[发明专利]一种振动式采泥器的测控系统及监测与控制的方法

摘要

本发明公开了一种振动式采泥器的测控系统，属于振动测试、控制技术以及水下沉积物采集领域。该振动式采泥器测控系统由仪器入水深度测量单元、沉积物固有频率识别单元、振动器振动频率调节单元和上位机组成。仪器入水深度测量单元用于检测入水深度；沉积物固有频率识别单元用来测量不同沉积物的固有频率并据此调节振动器工作频率；振动器振动频率调节单元负责振动器的开启、关闭和调节；上位机包括入水深度显示模块、沉积物固有频率识别模块、振动器频率调节模块、采样信息记录模块、串口通信模块和其他模块。本发明的有益效果是沉积物采集过程可监测、沉积物的固有频率可测量、振动器的振动频率可调节。适用于以振动器为核心的振动式采泥器。

主权项

1.一种振动式采泥器的测控系统，其特征在于，包括下位机和上位机(4)，下位机与上位机(4)通过串口通信设置模块(4‑5)进行通信，实现信息传输和有效控制；所述的下位机包括仪器入水深度测量单元(1)、沉积物固有频率识别单元(2)和振动器振动频率调节单元(3)；所述的仪器入水深度测量单元(1)检测仪器入水深度，包括压力传感器(1‑3)、AD转换单元(1‑2)和数据采集卡(1‑1)；所述的压力传感器(1‑3)安装在振动器(3‑3)上，压力传感器(1‑3)输出的模拟信号经AD转换单元(1‑2)转化为数字信号，通过数据采集卡(1‑1)将数字信号发送到上位机(4)中，上位机(4)利用数值变化将数字信号转化为深度值；所述的沉积物固有频率识别单元(2)测量沉积物的固有频率，包括振动器(3‑3)、压电式加速度传感器(2‑2)、信号调理单元(2‑1)和数据采集卡(1‑1)；所述的振动器(3‑3)输出频率能够调节的振动信号，作为沉积物固有频率识别单元(2)的输入信号；所述的压电式加速度传感器(2‑2)固定在振动器(3‑3)上，测量振动采样系统的加速度信号；信号调理单元(2‑1)将压电式加速度传感器(2‑2)输出的加速度模拟电压信号转化为标准电压信号，数据采集卡(1‑1)采集标准电压信号，将其以数字信号的形式发送到上位机(4)，上位机(4)处理数字信号，得到沉积物的固有频率；所述的振动器振动频率调节单元(3)调节振动器(3‑3)的振动频率，包括振动器(3‑3)、驱动单元(3‑2)、单片机控制板(3‑1)和串口通信单元(3‑4)振动器由步进电动机带动振动块产生振动作用，作为沉积物采样器的动力源；单片机用于输出控制信号给驱动单元，步进电动机驱动单元接收控制信号并输出控制信号实现振动器的开启、关闭与频率调节；所述的单片机控制板(3‑1)与上位机(4)通过串口通信单元(3‑4)通信，上位机(4)发送指令开启和关闭振动器(3‑3)，并调节振动器(3‑3)的振动频率；当需要对振动器振动频率进行调节时，上位机输入相应振动频率值作为设定值，转化为单片机控制板所需调节的参数值，通过串口通信单元发送到单片机控制板中，开启调节振动器的振动频率；所述的上位机(4)包括仪器入水深度显示模块(4‑1)、沉积物固有频率识别模块(4‑2)、振动器振动频率调节模块(4‑3)、采样工作信息记录模块(4‑4)、串口通信设置模块(4‑5)和系统工作状态操作模块(4‑6)；所述的仪器入水深度显示模块(4‑1)实时显示仪器入水深度；所述的沉积物固有频率识别模块(4‑2)显示振动采样系统的加速度曲线和经过信号处理测量出的沉积物固有频率值；所述的振动器振动频率调节模块(4‑3)通过上位机界面实现振动器(3‑3)的开启、关闭和振动频率调节时的设定值输入；所述的采样工作信息记录模块(4‑4)记录采样的时间、地点信息；所述的系统工作状态操作模块(4‑6)开启与关闭各模块，及保存采样时的各数据。