CN205666820U - 一种信号模拟量采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的信号模拟量采集装置包括接口板和采集板卡，所述接口板与所述采集板卡之间电性连接，所述接口板包括调理电路、第一隔离电路以及存储器，所述采集板卡包括处理器、模数转换采集电路以及第二隔离电路，所述存储器、所述模数转换采集电路以及所述第二隔离电路均与所述处理器电连接。采用采集板卡和接口板分开形式，将强电和弱电分开，增强安全性；由于每个接口板都自带存储器，采集板卡可以识别不同的接口板类型，接口板自带校准参数，减少现场工作量；由于采集板卡只有一种，具有很好的互换性，出现故障可快速查找问题，并且可减少备品的数量，节约成本。

Description

一种信号模拟量采集装置

技术领域

本实用新型涉及信号检测领域，具体而言，涉及一种信号模拟量采集装置。

背景技术

目前，铁路微机监测系统需采集监测的模拟量包含电源屏，轨道电路，道岔，外电网，环监等等；为了防止采样设备影响外部信号设备的正常运行需要采用隔离的方式，现有技术有些采用采集盒，但是采集盒需要对应一种的电压、电流信号，造成采集盒种类繁多；还有些采用隔离卡板，通过一个公共CPU采集板卡对信号采集，当其中一款隔离板卡出现故障时会影响其他板卡信号采集，查找故障困难，当CPU板卡出现故障时会影响所有信号采集，影响范围广。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种信号模拟量采集装置。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种信号模拟量采集装置，包括接口板和采集板卡，所述接口板与所述采集板卡之间电性连接，所述接口板包括调理电路、第一隔离电路以及存储器，所述调理电路用于将输入的强电转化为弱电，所述第一隔离电路用于将所述接口板与所述采集板卡进行电气隔离，所述采集板卡包括处理器、模数转换采集电路以及第二隔离电路，所述存储器、所述模数转换采集电路以及所述第二隔离电路均与所述处理器电连接，所述模数转换采集电路与所述第一隔离电路连接，所述模数转换采集电路用于将采集的模拟信号转换为第一数字信号，并发送至所述处理器，所述第二隔离电路用于进行电流信号的隔离采集，并将所述电流信号转换为第二数字信号然后发送至处理器，所述处理器用于将接收到的第一数字信号和第二数字信号进行处理。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述接口板还设置有保护电路，所述保护电路用于保护该信号模拟量采集装置在受到外部干扰时能够正常工作。

结合第一方面的第一种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述采集板卡还包括开关量采集电路，所述开关量采集电路与所述保护电路电连接，用于通过保护电路采集外设继电器的吸起或落下的状态信息。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述采集板卡还包括控制器局域网络隔离电路，所述控制器局域网络隔离电路连接于所述处理器与控制器局域网络总线之间，用于确保稳定的通讯。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，所述采集板卡还包括控制器局域网络端口，所述控制器局域网络隔离电路通过所述控制器局域网络端口与所述控制器局域网络总线连接。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述采集板卡还包括所述LED显示模块，所述LED显示模块与所述处理器电连接，所述LED显示模块用于显示该信号模拟量采集装置的运行情况和状态。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述第一隔离电路包括输入端和输出端，所述输入端用于接入模拟信号，所述输出端用于与所述模数转换采集电路连接并将所述模拟信号发送至所述模数转换采集电路。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，所述采集板卡还包括电源，所述电源为8伏到12伏的交流电或直流电。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第八种可能实施方式，其中，所述接口板包括交流电压接口板、交流电流接口板、直流电压接口板以及移频信号接口板。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第九种可能实施方式，其中，所述第二隔离电路为外置模数转换隔离电路。

与现有技术相比，本实用新型的信号模拟量采集装置包括接口板和采集板卡，所述接口板与所述采集板卡之间电性连接，所述接口板包括调理电路、第一隔离电路以及存储器，所述调理电路用于将输入的强电转化为弱电，所述第一隔离电路用于将所述接口板与所述采集板卡进行电气隔离，所述采集板卡包括处理器、模数转换采集电路以及第二隔离电路，所述存储器、所述模数转换采集电路以及所述第二隔离电路均与所述处理器电连接，所述模数转换采集电路与所述第一隔离电路连接，所述模数转换采集电路用于将采集的模拟信号转换为数字信号，并发送至所述处理器，所述第二隔离电路用于进行电流信号的隔离采集，并转换为数字信号然后发送至处理器，所述处理器用于将接收到的数字信号进行处理，并上传至通讯分机。

信号模拟量采集装置采用采集板卡和接口板分开形式，将强电和弱电分开，增强安全性，有利于现场维护；由于每个接口板都自带存储器，采集板卡可以识别不同的接口板类型，接口板自带校准参数，无需现场校准，减少现场工作量；由于采集板卡只有一种，具有很好的互换性，出现故障可快速查找问题，并且可减少备品的数量，节约成本；每个采集板卡自带处理功能和通讯功能，一个板卡出现问题不会影响其他板卡的正常工作，减少故障带来的影响。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的信号模拟量采集装置的功能模块图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的多个信号模拟量采集装置采集信号模拟量的方框示意图。

主要元件符号说明

信号模拟量采集装置10；接口板100；调理电路101；第一隔离电路102；存储器103；保护电路104；采集板卡200；处理器201；模数转换采集电路202；第二隔离电路203；开关量采集电路204；控制器局域网络隔离电路205；LED显示模块206；电源207；交流电压接口板1001；交流电流接口板1002；直流电压接口板1003；移频信号接口板1004；通讯分机300；站机400。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，是本实用新型实施例提供的信号模拟量采集装置10的功能模块图。本实用新型的信号模拟量采集装置10包括接口板100和采集板卡200，所述接口板100与所述采集板卡200之间电性连接，所述接口板100包括调理电路101、第一隔离电路102以及存储器103。

所述调理电路101，用于将输入的强电转化为弱电，增强安全性，有利于现场维护。

所述第一隔离电路102用于将所述接口板100与所述采集板卡200进行电气隔离，所述电器隔离是指的电气特性上面的隔离，例如一个电压隔离模块的输入端和输出端他们中间没有直接的电气连接，隔离的目的是采集后端处理电路不与强电电路有直接的电气连接，可以解决现场不共地的问题。

所述存储器103预存有校准参数，可以将输入信号进行校准，无需人工校准，减少工作量。其中，所述存储器103可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

所述保护电路104用于保护该信号模拟量采集装置10在受到外部干扰时能够正常工作，鉴于电源207电路存在一些不稳定因素，通过保护电路104来防止此类不稳定因素影响电路效果。

所述采集板卡200包括处理器201、模数转换采集电路202以及第二隔离电路203，所述存储器103、所述模数转换采集电路202以及所述第二隔离电路203均与所述处理器201电连接。

所述处理器201用于将接收到的数字信号进行处理，并上传至通讯分机300(请参考图2)，例如，将接收到的二进制数据转换为十六进制的数据，再通过CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线传输至通讯分机300。

处理器201可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器201可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器201也可以是任何常规的处理器等。

所述模数转换采集电路202与所述第一隔离电路102连接，所述模数转换采集电路202用于将采集的模拟信号转换为数字信号，并发送至所述处理器201。本实施例中，所述模数转换采集电路202为模拟/数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)采集模块。

所述第二隔离电路203用于进行电流信号的隔离采集，并转换为数字信号然后发送至处理器201。本实施例中，所述第二隔离电路203为外置模数转换隔离电路，即外置ADC隔离电路。

本实施例中，所述采集板卡200还包括开关量采集电路204，所述开关量采集电路204与所述保护电路104电连接，用于通过保护电路104采集外设继电器的吸起或落下的状态信息。

所述采集板卡200还可以包括控制器局域网络隔离电路205，所述控制器局域网络隔离电路205连接于所述处理器201与控制器局域网络总线之间，用于确保稳定的通讯。

优选的，所述采集板卡200还包括控制器局域网络端口，所述控制器局域网络隔离电路205通过所述控制器局域网络端口与所述控制器局域网络总线连接。

采集板卡200内还设置有LED显示模块206，所述LED显示模块206与所述处理器201电连接，所述LED显示模块206用于显示该信号模拟量采集装置10的运行情况和状态，例如显示是否对不同的模拟信号采集成功，不同的模拟信号可以为电源屏交流电压信号，交流电流信号，直流电压信号，直流电流信号，频率等等。所述LED显示模块206优选为LED指示灯。

所述采集板卡200还包括电源207，所述电源207可以为交流电或直流电，优选的为8-12V，采用交直流通用模式，有效防止电源线接反损坏设备的情况。

请参考图2，是本实用新型较佳实施例提供的多个信号模拟量采集装置10采集信号模拟量的方框示意图。在实际使用中，所述每一个采集板卡200对应一种类型的接口板100，所述接口板100包括有交流电压接口板1001、交流电流接口板1002、直流电压接口板1003以及移频信号接口板1004，每一个接口板100均可和对应的采集板卡200匹配，采集相应的模拟信号，例如交流电压信号、交流电流信号、直流电压信号以及移频信号等，所述模拟信号还可以为轨道电路的25Hz相位频率信号、2.3轨道电流信号，交流道岔功率电流信号，直流道岔电流信号，道岔表示电压信号等。

本实施例中的4个采集板卡200均通过CAN总线连接到通讯分机300，再通过网口传送至站机400。当然在其他具体实施方式中，也可采用其他个数的采集板卡，例如10个、20个、25个等。本采集板卡200在启动时读取接口板100的存储器103上的类型码并且读取校表参数到处理器201中，根据接口板100类型执行对应程序，读取第二隔离电路203采集数据或者模数转换采集电路202采集数据，计算出模拟量值，LED显示模块206可以显示当前模拟量是否采集到，然后通过CAN总线将数据上传至通讯分机300。

综上所述，本实用新型的信号模拟量采集装置采用采集板卡和接口板分开形式，将强电和弱电分开，增强安全性，有利于现场维护；由于每个接口板都自带存储器，采集板卡可以识别不同的接口板类型，接口板自带校准参数，无需现场校准，减少现场工作量；采集板卡还带有LED显示灯，可方便查看本机运行情况和状态情况，方便现场维护；采集板卡内的电源采用交直流通用模式，有效防止电源线接反损坏设备的情况；由于采集板卡只有一种，具有很好的互换性，出现故障可快速查找问题，并且可减少备品的数量，节约成本；每个采集板卡自带处理功能和通讯功能，一个板卡出现问题不会影响其他板卡的正常工作，减少故障带来的影响。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号模拟量采集装置，其特征在于，包括接口板和采集板卡，所述接口板与所述采集板卡之间电性连接，所述接口板包括调理电路、第一隔离电路以及存储器，所述调理电路用于将输入的强电转化为弱电，所述第一隔离电路用于将所述接口板与所述采集板卡进行电气隔离，所述采集板卡包括处理器、模数转换采集电路以及第二隔离电路，所述存储器、所述模数转换采集电路以及所述第二隔离电路均与所述处理器电连接，所述模数转换采集电路与所述第一隔离电路连接，所述模数转换采集电路用于将采集的模拟信号转换为第一数字信号，并发送至所述处理器，所述第二隔离电路用于进行电流信号的隔离采集，并将所述电流信号转换为第二数字信号然后发送至处理器，所述处理器用于将接收到的第一数字信号和第二数字信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述接口板还设置有保护电路，所述保护电路用于保护该信号模拟量采集装置在受到外部干扰时能够正常工作。

3.根据权利要求2所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述采集板卡还包括开关量采集电路，所述开关量采集电路与所述保护电路电连接，用于通过保护电路采集外设继电器的吸起或落下的状态信息。

4.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述采集板卡还包括控制器局域网络隔离电路，所述控制器局域网络隔离电路连接于所述处理器与控制器局域网络总线之间，用于确保稳定的通讯。

5.根据权利要求4所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述采集板卡还包括控制器局域网络端口，所述控制器局域网络隔离电路通过所述控制器局域网络端口与所述控制器局域网络总线连接。

6.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述采集板卡还包括LED显示模块，所述LED显示模块与所述处理器电连接，所述LED显示模块用于显示该信号模拟量采集装置的运行情况和状态。

7.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述第一隔离电路包括输入端和输出端，所述输入端用于接入模拟信号，所述输出端用于与所述模数转换采集电路连接并将所述模拟信号发送至所述模数转换采集电路。

8.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述采集板卡还包括电源，所述电源为8伏到12伏的交流电或直流电。

9.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述接口板包括交流电压接口板、交流电流接口板、直流电压接口板以及移频信号接口板。

10.根据权利要求1所述的信号模拟量采集装置，其特征在于，所述第二隔离电路为外置模数转换隔离电路。