一种便携式磁通门梯度仪采集系统的制作方法

本实用新型涉及电磁检测技术领域，具体涉及一种便携式磁通门梯度仪采集系统。

背景技术：

近年来，航空磁梯度探测是磁测技术的研究热点，相比传统磁法勘探，航空磁梯度探测具有信息量丰富、空间分辨率高等优点，可在人员不可及、条件恶劣的受限制地区开展工作，勘探面积广，逐渐成为磁测领域研究的热点，广泛应用于矿产普查、地质调查和军事等方面，属于西方国家限制出口的尖端技术。目前德国、美国、澳大利亚等国均已经开展了磁梯度仪器系统的研制工作，并进行了大量的野外实验，取得了一定的成果。在进行磁梯度仪器系统的研制工作起初，依赖大型的固定翼飞机，在地形复杂难以展开地面勘探的大面积地区开展工作，但由于固定翼的飞行高度在千米以上，异常分辨率较低，难以十分准确的定位磁异常，从而衍生出了固定翼到直升机，滑翔翼及当前热门的无人机等多种飞行平台。其中，无人机具有高可靠、低成本、实施方便、无人员危险等优势。伴随着平台的小型化，要求载荷向紧凑、高稳定可靠等趋势发展；从而适应磁测平台的发展。

我国的航空磁梯度探测起步较晚，近年来，国内航空磁梯度探测的数据处理及解释研究方面已趋于成熟。现有的航空磁梯度测量仪虽然在功能指标上，已达到磁测的目标，但操作系统复杂，采集系统繁琐，对飞行平台的选择存在很大程度的制约，不利于飞行实验。

传统的航空磁梯度测量仪，选用了液晶显示屏，按钮等在仪器外壳搭建控制面板，如现有航空磁梯度测量仪控制面板，由按钮，液晶显示屏构成。在实验过程中，为了避免误碰按钮导致实验失败，和对液晶显示屏的保护，每次实验前需要考虑仪器的安全安装，同时，由于机械碰触，按钮经常会触发失效，导致野外实验难以顺利进行，且传统的显示屏，显示信息量受限，无法实时监测分析实验数据质量，常常耗费大量的财力、物力做野外飞行实验，事后实验处理却发现数据无法使用，需要重复进行实验，降低工作效率，造成不必要的损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便携式磁通门仪梯度采集系统，用以解决现有误碰按钮导致实验失败或者触发失效，导致野外实验难以顺利进行的问题，以及无法实时监测分析实验数据质量，导致需要重复进行实验，降低工作效率，造成不必要的损失的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种便携式磁通门梯度仪采集系统，所述便携式磁通门梯度仪采集系统包括：主机箱和人机交互平台；

所述主机箱包括：采集模块、嵌入PC控制模块、路由器、电源模块和磁通门信号调理模块，所述采集模块、所述嵌入PC控制模块、所述磁通门信号调理模块和所述路由器设置于所述主机箱内；

所述电源模块用于为所述采集模块、所述磁通门信号调理模块、所述嵌入PC控制模块和所述路由器供电；

采集模块用于采集磁通门及惯导数据；

所述路由器用于设置局域网；

所述嵌入PC控制模块和所述采集模块通过所述局域网进行通信，以进行所述磁通门及惯导数据的传输；

所述人机交互平台，用于对所述磁通门及惯导数据进行显示。

在一种可能的实现方式中，所述采集模块由两块8通道、24位A/D转换的NET0824采集卡组成。

在一种可能的实现方式中，所述采集卡连接在路由器上，与嵌入PC控制模块通过TCP/IP协议进行通信。

在一种可能的实现方式中，所述主机箱具有6个面，所述6个面中的每个面设有6个螺纹孔，螺钉穿过所述螺纹孔，以组装所述主机箱。

在一种可能的实现方式中，所述便携式磁通门梯度仪采集系统还包括磁通门探头；

所述磁通门探头与所述磁通门信号调理模块采用空中对接方式连接。

在一种可能的实现方式中，所述主机箱的材料为无磁性材料。

在一种可能的实现方式中，所述无磁性材料是铝、聚苯乙烯和ABS塑料中的任意一种。

本实用新型具有如下优点：

采用索泰ZBOX PI320作为嵌入PC，NET0824采集卡作为采集模块，取代了数据记录仪，改良了搭载平台受制约的缺陷；通过软件触发，取代机械按钮及液晶屏，避免了按钮误碰，提高仪器封闭性，便于在野外恶劣的天气环境下工作；人机交互界面实时获取实验数据，成图，分析，报错，便于实验人员分析实验数据质量，及时进行重复实验，降低野外实验的失败率。

附图说明

图1为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统主机箱内模块布局示意图；

图2为本实用新型提供的便携式磁通门梯度采集仪系统整体硬件框图；

图3为本实用新型提供的采集模块中的主/从采集卡同步实现方法示意图；

图4为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统实验流程图；

图5a为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统的人机交互平台示意图；

图5b为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统的人机交互平台又一示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

图1为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统主机箱内模块布局示意图。如图1所示，该便携式磁通门梯度仪采集系统包括：主机箱10和人机交互平台11(未示出)。主机箱10包括：采集模块101、嵌入PC控制模块102、路由器103、电源模块104和磁通门信号调理模块105。

采集模块101、嵌入PC控制模块102、路由器103、电源模块104和磁通门信号调理模块105设置于主机箱内，且在主机箱内电性连接，连接紧凑。该主机箱尺寸为22.5*21*19cm(长*宽*高)，箱体的六面独立，易拆卸，每面设有6个安装测试仪器的螺纹孔，结构牢固。

电源模块104用于为所述采集模块101、所述嵌入PC控制模块102、所述路由器103和所述磁通门信号调理模块105供电。图2为本实用新型提供的便携式磁通门梯度仪采集系统整体硬件框图。如图2所示，该电源模块104包括电池电量监测模块、DC-DC转换模块和锂电池，这种结构便于随时掌握电量，易于使用。

磁通门信号调理模块105用于磁场信号调理，采集模块101用于采集经磁通门信号调理模块105调理磁场信号后，产生的磁通门及惯导数据。其中，采集模块101可以由两块8通道、24位A/D转换的NET0824采集卡组成，采集卡采样率可以有多种选择，连接在路由器103上，与主机通过TCP/IP协议进行通信，分别设置有主卡和从卡，分别设置为主从卡，主卡为从卡提供采样时钟及触发信号，主卡采用板内硬触发，由软件启动，同时向外输出触发信号，启用板载时钟；从卡采用板外硬触发，同步主卡采样时钟。该主从卡的结构如图3所示。

所述路由器103用于设置局域网，相比蓝牙或者无线连接，具有可靠、数据传输量大的优点。

所述嵌入PC控制模块102和所述采集模块101通过所述局域网进行通信，以进行所述磁通门及惯导数据的传输。

其中，可以采用索泰ZBOX PI320作为嵌入PC模块102。

所述人机交互平台11，用于对所述磁通门及惯导数据进行显示。在LabVIEW环境下，通过TCP通信协议，设定十六进制控制指令：连接成功(CCAA)、开始保存(BBEE)等，并实现对惯导获取的二进制数采用IEEE754协议解析，磁场值取均值成图。嵌入PC模块102与人机交互平台11连接成功提示后，通过USB供电的微小显示屏，实验人员可以观测解析成图的磁场数据及惯导数据，进行后续的实验分析。由于进行了连接成功提示，若连接正常，即可拔掉网线，进行探测实验，提高实验有效性，避免仪器不工作无数据情况产生。

进一步的，所述便携式磁通门梯度仪采集系统还包括磁通门探头12，所述磁通门探头12与所述磁通门信号调理模块105采用空中对接方式连接，保持高度的独立性，使用灵活。

进一步的，主机箱的材料为无磁性材料，该无磁性材料可以是铝、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)塑料中的任意一种。

进一步的，工作过程如下：

采集模块101、嵌入PC控制模块102、路由器103、电源模块104和磁通门信号调理模块105等组合成便携式磁通门梯度仪采集系统。采集模块101采集并存储便携式磁通门梯度仪的数据，并将数据通过TCP/IP通信传输给嵌入PC控制模块，同时接收嵌入PC控制模块对其发送的控制指令。

采集模块101由两块8通道、24位A/D转换的NET0824采集卡组成，NET0824数据采集卡和嵌入PC模块102与CN-IMU-680G(高精度微惯性组合导航系统中的一种)进行串口通信，实现对磁通门梯度仪的经纬度、姿态、高度等信息的获取。由此，通过采用索泰ZBOX PI320作为嵌入PC，NET0824采集卡作为采集模块，取代了数据记录仪，改良了搭载平台受制约的缺陷；通过软件触发，取代机械按钮及液晶屏，避免了按钮误碰，提高仪器封闭性，便于在野外恶劣的天气环境下工作；人机交互界面实时获取实验数据，成图，分析，报错，便于实验人员分析实验数据质量，及时进行重复实验，降低野外实验的失败率。

实施例2

为了进一步优化上述实施例，提高仪器的稳定性及可操作性，在系统搭建完成初期，设计了不同的实验，如图4所示。图4为本实用新型提供的便携式磁通门梯度采集仪系统实验流程图。如图4所示，在进行实验时，一般包括以下步骤：

40，地面探测实验。

41，飞行探测实验。

42，校正实验。

43，测试实验。

44，惯导信息成图。

45，磁场梯度值成图。

46，信息提示。

47，测线轨迹记录。

在LabVIEW环境下，通过TCP通信协议，设定十六进制控制指令：连接成功(CCAA)、开始保存(BBEE)等，并实现对惯导获取的二进制数采用IEEE754协议解析，磁场值取均值成图。

在图5a和图5b中，通过“磁场信息图”、“惯导信息图”、“数据保存”，切换按钮，切换不同显示页面，通过“开始采集”、“保存成功”、“停止采集”等指示灯，获取当前仪器所处工作状态，提高人机交互能力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。