CN118826865A - 一种光电混合缆自动化测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电混合缆自动化测试系统个方法，系统包括：控制计算机，用于调用光纤测试模块和电缆测试模块实现对被测光纤混合缆的自动化测试；内部转接缆，用于被测光电混合缆的光缆和电缆与自动化测试模块、光纤综合测试模块之间的连接；光纤综合测试模块，用于设置设有接收光路和发送光路；所述发送光路用于产生测试的单模或多模光信号，传输到被测光电混合缆的光缆中；接收光路用于接收光源信号功率，生成光纤测试结果；电缆自动化测试模块，用于检测被测光电混合缆的电缆的导通和绝缘测试。利用该测试系统的测试方法对光电混合缆中的光纤插损回损和电缆线导通绝缘进行自动化测试，实现光电混合缆的自动化测试，提高测试效率和测试质量。

Description

一种光电混合缆自动化测试系统和方法

技术领域

本发明属于电缆自动化测试领域，特别是一种光电混合缆自动化测试系统和方法。

背景技术

光电混合缆是目前航天领域中一种新兴的传输线缆,与传统电缆或光缆只有单种传输形式相比，光电混合缆的线缆内部同时包含光纤通道和电信号通道，电信号和光信号可以同时传输且互不干涉。

光电混合缆在安装前需进行测试，以保证产品的性能满足设计要求，测试项目为光纤通道的插路损耗和回路损耗测试、电缆的导通绝缘测试。现阶段测试(CN217486511 U)采取电缆、光纤独立串行测试的方式进行，即采用电缆网自动化测试设备或手动方式对光电混合缆中电缆部分进行导通绝缘测试，随后采用手持式光纤测试仪对光纤通道进行光纤插损和回损测试。

传统手持式光纤测试仪测试借助于标准跳线与被测光缆对接，测试前需进行校零以消除引入标准跳线带来的影响，测试仪只能进行单通道测试，面对多通道光纤线缆时需频繁更换测试通道，测试过程繁琐，操作不便。

另外光、电串行测试还面临着连接器插接次数增多导致插接损伤的概率增大的风险和测试时长延长等不利因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电混合缆自动化测试系统和方法，利用该测试系统采用并行测试的方式对光电混合缆中的光纤插损回损和电缆线导通绝缘进行自动化测试，实现光电混合缆的自动化测试，提高测试效率和测试质量。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种光电混合缆自动化测试系统，包括：

控制计算机，用于调用光纤测试模块和电缆测试模块实现对被测光纤混合缆的自动化测试；

内部转接缆，用于被测光电混合缆的光缆和电缆与自动化测试模块、光纤综合测试模块之间的连接；

光纤综合测试模块，用于设置设有接收光路和发送光路；所述发送光路用于产生测试的单模或多模光信号，传输到被测光电混合缆的光缆中；接收光路用于接收光源信号功率，生成光纤测试结果；

电缆自动化测试模块，用于检测被测光电混合缆的电缆的导通和绝缘测试。

一种光电混合缆自动化测试系统，用于光电混合缆的光纤测试方法，包括：

步骤1：首先将光电混合缆通过内部转接缆与光纤测试模块和电缆测试模块对接；

步骤2：在完成光电混合缆与光纤测试模块连接后，在控制计算机的测试程序中设置光纤综合测试模块参数，进行光纤测试：

步骤2.1：选择单模或多模作为光源单元的输出模式，将发送端口号与接收端口号写入配置文件；

步骤2.2：在光纤测试处理单元中设置光源单元的发射功率P_s、测试功率损耗上限P_u和通道稳定时间T₁，光源单元与光功率计处的光开关在经过T₁时间后同时打开，光功率计测量出固定参考通道传输信号功率P_e1和各个光纤通道传输信号功率，计算固定参考通道的传输损耗P_w1和各个被测光纤通道的传输损耗；

步骤2.3：根据各个光纤通道的传输损耗与测试功率损耗上限P_u，判定位光纤测试是否合格。

一种光电混合缆自动化测试系统，用于光电混合缆的电缆测试方法，包括：

在电缆测试处理单元设置电缆的导通电阻上限R_du与绝缘电阻下限R_jl，并在配置文件中设置光电混合缆两端的导通点与绝缘点；

选择低压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后出现电流的测试点，并根据电流与电压值计算出导通电阻，记录各组导通点与其对应导通电阻，将导通点与测试文件导通点、导通电阻与导通电阻上限R_du对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆导通电阻测试合格，否则为不合格；

选择高压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后除导通点以外每个测试点的电流，并根据电流与电压值计算出绝缘电阻，记录各组绝缘点与其对应绝缘电阻记录，将绝缘点与测试文件绝缘点、绝缘电阻与绝缘电阻下限R_jl对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆绝缘电阻测试合格，否则为不合格。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

该发明提出的一种光电混合缆自动化测试系统和方法能够实现光电混合缆的导通绝缘和光纤插损自动化测试，创造性地将光电混合缆测试模式由传统的串行测试改变为并行测试，简化了测试过程中的操作流程，特别是人工测试的操作环节，大幅度缩短了测试时间，测试效率得到了很大程度的提高。另外，该自动化测试系统和方法减少了测试过程中光电连接器的插接次数，减小了被测产品插接时发生质量问题的隐患，在一定程度上保证了产品的质量。

附图说明

图1为自动化测试系统框架图。

图2为固定参考通道示意图。

图3为恒流测试单元电路图。

图4为恒压测试单元电路图。

图5为继电器矩阵切换电路图。

图6为光电混合缆自动化测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

本发明的一种光电混合缆自动化测试系统，应用于光电混合缆自动化测试，框架图如图1所示，包括控制计算机、内部转接缆、光纤综合测试模块以及电缆自动化测试模块，其中：控制计算机负责调用光纤测试模块和电缆测试模块实现对被测光纤混合缆的自动化测试，同时安装上位机程序接收用户指令，进行测试参数配置，实现人机交互。

内部转接缆用于被测光电混合缆的光缆和电缆与自动化测试模块、光纤综合测试模块之间的连接，其一端为被测光电混合缆的对插连接器(包含光电连接器和电连接器)，另一端分别为光纤模块测试接口(光电连接器)和电缆测试模块接口(电连接器)。

光纤综合测试模块包括光源单元、光功率计、光开关、光电连接器接口以及光纤测试处理单元；所述光源单元用于产生测试的单模或多模光信号；光电连接器负责将光缆接入到光纤综合测试模块中；一个光开关设置在发送光路上与光源连接，另一个光开关设置在接收光路上与光功率计连接，光开关根据光纤测试处理单元控制打开对应发送光路和接收光路通道，通过内部转接缆将两端各个光通道接入到对应光纤测试模块的测试端口，光开关通过控制测试端口的打开与关闭，实现了接收光路和发送光路的并联，实现光纤综合测试模块对不同光纤通道的自动测试；光信号在光开关打开后传输到被测光电混合缆中，但光开关的存在也会增加光缆通道中光的损耗(主要为光开关与光缆跳线连接处，如图2所示)，为消除光开关对光路的影响，光缆测试链路设计时，在链路中设置了固定参考通道，固定参考通道是一条连接两条光开关之间的链路；光功率计测量出光信号通过固定参考通道后的光功率值，与光源设定的光功率值的差值即为光纤链路传输时的传输损耗，即为固定参考通道的传输损耗，通过光信号的发射功率、接收功率以及固定参考通道的传输损耗，可以计算出光纤与光电混合缆接口处的传输损耗；光功率计测量接收到的光信号的功率值(接收功率)；光纤测试处理单元控制光源单元、光功率计、光开关的启动停止，并根据信号发送功率、信号接收功率以及测试损耗上限进行处理，生成光纤测试结果。

电缆自动化测试模块包括电源单元、电连接器接口、测量电路、继电器矩阵以及控制器单元，电源单元包括低压电源单元和高压电源单元，低压电源范围0.2V～60V，高压电源范围为50V～1500V，电连接器接口负责与被测光电混合缆的电缆进行对接，将被测光电混合缆的电缆接入电缆自动化测试模块，测量电路包括恒流测试电路和恒压测试电路，低压电源单元为恒流测试电路提供稳定的输出电流，恒流测试电路与低压电源单元共同完成电缆各点之间导通测试，高压电源单元为恒压测试电路提供稳定的输出电压，恒压测试电路与高压电源单元共同完成电缆各点之间绝缘电阻测试，控制器单元接收控制计算机中上位机软件发送的命令，控制测量电路完成对应的导通测试和绝缘测试，恒流测试单元和恒压测试单元电路图如图3、图4所示，继电器矩阵将被测电缆对应的测试线路接入恒流测试模块(导通测试)或恒压测试模块(绝缘测试)中，设计原理电路图如图5所示，继电器矩阵包含两路，一路包含并联的J1a-Jna开关，用于接入被测电缆对应的n个接触点；另一路包含并联的的J1b-Jnb开关，对应连接J1a-Jna开关的连接端；当J1a与Jnb同时闭合时，进行1点对n点的导通和绝缘测试，由于电缆存在单向导通的情形，当J1b与Jna同时闭合时，进行n点对1点的导通和绝缘测试，继电器其他点开关闭合，则进行对应点功能测试。

图6是本发明的光电混合缆自动化测试流程图，具体包括如下步骤：

步骤1：首先将光电混合缆中的光电连接器和电连接器与内部转接缆一端的光电连接器及电连接器对接，将内部转接缆另一端的电连接器接口与测试系统的电连接器接口对接，将内部转接缆另一端的光纤连接器接口与测试系统的光纤连接器接口对接，连接关系如图1所示。

步骤2：在完成光电混合缆与光纤测试模块连接后，在控制计算机的测试程序中设置光纤综合测试模块参数，进行光纤测试，具体步骤如下：

步骤2.1：选择单模或多模作为光源单元的输出模式，将发送端口号与光功率计的接收端口号写入配置文件。

步骤2.2：在光纤测试处理单元中设置光源单元的发射功率P_s、测试功率损耗上限P_u和通道稳定时间T₁，光源单元与光功率计处的光开关在经过T₁时间后同时打开，光功率计测量出固定参考通道传输信号功率P_e1和各个光纤通道传输信号功率P_ek(k＝2,3,4…N)，其中k为待测试各个光纤通道代号，N为光功率计可以接入的最大光纤通道数量，因此固定参考通道的传输损耗P_w1和各个被测光纤通道的传输损耗P_wk(k＝2,3,4…N)为：

P_w1＝P_s–P_e1

P_wk＝P_s-P_ek-P_w1(k＝2,3,4…N)

步骤2.3：根据各个光纤通道的传输损耗P_wk(k＝2,3,4…N)与测试功率损耗上限P_u，当P_wk<P_u(k＝2,3,4…N)时判定为光纤测试合格，否则判定为不合格。

步骤3：在完成被测光电混合缆与电缆自动化测试模块连接后，设置电缆自动化测试模块参数，进行电缆测试，具体步骤如下：

步骤3.1：在电缆测试处理单元设置电缆的导通电阻上限R_du与绝缘电阻下限R_jl，并在配置文件中设置光电混合缆两端的导通点与绝缘点。

步骤3.2：选择低压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后出现电流的测试点，并根据电流与电压值计算出导通电阻，记录各组导通点与其对应导通电阻，将导通点与测试文件导通点、导通电阻与导通电阻上限R_du对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆导通电阻测试合格，否则为不合格。

步骤3.3：选择高压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后除导通点以外每个测试点的电流，并根据电流与电压值计算出绝缘电阻，记录各组绝缘点与其对应绝缘电阻记录，将绝缘点与测试文件绝缘点、绝缘电阻与绝缘电阻下限R_jl对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆绝缘电阻测试合格，否则为不合格。

Claims (9)

1.一种光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，包括：

控制计算机，用于调用光纤测试模块和电缆测试模块实现对被测光纤混合缆的自动化测试；

内部转接缆，用于被测光电混合缆的光缆和电缆与自动化测试模块、光纤综合测试模块之间的连接；

光纤综合测试模块，用于设置设有接收光路和发送光路；所述发送光路用于产生测试的单模或多模光信号，传输到被测光电混合缆的光缆中；接收光路用于接收光源信号功率，生成光纤测试结果；

电缆自动化测试模块，用于检测被测光电混合缆的电缆的导通和绝缘测试。

2.根据权利要求1所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，所述光纤综合测试模块包括：

光电连接器，用于通过内部转接缆将光缆接入到光纤综合测试模块中；

光源单元，和其中一个光开关连接构成发送光路，用于产生测试的单模或多模光信号；

两个光开关，通过控制测试端口的打开与关闭，实现接收光路和发送光路的并联，实现对不同光纤通道的自动测试；两条光之间设有固定参考通道和光纤通道；

光功率计，和其中另一个光开关连接构成接收光路，用于测量固定参考通道的传输信号功率P_e1和光纤通道传输信号功率；

光纤测试处理单元，用于控制光源单元启停，设置光源单元的发射功率P_s、测试功率损耗上限P_u和通道稳定时间T₁，经过T₁时间后控制光源与光功率计处的光开关同时打开，并计算出固定参考通道的传输损耗和光纤通道的传输损耗，然后与测试功率损耗上限P_u判定光纤测试是否合格。

3.根据权利要求2所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，所述光纤测试处理单元判定光纤测试是否合格具体过程为：

计算光纤通道的传输损耗P_wk：

P_w1＝P_s–P_e1

P_wk＝P_s-P_ek-P_w1，k＝2,3,4…N

其中P_wk为第k个光纤通道的传输损耗，P_ek第k个光纤通道的传输信号功率，N为光纤测试模块可以接入的最大光纤通道数量。

4.根据权利要求1所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，所述电缆自动化测试模块包括：

电连接器接口，用于通过内部转接缆将电缆接入到电缆自动化测试模块中；

电源单元，用于为测量电路提供所需电压；

测量电路包括恒流测试电路和恒压测试电路；分别用于电缆各接触点之间导通和绝缘测试；

继电器矩阵，用于将被测电缆对应的测试线路接入恒流测试电路或恒压测试电路；继电器矩阵包含两路，一路包含并联的J1a-Jna开关，用于接入被测电缆对应的n个接触点；另一路包含并联的的J1b-Jnb开关，对应连接J1a-Jna开关的连接端；当J1a与Jnb同时闭合时，进行1点对n点的导通和绝缘测试，由于电缆存在单向导通的情形，当J1b与Jna同时闭合时，进行n点对1点的导通和绝缘测试，继电器其他点开关闭合，则进行对应点功能测试。

5.根据权利要求4所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，所述电源单元包括低压电源单元和高压电源单元；低压电源单元为恒流测试电路提供稳定的输出电流，高压电源单元为恒压测试电路提供稳定的输出电压。

6.根据权利要求5所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，所述低压电源单元输出电压范围0.2V～60V；高压电源单元输出电压范围为50V～1500V。

7.根据权利要求2所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，用于光电混合缆的光纤测试方法，包括：

步骤1：首先将光电混合缆通过内部转接缆与光纤测试模块和电缆测试模块对接；

步骤2：在完成光电混合缆与光纤测试模块连接后，在控制计算机的测试程序中设置光纤综合测试模块参数，进行光纤测试：

步骤2.1：选择单模或多模作为光源单元的输出模式，将发送端口号与接收端口号写入配置文件；

步骤2.2：在光纤测试处理单元中设置光源单元的发射功率P_s、测试功率损耗上限P_u和通道稳定时间T₁，光源单元与光功率计处的光开关在经过T₁时间后同时打开，光功率计测量出固定参考通道传输信号功率P_e1和各个光纤通道传输信号功率，计算固定参考通道的传输损耗P_w1和各个被测光纤通道的传输损耗；

步骤2.3：根据各个光纤通道的传输损耗与测试功率损耗上限P_u，判定位光纤测试是否合格。

8.根据权利要求7所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，判定光纤测试是否合格具体过程为：

计算光纤通道的传输损耗P_wk：

P_w1＝P_s–P_e1

P_wk＝P_s-P_ek-P_w1，k＝2,3,4…N

其中P_wk为第k个光纤通道的传输损耗，P_ek第k个光纤通道的传输信号功率，N为光纤测试模块可以接入的最大光纤通道数量。

9.根据权利要求5所述的光电混合缆自动化测试系统，其特征在于，用于光电混合缆的电缆测试方法，包括：

在电缆测试处理单元设置电缆的导通电阻上限R_du与绝缘电阻下限R_jl，并在配置文件中设置光电混合缆两端的导通点与绝缘点；

选择低压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后出现电流的测试点，并根据电流与电压值计算出导通电阻，记录各组导通点与其对应导通电阻，将导通点与测试文件导通点、导通电阻与导通电阻上限R_du对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆导通电阻测试合格，否则为不合格；

选择高压电源单元给被测电缆各个接触点逐个加电，并记录加电后除导通点以外每个测试点的电流，并根据电流与电压值计算出绝缘电阻，记录各组绝缘点与其对应绝缘电阻记录，将绝缘点与测试文件绝缘点、绝缘电阻与绝缘电阻下限R_jl对比，如果二者均满足要求，则被测光电混合缆中电缆绝缘电阻测试合格，否则为不合格。