一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法，属于地面辐照模拟试验【技术领域】。所述装置包括：输入端口、输出端口、通道切换单元、切换控制单元和逻辑处理单元。本发明在辐照试验过程中利用远程计算机对辐照试验系统外围监测设备与辐照真空靶室内待检测试验板之间连接通道的控制，实现外围监测设备与辐照真空靶室内不同待检测试验板之间连接通道自动切换的远程控制。本发明可以增强辐照试验流程操作的自动化，提高试验效率。同时，该发明还可减少试验人员进入辐照室的次数，从而降低试验人员的试验风险。
【专利说明】一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地面辐照模拟试验【技术领域】，具体涉及辐照试验过程中用于远程控制辐照真空靶室内检测试验板间切换的装置和方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内大量的辐照效应研究都是在地面辐照模拟专用终端上实现的。通常将待测试验板放置在真空辐照靶室内部，而电源和外围监测等设备则需要放置在真空辐照靶室外部，通过真空辐照靶室侧壁上的法兰实现真空辐照靶室内外系统的连接。
[0003]为了减少真空罐的开启次数，节约试验机时，通常在真空辐照靶室内一次放置多个待测试验板，一个试验板对应一套外围监测设备。例如真空辐照靶室中有8块待测试验板，相应就需要8套外围设备。这么多的外围设备不仅占用空间大，而且在管理和搬运上会带来很大麻烦。如果只用一套外围设备，就需要试验操作人员在试验过程中不断对系统进行拆卸和重组。由于待测试验板较多，这种通过手工对连接线进行调整的板间切换方法比较复杂，耗费的时间也比较长。
[0004]同时，手动切换方法需要试验人员频繁进入辐照室进行操作，增加了辐照损伤的几率，在保障试验人员人身安全方面存在隐患，因此辐照试验过程中提供一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法非常必要。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术不足，提供一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法，用以降低辐照试验过程中真空靶室内板间切换的复杂性，从而提高试验效率、降低试验风险。
[0006]为解决上述技术问题，本发明公开了一种辐照真空靶室内待检测试验板间切换的装置，其包括:
[0007]输入端口，其连接至外围检测设备，从外围检测设备接收检测信号；
[0008]多个输出端口，用于分别连接至多个待检测试验板的待测端口，以将所述检测信号输出至所述待检测试验板；
[0009]通道切换单元，其根据从切换控制单元接收到的选通信号将输入端口连接至当前选通的待检测试验板对应的输出端口，以形成当前待检测试验板的检测通道；
[0010]切换控制单元，其用于根据从逻辑处理单元接收到的控制切换指令产生选通信号，以在不同待检测试验板间进行切换，并检测所选通的待检测试验板的检测通道上的连通信号，然后将其传送给逻辑处理单元；
[0011]逻辑处理单元，其向切换控制单元发出控制切换指令，并根据所述切换控制单元传送的连通信号判断所选通的待检测试验板的检测通道的通断状态。
[0012]本发明还公开了一种包括辐照真空靶室内板间切换装置的辐照检测系统，其包括:[0013]待检测试验板，其放置于辐照真空靶室内部；
[0014]辐照真空靶室内板间切换装置，其放置于辐照真空靶室外部，其输出端与所述待检测试验板的待测端口通过辐照真空靶室的法兰接口相连；
[0015]外围检测设备:其与辐照真空靶室内板间切换装置的输入端口相连，用于向待检测试验板的待测端口传输检测信号；
[0016]监控主机:其通过USB接口与所述辐照真空靶室内板间切换装置相连，用于控制所述辐照真空靶室内板间切换装置在多个待检测试验板间进行切换检测；
[0017]其中，所述辐照真空靶室内板间切换装置包括:
[0018]输入端口，其连接至外围检测设备，从外围检测设备接收检测信号；
[0019]多个输出端口，用于分别连接至多个待检测试验板的待测端口，以将所述检测信号输出至所述待检测试验板；
[0020]通道切换单元，其根据从切换控制单元接收到的选通信号将输入端口连接至当前选通的待检测试验板对应的输出端口，以形成当前待检测试验板的检测通道；
[0021]切换控制单元，其用于根据从逻辑处理单元接收到的控制切换指令产生选通信号，以在不同待检测试验板间进行切换，并检测所选通的待检测试验板的检测通道上的连通信号，然后将其传送给逻辑处理单元；
[0022]逻辑处理单元，其向切换控制单元发出控制切换指令，并根据所述切换控制单元传送的连通信号判断所选通的待检测试验板的检测通道的通断状态。
[0023]本发明还公开了一种用于远程控制上述辐照真空靶室内板间切换装置进行板间切换的方法，其包括:
[0024]步骤1、通过监控主机选通要检测的待检测试验板的通道，使得外围设备的检测信号通过所述选通通道传输至所述待检测试验板；
[0025]步骤2、所述切换控制单元实时采集所述选通通道上所述通道切换模块的继电器控制端的端电压，并将所述端电压数据上传给所述逻辑处理单元；
[0026]步骤3、所述逻辑处理单元对所述端电压数据进行处理分析，得到所述选通通道的状态，即待检测试验板的待测端口的状态，并将其传送至监控主机；
[0027]步骤4、关闭该选通通道，返回步骤I进行下一待检测试验板的检测。
[0028]本发明有益效果如下:
[0029]本发明结合目前国内单粒子效应地面模拟试验的现有条件和技术，提出了一种用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的装置和方法。实现了辐照试验过程中板间切换的自动化操作，减少了板间切换的时间，提高了试验效率，降低了安全风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明中用于远程控制辐照真空靶室内板间切换装置的结构示意图；
[0031]图2是本发明中辐照真空靶室内待检测试验板的结构示意图；
[0032]图3是本发明中用于远程控制辐照真空靶室内板间切换装置的人机交互界面示意图；
[0033]图4是本发明中包含用于远程控制辐照真空靶室内板间切换装置的辐照检测系统的结构示意图；[0034]图5是本发明中用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的方法流程图。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0036]图1示出了本发明中远程控制辐照真空靶室内板间切换装置的结构示意图。如图1所示，本发明公开了一种远程控制辐照真空靶室内板间切换装置，其包括:输入端口、输出端口、通道切换单元、切换控制单元和逻辑处理单元，以下结合附图对上述各实体进行详细描述。
[0037]如图1所示，本发明中所述输入端口其连接至外围检测设备，并从外围检测设备接收检测信号，其包括:电源端口、串口以及监测设备端口，它们与图2所示辐照真空靶室内单个待检测试验板的端口数量及类型一致。所述输出端口分别连接所述辐照真空靶室内待检测试验板的待测端口，其包括电源扩展端口、串口扩展端口和检测设备扩展端口，每种类型端口的数量与待测板的数量对应一致。图1示出的是两个待检测试验板时输出端口的结构。
[0038]图2示出了本发明中远程控制辐照真空靶室内待测试验板的结构示意图。如图2所示，本发明一优选实施例中所述远程控制辐照真空靶室内有两个待检测试验板，为1、2号待检测试验板，其分别对应于图1中所示的输出端口的I号和2号。
[0039]本发明中通道切换单元，根据输出端口类型的不同划分为相应数量且相对独立的通道切换模块。本发明优选实施例中为三种输出端口，如图1所述，因此分三个通道切换模块，分别为电源设备通道切换模块、串口通道切换模块以及监测设备通道切换模块。其中，所述通道切换模块由控制不同通道之间进行切换的继电器构成，每个通道切换模块分别对应输出端口中同类型的多个端口，其数量与待检测试验板的数量相同。所述输入端口通过通道切换单元与同类型输出端口之间形成多个通道，构成具有单进多出选通控制功能的多路器。本发明的优选实施例中所述通道类型分别为电源通道、串口通道和检测设备通道，每种类型通道的数量也与待检测试验板的数量相同。
[0040]如图1所示，本发明中的切换控制单元，分别与通道切换单元中实现各通道切换单元的继电器的控制端连接，其根据所述逻辑处理单元的切换控制指令产生所述通道切换单元的选通控制信号，以及负责采集各通道切换模块中各继电器控制端的端电压状态。如果继电器控制端电压的状态为1，说明继电器的输入输出处于导通状态，则表示该通道处于导通状态；如果继电器控制端电压的状态为0，说明继电器的输入输出处于断开状态，则表示该通道处于未导通状态；。
[0041 ] 如图1所示，本发明中的逻辑处理单元，其连接切换控制单元，并通过所述USB接口与监控主机连接。所述逻辑处理单元负责处理从监控主机接收的控制指令，并控制切换控制单元产生选通控制信号；以及对切换控制单元采集的各通道切换模块的控制端电压进行分析处理，判断该通道是否处于导通状态，并将各通道在线状态向监控主机进行实时回传。
[0042]图3示出了本发明中监控主机上用于控制板间切换的人机交互界面示意图。如图3所示，人机交互界面包括控制和状态显示两个部分。控制部分通过界面按键的方式向逻辑处理单元发送相应的控制指令；状态显示部分通过虚拟指示灯显示各通道在线状态。
[0043]如图3所示，本发明优选实施例中采用的是同时对3个I号或2号通道进行控制的方式，同时完成I号(或2号)电源设备通道、I号(或2号)串口通道以及I号(或2号)监测设备通道的导通和断开。除此之外，还可以分开对每个通道进行控制。
[0044]图4示出了本发明中包含用于远程控制辐照真空靶室内板间切换装置的辐照检测系统的结构示意图。如图4所示，所述辐照试验系统包括板间切换装置、待检测试验板、电源设备、检测设备和监控主机板间切换装置放置在辐照真空靶室外部，待检测试验板放置于辐照真空靶室内部，通过辐照真空靶室的法兰接口完成待检测试验板的电源接口与所述板间切换装置的电源扩展端连接待检测试验板的串口与所述板间切换装置的串口扩展端连接，待检测试验板的监测设备接口与所述板间切换装置监测设备扩展端连接。
[0045]如图4所示，板间切换装置的电源端口与电源设备连接，串口与监控主机的串口连接，监测设备端口与监测设备连接。
[0046]如图4所示，远程计算机放置在隔离墙外部，用于实现操作人员在辐照试验期间对监控主机的远程控制，保障辐照试验期间操作人员的安全，通过网线与隔离墙内部的监控主机连接，板间切换装置的USB接口同样与监控主机连接。
[0047]图5示出了本发明中用于远程控制辐照真空靶室内板间切换的方法流程图，该方法包括:
[0048]I)试验前期准备及调试。如图4中用于远程控制辐照真空靶室内板间切换连接的结构示意图，将辐照试验系统进行搭建。通过监控主机上的人机交互界面和辐照试验系统界面对辐照试验系统进行调试，验前确保各项设备及模块的正常使用。
[0049]2)对包含所述板间切换装置的辐照试验系统进行初始化。首先，用远程计算机对监控主机进行控制，启动监控主机上的人机交互界面和辐照试验系统界面；对包含所述板间切换装置的辐照试验系统进行初始化操作，对各项功能设备进行初始化，所述板间切换装置的所有通道处于断开状态。辐照试验系统界面用于实现对辐照真空罐内的待检测试验板进行控制，以及试验期间实时显示试验结果和电压电流曲线。
[0050]3)通过监控主机连通首先进行试验的待检测试验板与辐照试验系统外围设备的连接通道。以I号待检测试验板为例，通过人机交互界面的I号试验板的“打开”按键，向所述板间切换装置的逻辑处理单元发送打开所有I号通道的控制指令，完成I号待检测试验板端口与电源设备、监控主机以及监测设备之间连接通道的导通；所有I号待检测试验板相关通道导通后，I号待检测试验板相关虚拟状态显示指示灯变亮。I号待检测试验板与各功能设备处于试验前准备状态。
[0051]4)试验开始，所述板间切换装置的切换控制单元实时对各通道切换单元中继电器组控制端进行电压采集，然后将采集数据向逻辑控制单元进行结果回传，逻辑控制单元经过分析处理后，通过所述USB接口在监控主机的人机交互界面上实时显示各通道在线状态。
[0052]5)辐照真空靶室内板间进行切换。I号待检测试验板完成试验后，接下来需要对2号待检测试验板进行试验，此时就需要进行I号待检测试验板到2号待检测试验板的板间切换。同样通过人机交互界面的按键进行操作:“关闭”1号待检测试验板，此时所述装置将辐照试验系统的外围设备与I号待检测试验板之间的所有相关连接通道断开，状态回传，I号待检测试验板相关虚拟状态显示指示灯变暗为断开状态；“打开”2号待检测试验板，所述装置将辐照试验系统外围设备与2号待检测试验板之间的所有相关连接通道导通，状态回传，2号待检测试验板相关虚拟状态显示指示灯变亮为导通状态，2号待检测试验板进行试验。
[0053]6)试验结束，所有试验结束后，选中人机交换界面中“结束”按键，此时所有通道全部断开，虚拟状态显示指示灯显示所有通道为断开状态，完成本次试验。
[0054]如上所述，借助本发明实例提供的技术方案，通过远程控制辐照真空靶室内板间切换装置输入接口和输出接口之间通道的切换，可以完成辐照试验过程中远程控制辐照真空靶室内多个待检测试验板之间的切换，实现了试验过程中板间切换的自动化操作，减少了板间切换的时间，提高了试验机时的利用率；同时减少了辐照环境中工作的时间，降低了试验操作人员的安全风险。
[0055]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种辐照真空靶室内待检测试验板间切换的装置，其包括: 输入端口，其连接至外围检测设备，从外围检测设备接收检测信号； 多个输出端口，用于分别连接至多个待检测试验板的待测端口，以将所述检测信号输出至所述待检测试验板； 通道切换单元，其根据从切换控制单元接收到的选通信号将输入端口连接至当前选通的待检测试验板对应的输出端口，以形成当前待检测试验板的检测通道； 切换控制单元，其用于根据从逻辑处理单元接收到的控制切换指令产生选通信号，以在不同待检测试验板间进行切换，并检测所选通的待检测试验板的检测通道上的连通信号，然后将其传送给逻辑处理单元； 逻辑处理单元，其向切换控制单元发出控制切换指令，并根据所述切换控制单元传送的连通信号判断所选通的待检测试验板的检测通道的通断状态。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通道切换单元包括通道切换模块，所述通道切换模块包括继电器；所述切换控制单元与所述继电器的控制端连接，其检测所述继电器控制端的控制电压作为连通信号发送至所述逻辑处理单元。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述待检测试验板包括多种类型的待测端口，每个待测端口与所述装置的一个输出端口相连；所述通道切换模块包括多个，且每个所述通道切换模块连接至对应于多个待检测试验板上同种类型待测端口的输出端口。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置放置在辐照真空靶室外部，所述待检测试验板位于所述辐照真空靶室内；通过辐照真空靶室的法兰接口连接待检测试验板的待测端口和所述装置的输出端口。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述待检测试验板的待测端口包括电源接口、串口和监测设备接口，所述输入端口也包括相应地电源输入端、串口输入端和监测设备输入端，分别连接至外围电源设备、监控主机和监测设备；所述输出端口包括多个电源输出端、多个串口输出端和多个监测设备输出端，且每种输出端的数量与待检测试验板的数量相同；所述通道切换单元包括电源通道、串口通道和监测设备通道。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括USB接口，所述逻辑处理单元通过所述USB接口与所述监控主机通信； 所述监控主机包括人机交互接口，通过所述人机交互接口向所述逻辑处理单元发送控制指令，还通过所述人机交互接口输出各个通道的选通状态。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监控主机连接至远程计算机，通过所述远程计算机操作所述监控主机。
8.一种包括辐照真空靶室内板间切换装置的辐照检测系统，其包括: 待检测试验板，其放置于辐照真空靶室内部； 辐照真空靶室内板间切换装置，其放置于辐照真空靶室外部，其输出端与所述待检测试验板的待测端口通过辐照真空靶室的法兰接口相连； 外围检测设备:其与辐照真空靶室内板间切换装置的输入端口相连，用于向待检测试验板的待测端口传输检测信号； 监控主机:其通过USB接口与所述辐照真空靶室内板间切换装置相连，用于控制所述辐照真空靶室内板间切换装置在多个待检测试验板间进行切换检测；其中，所述辐照真空靶室内板间切换装置包括: 输入端口，其连接至外围检测设备，从外围检测设备接收检测信号； 多个输出端口，用于分别连接至多个待检测试验板的待测端口，以将所述检测信号输出至所述待检测试验板； 通道切换单元，其根据从切换控制单元接收到的选通信号将输入端口连接至当前选通的待检测试验板对应的输出端口，以形成当前待检测试验板的检测通道； 切换控制单元，其用于根据从逻辑处理单元接收到的控制切换指令产生选通信号，以在不同待检测试验板间进行切换，并检测所选通的待检测试验板的检测通道上的连通信号，然后将其传送给逻辑处理单元； 逻辑处理单元，其向切换控制单元发出控制切换指令，并根据所述切换控制单元传送的连通信号判断所选通的待检测试验板的检测通道的通断状态。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统还包括远程计算机，其通过网络远程控制所述监控主机的操作。
10.一种用于远程控制权利要求1所述的辐照真空靶室内板间切换装置进行板间切换的方法，其包括: 步骤1、通过监控主机选通要检测的待检测试验板的通道，使得外围设备的检测信号通过所述选通通道传输至所述待检测试验板； 步骤2、所述切换控制单元实时采集所述选通通道上所述通道切换模块的继电器控制端的端电压，并将所述端电压数据上传给所述逻辑处理单元；` 步骤3、所述逻辑处理单元对所述端电压数据进行处理分析，得到所述选通通道的状态，即待检测试验板的待测端口的状态，并将其传送至监控主机； 步骤4、关闭该选通通道，返回步骤I进行下一待检测试验板的检测。
【文档编号】G05B19/04GK103631160SQ201310133293
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年4月17日 优先权日:2013年4月17日
【发明者】贾海涛, 蔡刚, 杨海钢 申请人:中国科学院电子学研究所