一种矿用传导干扰测试记录仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种矿用传导干扰测试记录仪，包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分组成。井下数据采集处理器包括依次连接的探头及导入电缆，数据采集模块，主控模块，及防爆外壳。所述主控模块包括控制器、电源、存储和外部通信接口，其中由探头拾取的信号通过电缆传输到数据采集模块，并经过主控模块进行数据存储、处理，并通过传输接口连接线缆传送到地面上位机。地面上位机是预装相应软件的工控机。本发明可测试并记录井下电源线上及信号线上或其它线缆上的电磁干扰信号，具有高速数据采集处理能力，可采集高于1KHz直到30MHz的电磁干扰信号的波形数据。本发明设备是隔爆兼本安设备，装置具备体积小、发热量小、采集数据频带宽、实时性好等特点。
【专利说明】
一种矿用传导干扰测试记录仪
技术领域
[0001]本发明涉及一种信号测试记录装置，具体涉及一种对矿井下传导干扰信号进行测试和记录的装置。
【背景技术】
[0002]现有技术对干扰信号的研究，通常都是在实验室的环境中利用专业干扰接收机外加耦合网络对干扰信号进行测试记录。这种测试环境下只能得到稳定的、周期性的干扰信号，但矿井下的情况非常复杂，在矿井下狭窄空间中用电设备繁多，各种变压器、开关电源、变频装置、采掘设备、通风设备、运输设备等大功率设备产生的传导电磁干扰非常严重，甚至严重到影响了井下安全监控设备的运行，导致误报警等情况，严重威胁人员生产的安全。如果能对矿井下实际应用环境中的传导干扰情况进行监测、记录，再将采集记录到的数据进行分析，发现井下典型使用环境中的传导干扰源特性及干扰规律，再有针对性的采取措施，可加强矿井下各类设备在日常工作中的可靠性和稳定性，此外掌握现场电磁干扰信号强度、频谱、干扰时段对各类产品、设备设计应用也有重要的参考价值。矿井下的测试环境非常恶劣，测试的条件也很苟刻，对测试仪器的体积、电气性能、工作持续时间等都有要求，现有的测试仪器无法满足上述全部要求。
[0003]现有技术干扰信号测量都是采用一些大型设备在现场对所有的信号进行分析，以确定那些是干扰信号那些是正常信号，最终结果常常是分析出正常信号后，将其余信号进行屏蔽，以实现接收信号的精确，并没有对干扰信号的如何产生和如何适应提出改进，而且此类测量设备庞大、耗时长，不利于现场携带和井下使用。如公开号为CN101558571A，发明名称“用于无线通信的干扰信号检测与抑制”的发明专利，公开一种在发射方和接收方同时安装处理器、调制器、存储器、发射器和接收器等设备，对双方的信号进行分析，根据发送方的信号与接收方的信号对比排除干扰信号，此方案不适合进行矿井下的测量，也不能反应设备在实际使用现场干扰情况。
【发明内容】
[0004]为解决现有设备中没有适用于矿井下有气体爆炸环境中传导干扰信号测量设备的问题，本发明提供一种针对矿井下传导干扰信号进行测量、监测、记录线缆上干扰信号的测量记录仪，具体方案如下:一种矿用传导干扰测试记录仪，包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分组成。井下数据采集处理器包括依次连接的探头及导入电缆，数据采集模块，主控模块，及防爆外壳。所述主控模块包括控制器、电源、存储和外部通信接口，由探头拾取的信号通过电缆传输到数据采集模块，并经过主控模块进行数据存储、处理，并通过传输接口连接线缆传送到地面上位机。地面上位机是预装相应软件的工控机。所属设备型式为隔爆兼本安型。其特征在于，所述隔爆兼本安型设备包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分。干扰信号通过探头拾取并传输给信号采集模块，通过主控模块记录并传输到上位机。
[0005]为实现无人值守及自动测量记录干扰信号:在软件中设置了触发模块，通过上位机控制主控模块和数据采集模块执行触发条件。
[0006]为方便查看测试结果:在上位机的显示器上运行软件可以对测试记录的干扰信号进行查看和分析。
[0007]为满足连续工作:采用外部直流21V供电，可在井下配接其他电源箱。
[0008]为保证测试数据的记录:所述主控模块包括本地存储，并同时可以传送到上位机。
[0009]为适应矿井下的恶劣环境，外壳采用了隔爆兼本安型式，并提高了记录仪的密封设计，避免水汽、灰尘进入:进出井下数据采集器的电缆接口都采用塑胶材质密封块进行全密封安装。
[0010]本发明可测试电源线上及信号线上或其它线缆上的传导电磁干扰，具有高速数据采集存储处理能力，可采集高于IKHz直到30MHz的电磁干扰信号的波形数据。本发明设备是隔爆兼本安型设备，可以应用于煤矿等有爆炸性气体的环境。本方案的装置具备体积小、发热量小、采集数据频带宽、实时性好，便于安装，主要应用到一些空间狭小，粉尘大、湿度大、环境较恶劣、不利于大型设备展开以及矿井下等场所。本装置同时可捕捉并记录瞬态干扰，包括线路上的电压骤升、骤降、电流变化的数据，并且通过设置条件可以用触发方式进行测量和记录，这个功能非常适用于各种对电磁干扰敏感场合。本发明符合隔爆兼本安型设备安全标准要求，可在煤矿等有爆炸性气体环境下使用。本方案使用NI公司的采集卡5761和控制器7935。采集卡具备4路同步采样、14位ADC分辨率、500MHz带宽和250MS/s采样率。控制器上搭载的DSP中FPGA可通过软件模块进行编程、2GB板载动态存储、运行Linux实时双核ARM处理器、适应直流供电范围9-30V，非常适用矿井下长期可靠运行。整个系统功耗极低、采用实时Linux系统可靠性高，上电即可运行部署的程序，井下部分可脱离上位机电脑独立工作并存储数据，待联机后上传数据。
【附图说明】
[0011]图1本发明的部件连接示意图。
[0012]图2 NI5761面板图及外形图。
[0013]图3 7935外形图。
[0014]图4井下部分外壳。
[0015]图5井下部分密封喇叭接口。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本发明公开一种矿用传导干扰测试记录仪，包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分组成。井下数据采集处理器包括依次连接的探头及导入电缆，数据采集模块，主控模块，及防爆外壳。所述主控模块包括控制器、电源、存储和外部通信接口，其中由探头拾取的信号通过电缆传输到数据采集模块，并经过主控模块进行数据存储、处理，并通过传输接口连接线缆传送到地面上位机。地面上位机是预装相应软件的工控机。本发明可测试并记录井下电源线上及信号线上或其它线缆上的电磁干扰信号，具有高速数据采集处理能力，可采集高于IKHz直到30MHz的电磁干扰信号的波形数据。整个装置通过一个21V的外部电池或21V的外部直流电源供电。
[0017]本发明设备使用NI公司的采集卡5761和控制器7935。在井下数据采集器部分，把采集卡5761插入控制器7935上，连接电源线和网线。
[0018]如图2所示采集卡5761面板及结构图，采集卡具备4路同步采样、14位ADC分辨率、500MHz带宽和250MS/s采样率。
[0019]如图3所示控制器7935外形图，控制器上搭载的DSP中FPGA可通过软件模块进行编程，具备2GB板载动态存储、运行Linux实时双核ARM处理器、适应直流供电范围9-30V，非常适用矿井下长期可靠运行。整个系统功耗极低、采用实时Linux系统可靠性高，上电即可运行部署的程序，井下部分可脱离上位机电脑独立工作并存储数据，待联机后上传数据。
[0020]如图4所示，设备外壳采用矿用防爆外壳结构。符合国家标准GB3834的要求，可以应用于有爆炸性气体的环境。
[0021 ]如图5所示，外壳上的接口采用了密封的喇叭口设计，避免水汽、灰尘进入:喇叭口内进出井下数据采集器的电缆接口都采用塑胶材质密封块进行全密封安装。
【主权项】
1.一种矿用传导干扰测试记录仪，包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分组成。井下数据采集处理器包括依次连接的探头及导入电缆，数据采集模块，主控模块，及防爆外壳。所述主控模块包括控制器、电源、存储和外部通信接口，由探头拾取的信号通过电缆传输到数据采集模块，并经过主控模块进行数据存储、处理，并通过传输接口连接线缆传送到地面上位机。地面上位机是预装相应软件的工控机。所属设备型式为隔爆兼本安型。其特征在于，所述隔爆兼本安型设备包括井下数据采集记录器和地面上位机两部分。干扰信号通过探头拾取并传输给信号采集模块，通过主控模块记录并传输到上位机。2.如权利要求1所述的一种矿用传导干扰测试记录仪，其特征在于，所述设备为隔爆兼本安型。3.如权利要求1所述的一种矿用传导干扰测试记录仪，其特征在于，所述探头拾取传导干扰信号。4.如权利要求1所述的一种矿用传导干扰测试记录仪，其特征在于，井下数据采集记录器采用外部直流供电方式。5.如权利要求1所述的一种矿用传导干扰测试记录仪，其特征在于，井下数据采集记录器包括依次连接的探头及导入电缆，数据采集模块，主控模块，及防爆外壳。6.如权利要求1所述的一种现场传导干扰信号记录仪，其特征在于，所述主控模块包括控制器、电源、存储和外部通信接口，采集的干扰信号经过主控模块进行数据存储、处理，并通过通信接口连接线缆传送到地面上位机。
【文档编号】G01R23/16GK105911347SQ201610188554
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】辛中华, 王海潮, 刘涛
【申请人】煤炭科学技术研究院有限公司