[实用新型]一种钢轨裂纹声发射信号高速采集装置

权利要求书

1.一种钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，将数据采集面板上的采集通道连接于钢轨上的压电传感器，用以采集钢轨的声发射信号，其特征在于，包括通过PCIe总线连接的嵌入式处理器单元和FPGA单元，电性连接的信号采集单元及FPGA单元，以及通过电性连接给各单元供电的电源模块，同时电源模块上搭载有指示采集装置电源、通信、运行状态的指示灯，采集单元能够通过与压电传感器连接采集钢轨的声发射信号。

2.如权利要求1所述钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于，所述数据采集装置为4*4结构，每套卡4张、每张4路采集通道，共16路采集通道。

3.如权利要求1所述钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于，所述嵌入式处理器单元和FPGA单元的硬件层部分包括嵌入式处理器、FGPA单元、存储器、通用设备接口和I/O接口在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，构成了一个嵌入式核心控制模块，其中操作系统和应用程序都固化在ROM中。

4.如权利要求1所述钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于，所述FPGA采用4路TTL控制其数据传输，可以通过千兆以太网口和RS232接口对i.MX6嵌入式处理器进行参数配置。

5.如权利要求1所述钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于，所述采集装置采用AD采集模块，其单机需要满足的技术指标包括：采集装置在处理板的时序控制下，所有通道同步采集；采样通道：16Ch，按4Ch/Module配置；采样率：最大采样率1MSps，分段可调；采样信号输入范围：±12V，频率100k～300kHz；增益误差：≦0.05％；-3db带宽：≥1MHz；分辨率：有效位≥15位；功耗：<20W。

6.如权利要求1所述钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于，所述装置在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，构成了一个嵌入式核心控制模块，具体由7块PCB板组成，包括1块主板、1块背板、1块电源与状态指示板、4块数据采集板，其中背板作为信号转接的载体，通过32Pin插槽与电源与状态指示板以及4块数据采集板电性连接，通过150Pin插槽与主板电性连接构成整个采集装置。

7.如权利要求1所述的钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于：所述采集装置参数配置可通过以太网口或RS232串口实现；当以太网通讯正常时，采集装置可以通过以太网通道自动对时，使设备的时间与服务器时间一致，对时精度100ms。

8.如权利要求1所述的钢轨裂纹声发射信号高速采集装置，其特征在于：所述嵌入式处理器的外围接口具体包括：USB OTG调试接口1路，该接口用于通过PC机下载更新处理器程序；1000M以太网接口1路，该接口用于1000M以太网通讯，可以适应10/100/1000M的接口要求；RS-232串口1路，在调试阶段该串口是调试监控接口，在产品阶段作为设备通讯接口使用；1G DDR3内存，组成处理器最小系统必备；启动程序代码存储eMMC；mSATA固态硬盘接口、CAN总线接口、HDMI高清数据接口、PCIe总线设计为与FPGA的通讯接口、GPIO接口以及SPI接口。