CN202177697U - 回声测深仪检查台 - Google Patents
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Abstract
回声测深仪检查台，包括系统硬件以及系统软件两部分组成，系统硬件采用PXI总线技术，该系统包括：PXI系统、精密衰减器、深度模拟器、等效负载、连接适配器；系统软件的数据库管理采用SQL语言，测试程序采用虚拟仪器开发平台LabVIEW；本实用新型是一种新型回声测深仪检查台，采用国际通用标准总线和规范，针对回声测深仪的技术指标和功能特点，利用虚拟仪器图形化开发软件LabVIEW作为开发平台，通过软硬件集成，对回声测深仪的发射参数、接收参数、换能器绝缘电阻、换能器电容、电机转速等参数进行自动计量；该系统具有数据采集、操作提示和测试结果处理、辅助排除故障等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检查台，具体的讲是涉及一种回声测深仪检查台。
背景技术
回声测深仪是一种利用声波回声测距原理探测海底深度的仪器，回声测深仪类型很多，可分为记录式和数字式两类，通常都由振荡器、发射换能器、接收换能器、放大器、显示和记录部分所组成。
回声探测设备是最早的一类水下声学仪器，这种设备得到了广泛地应用。所有这样的设备都有一个共同的特点：它们都利用一组发射换能器在水下发射声波，使声波沿海水介质传播，直到碰到目标后再被反射回来，反射回来的声波被接收换能器接收。然后再由声纳员或计算机处理收到的信号，进而确定目标的参数和类型。
回声探测设备可广泛地应用于研究海洋、开发海洋等方向，同时也是保证一种船舶航行安全的主要设备，因此如何保证回声探测设备的正常工作以及即时检修就显得尤为重要。
回声测深仪检查台是一种用于检测回声测深仪功能的检查设备，可以确保回声测深仪正常工作。但是现有的回声测深仪检查台大多存在只能在远离其谐振状态下进行小型、钢性水听器的低频测试与检定的缺点。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种安全可靠的新型回声测深仪检查台，该系统是基于ATS、PXI总线和虚拟仪器的设计思想，采用国际通用标准总线和规范，针对回声测深仪的技术指标和功能特点，利用虚拟仪器图形化开发软件LabVIEW作为开发平台，通过软硬件集成，对回声测深仪的发射参数、接收参数、换能器绝缘电阻、换能器电容、电机转速等参数进行自动计量。该系统具有数据采集、操作提示和测试结果处理、辅助排除故障等功能。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案：
回声测深仪检查台，包括系统硬件以及系统软件两部分组成，其特征在于：系统硬件采用PXI总线技术，该系统包括：PXI系统、精密衰减器、深度模拟器、等效负载、连接适配器；系统软件的数据库管理采用SQL语言，测试程序采用虚拟仪器开发平台LabVIEW。
所述PXI系统包括：12槽PXI机箱、数字示波器、信号发生器模块、动态信号分析模块、通用开关模块、嵌入式计算机。
所述PXI机箱选用NI公司的高功率3U尺寸机箱，具有12个插槽的SCXI-1010，机箱带有四个放大器模拟输入模块，PXI机箱的电缆和转接盒全部是全屏蔽的。
所述数字示波器采用NI-5112PXI总线示波器模块，带宽：100MHz；最大输入电压值：25V；最大采样率100MS/s，随机间隔采样2.5GS/s；精度：12位。
所述信号发生器模块采用NI5411PXI总线，40MS/s更新速率；12为精度；16 MHz正弦波。
所述通用开关模块采用NI2565PXI总线,16个独立单刀单掷开关，最大承载功率5A/30VDC、7A/250VAC。
所述适配器采用集成化方式，将回声测深仪的测量负载和接口集中于一个适配箱。
所述系统总线选择PXI总线和GPIB总线。
所述精密衰减器与深度模拟器带有GPIB接口。
所述系统在WINDOWSXP环境下，采用LabVIEW为开发平台，开发PXI总线仪器（示波器、开关、信号源）的仪器驱动库。
所述系统采用单点DFT分析方法。
所述系统采用ZOOM FFT法和补零FFT法。
采用上述方案后，与现有设备相比本实用新型具有以下有益效果：
回声测深仪自动计量系统采用单点DFT分析方法，并通过稳态波自动寻找技术，确保了测深仪检定的精确取样和声压测量的准确可靠；采用声脉冲瞬态抑制方法，减少了声信号瞬态影响，以达到在小空间水域中能够获取测量所需的低频稳态波形，现有设备以及技术只能在远离其谐振状态下进行小型、钢性水听器的低频测试与检定的缺点；采用ZOOM FFT法和补零FFT法，保证了发射信号频率的精确测量；采用点库维护技术，使得系统具有很强的扩展能力；通过建立等效电路模型，采用非线性自适应算法进行阻抗曲线拟合，精确测量换能器的阻抗以获得等效电路各个参数的精确值。
附图说明
图1为本实用新型硬件系统结构框图。
具体实施方式
图1所示的附图标记如下：计量检定软件、PXI主机箱、嵌入式计算机、示波器模块、信号发生器模块、动态信号分析模块、通用开关模块、连接适配器、回声测深仪设备、精密衰减器、深度模拟器、等效负载、计算机辅助设备。
下面结合附图具体说明本实用新型发的具体实施方式：
（1）系统硬件设计与组成
设计思路：采用ATE技术、虚拟仪器技术和当前测控领域先进可靠的技术成果，确保对回声测深仪各项参数的精确测试和准确可靠地分析处理各个参数，并按照“通用化、系列化、模块化”的设计规范，设计并研制的回声测深仪自动计量系统，具有计量检数据管理、结果输出、自检、辅助排故等功能。
系统主体采用PXI总线技术，由模块化仪器/设备组成的自动测试系统具有数据传输速率高、数据吞吐量大、体积小、机动性好、可靠性高、重量轻，系统组建灵活，扩展容易，资源复用性好等优点；由于回声测深仪是非标准仪器，各个设备信号输入、输出通道接口不统一，自主研发了通用适配器、接口控制器等软件，保证该计量系统分时使用各种资源，以适应自动化计量的要求。
硬件组成：本实用新型采用采用PXI总线技术，可将将多个功能模块组合在一起，形成较大的自动计量测试系统，能够灵活的完成各种不同规模的测试任务；该系统包括：PXI系统、精密衰减器、深度模拟器、等效负载、连接适配器；其中PXI系统包括：12槽PXI机箱、示波器模块、信号发生器模块、动态信号分析模块、通用开关模块、嵌入式计算机。
各组成部分功能如下：
通过PXI总线完成对标准仪器模块的控制，通过自带GPIB接口实现对精密衰减器、深度模拟器、等效负载设备的控制，并完成对系统信号的信号分析与处理、结果表达与输出、传送与存储。中心计算机选择PXI-8176嵌入式计算机，主频1.2GHz，配备了GPIB接口、串口、LAN接口，同时配置17寸液晶显示器显示人机界面，排至鼠标和键盘用于全部测试流程的操作，用激光打印机打印证书和测量结果。
系统总线选择PXI总线和GPIB总线，中心计算机通过PXI总线实现对仪器模块的测量控制与请求，通过GPIB/USB总线实现对台式仪器的控制。
所述PXI机箱选用NI公司的高功率3U尺寸机箱，具有12个插槽的SCXI-1010，机箱带有四个放大器模拟输入模块，具有放大、滤波、隔离等功能。PXI机箱的电缆和转接盒全部是全屏蔽的。
所述数字示波器采用NI-5112PXI总线示波器模块，带宽：100MHz；最大输入电压值：25V；最大采样率100MS/s，随机间隔采样2.5GS/s；精度：12位。
所述信号发生器模块采用NI5411PXI总线，40MS/s更新速率；12为精度；16 MHz正弦波，主要产生方波、正弦波、锯齿波、三角波等信号。
所述通用开关模块采用NI2565PXI总线,16个独立单刀单掷开关，最大承载功率5A/30VDC、7A/250VAC，与回声测深仪设备对接后，将非通用和非标准的各型回声测深仪状态控制的信号转换到公共检测接口上。
所述精密衰减器能够精确产生微伏级信号，完成回声测深仪的接收带宽和接收灵敏度的检定。
所述适配器采用集成化方式，改变了过去“一对一”的适配方式，将回声测深仪的测量负载和接口集中于一个适配箱中，实现了适配器的高度集成化，使用方便，性能可靠。
所述精密衰减器与深度模拟器带有GPIB接口。
（2）系统软件设计与组成
按照VPP标准，采用结构化、面向对象技术和虚拟仪器的设计思想，将数据库管理和测试流程分开。数据库管理系统采用SQL语言作为开发平台，完成测试仪器的相关信息、测试数据以及结果的管理；测试程序用虚拟仪器开发平台LabVIEW。
系统软件有三个功能：集成的计量测试功能、数据管理功能、以及仪器硬件的高级接口、图形用户界面设计。主要软件模块有：登记检定信息、测试项选择、结果浏览打印、信息库维护、测试点库维护。
所述系统在WINDOWSXP环境下，采用LabVIEW为开发平台，开发PXI总线仪器（示波器、开关、信号源）的仪器驱动库，在程序编制过程中，利用LabVIEW平台，使用SQL语言，通过ODBC将其与数据库连接。
Claims (5)
1.回声测深仪检查台，其特征在于：系统采用PXI总线技术，包括，PXI系统、精密衰减器、深度模拟器、等效负载、连接适配器；所述连接适配器采用集成化方式，将回声测深仪的测量负载和接口集中于一个适配箱；所述精密衰减器与深度模拟器带有GPIB接口；所述PXI系统包括，12槽PXI机箱、数字示波器、信号发生器模块、动态信号分析模块、通用开关模块、嵌入式计算机；所述系统总线选择PXI总线和GPIB总线；系统通过PXI总线完成对PXI系统的控制，通过GPIB接口实现对精密衰减器、深度模拟器、等效负载设备的控制。
2.根据权利要求1所述的回声测深仪检查台，其特征在于：所述PXI机箱选用NI公司的高功率3U尺寸机箱，具有12个插槽的SCXI-1010，机箱带有四个放大器模拟输入模块，PXI机箱的电缆和转接盒全部是全屏蔽的。
3.根据权利要求1所述的回声测深仪检查台，其特征在于：所述数字示波器采用NI-5112PXI总线示波器模块，带宽：100MHz；最大输入电压值：25V；最大采样率100MS/s，随机间隔采样2.5GS/s；精度：12位。
4.根据权利要求1所述的回声测深仪检查台，其特征在于：所述信号发生器模块采用NI5411PXI总线，40MS/s更新速率；12为精度；16 MHz正弦波。
5.根据权利要求1所述的回声测深仪检查台，其特征在于：所述通用开关模块采用NI2565PXI总线,16个独立单刀单掷开关，最大承载功率5A/30VDC、7A/250VAC。
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