一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，在设计上充分利用模块化的思路，将监控系统分成若干独立的子电路；在成本上虽然会比一体化的设计高一些，但是它的优点是实现简单，每个模块的功能都比较简单，因此出现故障的时候，更加容易发现和解决问题；维护也更加容易，由于单个电路的成本较低，可以采用直接替换故障电路板的方式；同时本实用新型专利技术采用的拓扑结构利于扩展，可以支持高达32路的回旋振荡管器件，而仅仅只需要对ARM嵌入式单板电路进行重新配置；多路高功率回旋振荡管运行监视控制器既可以通过自带的触摸屏面板进行设置；用户界面简单易用，未连接的回旋管通道呈灰色，用户无法选择和设置。

A Multi-Channel High Power Gyro Oscillator Operating Monitoring Controller

【技术实现步骤摘要】
一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器
本技术涉及一种监视控制器，具体涉及一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器。
技术介绍
回旋振荡管是一种电真空微波功率器件，它基于回旋脉塞原理，能够在毫米和亚毫米波段获得很高的输出功率。回旋振荡管的应用领域广泛，可以作为微波加热源用于工业烧制和电子回旋谐振加热，兆瓦量级输出的回旋振荡管是托卡马克加热系统的关键部件。然而大功率的回旋振荡管造价昂贵，工作电压通常为80kV左右，回旋振荡管的热阴极通常工作在1000度左右的高温。一旦回旋振荡管的工作超出设计的正常状态，很容易引发故障，如果处理不及时，很可能导致内部放电，损坏微波输出窗口。一旦起隔离真空作用的微波输出窗口损坏，回旋振荡管也就有很大可能直接报废，代价非常高。在多个回旋振荡管同时运行，并联输出的情况下，对它们的运行状态进行监控，及时诊断和处理故障尤为重要，在出现故障的情况下，控制系统需要在20微秒内切断回旋管供电电源与回旋振荡管之间的连接。因此设计一个多路的高功率回旋振荡管的运行监视控制器是非常有现实意义的工作。一般来说，真空器件的电源都具备调整运行参数的功能，但是功能过于简单，而且都存在扩展性较差的问题。现有的解决方案能难达到对多对路真空器件的监控，即使在原有基础上勉强集成系统，也会变得因为过于庞大和复杂大大增加后期维护的成本和难度。
技术实现思路
本技术提供一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，解决了
技术介绍
中的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案：本技术一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，包括回旋振荡管、前端信号处理电路板、CPLD信号处理电路板和ARM嵌入式电路板，所述回旋振荡管的输出端连接前端信号处理电路板，所述前端信号电路板上集成有前端信号处理板、电光转换电路和光电转换电路；所述CPLD信号处理电路板上集成有光电转换电路、模数转换电路、CPLD、数模转换电路和电光转换电路；所述ARM嵌入式电路板上集成有ARM嵌入式单板和触摸显示屏；所述前端信号处理板通过数据导线电连接前端信号处理电路板上的电光转换电路，该电光转换电路通过光纤连接CPLD信号处理电路板上的光电转换电路，该光电转换电路通过数据导线电连接模数转换电路，所述模数转换电路通过数据导线电连接CPLD，所述CPLD通过数据导线电连接数模转换电路，所述数模转换电路通过数据导线电连接CPLD信号处理电路板上的电光转换电路，该电光转换电路通过光纤连接前端信号处理电路板上的光电转换电路，该光电转换电路通过数据导线电连接前端信号处理板；所述CPLD通过数据总线连接ARM嵌入式单板，所述ARM嵌入式单板通过数据导线电连接触摸显示屏，所述ARM嵌入式单板通过USB接口连接上位机PC。作为本技术的一种优选技术方案，所述前端信号处理电路板和CPLD信号处理电路板采用光纤传输模拟和数字信号量传输。作为本技术的一种优选技术方案，该监视控制器同时监控32路的回旋振荡管运行。作为本技术的一种优选技术方案，所述ARM嵌入式单板通过网线连接上位机PC。本技术所达到的有益效果是：在设计上充分利用模块化的思路，将监控系统分成若干独立的子电路；在成本上虽然会比一体化的设计高一些，但是它的优点是实现简单，每个模块的功能都比较简单，因此出现故障的时候，更加容易发现和解决问题；维护也更加容易，由于单个电路的成本较低，可以采用直接替换故障电路板的方式；同时本专利技术采用的拓扑结构利于扩展，可以支持高达32路的回旋振荡管器件，而仅仅只需要对ARM嵌入式单板电路进行重新配置；多路高功率回旋振荡管运行监视控制器既可以通过自带的触摸屏面板进行设置；用户界面简单易用，未连接的回旋管通道呈灰色，用户无法选择和设置；当前选择的回旋管通道则以红色显示，用户界面左侧上半部分用来设置运行参数，下半部分用来显示运行参数；用户也可以在上位机电脑通过网线或者USB接口进行远程配置。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器的示意图；图2是本技术一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器的故障检测以及数据处理流程图；图3是本技术一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器的触摸显示屏的程序界面图；图中：1、回旋振荡管；2、前端信号处理电路板；3、CPLD信号处理电路板；4、ARM嵌入式电路板；5、前端信号处理板；6、电光转换电路；7、光电转换电路；8、模数转换电路；9、CPLD；10、数模转换电路；11、ARM嵌入式单板；12、触摸显示屏；13、上位机PC。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例：如图1-3所示，本技术一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，包括回旋振荡管1、前端信号处理电路板2、CPLD信号处理电路板3和ARM嵌入式电路板4，回旋振荡管1的输出端连接前端信号处理电路板2，前端信号电路板2上集成有前端信号处理板5、电光转换电路6和光电转换电路7；CPLD信号处理电路板3上集成有光电转换电路7、模数转换电路8、CPLD9、数模转换电路10和电光转换电路6；ARM嵌入式电路板4上集成有ARM嵌入式单板11和触摸显示屏12；前端信号处理板5通过数据导线电连接前端信号处理电路板2上的电光转换电路6，该电光转换电路6通过光纤连接CPLD信号处理电路板3上的光电转换电路7，该光电转换电路7通过数据导线电连接模数转换电路8，模数转换电路8通过数据导线电连接CPLD9，CPLD9通过数据导线电连接数模转换电路10，数模转换电路10通过数据导线电连接CPLD信号处理电路板3上的电光转换电路6，该电光转换电路6通过光纤连接前端信号处理电路板2上的光电转换电路7，该光电转换电路7通过数据导线电连接前端信号处理板5；CPLD9通过数据总线连接ARM嵌入式单板11，ARM嵌入式单板11通过数据导线电连接触摸显示屏12，ARM嵌入式单板11通过USB接口连接上位机PC13。前端信号处理电路板2和CPLD信号处理电路板3采用光纤传输模拟和数字信号量传输。该监视控制器同时监控32路的回旋振荡管1运行。ARM嵌入式单板11通过网线连接上位机PC13。工作原理：输入信号包括回旋振荡管的：内部真空度，阴极电压，控制阳极电压，阴极加热电压，阴极发射电流，输出功率，收集极电压和温度以及冷却水流量信号，还包括表面及内部打火放电检测信号。前段信号处理模块5由电池供电，放在距离回旋振荡管1很近的地方。输入的模拟信号经过前端信号调理电路，通过线性变换转换成0-15V的电压范围。输入的数字信号则采用TTL电平。输入信号经过前端信号处理板2后由电光模块6进一步转换成光信号由光纤进行传输。这样后端处理模块就可以放在远离回旋振荡管1的高电压、高噪声环境，同时也可以保证操作人员的安全。采用光纤来传输信号也可以避免传输距离长导致的信号失真，也可以避免高电压工作、大电流工作环境下的噪声干扰，保证系统的稳定和长时间可靠运行。在后端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，包括回旋振荡管(1)、前端信号处理电路板(2)、CPLD信号处理电路板(3)和ARM嵌入式电路板(4)，其特征在于，所述回旋振荡管(1)的输出端连接前端信号处理电路板(2)，所述前端信号处理电路板(2)上集成有前端信号处理板(5)、电光转换电路(6)和光电转换电路(7)；所述CPLD信号处理电路板(3)上集成有光电转换电路(7)、模数转换电路(8)、CPLD(9)、数模转换电路(10)和电光转换电路(6)；所述ARM嵌入式电路板(4)上集成有ARM嵌入式单板(11)和触摸显示屏(12)；所述前端信号处理板(5)通过数据导线电连接前端信号处理电路板(2)上的电光转换电路(6)，该电光转换电路(6)通过光纤连接CPLD信号处理电路板(3)上的光电转换电路(7)，该光电转换电路(7)通过数据导线电连接模数转换电路(8)，所述模数转换电路(8)通过数据导线电连接CPLD(9)，所述CPLD(9)通过数据导线电连接数模转换电路(10)，所述数模转换电路(10)通过数据导线电连接CPLD信号处理电路板(3)上的电光转换电路(6)，该电光转换电路(6)通过光纤连接前端信号处理电路板(2)上的光电转换电路(7)，该光电转换电路(7)通过数据导线电连接前端信号处理板(5)；所述CPLD(9)通过数据总线连接ARM嵌入式单板(11)，所述ARM嵌入式单板(11)通过数据导线电连接触摸显示屏(12)，所述ARM嵌入式单板(11)通过USB接口连接上位机PC(13)。...

【技术特征摘要】
1.一种多路高功率回旋振荡管运行监视控制器，包括回旋振荡管(1)、前端信号处理电路板(2)、CPLD信号处理电路板(3)和ARM嵌入式电路板(4)，其特征在于，所述回旋振荡管(1)的输出端连接前端信号处理电路板(2)，所述前端信号处理电路板(2)上集成有前端信号处理板(5)、电光转换电路(6)和光电转换电路(7)；所述CPLD信号处理电路板(3)上集成有光电转换电路(7)、模数转换电路(8)、CPLD(9)、数模转换电路(10)和电光转换电路(6)；所述ARM嵌入式电路板(4)上集成有ARM嵌入式单板(11)和触摸显示屏(12)；所述前端信号处理板(5)通过数据导线电连接前端信号处理电路板(2)上的电光转换电路(6)，该电光转换电路(6)通过光纤连接CPLD信号处理电路板(3)上的光电转换电路(7)，该光电转换电路(7)通过数据导线电连接模数转换电路(8)，所述模数转换电路(8)通过数据导线电连接CPLD(9)，所述CPLD(9)通过数据导线电连接数模转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文华，杨佳怡，洪茜，
申请(专利权)人：深圳市奥谱太赫兹技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44