專利名稱：一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢查臺(tái)，具體的講是涉及一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)。
背景技術(shù)：
回聲測(cè)深儀是一種利用聲波回聲測(cè)距原理探測(cè)海底深度的儀器，回聲測(cè)深儀類型很多，可分為記錄式和數(shù)字式兩類，通常都由振蕩器、發(fā)射換能器、接收換能器、放大器、顯示和記錄部分所組成?；芈曁綔y(cè)設(shè)備是最早的一類水下聲學(xué)儀器，這種設(shè)備得到了廣泛地應(yīng)用。所有這樣的設(shè)備都有一個(gè)共同的特點(diǎn)它們都利用一組發(fā)射換能器在水下發(fā)射聲波，使聲波沿海水介質(zhì)傳播，直到碰到目標(biāo)后再被反射回來(lái)，反射回來(lái)的聲波被接收換能器接收。然后再由聲納員或計(jì)算機(jī)處理收到的信號(hào)，進(jìn)而確定目標(biāo)的參數(shù)和類型。回聲探測(cè)設(shè)備可廣泛地應(yīng)用于研究海洋、開(kāi)發(fā)海洋等方向，同時(shí)也是保證一種船舶航行安全的主要設(shè)備，因此如何保證回聲探測(cè)設(shè)備的正常工作以及即時(shí)檢修就顯得尤為重要?；芈暅y(cè)深儀檢查臺(tái)是一種用于檢測(cè)回聲測(cè)深儀功能的檢查設(shè)備，可以確?；芈暅y(cè)深儀正常工作。但是現(xiàn)有的回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)大多存在只能在遠(yuǎn)離其諧振狀態(tài)下進(jìn)行小型、鋼性水聽(tīng)器的低頻測(cè)試與檢定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種安全可靠的新型回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，該系統(tǒng)是基于ATS、PXI總線和虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想，采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)總線和規(guī)范，針對(duì)回聲測(cè)深儀的技術(shù)指標(biāo)和功能特點(diǎn)，利用虛擬儀器圖形化開(kāi)發(fā)軟件LabVIEW作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)軟硬件集成，對(duì)回聲測(cè)深儀的發(fā)射參數(shù)、接收參數(shù)、換能器絕緣電阻、換能器電容、電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、操作提示和測(cè)試結(jié)果處理、 輔助排除故障等功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，包括系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)軟件兩部分組成，其特征在于系統(tǒng)硬件采用PXI總線技術(shù)，該系統(tǒng)包括 PXI系統(tǒng)、精密衰減器、深度模擬器、等效負(fù)載、連接適配器；系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)管理采用 SQL語(yǔ)言，測(cè)試程序采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW。所述PXI系統(tǒng)包括12槽PXI機(jī)箱、數(shù)字示波器、信號(hào)發(fā)生器模塊、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析模塊、通用開(kāi)關(guān)模塊、嵌入式計(jì)算機(jī)。所述PXI機(jī)箱選用NI公司的高功率3U尺寸機(jī)箱，具有12個(gè)插槽的SCXI-1010，機(jī)箱帶有四個(gè)放大器模擬輸入模塊，PXI機(jī)箱的電纜和轉(zhuǎn)接盒全部是全屏蔽的。所述數(shù)字示波器采用NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值:25V ；最大采樣率100MS/s,隨機(jī)間隔采樣2. 5GS/s ；精度12位。所述信號(hào)發(fā)生器模塊采用NK411(PXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz正弦波。所述通用開(kāi)關(guān)模塊采用NI2565 (PXI總線)，16個(gè)獨(dú)立單刀單擲開(kāi)關(guān)，最大承載功率 5A/30VDC、7A/250VAC。所述適配器采用集成化方式，將回聲測(cè)深儀的測(cè)量負(fù)載和接口集中于一個(gè)適配箱。所述系統(tǒng)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(tǒng)在WIND0WSXP環(huán)境下，采用LabVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)PXI總線儀器(示波器、開(kāi)關(guān)、信號(hào)源)的儀器驅(qū)動(dòng)庫(kù)。所述系統(tǒng)采用單點(diǎn)DFT分析方法。所述系統(tǒng)采用ZOOM FFT法和補(bǔ)零FFT法。采用上述方案后，與現(xiàn)有設(shè)備相比本發(fā)明具有以下有益效果
一種回聲測(cè)深儀自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)采用單點(diǎn)DFT分析方法，并通過(guò)穩(wěn)態(tài)波自動(dòng)尋找技術(shù)， 確保了測(cè)深儀檢定的精確取樣和聲壓測(cè)量的準(zhǔn)確可靠；采用聲脈沖瞬態(tài)抑制方法，減少了聲信號(hào)瞬態(tài)影響，以達(dá)到在小空間水域中能夠獲取測(cè)量所需的低頻穩(wěn)態(tài)波形，現(xiàn)有設(shè)備以及技術(shù)只能在遠(yuǎn)離其諧振狀態(tài)下進(jìn)行小型、鋼性水聽(tīng)器的低頻測(cè)試與檢定的缺點(diǎn)；采用 ZOOM FFT法和補(bǔ)零FFT法，保證了發(fā)射信號(hào)頻率的精確測(cè)量；采用點(diǎn)庫(kù)維護(hù)技術(shù)，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力；通過(guò)建立等效電路模型，采用非線性自適應(yīng)算法進(jìn)行阻抗曲線擬合， 精確測(cè)量換能器的阻抗以獲得等效電路各個(gè)參數(shù)的精確值。


圖1為本發(fā)明硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示的附圖標(biāo)記如下計(jì)量檢定軟件、PXI主機(jī)箱、嵌入式計(jì)算機(jī)、示波器模塊、信號(hào)發(fā)生器模塊、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析模塊、通用開(kāi)關(guān)模塊、連接適配器、回聲測(cè)深儀設(shè)備、精密衰減器、深度模擬器、等效負(fù)載、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備。下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
(1)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與組成
設(shè)計(jì)思路采用ATE技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)和當(dāng)前測(cè)控領(lǐng)域先進(jìn)可靠的技術(shù)成果，確保對(duì)回聲測(cè)深儀各項(xiàng)參數(shù)的精確測(cè)試和準(zhǔn)確可靠地分析處理各個(gè)參數(shù)，并按照“通用化、系列化、模塊化”的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)并研制的回聲測(cè)深儀自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，具有計(jì)量檢數(shù)據(jù)管理、結(jié)果輸出、自檢、輔助排故等功能。系統(tǒng)主體采用PXI總線技術(shù)，由模塊化儀器/設(shè)備組成的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)吞吐量大、體積小、機(jī)動(dòng)性好、可靠性高、重量輕，系統(tǒng)組建靈活，擴(kuò)展容易，資源復(fù)用性好等優(yōu)點(diǎn)；由于回聲測(cè)深儀是非標(biāo)準(zhǔn)儀器，各個(gè)設(shè)備信號(hào)輸入、輸出通道接口不統(tǒng)一，自主研發(fā)了通用適配器、接口控制器等軟件，保證該計(jì)量系統(tǒng)分時(shí)使用各種資源，以適應(yīng)自動(dòng)化計(jì)量的要求。硬件組成本發(fā)明采用采用PXI總線技術(shù)，可將將多個(gè)功能模塊組合在一起，形成較大的自動(dòng)計(jì)量測(cè)試系統(tǒng)，能夠靈活的完成各種不同規(guī)模的測(cè)試任務(wù)；該系統(tǒng)包括PXI系統(tǒng)、精密衰減器10、深度模擬器、等效負(fù)載、連接適配器；其中PXI系統(tǒng)包括12槽PXI機(jī)箱、 示波器模塊、信號(hào)發(fā)生器模塊、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析模塊、通用開(kāi)關(guān)模塊、嵌入式計(jì)算機(jī)。各組成部分功能如下
通過(guò)PXI總線完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)儀器模塊的控制，通過(guò)自帶GPIB接口實(shí)現(xiàn)對(duì)精密衰減器10 等設(shè)備的控制，并完成對(duì)系統(tǒng)信號(hào)的信號(hào)分析與處理、結(jié)果表達(dá)與輸出、傳送與存儲(chǔ)。中心計(jì)算機(jī)選擇PXI-8176嵌入式計(jì)算機(jī)，主頻1. 2GHz，配備了 GPIB接口、串口、LAN接口，同時(shí)配置17寸液晶顯示器顯示人機(jī)界面，排至鼠標(biāo)和鍵盤(pán)用于全部測(cè)試流程的操作，用激光打印機(jī)打印證書(shū)和測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)總線選擇PXI總線和GPIB總線，中心計(jì)算機(jī)通過(guò)PXI總線實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器模塊的測(cè)量控制與請(qǐng)求，通過(guò)GPIB/USB總線實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)式儀器的控制。所述PXI機(jī)箱選用NI公司的高功率3U尺寸機(jī)箱，具有12個(gè)插槽的SCXI-1010，機(jī)箱帶有四個(gè)放大器模擬輸入模塊，具有放大、濾波、隔離等功能。PXI機(jī)箱的電纜和轉(zhuǎn)接盒全部是全屏蔽的。所述數(shù)字示波器采用NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值:25V ；最大采樣率100MS/s,隨機(jī)間隔采樣2. 5GS/s ；精度12位。所述信號(hào)發(fā)生器模塊采用NK41KPXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz 正弦波，主要產(chǎn)生方波、正弦波、鋸齒波、三角波等信號(hào)。所述通用開(kāi)關(guān)模塊采用NI2565 (PXI總線)，16個(gè)獨(dú)立單刀單擲開(kāi)關(guān)，最大承載功率5A/30VDC、7A/250VAC，與回聲測(cè)深儀設(shè)備對(duì)接后，將非通用和非標(biāo)準(zhǔn)的各型回聲測(cè)深儀狀態(tài)控制的信號(hào)轉(zhuǎn)換到公共檢測(cè)接口上。所述精密衰減器能夠精確產(chǎn)生微伏級(jí)信號(hào)，完成回聲測(cè)深儀的接收帶寬和接收靈敏度的檢定。所述適配器采用集成化方式，改變了過(guò)去“一對(duì)一”的適配方式，將回聲測(cè)深儀的測(cè)量負(fù)載和接口集中于一個(gè)適配箱中，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與組成
按照VPP標(biāo)準(zhǔn)，采用結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蠹夹g(shù)和虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想，將數(shù)據(jù)庫(kù)管理和測(cè)試流程分開(kāi)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)采用SQL語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成測(cè)試儀器的相關(guān)信息、測(cè)試數(shù)據(jù)以及結(jié)果的管理；測(cè)試程序用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW。系統(tǒng)軟件有三個(gè)功能集成的計(jì)量測(cè)試功能、數(shù)據(jù)管理功能、以及儀器硬件的高級(jí)接口、圖形用戶界面設(shè)計(jì)。主要軟件模塊有登記檢定信息、測(cè)試項(xiàng)選擇、結(jié)果瀏覽打印、信息庫(kù)維護(hù)、測(cè)試點(diǎn)庫(kù)維護(hù)。所述系統(tǒng)在WIND0WSXP環(huán)境下，采用LabVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)PXI總線儀器(示波器、開(kāi)關(guān)、信號(hào)源)的儀器驅(qū)動(dòng)庫(kù)，在程序編制過(guò)程中，利用LabVIEW平臺(tái)，使用SQL語(yǔ)言， 通過(guò)ODBC將其與數(shù)據(jù)庫(kù)連接。經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明的技術(shù)指標(biāo)如下 測(cè)深范圍及精度
測(cè)深范圍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(quán)利要求
1.一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，包括系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)軟件兩部分組成，其特征在于系統(tǒng)硬件采用PXI總線技術(shù)，該系統(tǒng)包括PXI系統(tǒng)、精密衰減器、深度模擬器、等效負(fù)載、連接適配器；系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)管理采用SQL語(yǔ)言，測(cè)試程序采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述適配器采用集成化方式，將回聲測(cè)深儀的測(cè)量負(fù)載和接口集中于一個(gè)適配箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述系統(tǒng)總線選擇PXI 總線和GPIB總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述精密衰減器與深度模擬器帶有GPIB接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述系統(tǒng)在WIND0WSXP 環(huán)境下，采用LabVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)PXI總線儀器(示波器、開(kāi)關(guān)、信號(hào)源)的儀器驅(qū)動(dòng)庫(kù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述PXI系統(tǒng)包括12 槽PXI機(jī)箱、數(shù)字示波器、信號(hào)發(fā)生器模塊、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析模塊、通用開(kāi)關(guān)模塊、嵌入式計(jì)算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述PXI機(jī)箱選用OT 公司的高功率3U尺寸機(jī)箱，具有12個(gè)插槽的SCXI-1010，機(jī)箱帶有四個(gè)放大器模擬輸入模塊，PXI機(jī)箱的電纜和轉(zhuǎn)接盒全部是全屏蔽的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述數(shù)字示波器采用 NI-5112 (PXI總線)示波器模塊，帶寬100MHz ；最大輸入電壓值25V ；最大采樣率100MS/ s,隨機(jī)間隔采樣2. 5GS/s ；精度12位。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述信號(hào)發(fā)生器模塊采用NI5411 (PXI總線)，40MS/s更新速率；12為精度；16 MHz正弦波。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，其特征在于所述通用開(kāi)關(guān)模塊采用NI2565 (PXI總線)，16個(gè)獨(dú)立單刀單擲開(kāi)關(guān)，最大承載功率5A/30VDC、7A/250VAC。
全文摘要
一種回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，包括系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)軟件兩部分組成，系統(tǒng)硬件采用PXI總線技術(shù)，該系統(tǒng)包括PXI系統(tǒng)、精密衰減器、深度模擬器、等效負(fù)載、連接適配器；系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)管理采用SQL語(yǔ)言，測(cè)試程序采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW；本發(fā)明是一種新型回聲測(cè)深儀檢查臺(tái)，采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)總線和規(guī)范，針對(duì)回聲測(cè)深儀的技術(shù)指標(biāo)和功能特點(diǎn)，利用虛擬儀器圖形化開(kāi)發(fā)軟件LabVIEW作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)軟硬件集成，對(duì)回聲測(cè)深儀的發(fā)射參數(shù)、接收參數(shù)、換能器絕緣電阻、換能器電容、電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量；該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、操作提示和測(cè)試結(jié)果處理、輔助排除故障等功能。
文檔編號(hào)G01S15/08GK102183765SQ201110065579
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者房剛 申請(qǐng)人:房剛