一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分組成。井下數(shù)據(jù)采集處理器包括依次連接的探頭及導(dǎo)入電纜，數(shù)據(jù)采集模塊，主控模塊，及防爆外殼。所述主控模塊包括控制器、電源、存儲(chǔ)和外部通信接口，其中由探頭拾取的信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊，并經(jīng)過(guò)主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理，并通過(guò)傳輸接口連接線纜傳送到地面上位機(jī)。地面上位機(jī)是預(yù)裝相應(yīng)軟件的工控機(jī)。本發(fā)明可測(cè)試并記錄井下電源線上及信號(hào)線上或其它線纜上的電磁干擾信號(hào)，具有高速數(shù)據(jù)采集處理能力，可采集高于1KHz直到30MHz的電磁干擾信號(hào)的波形數(shù)據(jù)。本發(fā)明設(shè)備是隔爆兼本安設(shè)備，裝置具備體積小、發(fā)熱量小、采集數(shù)據(jù)頻帶寬、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種信號(hào)測(cè)試記錄裝置，具體涉及一種對(duì)礦井下傳導(dǎo)干擾信號(hào)進(jìn)行測(cè)試和記錄的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)對(duì)干擾信號(hào)的研究，通常都是在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中利用專業(yè)干擾接收機(jī)外加耦合網(wǎng)絡(luò)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行測(cè)試記錄。這種測(cè)試環(huán)境下只能得到穩(wěn)定的、周期性的干擾信號(hào)，但礦井下的情況非常復(fù)雜，在礦井下狹窄空間中用電設(shè)備繁多，各種變壓器、開(kāi)關(guān)電源、變頻裝置、采掘設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備等大功率設(shè)備產(chǎn)生的傳導(dǎo)電磁干擾非常嚴(yán)重，甚至嚴(yán)重到影響了井下安全監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行，導(dǎo)致誤報(bào)警等情況，嚴(yán)重威脅人員生產(chǎn)的安全。如果能對(duì)礦井下實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的傳導(dǎo)干擾情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、記錄，再將采集記錄到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)井下典型使用環(huán)境中的傳導(dǎo)干擾源特性及干擾規(guī)律，再有針對(duì)性的采取措施，可加強(qiáng)礦井下各類設(shè)備在日常工作中的可靠性和穩(wěn)定性，此外掌握現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾信號(hào)強(qiáng)度、頻譜、干擾時(shí)段對(duì)各類產(chǎn)品、設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用也有重要的參考價(jià)值。礦井下的測(cè)試環(huán)境非常惡劣，測(cè)試的條件也很茍刻，對(duì)測(cè)試儀器的體積、電氣性能、工作持續(xù)時(shí)間等都有要求，現(xiàn)有的測(cè)試儀器無(wú)法滿足上述全部要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)干擾信號(hào)測(cè)量都是采用一些大型設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有的信號(hào)進(jìn)行分析，以確定那些是干擾信號(hào)那些是正常信號(hào)，最終結(jié)果常常是分析出正常信號(hào)后，將其余信號(hào)進(jìn)行屏蔽，以實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的精確，并沒(méi)有對(duì)干擾信號(hào)的如何產(chǎn)生和如何適應(yīng)提出改進(jìn)，而且此類測(cè)量設(shè)備龐大、耗時(shí)長(zhǎng)，不利于現(xiàn)場(chǎng)攜帶和井下使用。如公開(kāi)號(hào)為CN101558571A，發(fā)明名稱“用于無(wú)線通信的干擾信號(hào)檢測(cè)與抑制”的發(fā)明專利，公開(kāi)一種在發(fā)射方和接收方同時(shí)安裝處理器、調(diào)制器、存儲(chǔ)器、發(fā)射器和接收器等設(shè)備，對(duì)雙方的信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)發(fā)送方的信號(hào)與接收方的信號(hào)對(duì)比排除干擾信號(hào)，此方案不適合進(jìn)行礦井下的測(cè)量，也不能反應(yīng)設(shè)備在實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)干擾情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有設(shè)備中沒(méi)有適用于礦井下有氣體爆炸環(huán)境中傳導(dǎo)干擾信號(hào)測(cè)量設(shè)備的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種針對(duì)礦井下傳導(dǎo)干擾信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)測(cè)、記錄線纜上干擾信號(hào)的測(cè)量記錄儀，具體方案如下:一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分組成。井下數(shù)據(jù)采集處理器包括依次連接的探頭及導(dǎo)入電纜，數(shù)據(jù)采集模塊，主控模塊，及防爆外殼。所述主控模塊包括控制器、電源、存儲(chǔ)和外部通信接口，由探頭拾取的信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊，并經(jīng)過(guò)主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理，并通過(guò)傳輸接口連接線纜傳送到地面上位機(jī)。地面上位機(jī)是預(yù)裝相應(yīng)軟件的工控機(jī)。所屬設(shè)備型式為隔爆兼本安型。其特征在于，所述隔爆兼本安型設(shè)備包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分。干擾信號(hào)通過(guò)探頭拾取并傳輸給信號(hào)采集模塊，通過(guò)主控模塊記錄并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守及自動(dòng)測(cè)量記錄干擾信號(hào):在軟件中設(shè)置了觸發(fā)模塊，通過(guò)上位機(jī)控制主控模塊和數(shù)據(jù)采集模塊執(zhí)行觸發(fā)條件。
[0006]為方便查看測(cè)試結(jié)果:在上位機(jī)的顯示器上運(yùn)行軟件可以對(duì)測(cè)試記錄的干擾信號(hào)進(jìn)行查看和分析。
[0007]為滿足連續(xù)工作:采用外部直流21V供電，可在井下配接其他電源箱。
[0008]為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的記錄:所述主控模塊包括本地存儲(chǔ)，并同時(shí)可以傳送到上位機(jī)。
[0009]為適應(yīng)礦井下的惡劣環(huán)境，外殼采用了隔爆兼本安型式，并提高了記錄儀的密封設(shè)計(jì)，避免水汽、灰塵進(jìn)入:進(jìn)出井下數(shù)據(jù)采集器的電纜接口都采用塑膠材質(zhì)密封塊進(jìn)行全密封安裝。
[0010]本發(fā)明可測(cè)試電源線上及信號(hào)線上或其它線纜上的傳導(dǎo)電磁干擾，具有高速數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)處理能力，可采集高于IKHz直到30MHz的電磁干擾信號(hào)的波形數(shù)據(jù)。本發(fā)明設(shè)備是隔爆兼本安型設(shè)備，可以應(yīng)用于煤礦等有爆炸性氣體的環(huán)境。本方案的裝置具備體積小、發(fā)熱量小、采集數(shù)據(jù)頻帶寬、實(shí)時(shí)性好，便于安裝，主要應(yīng)用到一些空間狹小，粉塵大、濕度大、環(huán)境較惡劣、不利于大型設(shè)備展開(kāi)以及礦井下等場(chǎng)所。本裝置同時(shí)可捕捉并記錄瞬態(tài)干擾，包括線路上的電壓驟升、驟降、電流變化的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)設(shè)置條件可以用觸發(fā)方式進(jìn)行測(cè)量和記錄，這個(gè)功能非常適用于各種對(duì)電磁干擾敏感場(chǎng)合。本發(fā)明符合隔爆兼本安型設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)要求，可在煤礦等有爆炸性氣體環(huán)境下使用。本方案使用NI公司的采集卡5761和控制器7935。采集卡具備4路同步采樣、14位ADC分辨率、500MHz帶寬和250MS/s采樣率?？刂破魃洗钶d的DSP中FPGA可通過(guò)軟件模塊進(jìn)行編程、2GB板載動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、運(yùn)行Linux實(shí)時(shí)雙核ARM處理器、適應(yīng)直流供電范圍9-30V，非常適用礦井下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)功耗極低、采用實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)可靠性高，上電即可運(yùn)行部署的程序，井下部分可脫離上位機(jī)電腦獨(dú)立工作并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，待聯(lián)機(jī)后上傳數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1本發(fā)明的部件連接示意圖。
[0012]圖2 NI5761面板圖及外形圖。
[0013]圖3 7935外形圖。
[0014]圖4井下部分外殼。
[0015]圖5井下部分密封喇叭接口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分組成。井下數(shù)據(jù)采集處理器包括依次連接的探頭及導(dǎo)入電纜，數(shù)據(jù)采集模塊，主控模塊，及防爆外殼。所述主控模塊包括控制器、電源、存儲(chǔ)和外部通信接口，其中由探頭拾取的信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊，并經(jīng)過(guò)主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理，并通過(guò)傳輸接口連接線纜傳送到地面上位機(jī)。地面上位機(jī)是預(yù)裝相應(yīng)軟件的工控機(jī)。本發(fā)明可測(cè)試并記錄井下電源線上及信號(hào)線上或其它線纜上的電磁干擾信號(hào)，具有高速數(shù)據(jù)采集處理能力，可采集高于IKHz直到30MHz的電磁干擾信號(hào)的波形數(shù)據(jù)。整個(gè)裝置通過(guò)一個(gè)21V的外部電池或21V的外部直流電源供電。
[0017]本發(fā)明設(shè)備使用NI公司的采集卡5761和控制器7935。在井下數(shù)據(jù)采集器部分，把采集卡5761插入控制器7935上，連接電源線和網(wǎng)線。
[0018]如圖2所示采集卡5761面板及結(jié)構(gòu)圖，采集卡具備4路同步采樣、14位ADC分辨率、500MHz帶寬和250MS/s采樣率。
[0019]如圖3所示控制器7935外形圖，控制器上搭載的DSP中FPGA可通過(guò)軟件模塊進(jìn)行編程，具備2GB板載動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、運(yùn)行Linux實(shí)時(shí)雙核ARM處理器、適應(yīng)直流供電范圍9-30V，非常適用礦井下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)功耗極低、采用實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)可靠性高，上電即可運(yùn)行部署的程序，井下部分可脫離上位機(jī)電腦獨(dú)立工作并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，待聯(lián)機(jī)后上傳數(shù)據(jù)。
[0020]如圖4所示，設(shè)備外殼采用礦用防爆外殼結(jié)構(gòu)。符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3834的要求，可以應(yīng)用于有爆炸性氣體的環(huán)境。
[0021 ]如圖5所示，外殼上的接口采用了密封的喇叭口設(shè)計(jì)，避免水汽、灰塵進(jìn)入:喇叭口內(nèi)進(jìn)出井下數(shù)據(jù)采集器的電纜接口都采用塑膠材質(zhì)密封塊進(jìn)行全密封安裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分組成。井下數(shù)據(jù)采集處理器包括依次連接的探頭及導(dǎo)入電纜，數(shù)據(jù)采集模塊，主控模塊，及防爆外殼。所述主控模塊包括控制器、電源、存儲(chǔ)和外部通信接口，由探頭拾取的信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊，并經(jīng)過(guò)主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理，并通過(guò)傳輸接口連接線纜傳送到地面上位機(jī)。地面上位機(jī)是預(yù)裝相應(yīng)軟件的工控機(jī)。所屬設(shè)備型式為隔爆兼本安型。其特征在于，所述隔爆兼本安型設(shè)備包括井下數(shù)據(jù)采集記錄器和地面上位機(jī)兩部分。干擾信號(hào)通過(guò)探頭拾取并傳輸給信號(hào)采集模塊，通過(guò)主控模塊記錄并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，其特征在于，所述設(shè)備為隔爆兼本安型。3.如權(quán)利要求1所述的一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，其特征在于，所述探頭拾取傳導(dǎo)干擾信號(hào)。4.如權(quán)利要求1所述的一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，其特征在于，井下數(shù)據(jù)采集記錄器采用外部直流供電方式。5.如權(quán)利要求1所述的一種礦用傳導(dǎo)干擾測(cè)試記錄儀，其特征在于，井下數(shù)據(jù)采集記錄器包括依次連接的探頭及導(dǎo)入電纜，數(shù)據(jù)采集模塊，主控模塊，及防爆外殼。6.如權(quán)利要求1所述的一種現(xiàn)場(chǎng)傳導(dǎo)干擾信號(hào)記錄儀，其特征在于，所述主控模塊包括控制器、電源、存儲(chǔ)和外部通信接口，采集的干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理，并通過(guò)通信接口連接線纜傳送到地面上位機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01R23/16GK105911347SQ201610188554
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】辛中華, 王海潮, 劉濤
【申請(qǐng)人】煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司