一種回聲測深儀檢查臺的製作方法
2023-04-30 15:54:46
專利名稱：一種回聲測深儀檢查臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢查臺，具體的講是涉及一種回聲測深儀檢查臺。
背景技術：
回聲測深儀是一種利用聲波回聲測距原理探測海底深度的儀器，回聲測深儀類型很多，可分為記錄式和數字式兩類，通常都由振蕩器、發射換能器、接收換能器、放大器、顯示和記錄部分所組成。回聲探測設備是最早的一類水下聲學儀器，這種設備得到了廣泛地應用。所有這樣的設備都有一個共同的特點它們都利用一組發射換能器在水下發射聲波，使聲波沿海水介質傳播，直到碰到目標後再被反射回來，反射回來的聲波被接收換能器接收。然後再由聲納員或計算機處理收到的信號，進而確定目標的參數和類型。回聲探測設備可廣泛地應用於研究海洋、開發海洋等方向，同時也是保證一種船舶航行安全的主要設備，因此如何保證回聲探測設備的正常工作以及即時檢修就顯得尤為重要。回聲測深儀檢查臺是一種用於檢測回聲測深儀功能的檢查設備，可以確保回聲測深儀正常工作。但是現有的回聲測深儀檢查臺大多存在只能在遠離其諧振狀態下進行小型、鋼性水聽器的低頻測試與檢定的缺點。
發明內容
鑑於已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種安全可靠的新型回聲測深儀檢查臺，該系統是基於ATS、PXI總線和虛擬儀器的設計思想，採用國際通用標準總線和規範，針對回聲測深儀的技術指標和功能特點，利用虛擬儀器圖形化開發軟體LabVIEW作為開發平臺，通過軟硬體集成，對回聲測深儀的發射參數、接收參數、換能器絕緣電阻、換能器電容、電機轉速等參數進行自動計量。該系統具有數據採集、操作提示和測試結果處理、 輔助排除故障等功能。為實現上述目的，本發明所採用的技術解決方案一種回聲測深儀檢查臺，包括系統硬體以及系統軟體兩部分組成，其特徵在於系統硬體採用PXI總線技術，該系統包括 PXI系統、精密衰減器、深度模擬器、等效負載、連接適配器；系統軟體的資料庫管理採用 SQL語言，測試程序採用虛擬儀器開發平臺LabVIEW。所述PXI系統包括12槽PXI機箱、數字示波器、信號發生器模塊、動態信號分析模塊、通用開關模塊、嵌入式計算機。所述PXI機箱選用NI公司的高功率3U尺寸機箱，具有12個插槽的SCXI-1010，機箱帶有四個放大器模擬輸入模塊，PXI機箱的電纜和轉接盒全部是全屏蔽的。所述數字示波器採用NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值:25V ；最大採樣率100MS/s,隨機間隔採樣2. 5GS/s ；精度12位。所述信號發生器模塊採用NK411(PXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz正弦波。所述通用開關模塊採用NI2565 (PXI總線)，16個獨立單刀單擲開關，最大承載功率 5A/30VDC、7A/250VAC。所述適配器採用集成化方式，將回聲測深儀的測量負載和接口集中於一個適配箱。所述系統總線選擇PXI總線和GPIB總線。所述精密衰減器與深度模擬器帶有GPIB接口。所述系統在WIND0WSXP環境下，採用LabVIEW為開發平臺，開發PXI總線儀器(示波器、開關、信號源)的儀器驅動庫。所述系統採用單點DFT分析方法。所述系統採用ZOOM FFT法和補零FFT法。採用上述方案後，與現有設備相比本發明具有以下有益效果
一種回聲測深儀自動計量系統採用單點DFT分析方法，並通過穩態波自動尋找技術， 確保了測深儀檢定的精確取樣和聲壓測量的準確可靠；採用聲脈衝瞬態抑制方法，減少了聲信號瞬態影響，以達到在小空間水域中能夠獲取測量所需的低頻穩態波形，現有設備以及技術只能在遠離其諧振狀態下進行小型、鋼性水聽器的低頻測試與檢定的缺點；採用 ZOOM FFT法和補零FFT法，保證了發射信號頻率的精確測量；採用點庫維護技術，使得系統具有很強的擴展能力；通過建立等效電路模型，採用非線性自適應算法進行阻抗曲線擬合， 精確測量換能器的阻抗以獲得等效電路各個參數的精確值。
圖1為本發明硬體系統結構框圖。
具體實施例方式圖1所示的附圖標記如下計量檢定軟體、PXI主機箱、嵌入式計算機、示波器模塊、信號發生器模塊、動態信號分析模塊、通用開關模塊、連接適配器、回聲測深儀設備、精密衰減器、深度模擬器、等效負載、計算機輔助設備。下面結合附圖具體說明本發明的
具體實施例方式
(1)系統硬體設計與組成
設計思路採用ATE技術、虛擬儀器技術和當前測控領域先進可靠的技術成果，確保對回聲測深儀各項參數的精確測試和準確可靠地分析處理各個參數，並按照「通用化、系列化、模塊化」的設計規範，設計並研製的回聲測深儀自動計量系統，具有計量檢數據管理、結果輸出、自檢、輔助排故等功能。系統主體採用PXI總線技術，由模塊化儀器/設備組成的自動測試系統具有數據傳輸速率高、數據吞吐量大、體積小、機動性好、可靠性高、重量輕，系統組建靈活，擴展容易，資源復用性好等優點；由於回聲測深儀是非標準儀器，各個設備信號輸入、輸出通道接口不統一，自主研發了通用適配器、接口控制器等軟體，保證該計量系統分時使用各種資源，以適應自動化計量的要求。硬體組成本發明採用採用PXI總線技術，可將將多個功能模塊組合在一起，形成較大的自動計量測試系統，能夠靈活的完成各種不同規模的測試任務；該系統包括PXI系統、精密衰減器10、深度模擬器、等效負載、連接適配器；其中PXI系統包括12槽PXI機箱、 示波器模塊、信號發生器模塊、動態信號分析模塊、通用開關模塊、嵌入式計算機。各組成部分功能如下
通過PXI總線完成對標準儀器模塊的控制，通過自帶GPIB接口實現對精密衰減器10 等設備的控制，並完成對系統信號的信號分析與處理、結果表達與輸出、傳送與存儲。中心計算機選擇PXI-8176嵌入式計算機，主頻1. 2GHz，配備了 GPIB接口、串口、LAN接口，同時配置17寸液晶顯示器顯示人機界面，排至滑鼠和鍵盤用於全部測試流程的操作，用雷射印表機列印證書和測量結果。系統總線選擇PXI總線和GPIB總線，中心計算機通過PXI總線實現對儀器模塊的測量控制與請求，通過GPIB/USB總線實現對臺式儀器的控制。所述PXI機箱選用NI公司的高功率3U尺寸機箱，具有12個插槽的SCXI-1010，機箱帶有四個放大器模擬輸入模塊，具有放大、濾波、隔離等功能。PXI機箱的電纜和轉接盒全部是全屏蔽的。所述數字示波器採用NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值:25V ；最大採樣率100MS/s,隨機間隔採樣2. 5GS/s ；精度12位。所述信號發生器模塊採用NK41KPXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz 正弦波，主要產生方波、正弦波、鋸齒波、三角波等信號。所述通用開關模塊採用NI2565 (PXI總線)，16個獨立單刀單擲開關，最大承載功率5A/30VDC、7A/250VAC，與回聲測深儀設備對接後，將非通用和非標準的各型回聲測深儀狀態控制的信號轉換到公共檢測接口上。所述精密衰減器能夠精確產生微伏級信號，完成回聲測深儀的接收帶寬和接收靈敏度的檢定。所述適配器採用集成化方式，改變了過去「一對一」的適配方式，將回聲測深儀的測量負載和接口集中於一個適配箱中，實現了適配器的高度集成化，使用方便，性能可靠。所述精密衰減器與深度模擬器帶有GPIB接口。( 1)系統軟體設計與組成
按照VPP標準，採用結構化、面向對象技術和虛擬儀器的設計思想，將資料庫管理和測試流程分開。資料庫管理系統採用SQL語言作為開發平臺，完成測試儀器的相關信息、測試數據以及結果的管理；測試程序用虛擬儀器開發平臺LabVIEW。系統軟體有三個功能集成的計量測試功能、數據管理功能、以及儀器硬體的高級接口、圖形用戶界面設計。主要軟體模塊有登記檢定信息、測試項選擇、結果瀏覽列印、信息庫維護、測試點庫維護。所述系統在WIND0WSXP環境下，採用LabVIEW為開發平臺，開發PXI總線儀器(示波器、開關、信號源)的儀器驅動庫，在程序編制過程中，利用LabVIEW平臺，使用SQL語言， 通過ODBC將其與資料庫連接。經試驗，本發明的技術指標如下 測深範圍及精度
測深範圍1m — 2000m ；精度深度 Im — 10m，〈士0. an;
深度 IOm — 400m，〈士 1. 0% ； 深度 400m — 2000m，〈士 1. 5%。
權利要求
1.一種回聲測深儀檢查臺，包括系統硬體以及系統軟體兩部分組成，其特徵在於系統硬體採用PXI總線技術，該系統包括PXI系統、精密衰減器、深度模擬器、等效負載、連接適配器；系統軟體的資料庫管理採用SQL語言，測試程序採用虛擬儀器開發平臺LabVIEW。
2.根據權利要求1所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述適配器採用集成化方式，將回聲測深儀的測量負載和接口集中於一個適配箱。
3.根據權利要求1所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述系統總線選擇PXI 總線和GPIB總線。
4.根據權利要求1所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述精密衰減器與深度模擬器帶有GPIB接口。
5.根據權利要求1所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述系統在WIND0WSXP 環境下，採用LabVIEW為開發平臺，開發PXI總線儀器(示波器、開關、信號源)的儀器驅動庫。
6.根據權利要求1所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述PXI系統包括12 槽PXI機箱、數字示波器、信號發生器模塊、動態信號分析模塊、通用開關模塊、嵌入式計算機。
7.根據權利要求2所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述PXI機箱選用OT 公司的高功率3U尺寸機箱，具有12個插槽的SCXI-1010，機箱帶有四個放大器模擬輸入模塊，PXI機箱的電纜和轉接盒全部是全屏蔽的。
8.根據權利要求2所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述數字示波器採用 NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值25V ；最大採樣率100MS/ s,隨機間隔採樣2. 5GS/s ；精度12位。
9.根據權利要求2所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述信號發生器模塊採用NI5411 (PXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz正弦波。
10.根據權利要求2所述的一種回聲測深儀檢查臺，其特徵在於所述通用開關模塊採用NI2565 (PXI總線)，16個獨立單刀單擲開關，最大承載功率5A/30VDC、7A/250VAC。
全文摘要
一種回聲測深儀檢查臺，包括系統硬體以及系統軟體兩部分組成，系統硬體採用PXI總線技術，該系統包括PXI系統、精密衰減器、深度模擬器、等效負載、連接適配器；系統軟體的資料庫管理採用SQL語言，測試程序採用虛擬儀器開發平臺LabVIEW；本發明是一種新型回聲測深儀檢查臺，採用國際通用標準總線和規範，針對回聲測深儀的技術指標和功能特點，利用虛擬儀器圖形化開發軟體LabVIEW作為開發平臺，通過軟硬體集成，對回聲測深儀的發射參數、接收參數、換能器絕緣電阻、換能器電容、電機轉速等參數進行自動計量；該系統具有數據採集、操作提示和測試結果處理、輔助排除故障等功能。
文檔編號G01S15/08GK102183765SQ201110065579
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者房剛 申請人:房剛