[发明专利]一种动态信号嵌入式采集仪及其控制方法

说明书

本发明提供了一种动态信号嵌入式采集仪，由嵌入式采集仪和上位机组成，所述上位机通过以太网连接一个或多个嵌入式采集仪；嵌入式采集仪包括NI集成式控制器和机箱，机箱中设有8个插入位移传感器卡或加速度计/麦克风传感器卡的卡槽，所述嵌入式采集仪通过上位机控制进行配置、调试与测试，或在上位机上配置采集任务后自动完成数据采集记录工作；所述上位机上设有操作模块和显示模块，嵌入式采集仪上设有采集模块、保存模块、传输模块和处理模块。本发明还提供了一种动态信号嵌入式采集仪的控制方法。本发明稳定性好，同步精度高，可通过以太网组网自行增加从属嵌入式采集仪，增加了测试容量；而且是多通道联合触发控制数据记录，准确度高。

技术领域

本发明涉及振动信号监测技术领域，具体地，涉及一种动态信号嵌入式采集仪及其控制方法。

背景技术

近年来，由于我国城市化进程发展迅速，城市轨道交通正逐渐成为人们市区出行的主要方式。在享受其快捷、舒适、运量大、污染少等一系列优点的同时，因地地铁振动引起的一系列问题亦不容忽视，如过大的振动加速度会造成轨道部件，尤其是钢轨和道床的提前损伤，甚至破坏；过大的振动会影响贴近地铁隧道或直接建在地铁隧道上面的建筑物的使用，轻微的会出现墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝，严重则导致基础变形或下沉；振动可能使隧道周围的软弱地层(如饱和砂土或粉土)产生液化，严重的地方可能威胁到地铁列车的运行安全，乃至人们的生命安全；因此对于地铁的振动必须进行监测，并控制在一个合适的范围内。

振动测量系统，利用传感器将物体振动的物理信号转化成数字信号或者模拟信号，由控制系统对转化过的信号进行处理，再根据需要实现一系列的动作。

目前，振动测量系统主要采用电学类加速度传感器，这类传感器虽具有动态范围大和工作频带宽等优点，但在地铁振动监测领域具有一定的局限性，如信号传输距离短，组网能力差，无法实现长距离的传感监测网络；长期稳定性差，无法实现长期在线或无线监测。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种动态信号嵌入式采集仪及其控制方法。本发明在上位机上配置采集任务后，可自动完成数据采集和记录保存工作，且数据可进行本地储存，再导出至上位机，可实现长期在线或无线的长距离监测；同时本发明可根据需要通过以太网组网自行增加从属嵌入式采集仪，增加了测试容量，可采集更多数据，能自由灵活组合，模块化设计丰富了采集功能；而且是多通道联合触发控制数据记录，误差小，采集数据准确度高，稳定性好；还实现了高同步精度，在跨机箱的嵌入式采集仪中也能保证高精度数据采集。

根据本发明的一个方面，提供一种动态信号嵌入式采集仪，由嵌入式采集仪和上位机组成，所述上位机通过以太网连接一个或多个嵌入式采集仪；所述嵌入式采集仪包括NI集成式控制器和机箱，所述机箱中设有8个卡槽，所述卡槽中插入位移传感器卡或加速度计/麦克风传感器卡，所述位移传感器卡和加速度计/麦克风传感器卡均设有4路通道；所述嵌入式采集仪包括第一嵌入式采集仪和第二嵌入式采集仪；所述第一嵌入式采集仪的8个卡槽中同时插有位移传感器卡和加速度计/麦克风传感器卡；所述第二嵌入式采集仪的8个卡槽中只插有加速度计/麦克风传感器卡；所述上位机通过以太网组网连接多个嵌入式采集仪，并在上位机上设置主从关系，所述主从嵌入式采集仪的卡槽中均插入同步卡实现采集数据同步；所述嵌入式采集仪通过上位机控制进行配置、调试与测试，或在上位机上配置采集任务后，自动完成数据采集记录工作；所述上位机上设有操作模块和显示模块，所述嵌入式采集仪上设有采集模块、保存模块、传输模块和处理模块。

优选的，所述操作模块用于设置采集任务的参数，所述参数包括测点的位置信息、测点编号、测量信号类型(加速度/变形/噪声)、传感器信息、测量通道、量程、频率范围、采样频率、参与触发的通道、触发条件、数据记录时段；所述显示模块用于查看和处理数据，可以查看的波形路数和流畅程度由硬件性能制约，包括采样率、采样通道数和计算机性能等因素。