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基于LabVIEW的光学探测器板级检测系统设计.pdf
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1、第30卷 第11期2023年11月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.11基于LabVIEW的光学探测器板级检测系统设计薛雅心,桂坚斌,付 辉,许文进,龚 青(中国兵器装备集团上海电控研究所,上海 200092)摘 要:利用 LabVIEW 设计了针对灭火抑爆系统中光学探测器的板级检测系统,实现了数据采集、分析与存储和紫外波形的显示,快速对光学探测器电路板进行故障判断并定位,提高检测自动化程度,降低人工成本,系统运行稳定,精度高,成本低,适应现代化测试的要求。关键词:光学探测器;板级检测;数据采集;LabVIEW中图分类号:TP216 文献标志码:ADesig
2、n of Optical Detector Board Level Detection SystemBased on LabVIEWXue Yaxin,Gui Jianbin,Fu Hui,Xu Wenjin,Gong Qing(Shanghai Electrical Control Research Institute,Shanghai,200092,China)Abstract:This article uses LabVIEW to design a board level detection system for optical detectors in fire and explos
3、ion suppres-sion systems,achieving data acquisition,analysis and storage,as well as UV waveform display.It can quickly diagnose and locate faults on the optical detector circuit board,improve detection automation,reduce labor costs,and ensure stable system operation,high accuracy,and low cost,meetin
4、g the requirements of modern testing.Key words:optical detector;board level testing;data collection;LabVIEW收稿日期:2023-07-10作者简介:薛雅心(1996-),女,四川绵阳人,本科,助理工程师,研究方向:灭火抑爆系统。DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2023.11.002文章编号:1671-1041(2023)11-0004-040 引言随着科学技术的进步与发展,特种车辆乘员舱的灭火抑爆系统普遍采用了光学探测技术来探测火情1。光学探测器产品是整车灭火抑爆
5、系统的重要组成部分,目前需求量大。主要功能是及时采集判断火焰光并输出火警信号,其探测灵敏度、响应速度和准确性直接关系到系统的运行效率和安全性。然而,在长期实践中,光学探测器可能会出现各种故障,如灰尘污染、光信号偏移、接触问题等,给装备的正常运行带来了不良影响。因此,在出厂前对光学探测器进行严格的检测和监测显得尤为重要。目前,光学探测器的检测方式为通过人工用万用表逐点测量的方式,工作量大,判断故障的技术难度大,且时间较长,用工成本高,难免出现错查、漏查现象,直接影响到产品部件的质量和可靠性。为了克服这些难题,本文提出了一种基于 LabVIEW 的光学探测器板级检测系统设计方案,能够代替人工进行光
6、学探测器的板级检测。通过电路板故障诊断技术实现光学探测器快速故障定位和自动判断,消除人工测量可能带来的错查、漏查的问题2。该系统具有检测速度快、精度高、成本低、自动化程度高等优势,为光学探测器的制造、检测和维护提供了方便和效率,降低用人成本,确保了产品功能的可靠性,提高了产品的检测效率,并为后续光学探测器检测维修提供依据。薛雅心基于LabVIEW的光学探测器板级检测系统设计第11期51 系统组成基于 LabVIEW 的光学探测器板级检测系统主要应用于光学探测器电路板的检测中。本系统主要由硬件部分和软件部分组成,系统框图如图 1 所示。硬件部分主要包括信号采集模块、信号调理模块、数据采集设备、电
7、源模块和上位机等。其中,信号采集电路通过测试装置专用探针,采集被测产品上的电压信号并传送至数据采集设备或信号调理模块;信号调理电路负责对接收到的原始信号或数据采集设备输出的模拟输出电压进行处理;数据采集设备负责模拟电压信号和上位机数字信号的相互转化与传递。电源模块将市电转化为直流电,为整个测试系统供电。上位机上安装了检测软件,按照设计好的程序发送指令与硬件交互,对采集到的信号进行分析与处理,并将结果显示到界面上。软件部分主要为 LabVIEW 软件平台,包括数据采集处理、故障分析和人机交互界面设计。其中,数据采集模块负责对采集的信号进行数字化处理,处理模块负责对采集的数据进行处理和分析,储存模
8、块负责将处理的结果储存到数据库中,人机交互界面则为用户提供了一个直观、友好的操作界面,方便用户对系统进行操作和监控。该检测装置用于测试光学探测器采集控制线路板与电源驱动线路板功能是否满足产品要求。该检测装置操作简单,使用方便,安全性高,可提高生产效率,降低人工成本。2 硬件设计原始信号采集电路是负责生成并采集光学探测器线路板的测试点电压。通过信号调理将原始信号进行降压处理,将其转化为数据采集设备可以直接测量的电压;或对数据采集设备的模拟输出电压进行放大处理,使其具备一定的负载能力。在设计信号调理电路时,需要考虑到信号的稳图1 系统框图Fig.1 System block diagram定性和精
9、度,为了保证信号的稳定性,采用了高精度的运放进行信号放大,并使用了高精度的电阻进行电压分压。同时,为了提高信号的精度,还使用了高精度的 ADC 进行信号采集。数据采集设备采用 NI USB-6001,该数据采集设备有8 路 AI、2 路 AO、13 路 DIO,具有较高的精度和较大的分辨率和采样率,确保采样电压的准确性。通过 USB 口就能实现计算机与被测部件的数据传递,是一种低成本的多功能 DAQ 设备。作用是将采集到的模拟信号传输给LabVIEW 软件平台进行处理,或将 LabVIEW 软件平台编辑好的信号转化为模拟信号输出至信号调理模块。被测产品生成的在数据采集设备量程内的小电压信号直接
10、连接至数据采集设备,大电压由信号调理模块进行降压处理,转化为数据采集设备可直接测量的电压。数据采集设备生成的模拟输出信号负载能力较弱,为满足驱动能力,需要由信号调理电路放大处理。同时,电源模块还具有过流保护和过压保护功能,以确保系统的安全性。3 软件设计检测系统的软件采用 LabVIEW 进行编写。LabVIEW是美国国家仪器公司的创新软件产品,是一种基于 G 语言图形化编程的测试系统软件,广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件4,5。通过检测软件对采集到的信号进行后续分析和处理,并将结果显示到界面上。用户可直接通过界面信息,判断被测产品的状态。软件部分
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