專利名稱：一種工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，屬于工程機械電磁兼容測試技術領域。
背景技術：
工程機械作為一種施工設備，其工作場所電磁環(huán)境惡劣，對于其電磁兼容設計要求很高。而國內工程機械設計大多以降低成本為主要目標，電氣系統(tǒng)設計很不規(guī)范，電磁兼容性能達不到相應要求，導致故障頻發(fā)。小至電氣部件工作性能失常，元件損壞，大至控制系統(tǒng)失靈，導致整機誤動作或產生嚴重事故。電磁騷擾源特性是電磁兼容研究的關鍵課題。一般認為工程機械的輻射騷擾大多來自傳導騷擾，因此傳導性騷擾的研究比輻射的研究具有更重要的意義，而在線測量是獲取傳導性騷擾源關鍵電氣參數(shù)的重要手段。
在數(shù)據(jù)采集設備方面，國內外開展研究很多，并有大量成熟的獨立裝置和板卡可以實現(xiàn)寬頻數(shù)據(jù)采集傳輸。這些設備適用于尺寸較小的普通民用車輛的傳導性電磁騷擾測試，但與一般民用汽車的相關測量相比，工程機械傳導性電磁騷擾測量在技術上存在幾個突出的問題。首先，工程機械尺寸大，布線長，各騷擾源之間距離較遠，采用傳統(tǒng)測試設備及測試手段需要很長的信號引出線。引出線可能會耦合嚴重的外部騷擾，衰減信號高頻成分，影響測試的準確性和精確度。引出線越長，這種影響越明顯。其次，引出線很長，還會導致信號由測試點到接收機的傳播時延長的問題，造成同步測試較為困難，常用測試手段無法滿足同步測試的要求。第三是工程機械工作場所比較特殊，需要在尚未有相關標準規(guī)定電磁騷擾限值的區(qū)域進行作業(yè)，其外部電磁環(huán)境非常惡劣，對測試系統(tǒng)本身抗擾度要求較高，一些常用的測試設備可能無法正常工作。最后，工程機械的傳導性電磁騷擾信號多為寬頻信號，相較于傳統(tǒng)的測試，對傳感器頻帶要求更高，需要電壓、電流、電場、磁場傳感器帶寬分別達到500MHz，100MHz、500MHz、300MHz。因此，研制一種專門針對工程機械的、高精度且抗擾度較強的傳導性電磁騷擾寬頻同步測量系統(tǒng)具有非常突出的工程價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)對工程機械傳導性電磁騷擾的多點遠距離同步在線測量，并在較寬頻域內反映工程機械傳導性電磁騷擾特性，同時對工程機械工作場所的電磁環(huán)境進行在線監(jiān)測；系統(tǒng)各部分采用光纖進行通信，并采用內置蓄電池供電，以保證其能在惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，且本身不會對工程機械構成電磁騷擾源。本發(fā)明提出的高壓輸電線路工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，包括；多個遠端單元，分布于各關鍵電磁騷擾源及敏感設備處，用于采集傳導性電磁騷擾波形及對應的電磁環(huán)境，并將其進行電光轉換后得到光信號，將光信號通過光纖傳輸至后端單兀；
本地單元，用于接收遠端單元的光信號，將該光信號轉換成數(shù)字信號，并發(fā)送至終端計算機；終端計算機，用于接收本地單元的數(shù)字信號，顯示工程機械傳導性電磁騷擾的波形，并存貯，完成數(shù)據(jù)儲存和分析。上述寬頻在線測量系統(tǒng)中的遠端單元,包括傳感器模塊，用于接收工程機械傳導性電磁騷擾的電壓、電流及該測試點的外部電場強度和磁場強度，并將其轉換成額定輸入范圍的電壓信號，所使用的傳感器模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、光電式電場傳感器、磁場傳感器；采集模塊，用于對上述額定輸入范圍的電壓信號進行A/D轉換，得到數(shù)字信號，所述的采集模塊與傳感器模塊相連；
同步授時模塊，用于對采集模塊進行授時，實現(xiàn)各采集模塊同步采集的功能，所述的同步授時模塊與采集模塊相連；電光轉換模塊，用于對上述電信號進行電光轉換，得到光信號，所述的電光轉換模塊與采集模塊相連；供電模塊，用于為傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊提供工作電源，所述的供電模塊分別與傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊相連。上述寬頻在線測量系統(tǒng)中的本地單元，包括光電轉換模塊，用于接收來自遠端單元的光信號，并將其轉換成數(shù)字信號；接口轉換模塊，用于將接收的上述數(shù)字信號進行協(xié)議轉換后發(fā)送至終端計算機，所述的接口轉換模塊與光電轉換模塊相連。本發(fā)明提出的工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，其優(yōu)點是可以在諸如QAY220汽車起重機等大型工程機械上實現(xiàn)傳導性電磁騷擾的多點遠距離同步測量，而且可以在較寬頻域內較為準確地反映傳導性電磁騷擾的特性。同時對工程機械工作場所的電磁環(huán)境進行在線監(jiān)測。系統(tǒng)各部分采用光纖進行通信，并采用內置蓄電池供電，以保證其能在惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，且本身不會對工程機械構成電磁騷擾源。本發(fā)明在線測量系統(tǒng)為深入分析工程機械傳導性電磁騷擾特性提供了可靠的工具，為制定關鍵敏感設備的抗擾度要求提供了重要依據(jù)，為解決工程機械的電磁兼容問題提供了可行手段。


圖I是本發(fā)明測量系統(tǒng)的結構框圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，其結構框圖如圖I所示，包括；多個遠端單元，分布于各關鍵電磁騷擾源及敏感設備處，用于采集傳導性電磁騷擾波形及對應的電磁環(huán)境，并將其進行電光轉換后得到光信號，將光信號通過光纖傳輸至后端單兀；本地單元，用于接收遠端單元的光信號，將該光信號轉換成數(shù)字信號，并發(fā)送至終端計算機；
終端計算機，用于接收本地單元的數(shù)字信號，顯示工程機械傳導性電磁騷擾的波形，并存貯，完成數(shù)據(jù)儲存和分析。上述寬頻在線測量系統(tǒng)中的遠端單元,包括傳感器模塊，用于接收工程機械傳導性電磁騷擾的電壓、電流及該測試點的外部電場強度和磁場強度，并將其轉換成額定輸入范圍的電壓信號，所使用的傳感器模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、光電式電場傳感器、磁場傳感器；采集模塊，用于對上述額定輸入范圍的電壓信號進行A/D轉換，得到數(shù)字信號，所述的采集模塊與傳感器模塊相連； 同步授時模塊，用于對采集模塊進行授時，實現(xiàn)各采集模塊同步采集的功能，所述的同步授時模塊與采集模塊相連；電光轉換模塊，用于對上述電信號進行電光轉換，得到光信號，所述的電光轉換模塊與采集模塊相連；供電模塊，用于為傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊提供工作電源，所述的供電模塊分別與傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊相連。上述寬頻在線測量系統(tǒng)中的本地單元,包括光電轉換模塊，用于接收來自遠端單元的光信號，并將其轉換成數(shù)字信號；接口轉換模塊，用于將接收的上述數(shù)字信號進行協(xié)議轉換后發(fā)送至終端計算機，所述的接口轉換模塊與光電轉換模塊相連。本發(fā)明工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)的一個實例中，其遠端單元安裝于工程機械上各關鍵電磁騷擾源及敏感設備附近，用于傳導性電磁騷擾的電壓、電流波形及電場強度、磁感應強度采集，并將數(shù)據(jù)用光信號傳輸至本地單元。傳感器模塊選用高精度、高帶寬的電壓傳感器、電流傳感器及光電式電場傳感器、磁場傳感器，傳感器與采集模塊之間的連接線長度不超過30cm。電壓傳感器、電流傳感器分別采用日本橫河公司生產的701939型電壓傳感器、701932型電流傳感器。電場傳感器采用由清華大學研制的CWY2型光電式電場傳感器。磁場傳感器采用由美國的H0LADAY公司生產的H200型磁場傳感器。接收到采集指令時，采集模塊根據(jù)同步授時給出的時間信息，對由傳感器模塊輸入的模擬電壓信號進行同步采集，并轉換為數(shù)字信號，再經過電光轉換模塊轉換為光信號，通過光纖向本地單元傳送。采集模塊采用由泰克公司生產的DP07054示波器。同步授時單元采用GPS模塊，同步誤差不超過1ms。采用12V、20Ah的通用鉛酸蓄電池為遠端單元中的采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊供電。本地單元用于對遠端單元的控制，并接收遠端單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，實現(xiàn)與終端計算機的連接。本地單元通過與遠端單元中相同的光電轉換模塊接收信號，通過通用的接口轉換器將光電轉換模塊的RJ45接口與終端計算機的USB接口連接，終端計算機在界面上顯示電流波形同時進行存貯。終端計算機實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互，完成數(shù)據(jù)儲存和分析。本發(fā)明的終端計算機可采用通用的PC機，要求CPU主頻1.8GHz以上，內存IG以上，安裝有WindowsXP操作系統(tǒng)。本發(fā)明提出的工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)傳導性電磁騷擾波形的多點遠距離同步測量。測試頻帶涵蓋所有電磁騷擾信號頻帶，各測試點距離可達50m，可以滿足大型工程機械要求，特別適用于諸如QAY220汽車起重機等大型工程機械。在測試騷擾波形的同時，對工程機械工作場所的電磁環(huán)境進行了在線監(jiān)測，為一些通過耦合外界電磁場產生的騷擾源波形提供了驗證手段，保證了騷擾源波形的準確度。系統(tǒng)各部分采用光纖進行通信，并采用內置蓄電池供電，可以在惡劣的電磁環(huán)境中完成低碼 率通信，及保證裝置穩(wěn)定的直流供電，具有很強的抗干擾性能。且本身對外不存電氣連接線，在不會對工程機械構成電磁騷擾源。
權利要求
1.一種工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，其特征在于，該測量系統(tǒng)包括； 多個遠端單元，分布于各關鍵電磁騷擾源及敏感設備處，用于采集傳導性電磁騷擾波形及對應的電磁環(huán)境，并將其進行電光轉換后得到光信號，將光信號通過光纖傳輸至后端單元； 本地單元，用于接收遠端單元的光信號，將該光信號轉換成數(shù)字信號，并發(fā)送至終端計算機； 終端計算機，用于接收本地單元的數(shù)字信號，顯示工程機械傳導性電磁騷擾的波形，并存貯，完成數(shù)據(jù)儲存和分析。
2.如權利要求I所述的寬頻在線測量系統(tǒng)，其特征在于其中所述的遠端單元包括 傳感器模塊，用于接收工程機械傳導性電磁騷擾的電壓、電流及該測試點的外部電場強度和磁場強度，并將其轉換成額定輸入范圍的電壓信號，所使用的傳感器模塊包括電壓、電流探頭、光電式電場傳感器、霍爾磁場傳感器； 采集模塊，用于對上述額定輸入范圍的電壓信號進行A/D轉換，得到數(shù)字信號，所述的采集模塊與傳感器模塊相連； 同步授時模塊，用于對采集模塊進行授時，實現(xiàn)各采集模塊同步采集的功能，所述的同步授時模塊與采集模塊相連； 電光轉換模塊，用于對上述電信號進行電光轉換，得到光信號，所述的電光轉換模塊與采集模塊相連； 供電模塊，用于為傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊提供工作電源，所述的供電模塊分別與傳感器模塊、采集模塊、同步授時模塊及電光轉換模塊相連。
3.如權利要求I所述的寬頻在線測量系統(tǒng)，其特征在于其中所述的本地單元包括 光電轉換模塊，用于接收來自遠端單元的光信號，并將其轉換成數(shù)字信號；接口轉換模塊，用于將接收的上述數(shù)字信號進行協(xié)議轉換后發(fā)送至終端計算機，所述的接口轉換模塊與光電轉換模塊相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工程機械傳導性電磁騷擾的寬頻同步在線測量系統(tǒng)，屬于工程機械電磁兼容測試技術領域。包括多個遠端單元，用于采集傳導性電磁騷擾波形及對應的電磁環(huán)境，并將其進行電光轉換后得到光信號，將光信號通過光纖傳輸至后端單元；本地單元，用于接收遠端單元的光信號，將該光信號轉換成數(shù)字信號，并發(fā)送至終端計算機；終端計算機，用于接收本地單元的數(shù)字信號，顯示工程機械傳導性電磁騷擾的波形，并存貯，完成數(shù)據(jù)儲存和分析。本發(fā)明的測量系統(tǒng)，可以在惡劣的電磁環(huán)境中實現(xiàn)對工程機械傳導性電磁騷擾波形及相應的電磁環(huán)境的同步在線測量，且不會對工程機械構成電磁騷擾源，為深入分析工程機械傳導性電磁騷擾特性提供了可靠的工具。
文檔編號G01R31/00GK102928711SQ20121043059
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者余占清, 曾楊, 肖黎, 于曉穎, 曾嶸, 張波, 張遷, 王文倬, 孫為民, 李謙 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司, 清華大學