运动方向，通过所判断的方向对初始长度进行长度增量加法或减法的计算，多次测量对数据进行累加，測量出准确的电缆长度。 在整个电缆长度计量过程中，电缆运动的速度不可能是匀速运动，而且存在往复运动，为了使整个计量过程准确，必须采取适当计量时间间隔并考虑电缆运动的方向，其计算公式如下
设每一段时间内的检测到有Ni个方波脉冲信号，每个方波脉冲信号代表的长度值为Stl，则该段时间内电缆所通过的长度为
权利要求
1.基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，包括用于收放电缆的放线盘(I)和收线盘(2)，所述放线盘(I)上缠绕有电缆，放线盘(I)上电缆的另一端缠绕在收线盘(2)上，收线盘(2)下方设有带动其转动的转动电机(21)，其特征在干还包括基于图像相位差法的测长传感器(3)，所述测长传感器(3)设置在连接放线盘(I)和收线盘(2)的线缆旁，測量系统还包括基于LabVIEW平台的控制主机(4)，所述控制主机(4)分别与测长传感器(3)和转动电机(21)相连，测长传感器(3)通过非接触的方式测出电缆长度及移动方向的信号，传输至控制主机(4)的LabVIEW平台进行计算并在显示器上显示电缆长度測量結果。
2.根据权利要求I所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于还包括至少ー个左右固线轮(51)和至少ー个上下固线轮(52)，所述放线盘(I)上的电缆通过左右固线轮(51)和上下固线轮(52)后缠绕至收线盘(2)上。
3.根据权利要求I所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于放线盘(I)的下方设置有磁粉制动器(54)，所述磁粉制动器(54)与控制主机(4)相连。
4.根据权利要求I所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述转动电机(21)为三相电机，控制主机(4 )通过变频器(22 )与三相电机相连接。
5.根据权利要求I所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述测长传感器(3)和控制主机(4)间还设置有用于处理测长传感器(3)测长信号的接ロ电路(6)和用于对测量信号进行采集记录的数据采集卡(7)，测长传感器(3)、接ロ电路(6 )、数据采集卡(7 )和控制主机(4 )相继连接。
6.根据权利要求5所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述测长传感器(3)測量电缆长度信息后输出第一増量信号和第二増量信号，所述第一増量信号和第二増量信号为相位相差90度的方波信号，其方波信号的脉冲数量代表被测电缆的长度变化值，第一増量信号或第二増量信号的上升沿出现的先后代表电缆的运动方向。
7.根据权利要求6所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述接ロ电路(6)包括用于接收来自测长传感器(3)第一増量信号和第二増量信号的第一信号接ロ(61)和第二信号接ロ(62)，接ロ电路(6)还包括第一光电耦合器(63)、第二光电率禹合器(64)和D触发器(65);所述第一光电稱合器(63)的输入端与第一信号接ロ(61)相连，输出端连接至D触发器(65)的数据输入端；所述第二光电耦合器(64)的输入端与第二信号接ロ(62)相连，输出端连接至D触发器(65)的时钟输入端，所述D触发器(65)的输出端与数据采集卡(7)的输入端相连接。
8.根据权利要求5-7任一所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述数据采集卡(7)采用NI-6099型号的数据采集卡(7)，NI-6099数据采集卡(7)通过USB接ロ与控制主机(4 )相连接。
9.根据权利要求6所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于控制主机(4)每隔一段时间进行信号的采集和处理，通过对第一増量信号和第二増量信号在该段时间内的方波脉冲数量进行检测获得该段时间内的长度增量，并通过第一増量信号和第二増量信号上升沿出现的先后判断电缆的运动方向，通过所判断的方向对初始长度进行长度增量加法或减法的计算，多次测量对数据进行累加，測量出准确的电缆长度。
10.根据权利要求9所述的基于LabVIEW平台的非接触电缆长度測量系统，其特征在于所述控制主机(4)上的LabVIEW平台包括用干与数据采集卡(7)连接获得采集数据的数据采集助手节点(41)，用于设置予置总长度的总长度予置模块(42)、用于设置初长度的 初长度预置模块(43 )和显示即时卷长的即时卷长显示模块(44 )。
全文摘要
本发明公开了基于LabVIEW平台的非接触电缆长度测量系统，包括放线盘和收线盘，收线盘下方设有带动其转动的转动电机(三相电机)，还包括基于图像相位差法的测长传感器，所述测长传感器设置在连接放线盘和收线盘的线缆旁，测量系统还包括基于LabVIEW平台的控制主机，所述控制主机分别与测长传感器和转动电机相连，测长传感器通过非接触的方式测出电缆长度及移动方向的信号，传输至控制主机的LabVIEW平台进行计算并在显示器上显示电缆长度测量结果，本发明系统测量误差比较小，较好解决了电缆在线长度计量误差大问题，克服了接触式测量时出现滑动现象，使得这种计量电缆长度误差小，且整个系统成本相对较低，比较适合我国实际情况的电缆长度测量系统。
文档编号G01B11/02GK102661711SQ20121013000
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者何炳荣, 李森, 鲍继强 申请人:广东日丰电缆股份有限公司