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阵列地下金属探测器数据采集系统的设计

文章来源:北京圣火大地科技www.bjshdd.com

数据采集系统的设计与阵列地下金属探测器的路数、信号特点以及前迓放大器的输 出形式密切相关。一般都是将地下金属探测仪输出的电流或电压信号经过前置放大器放 大成可测最转换的电流、电压或频率信号,然后再变换为数字信号,最后再将数 字信号传送给信号分析处理系统。在钴-60集装箱检测系统中,阵列地下金属探测器一 般有几百路到几千路,输出信号为极弱的电流信号。根据前置放大器的不同,其 数据采集系统的设计要求也不相同。
下面介绍基于上述两类前置放大器的数据采集系统的设计。
1.基于ADS15前置放大器单元的数据采集系统设计[22]
1)对数据采集系统要求 •
①需完成几百至上千路阵列地下金属探测器信号的采集,而且还要便于扩展。
②基于AD515的前置放大器单元的输出为直流电压信号,要求其中每一 路的输出信号能通过控制多路开关地址信号而依次选通。
③采集系统需要将电压信号转化为数字信号。
④采样时序需要根据系统扫描速度和其他参数进行调整。
2)数据采集系统结构框图
数据采集系统包括信号从阵列地下金属探测器出来到计算机终端显示之前所有信号
处理与电子学电路,其结构框图如图3.18。
整个检测系统的信号路数较多,一般为128〜1024路。对于每一路信号的 采样频率为10HZ〜200HZ,为了系统便于维护和扩展,前放电路和A/D转换电 路都采用了模块化的设计原则。
信号由阵列地下金属探测器输出,首先经过前置放大器将电流信号转换成电压信号, 每16路前置放大器组成一个前放单元模块,它们的输出通过“16选1”的模拟多 路开关与A/D转换单元相连,多路开关的地址选通信号统一由控制电路产生。
每一个A/D转换单元模块控制N个前放单元模块。这样,每一个A/D转 换单元就对/VX16路信号进行循环采样,并将转换结果存人数据缓冲区双口 RAM中。A/D转换单元的启动转换信号、数据缓冲区双口 RAM的写地址计 数器的时钟信号和它的读地址信号都由控制电路产生。所有A/D转换单元的 数据缓冲区通过控制电路与计算机的数据接收接口相连。
控制电路产生各种控制信号,所有前放单元和A/D转换单元在其控制下协 调工作,一起完成数据采集工作。同时控制电路也是数据的发送接口,从各个 A/D转换单元的数据缓冲区中读取数据并传送给计算机的数据接收接口。另 外,它还负责整个系统的扩展。
数据接收接口负责接收发送接口传送的数据并传送给计算机进行图像显 示,同时它还利用可编程器件产生控制信号改变控制电路的采样时序和采样频 率。这使得数据采集更加灵活。

 
 

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