一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置及方法，该装置包括供电组件、通信组件和多路测量组件；测量组件，用于通过供电组件加电启动，产生激励信号；通过激励信号驱动轴向电磁传感器进行电压信号采集，并通过反馈信号单元在轴向电磁传感器非下落时对电压采集信号进行动态校准；通过触发信号采集单元时刻监控并接收轴向电磁传感器下落时产生的触发状态信号，并结合轴向电磁传感器下落停止时的采集电压的时间点，进行下落时间测量；通信组件，用于将各路测量组件的测量时间数据汇总，并传输给上位机。本发明专利技术解决多个轴向电磁传感器非同时下落的情况下，其中每个电磁传感器下落时间的快速自动化测量与处理，且测量精度较高。测量精度较高。测量精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及轴向电磁传感器运动检测领域，具体涉及一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置及方法。

技术介绍

[0002]现有的类似电磁传感器下落时间测量装置，通常有如下方式：(1)通过获取下落距离与速度，从而得到下落时间的；(2)通过检测传感器的电压，通过电压变化时间差，来判断当前状态。然而，方式(1)，下落速度实际难以精确得到，存在误差；方式(2)初始电压变化的临界点不易控制，初始变化电压若设置不准确或因参数漂移，可能导致测量误差；当前测量系统一般适用于单一测量，不适用于多路测量。另外，在保证测量时间准确的同时，从整体上达到集成化、异步化及自动化也是必须面对的问题。
[0003]因此，现有的类似电磁传感器下落时间测量装置存在以下缺陷：1、目前在类似电磁传感器下落时间测量应用中一般是针对单一状态检测的，暂无针对多路电磁传感器异步下落运动时的检测及处理。2、采用测量距离和速度的检测方法，在实际运行中难以准确获取速度值，导致测量时间误差。3、对采用采集电压变化点的时间差进行测量的方式，通过计算时间差得到下落时间，需要额外处理一次初始电压检测，处理模拟电压信号的过程相对复杂，使得测量下落时间的响应较慢。4、当前针对采集电压变化并无动态校准，容易造成测量误差。

技术实现思路

[0004]为了克服以上现有技术中的一种或者多种缺陷，本专利技术目的在于提供一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置及方法，本专利技术装置具有多路测量通道，可解决多个轴向电磁传感器非同时下落的情况下，其中每个电磁传感器下落时间的快速自动化测量与处理，并且具有较高的测量精度。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，该装置包括供电组件和多路测量组件；
[0007]所述供电组件，用于为多路测量组件提供电能；
[0008]所述测量组件，用于通过所述供电组件加电启动，产生激励信号；通过所述激励信号驱动轴向电磁传感器进行电压信号采集，并通过反馈信号单元在轴向电磁传感器非下落时对电压采集信号进行动态校准；通过触发信号采集单元时刻监控并接收轴向电磁传感器下落时产生的触发状态信号，并结合轴向电磁传感器下落停止时的采集电压的时间点，进行下落时间测量；
[0009]其中，多路测量组件独立运行、异步执行测量任务。
[0010]工作原理是：基于现有的类似电磁传感器下落时间测量装置存在以下缺陷：1、目前在类似电磁传感器下落时间测量应用中一般是针对单一状态检测的，暂无针对多路电磁
传感器异步下落运动时的检测及处理。2、采用测量距离和速度的检测方法，在实际运行中难以准确获取速度值，导致测量时间误差。3、对采用采集电压变化点的时间差进行测量的方式，通过计算时间差得到下落时间，需要额外处理一次初始电压检测，处理模拟电压信号的过程相对复杂，使得测量下落时间的响应较慢。4、当前针对采集电压变化并无动态校准，容易造成测量误差。
[0011]本专利技术针对以上现有技术中的一种或者多种缺陷，设计了一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，本专利技术装置具有多路测量通道，通过多路测量组件可解决多个轴向电磁传感器非同时下落的情况下，其中每个电磁传感器下落时间的快速自动化测量与处理，并且具有较高的测量精度。本专利技术测量装置用于核电站或锅炉等环境相对恶劣的地方，通过检测轴向电磁传感器的运动状态，确定冷却水液位状态。
[0012]进一步地，还包括通信组件，所述通信组件电连接所述供电组件，由供电组件为其提供电能；所述通信组件通信连接多路测量组件；
[0013]所述通信组件，用于将各路测量组件的测量时间数据汇总，并传输给上位机。
[0014]进一步地，所述通信组件采用冗余CAN总线接口通信连接多路测量组件；
[0015]所述通信组件采用采用RS422接口通信连接上位机。
[0016]其中，RS422接口的芯片采用国产JM3096T实现；CAN总线接口的芯片采用国产JM3062W实现。
[0017]进一步地，所述测量组件包括第一隔离单元、MCU电路、激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元；
[0018]所述第一隔离单元一端通过CAN总线双向连接通信组件、另一端双向连接MCU电路，所述MCU电路单向连接激励信号单元，所述MCU电路单向连接电压采集单元，所述MCU电路单向连接反馈信号采集单元，所述MCU电路单向连接触发信号采集单元；
[0019]所述激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元均通过一一对应的隔离器连接所述MCU电路；所述激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元双向连接对应的隔离器；
[0020]所述MCU电路，用于根据触发信号采集单元采集的电磁传感器下落触发信号开始时间、电压采集单元采集的轴向电磁传感器下落停止时1ms内连续采集到一相应的固定电压值对应的时间作为结束时间，根据所述开始时间、结束时间计算下落时间。
[0021]进一步地，所述激励信号单元，用于产生1kHz@25mArms正弦恒流信号驱动轴向电磁传感器；
[0022]所述激励信号单元包括DDS频率控制器、DA恒压控制器、第一LPF滤波器、第一HPF滤波器、第一V/I转换控制器和激励输出，所述DDS频率控制器连接DA恒压控制器、所述DA恒压控制器连接第一LPF滤波器，所述第一LPF滤波器连接第一HPF滤波器，所述第一HPF滤波器连接第一V/I转换控制器，所述第一V/I转换控制器连接激励输出；所述第一V/I转换控制器还连接DA恒压控制器；
[0023]其中，DDS频率控制器、DA恒压控制器、第一LPF滤波器、第一HPF滤波器、第一V/I转换控制器构成一级负反馈环路。
[0024]进一步地，所述电压采集单元，用于通过所述激励信号驱动轴向电磁传感器进行电压信号采集；
[0025]所述电压采集单元包括依次连接的差动控制器、第二LPF滤波器、第二HPF滤波器、第二RMS转换器、第二缓冲控制器和ADC电压采样电路。
[0026]进一步地，所述反馈信号采集单元，用于对经过电磁传感器的正弦激励信号进行采集，采样电阻设计为0.05％精度，10ppm类型高稳定性、高精度电阻；并经转换、滤波、RMS
→
DC处理后由ADC采集，并传输至MCU电路；
[0027]所述反馈信号采集单元包括依次连接的采样电阻、第三V/I转换控制器、MBF滤波器、第三RMS转换器、第三缓冲控制器和ADC电压采样电路。
[0028]进一步地，所述触发信号采集单元，用于监控并接收轴向电磁传感器下落时产生的触发状态信号，并结合轴向电磁传感器下落停止时的采集电压的时间点，进行下落时间测量；
[0029]所述触发信号采集单元包括依次连接的DI干触点输入电路、光MOS电平转换器，所述光MOS电平转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，其特征在于，该装置包括供电组件和多路测量组件；所述测量组件，用于通过所述供电组件加电启动，产生激励信号；通过所述激励信号驱动轴向电磁传感器进行电压信号采集，并通过反馈信号单元在轴向电磁传感器非下落时对电压采集信号进行动态校准；通过触发信号采集单元时刻监控并接收轴向电磁传感器下落时产生的触发状态信号，并结合轴向电磁传感器下落停止时的采集电压的时间点，进行下落时间测量；其中，多路测量组件独立运行、异步执行测量任务。2.根据权利要求1所述的一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，其特征在于，还包括通信组件，所述通信组件电连接所述供电组件，由供电组件为其提供电能；所述通信组件通信连接多路测量组件；所述通信组件，用于将各路测量组件的测量时间数据汇总，并传输给上位机。3.根据权利要求2所述的一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，其特征在于，所述通信组件采用冗余CAN总线接口通信连接多路测量组件；所述通信组件采用采用RS422接口通信连接上位机。4.根据权利要求1所述的一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，其特征在于，所述测量组件包括第一隔离单元、MCU电路、激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元；所述第一隔离单元一端通过CAN总线双向连接通信组件、另一端双向连接MCU电路，所述MCU电路单向连接激励信号单元，所述MCU电路单向连接电压采集单元，所述MCU电路单向连接反馈信号采集单元，所述MCU电路单向连接触发信号采集单元；所述激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元均通过一一对应的隔离器连接所述MCU电路；所述激励信号单元、电压采集单元、反馈信号采集单元和触发信号采集单元双向连接对应的隔离器；所述MCU电路，用于根据触发信号采集单元采集的电磁传感器下落触发信号开始时间、电压采集单元采集的轴向电磁传感器下落停止时1ms内连续采集到一相应的固定电压值对应的时间作为结束时间，根据所述开始时间、结束时间计算下落时间。5.根据权利要求4所述的一种多路轴向电磁传感器自由下落时间测量装置，其特征在于，所述激励信号单元，用于产生1kHz@25mArms正弦恒流信号驱动轴向电磁传感器；所述激励信号单元包括DDS频率控制器、DA恒压控制器、第一LPF滤波器、第一HPF滤波器、第一V/I转换控制器和激励输出，所述DDS频率控制器连接DA恒压控制器、所述DA恒压控制器连接第一LPF滤波器，所述第一LPF滤波器连接第一HPF滤波器，所述第一HPF滤波器连接第一V/I转换控制器，所述第一V/I转换控制器连接激励输出；所述第一V/I转...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵德立，刘杰，梅勇，邹佳鑫，尹得智，蒲永材，李彦平，王文俊，张雄林，柏森洋，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：