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陣列地下金屬探測器數據采集系統的設計

文章來源:北京圣火大地科技www.dhflcsox.cn

數據采集系統的設計與陣列地下金屬探測器的路數、信號特點以及前迓放大器的輸 出形式密切相關。一般都是將地下金屬探測儀輸出的電流或電壓信號經過前置放大器放 大成可測最轉換的電流、電壓或頻率信號,然后再變換為數字信號,最后再將數 字信號傳送給信號分析處理系統。在鈷-60集裝箱檢測系統中,陣列地下金屬探測器一 般有幾百路到幾千路,輸出信號為極弱的電流信號。根據前置放大器的不同,其 數據采集系統的設計要求也不相同。
下面介紹基于上述兩類前置放大器的數據采集系統的設計。
1.基于ADS15前置放大器單元的數據采集系統設計[22]
1)對數據采集系統要求 •
①需完成幾百至上千路陣列地下金屬探測器信號的采集,而且還要便于擴展。
②基于AD515的前置放大器單元的輸出為直流電壓信號,要求其中每一 路的輸出信號能通過控制多路開關地址信號而依次選通。
③采集系統需要將電壓信號轉化為數字信號。
④采樣時序需要根據系統掃描速度和其他參數進行調整。
2)數據采集系統結構框圖
數據采集系統包括信號從陣列地下金屬探測器出來到計算機終端顯示之前所有信號
處理與電子學電路,其結構框圖如圖3.18。
整個檢測系統的信號路數較多,一般為128〜1024路。對于每一路信號的 采樣頻率為10HZ〜200HZ,為了系統便于維護和擴展,前放電路和A/D轉換電 路都采用了模塊化的設計原則。
信號由陣列地下金屬探測器輸出,首先經過前置放大器將電流信號轉換成電壓信號, 每16路前置放大器組成一個前放單元模塊,它們的輸出通過“16選1”的模擬多 路開關與A/D轉換單元相連,多路開關的地址選通信號統一由控制電路產生。
每一個A/D轉換單元模塊控制N個前放單元模塊。這樣,每一個A/D轉 換單元就對/VX16路信號進行循環采樣,并將轉換結果存人數據緩沖區雙口 RAM中。A/D轉換單元的啟動轉換信號、數據緩沖區雙口 RAM的寫地址計 數器的時鐘信號和它的讀地址信號都由控制電路產生。所有A/D轉換單元的 數據緩沖區通過控制電路與計算機的數據接收接口相連。
控制電路產生各種控制信號,所有前放單元和A/D轉換單元在其控制下協 調工作,一起完成數據采集工作。同時控制電路也是數據的發送接口,從各個 A/D轉換單元的數據緩沖區中讀取數據并傳送給計算機的數據接收接口。另 外,它還負責整個系統的擴展。
數據接收接口負責接收發送接口傳送的數據并傳送給計算機進行圖像顯 示,同時它還利用可編程器件產生控制信號改變控制電路的采樣時序和采樣頻 率。這使得數據采集更加靈活。

 
 

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