一種微波管集成監控系統的製作方法

2023-06-29 09:43:31 1

本實用新型屬於電子元件測試領域，特別涉及一種對微波管參數進行採集測試的監控系統。

背景技術：

微波管是指工作在微波波段的真空電子器件，對其工作狀態進行監控非常重要，但目前缺少針對微波管工作參數進行測試的相關研究。

技術實現要素：

本實用新型的目的，在於提供一種微波管集成監控系統，其可自動測量、記錄和顯示微波管的各項參數。

為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是：

一種微波管集成監控系統，包括傳感器模塊、多通道三路復用器、低速數據採集/輸出模塊、主控模塊、四通道示波器、主顯示屏、多通道模擬量輸出模塊、攝像頭和視頻監控伺服器，傳感器模塊用於採集微波管的低速參數，所述傳感器模塊經由多通道三路復用器連接低速數據採集/輸出模塊的輸入端，多通道三路復用器由主控模塊控制切換；四通道示波器用於採集微波管的高速參數，並傳送至主控模塊；所述主控模塊將低速參數及高速參數均送入主顯示屏進行顯示；所述主控模塊通過多通道模擬量輸出模塊連接恆壓恆流電源，調節恆壓恆流電源對微波管的供電電流；所述攝像頭通過視頻監控伺服器與主控模塊連接，將現場畫面送入主控模塊，並由主顯示屏進行顯示。

上述主控模塊與低速數據採集/輸出模塊、多通道模擬量輸出模塊、視頻監控伺服器之間均通過乙太網建立通信連接。

上述四通道示波器與主控模塊通過USB電纜連接。

上述傳感器模塊包括直流電流變送器、交流電流變送器、小電流傳感器、熱電偶和水流量傳感器。

上述多通道三路復用器包括與直流電流變送器、交流電流變送器對應連接的四通道交直流電流傳感器三路復用電路，與小電流傳感器對應連接的一通道小電流傳感器三路復用電路，與熱電偶對應連接的四通道溫度傳感器三路復用電路，以及與水流量傳感器對應連接的五通道流量傳感器/數字輸入三路復用電路。

上述水流量傳感器與五通道流量傳感器/數字輸入三路復用電路之間還連接三極體。

採用上述方案後，本實用新型通過設置各類傳感器，採集微波管的低速參數、高速參數等，能夠在微波管的測試、優化和老化過程中，自動測量、記錄和顯示微波管的各項參數，並可通過手動或自動調節其中某些參數，尋找和優化微波管的工作點。

附圖說明

圖1是本實用新型的具體實現電路圖；

圖2是本實用新型中的水流量傳感器防串擾電路圖；

圖3是本實用新型中的四通道交直流電流傳感器三路復用電路圖；

圖4是本實用新型中的一通道小電流傳感器三路復用電路圖；

圖5是本實用新型中的五通道流量傳感器/數字輸入三路復用電路圖；

圖6是本實用新型中的四通道溫度傳感器三路復用電路圖；

圖7是本實用新型中的十通道開關量輸出接口電路圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型提供一種微波管集成監控系統，可同時用於三套微波管的測試監控，包括傳感器模塊、多通道三路復用器、低速數據採集/輸出模塊、主控模塊、四通道示波器、主顯示屏、多通道模擬量輸出模塊、攝像頭和視頻監控伺服器，下面分別介紹。

傳感器模塊用於採集微波管的低速參數，主要包含有直流電流、交流電流、小電流、溫度以及水流量等，所述傳感器模塊的輸出端與多通道三路復用器的輸入端連接，而多通道三路復用器的輸出端連接低速數據採集/輸出模塊的輸入端，通過主控模塊控制在三路之間切換，從而可將選通的一路採集的低速參數送入低速數據採集/輸出模塊。所述低速數據採集/輸出模塊將傳感器模塊採集的模擬電壓信號或數位訊號轉換為數據，並通過乙太網送入主控模塊，主控模塊再將接收到的數據控制顯示在主顯示屏上。

四通道示波器用於採集微波管的高速參數，並通過USB電纜傳送至主控模塊，主控模塊存儲並分析高速信號波形，同時將其展示在主顯示屏上。

恆壓恆流電源用於為微波管螺線管提供電源，所述主控模塊通過多通道模擬量輸出模塊連接恆壓恆流電源，通過控制恆壓恆流電源的輸出電流，從而調節三個螺線管產生的磁場強度。

所述攝像頭可設置8個，分別在不同角度採集微波管工作現場畫面，所述攝像頭通過視頻監控伺服器與主控模塊連接，將現場畫面送入主控模塊，並由主顯示屏進行顯示。

以上主控模塊與低速數據採集/輸出模塊、多通道模擬量輸出模塊、視頻監控伺服器之間均通過乙太網建立通信連接，主控模塊可採用主控計算機來實現。

以下將結合具體實施例，說明本實用新型的技術方案。

如表1所示，是本實用新型可以測量的微波管參數(包括低速參數和高速參數)。

表1

表2所示是本實用新型可以調節的微波管參數。

表2

表3是本實施例採用的各類傳感器型號及基本介紹。

表3

由於不同傳感器的接口定義不同，在本實施例中，多通道三路復用器包含有五種復用電路，具體類型及介紹如表4所示。

表4

由於水流量傳感器採用的並非徹底的集電極開路(OC)接口，而是將輸出端(集電極)通過一個約10kOhm的電阻與電源(+15V)連接，導致水流量傳感器信號接入數字量採集模塊ADAM 6251時存在串擾。為此，在水流量傳感器接入五通道流量傳感器/數字輸入三路復用電路之前，插入一個2N3904型NPN三極體，避免上述問題，具體連接方式如圖2所示。

傳感器模塊輸出的信號經過多通道三路復用器後傳入低速數據採集/輸出模塊，並轉換為可以通過網絡獲取的數據。主控模塊發出的控制指令則需要經過低速數據採集/輸出模塊轉換為電壓或開關信號，從而實現對微波管監控系統參數的調節。本實施例用到的低速數據採集/輸出模塊及其基本參數詳見表5。

表5

脈衝高壓、總流、收集極電流以及晶體檢波器輸出的微波功率等四個高速信號由一臺四通道示波器採集。主控計算機通過USB埠以SCPI協議操作該示波器並獲取高速波形數據。示波器型號為OWON VDS2064，帶寬60MHz，採樣率500MS/s。示波器由隔離電源供電，並經過USB隔離器與主控計算機連接。外部觸發輸入和輸出均通過光纖(ST接口)。這些措施保證示波器與機櫃內的其他設備、機殼以及主控計算機之間的絕緣耐壓超過1500V。

此外，恆壓恆流電源可採用3臺復旦天欣300V/10A恆壓恆流直流電源(前面板可調電位器調節電壓，外部0～5V接口調節電流)，乙太網通訊採用1臺華三(H3C)S1224RV2型24埠千兆乙太網交換機，攝像頭採用8臺海康威視DS-2CD3T20-I3型乙太網供電200萬像素全高清網絡攝像機，並採用1臺海康威視DS-7808N-E2/8P型8路網絡硬碟錄像機(內置1T硬碟，IP位址：192.168.254.1)，主顯示屏採用1臺康佳LED55R6200U型55英寸4K電視，主控模塊採用1臺夏普OM1型16.4寸多點觸控變形筆記本電腦。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護範圍之內。