多通道环境下油样检测光谱分析系统的方案研究

对于光谱仪的信号采集系统的两个关键技术指标是微弱光电信号的处理和多通道数据的同步采集和传输。在分析信号采集的工作原理基础上，结合工程应用，研究了用于直读光谱仪的多通道数据采集与处理系统。基于微弱光电信号的特性和系统性能指标的需求，设计了以FPGA为控制核心、信号调理模块增益可控、多通道数据并行采集、实现数据无损传输的系统总体设计方案。设计了实现数据采集系统各功能模块的硬件电路，以及FPGA对系统各个模块的控制逻辑，并完成系统硬件测试和功能测试。测试结果表明本系统能够采集光电倍增管输出的微弱电流信号。     

基于FPGA和DSP的核磁共振两相流采集系统北大核心CSCD

为了满足石油工业中核磁共振两相流采集系统的高精度、低成本、小型化等需求,实现对核磁共振FID信号的采集、存储、传输及显示,设计了基于DSP和FPGA的核磁共振两相流采集系统。系统采用模块化设计,主要包括AD信号采集模块、双核控制传输模块以及上位机显示模块。采集过程主要依靠FPGA控制ADC完成数据的采集、存储、传输。然后通过DSP设计最优滤波器完成对信号的去噪处理,再由串口将数据传输给上位机进行反演处理以及显示。实验结果表明:该系统能够实现FID信号的采集、存储、传输及显示,去噪后的信号信噪比提升了34.6%,反演处理后的T2谱可以识别出不同含水率下的两相流。     

基于STM32与FPGA的数字示波器设计

为实现高采样率、宽频带的数字示波器,设计了以STM32和FPGA为控制核心的数字示波器。硬件平台主要采用了AD603电压程控增益放大器作为前端信号调理电路,ADS830高速宽带模数转换器和IDT7208高速缓存作为数字采集电路,以Labview界面显示。另外,通过采用自适应频率采集处理算法采集和还原信号波形。经实验测试,性能达到设计要求。     

振动信号多通道同步整周期数据采集卡设计

对汽轮发电机组转子的振动信号进行整周期采集有利于提高频谱分析的精度、提高设备状态监测的水平。研究了整周期采集技术,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)的转子振动信号多通道同步整周期数据采集卡的设计方案。该方案采用FPGA技术设计了基于键相倍频法的整周期采集控制算法,对两片高速A/D转换芯片进行整周期采集控制,采用乒乓操作的方式将A/D转换数据保存在双口RAM中,以PC104总线协议与主机进行通信。测试结果表明,该采集卡可以准确实现多通道信号的同步整周期采集及键相信号频率测量,且具有体积小、集成度高、采集频率广泛和频率测量精度高等特点,可以广泛应用于转子振动信号的数据采集领域。     

基于FPGA和ARM的便携式在线监测仪

文中介绍了一款基于FPGA和ARM的便携式在线监测仪.通过Cyclone II系列FPGA控制12位A/D转换器ADC7886进行数据采集,将信息实时传输到ARM终端进行监控及处理,并控制12位D/A转换器TLV5616实现模拟电压输出,同时采用SD卡进行数据存储.系统设计在解决在线监测难点的同时达到了便携性的要求,实现了信号的采集、存储、测量和显示,具有很强的实用性[1].该系统已在煤炭科学研究总院抚顺分院的井下设备监测中稳定应用.     

基于光信号的电火花线切割数据采集系统研究

针对电火花加工过程中利用电压、电流波形等电信号对放电间隙状态监测存在的易受干扰等不足,提出了一种基于放电火花光信号图像的信息采集方法与控制系统.该系统包含机床硬件与控制、数据采集及上位机控制程序等模块.以STM32开发板为控制内核,通过RS232与上位机通讯,实现机床电器控制;以Hispec高速摄像机与NI6366数据采集卡为时钟同步采集装置,分别通过TCP/IP协议及USB总线与上位机通讯,实现电火花放电图像和放电间隙电压和电流信号的同步采集;在此基础上,以PC机为上位机,运用LabVIEW软件,设计了采集界面及控制程序,实现机床的实时控制、采集数据的保存、回放及分析处理等功能.实验分析结果表明,通过分析处理空载脉冲、正常脉冲及非正常脉冲等不同放电状态下的采集数据,可有效识别放电间隙状态,为利用火花图像特征建立放电状态的预测模型提供了一种新思路,从而为高效的多槽电火花线切割中的解耦控制问题提出解决方案.     

一种基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统的设计

为准确地分析工业生产中的各种数据参数,结合高速DSP和FPGA的特点,设计一套数据采集系统,应用FPGA的内部逻辑实现时序控制,以DSP作为采集系统的核心,对采集到的数据进行滤波等处理,并将处理后的结果通过USB口传输到计算机。设计中还采用ADC0809模数转换器。该系统采集信号频率范围宽、数据传送量大、数据传输速度高,并具有较强的扩展能力,并且具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度、压力等参量的采集系统中。     

高功率脉冲电源电压测试系统设计

为了测试电磁发射过程中高功率脉冲电源的充、放电电压,设计了一种基于FPGA的高电压测试系统。系统使用P6015A高压探头将高电压转换成低电压信号,由A/D转换器实现模-数转换;FPGA芯片作为电路的主控单元,将数据编帧之后存储在大容量FLASH芯片中;最后经过USB接口芯片将采集到的数据上传到上位机显示分析;为确保试验人员安全,采集命令由串口数据收发软件通过无线收发模块进行远程控制。系统已应用于电磁发射试验中,实现对额定工作电压为7.6 kV的电容储能型脉冲电源充、放电电压信号的采集存储与数据分析。应用试验表明,系统具有测量准确度高、安全可靠性强等特点,还可用于其他领域的高电压信号采集。     

基于FPGA的出砂信号同步采集与存储系统设计

为满足油气田生产中对油气井出砂信号的采集需求,针对传统出砂监测系统采集数据量小、分辨率低、结构复杂等问题,研究基于FPGA的超声阵列同步采集存储系统。采用FPGA+ARM组合的"漏斗形"设计架构,结合油气井出砂信号的指标要求,设计基于AD9650的多通道采集电路,实现对线形阵列分布探头信号的采集。此外,为减少无效通信数据量,准确捕获有效信号区域,同步缓存多通道数据,设计了出砂信号抽取检测模块,提出了多体并行缓存模组解决方案。结果表明,该系统对油气井出砂信号数据有着高效、快速的采集处理能力,满足了复杂环境下的数据采集要求,有效提高了油气井出砂信号实时监测的精度与效率。     

基于LabVIEW的旋转机械转子振动监测系统

采用传感器和信号调理技术对旋转机械转子振动的各种信号进行采集、处理,并利用LabVIEW强大的信号处理、分析和数学运算功能对信号进行显示、分析,实现了在线转子的运转状况的监测,设计出了基于LabVIEW的旋转机械转子振动的监测系统.该系统可连续测量和监视转子振动有关的各类参量:转速、轴振、轴位移等,具有直观的显示界面、强大的信号分析以及数据存储管理功能.能及时识别旋转机械设备的异常状态,保证设备安全可靠地运行,并可以为控制设备运行于最优状态以及早期诊断设备故障提供依据.     

基于FPGA的感应同步器的数据采集和处理的研究

为了提高感应同步器信号处理系统的可靠性和节省FPGA资源,采用单芯片SOC系统设计,把正/余弦信号电源、A/D控制电路、数据处理集成在一块FPGA内,并通过点对称和轴对称技术优化正/余弦信号电路.研究了一种新型的采样电路和信号处理方法,在激磁信号0°相位时开始采集感应信号,利用FFT计算出感应信号的初相位,即可检测感应同步器的位置.实验证明,设计的电路和信号处理方法正确,只需0～90°的正弦表,分别生成了0～360°的正弦信号和余弦信号,节省了FPGA的资源,只需采集一路感应信号即可实现同步采集激励信号和感应信号的效果.     

红外与可见光双波段图像同步采集与传输系统

设计并实现了长波红外与可见光双波段图像的同步采集与传输系统。通过设计长波红外焦平面图像传感器UFPA和可见光图像传感器CMOS的驱动时序,获得了同步双波段的图像数据,经过FPGA同步采集后拼接成包含有双波段图像信息的一帧图像,只需单一传输通道USB3.0接口传输到上位机。在PC机上将拼接的一帧图像拆分还原成各自单独的红外和可见光原始数据,极大地方便了后续的图像处理或显示。与目前传统的双路图像采集系统对比,文中研制的设备实现了同步实时采集与单通道传输,并具有连接方便、低功耗和处理灵活的优点。     

基于STM32微处理器的一体化脉冲采集传输系统

为实现外场条件下机载箔条/红外弹投放设备发射器多通道点火脉冲信号的同步采集,设计了基于STM32单片机与ZigBee技术相结合的一体化脉冲采集传输系统。该系统以STM32单片机为数据采集、处理和传输接口控制的核心,以JN5168芯片作为ZigBee无线通信节点,实现对12路点火脉冲信号的同步采集,为机载箔条/红外弹投放设备的维护检测和故障诊断提供数据支持。实验结果表明:该系统功能完善,性能稳定,具有体积小、集成度高和便携方便使用等优点。     

基于LabVIEW的高精度电磁阀控制系统设计

为了实现高压水射流靶物反射噪声的实时不失真采集和处理,减少所采集的噪声数据量,必须设计高精度电磁阀控制系统和信号采集触发电路。本文应用LabVIEW软件、USB-6229数据采集卡搭建控制系统,设计功率放大电路驱动固态继电器,实现电磁阀的高精度控制和声音信号的同步实时采集。详细介绍了控制系统的组成、工作原理和软、硬件设计过程。试验结果显示,所设计的控制系统可以实现电磁阀高精度控制与数据采集控制的同步,控制时间延迟小于10ms,参数可以实现实时调整,抗干扰性能好。     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

一种基于脉冲涡流无损检测技术的硬度分选仪的设计

基于脉冲涡流无损检测技术的硬度分选仪,以FPGA作为核心控制平台,采用DDS技术发出频率可调节的脉冲波,并设计了相应的信号采集电路,通过软件同步采样技术采集反馈的状态数据,然后通过对状态数据的主成分分析,提取出和材料硬度相关的数据信息,最后通过最小二乘法建立起特征数据与材料硬度的相关关系,从而最终实现判断钢铁材料硬度状态的目的。     

多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究

文中针对输送带纵向撕裂检测问题,提出一种基于FPGA的多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究方案。采用FPGA XC3S500E芯片设计了采集控制模块硬件电路,包括CMOS图像传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、信号采集控制电路和数据传输接口电路等。采用VHDL语言设计了FPGA软件,包括CMOS传感器驱动模块、模数转换驱动模块、乒乓存储模块等,并采用Modelism仿真工具对程序进行了时序仿真。经实验验证,该采集控制模块能够实现对多路线性CMOS信号的高速采集、实时存储和处理,满足系统对实时性和同步性的要求,可用于对多视点采集的同步性和实时性要求较高的工业检测系统。     

基于PCI总线的电子内窥镜数字图像的实时采集和显示

介绍了一种基于PCI总线的电子内窥镜图像实时采集和显示系统的实现，主要讨论了该系统的实现原理、硬件结构、软件设计和采用FPGA实现传输控制的设计。系统采用AMCC S5933作为PCI总线控制器，FPGA进行传输控制，图像采集频率可达33MHz，有效地解决了图像数据的实时传输和存储，为内窥镜图像信号的实时处理提供了方便。     

香梨声振响应信号采集处理电路板系统的硬件设计

由于低压供电的脉冲发生模块发出的脉冲信号电压微弱,需要与供电低压模块一体化的电压放大模块对低压供电模块发出的电压进行运放,使压电梁式传感器悬臂梁产生较大的变形激励香梨。本研究对香梨声振信号采集处理电路板系统的电压放大模块、信号调理模块、电源模块以及数据显示和存储模块进行设计,以实现香梨激励信号的发生、采集、处理。     

多通道绝对式光电编码器数据采集系统

为了实现绝对式光电编码器数据采集与处理中实时性高、多通道、高精度等需求,基于FPGA技术、USB2.0接口技术以及LabVIEW技术,设计出一套高性能、低功耗、多通道、易扩展的数据采集系统,可完成多路信息的同步采集与处理和数据的实时显示与存储.详细介绍了FPGA核心模块和USB通信模块的软件设计与硬件实现,并采用混合模式的工程设计方法,高效地实现了FPGA程序的设计.经试验证明:该系统能够高效准确地完成多路绝对式光电编码器信息的采集要求.