太赫兹检测仪的工作状态远程检测方法与流程

文档序号:15044635发布日期:2018-07-27 22:19阅读:277来源:国知局

本发明属于太赫兹光谱仪技术领域,具体涉及一种采用光谱分析技术的太赫兹检测仪的工作状态远程检测方法。



背景技术:

太赫兹光谱仪的应用日益广泛。对于远程使用太赫兹光谱仪进行维护时,厂家往往无法通过短时间的监测判断出是属于何种故障,因为不仅仅是光谱分析相关指令和部件执行可能存在故障,而且在检测到光谱数据后的放大处理等环节也可能出现故障。分析故障的模型因此都较为复杂,在采用光谱分析技术分析土质成分时,太赫兹光谱仪器的性能对于预测效果有一定影响,而且不同的预测模型建立方法在预测过程中也体现出了极其重要的作用。有时即使采用了同样型号的光谱仪器,预测模型建立的方法不同,得到的检测效果也不同,其中主要采用了主成分回归分析、偏最小二乘和人工神经网络等方法。也有很多学者对于多种数据处理方法进行了对比,结果显示每种方法具有自身的特点,但具体使用哪种数据处理方法进行建模可以得到最有的检测结果,在目前的研究成果中并未得到一个确切的结论。这种复杂分析方法带来的时间成本给用户造成了不良体验。



技术实现要素:

鉴于以上分析,为了缩短故障检测时间并基于故障排除情况进行适当温度采集作业,本发明的主要目的在于提供一种太赫兹检测仪的工作状态远程检测方法,用于对远程太赫兹光谱仪信号处理电路的故障进行检测,所述信号处理电路包括放大电路,所述方法包括:

(10)发送检测指令给远程太赫兹光谱仪;

(20)监测接收到的远程太赫兹光谱仪传输的数据量,根据所述数据量确定远程太赫兹光谱仪的故障类型;

(30)基于确定的故障进行工作状态数据采集。

进一步地,所述步骤(10)包括:

(101)发送第一类型的指令给远程太赫兹光谱仪,所述第一类型的指令在远程太赫兹光谱仪上的预计执行时间少于第一时间;

(102)间隔至少第一时间后,发送第二类型的指令给远程太赫兹光谱仪,所述第二类型的指令在远程太赫兹光谱仪上的预计执行时间少于第二时间,所述第二时间少于第一时间;

(103)间隔至少第二时间后,再次发送第一类型的指令给远程太赫兹光谱仪。

进一步地,设经历第一时间后接收到远程太赫兹光谱仪的数据量为a字节,再经历第二时间后接收到远程太赫兹光谱仪的数据量为b字节,再经历第一时间后接收到的远程太赫兹光谱仪的数据量为c字节;则所述步骤(20)包括:

当(a+c)/(a+2b+c)小于第一预设阈值时,确定此时远程太赫兹光谱仪信号处理电路无故障;

当(a+b)/(b+c)小于第二预设阈值且(a+c)/(a+2b+c)大于第一预设阈值时,确定此时远程太赫兹光谱仪信号处理电路可能故障,启动第三类型指令给远程太赫兹光谱仪;

接收第三类型指令在远程太赫兹光谱仪上分析后的数据,与预设故障参数参考值进行比较,当大于预设故障参数参考值时确定该远程太赫兹光谱仪存在信号处理故障。

进一步地,所述第一类型指令为光谱分析指令,所述第三类型指令为通过所述放大电路进行信号放大的指令,且所述放大电路是为了获得与预设故障参数参考值相比较时使用的放大电路。

进一步地,所述第二类型指令为查询工作状态指令、返回当前时间指令、返回当前gps位置信息指令之一。

进一步地,所述放大电路包括:包括依次编号的第一电容c1——第十四电容c14共14个电容、依次编号的第一电阻r1——第二十五电阻r25共25个电阻、依次编号的第一二极管d1——第三二极管d3共3个二极管、依次编号的第一晶体管t1——第十四晶体管t14共14个晶体管、加减运算电路、信号输入端vin、信号输出端vout、电源端vs以及接地端,所述第十四电阻r14为阻值可调电阻,其余24个电阻的阻值固定,其中第一电容c1的第一端连接第四电阻r4的第一端,第四电阻r4的第二端连接电源vs以及第五电阻r5的第一端,第一电容c1的第二端接地;第四电阻r4的所述第一端还连接第一二极管d1的正极、第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端、第二电容c2的第一端、第三电阻r3的第一端,第一二极管d1的负极连接第二二极管d2的正极,第二二极管d2的负极连接通过第六电阻r6接地,第一电阻r1的第二端连接第一晶体管t1的发射极,第一晶体管t1的基极连接第二二极管d2的负极,第一晶体管t1的集电极连接第七电阻r7的第一端,第七电阻r7的第二端分别连接第十二电阻r12的第一端以及第十三电阻r13的第一端,第二电阻r2的第二端连接第三二极管d3的正极,第三二极管d3的负极分别连接第三电容c3的第一端、第八电阻r8的第一端以及第二晶体管t2的基极,第二电容c2的第二端接地;第三电阻r3的第二端连接第二晶体管t2的发射极,第二晶体管t2的集电极分别连接第四电容c4的第一端、第五电容c5的第一端、第四晶体管t4的集电极、第九电阻r9的第一端通过第十电阻r10连接第十一电阻r11的第一端,第十一电阻r11的第一端还连接第三晶体管t3的集电极、第五晶体管t5的集电极、第六电容c6的第一端、第七电容c7的第一端,第五电阻r5的第二端连接第三晶体管t3的发射极,第三晶体管t3的基极分别连接第四晶体管t4的基极以及第八晶体管t8的基极、第五晶体管t5的基极连接第十一电阻r11的第二端与第十四电阻r14之间,第五晶体管t5的发射极分别连接第六电容c6的第二端、第七电容c7的第二端以及第八晶体管t8的集电极、第十四电阻r14的滑动触头连接在第十一电阻r11的第二端,第九电阻r9的第二端连接第四晶体管t4的基极和第七晶体管t7的集电极,第四晶体管t4的发射极分别连接第四电容c4的第二端、第五电容c5的第二端、第七晶体管t7的基极以及第十二晶体管t12的集电极,第三电容c3的第二端连接第八电阻r8的第二端以及第六晶体管t6的发射极和第七晶体管t7的集电极,第二电阻r2的第二端连接第三二极管d3的正极,第三二极管d3的负极连接第八电阻r8的第一端;第十四电阻r14的第二端分别连接第十九电阻r19的第一端以及第二十电阻r20的第一端,第十二电阻r12的第二端分别连接第九晶体管t9的发射极和第六晶体管t6的基极,第十三电阻r13的第二端分别连接第十晶体管t10的发射极、第七晶体管t7的集电极、信号输入端vin以及第十五电阻r15的第一端;第十五电阻r15的第二端分别连接第九电容c9的第一端、第二十一电阻r21的第一端以及第九晶体管t9的基极,第九电容c9的第二端和第二十一电阻r21的第二端均接地;第六晶体管t6的集电极分别连接第十电容c10的第二端和第十一晶体管t11的集电极;第十二晶体管t12的集电极分别连接第十七电阻r17的第二端、第二十二电阻r22的第一端以及第十四晶体管t14的集电极;第十一晶体管t11的发射极与第十二晶体管t12的发射极均连接第二十五电阻r25的第一端,第二十五电阻r25的第二端通过第十四电容c14接地,第二十五电阻r25的第二端还连接第二十三电阻r23的第二端、第二十四电阻r24的第二端以及第十三电容c13的第一端,第十三电容c13的第二端接地,第九晶体管t9的集电极分别连接第十二晶体管t12的基极以及第二十三电阻r23的第一端,第十晶体管t10的集电极连接第二十四电阻r24的第一端;第七晶体管t7的基极分别连接第十六电阻r16的第一端以及第八电容c8的第一端,第十六电阻r16的第二端以及第八电容c8的第二端分别连接第十晶体管t10的基极;第七晶体管t7的发射极通过第十七电阻r17分别连接第二十二电阻r22的第一端以及第十一电容c11的第一端,第十二晶体管t12的基极连接第十一电容c11的第二端,第七晶体管t7的基极分别连接第十四晶体管t14的基极和第十三晶体管t13的基极,第十四晶体管t14的集电极连接第十二晶体管t12的集电极,第十四晶体管t14的发射极分别连接第十三晶体管t13的发射极以及所述加减运算电路的正输入端、第十三晶体管t13的集电极连接第十九电阻r19的第二端,第二十二电阻r22的第二端分别连接第二十电阻r20的第二端以及第十二电容c12的第一端,第十二电容c12的第二端分别连接第八晶体管t8的发射极和所述加减运算电路的负输入端,所述加减运算电路的输出端连接所述信号输出端;第十三电阻r13的第二端还连接第六晶体管t6的集电极。

本发明的技术方案具有以下优点:

本发明的太赫兹检测仪的工作状态远程检测方法能够在较短时间内,以简单、准确的方式判断太赫兹光谱仪故障时属于自身指令系统问题还是外围信号处理系统问题,便于为现场人员及时查找和解决故障提供可靠依据;所述放大电路基于非对称反馈与放大原理,能够针对不同太赫兹光谱仪进行自适应反馈与放大调整,相比现有的放大电路在零漂方面降低至少45%,非常适合于作为故障调试期间的参考用放大处理,能够为针对光谱仪的工作环境温度、湿度监测带来高可靠性。

附图说明

图1示出了本方法的流程图。

图2示出了根据本发明的放大电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示,本发明的太赫兹检测仪的工作状态远程检测方法,用于对远程太赫兹光谱仪信号处理电路的故障进行检测,所述信号处理电路包括放大电路,所述方法包括:

(10)发送检测指令给远程太赫兹光谱仪;

(20)监测接收到的远程太赫兹光谱仪传输的数据量,根据所述数据量确定远程太赫兹光谱仪的故障类型;

(30)基于确定的故障进行工作状态数据采集。根据本发明的优选实施例,当故障为放大电路故障时,将所述放大电路替换太赫兹光谱仪自身的信号放大电路用以对采集到的工作环境温度、湿度数据进行放大,否则停止对太赫兹光谱仪温度、湿度等的监控并发出告警信息给现场维护人员。

优选地,所述步骤(10)包括:

(101)发送第一类型的指令给远程太赫兹光谱仪,所述第一类型的指令在远程太赫兹光谱仪上的预计执行时间少于第一时间;

(102)间隔至少第一时间后,发送第二类型的指令给远程太赫兹光谱仪,所述第二类型的指令在远程太赫兹光谱仪上的预计执行时间少于第二时间,所述第二时间少于第一时间;

(103)间隔至少第二时间后,再次发送第一类型的指令给远程太赫兹光谱仪。

优选地,设经历第一时间后接收到远程太赫兹光谱仪的数据量为a字节,再经历第二时间后接收到远程太赫兹光谱仪的数据量为b字节,再经历第一时间后接收到的远程太赫兹光谱仪的数据量为c字节;则所述步骤(20)包括:

当(a+c)/(a+2b+c)小于第一预设阈值时,确定此时远程太赫兹光谱仪信号处理电路无故障;

当(a+b)/(b+c)小于第二预设阈值且(a+c)/(a+2b+c)大于第一预设阈值时,确定此时远程太赫兹光谱仪信号处理电路可能故障,启动第三类型指令给远程太赫兹光谱仪;

接收第三类型指令在远程太赫兹光谱仪上分析后的数据,与预设故障参数参考值进行比较,当大于预设故障参数参考值时确定该远程太赫兹光谱仪存在信号处理故障。

优选地,所述第一类型指令为光谱分析指令,所述第三类型指令为通过所述放大电路进行信号放大的指令,且所述放大电路是为了获得与预设故障参数参考值相比较时使用的放大电路。

优选地,所述第二类型指令为查询工作状态指令、返回当前时间指令、返回当前gps位置信息指令之一。

优选地,如图2所示,所述放大电路包括:包括依次编号的第一电容c1——第十四电容c14共14个电容、依次编号的第一电阻r1——第二十五电阻r25共25个电阻、依次编号的第一二极管d1——第三二极管d3共3个二极管、依次编号的第一晶体管t1——第十四晶体管t14共14个晶体管、加减运算电路、信号输入端vin、信号输出端vout、电源端vs以及接地端,所述第十四电阻r14为阻值可调电阻,其余24个电阻的阻值固定,其中第一电容c1的第一端连接第四电阻r4的第一端,第四电阻r4的第二端连接电源vs以及第五电阻r5的第一端,第一电容c1的第二端接地;第四电阻r4的所述第一端还连接第一二极管d1的正极、第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端、第二电容c2的第一端、第三电阻r3的第一端,第一二极管d1的负极连接第二二极管d2的正极,第二二极管d2的负极连接通过第六电阻r6接地,第一电阻r1的第二端连接第一晶体管t1的发射极,第一晶体管t1的基极连接第二二极管d2的负极,第一晶体管t1的集电极连接第七电阻r7的第一端,第七电阻r7的第二端分别连接第十二电阻r12的第一端以及第十三电阻r13的第一端,第二电阻r2的第二端连接第三二极管d3的正极,第三二极管d3的负极分别连接第三电容c3的第一端、第八电阻r8的第一端以及第二晶体管t2的基极,第二电容c2的第二端接地;第三电阻r3的第二端连接第二晶体管t2的发射极,第二晶体管t2的集电极分别连接第四电容c4的第一端、第五电容c5的第一端、第四晶体管t4的集电极、第九电阻r9的第一端通过第十电阻r10连接第十一电阻r11的第一端,第十一电阻r11的第一端还连接第三晶体管t3的集电极、第五晶体管t5的集电极、第六电容c6的第一端、第七电容c7的第一端,第五电阻r5的第二端连接第三晶体管t3的发射极,第三晶体管t3的基极分别连接第四晶体管t4的基极以及第八晶体管t8的基极、第五晶体管t5的基极连接第十一电阻r11的第二端与第十四电阻r14之间,第五晶体管t5的发射极分别连接第六电容c6的第二端、第七电容c7的第二端以及第八晶体管t8的集电极、第十四电阻r14的滑动触头连接在第十一电阻r11的第二端,第九电阻r9的第二端连接第四晶体管t4的基极和第七晶体管t7的集电极,第四晶体管t4的发射极分别连接第四电容c4的第二端、第五电容c5的第二端、第七晶体管t7的基极以及第十二晶体管t12的集电极,第三电容c3的第二端连接第八电阻r8的第二端以及第六晶体管t6的发射极和第七晶体管t7的集电极,第二电阻r2的第二端连接第三二极管d3的正极,第三二极管d3的负极连接第八电阻r8的第一端;第十四电阻r14的第二端分别连接第十九电阻r19的第一端以及第二十电阻r20的第一端,第十二电阻r12的第二端分别连接第九晶体管t9的发射极和第六晶体管t6的基极,第十三电阻r13的第二端分别连接第十晶体管t10的发射极、第七晶体管t7的集电极、信号输入端vin以及第十五电阻r15的第一端;第十五电阻r15的第二端分别连接第九电容c9的第一端、第二十一电阻r21的第一端以及第九晶体管t9的基极,第九电容c9的第二端和第二十一电阻r21的第二端均接地;第六晶体管t6的集电极分别连接第十电容c10的第二端和第十一晶体管t11的集电极;第十二晶体管t12的集电极分别连接第十七电阻r17的第二端、第二十二电阻r22的第一端以及第十四晶体管t14的集电极;第十一晶体管t11的发射极与第十二晶体管t12的发射极均连接第二十五电阻r25的第一端,第二十五电阻r25的第二端通过第十四电容c14接地,第二十五电阻r25的第二端还连接第二十三电阻r23的第二端、第二十四电阻r24的第二端以及第十三电容c13的第一端,第十三电容c13的第二端接地,第九晶体管t9的集电极分别连接第十二晶体管t12的基极以及第二十三电阻r23的第一端,第十晶体管t10的集电极连接第二十四电阻r24的第一端;第七晶体管t7的基极分别连接第十六电阻r16的第一端以及第八电容c8的第一端,第十六电阻r16的第二端以及第八电容c8的第二端分别连接第十晶体管t10的基极;第七晶体管t7的发射极通过第十七电阻r17分别连接第二十二电阻r22的第一端以及第十一电容c11的第一端,第十二晶体管t12的基极连接第十一电容c11的第二端,第七晶体管t7的基极分别连接第十四晶体管t14的基极和第十三晶体管t13的基极,第十四晶体管t14的集电极连接第十二晶体管t12的集电极,第十四晶体管t14的发射极分别连接第十三晶体管t13的发射极以及所述加减运算电路的正输入端、第十三晶体管t13的集电极连接第十九电阻r19的第二端,第二十二电阻r22的第二端分别连接第二十电阻r20的第二端以及第十二电容c12的第一端,第十二电容c12的第二端分别连接第八晶体管t8的发射极和所述加减运算电路的负输入端,所述加减运算电路的输出端连接所述信号输出端;第十三电阻r13的第二端还连接第六晶体管t6的集电极。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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