專利名稱：瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
瞬變電磁檢測(cè)儀利用瞬變電磁原理進(jìn) 行地質(zhì)檢測(cè)等應(yīng)用，包括發(fā)射系統(tǒng)，放大器系統(tǒng)和接收采集系統(tǒng)，接收采集系統(tǒng)中具有主控系統(tǒng)，現(xiàn)在常用的瞬變電磁檢測(cè)儀的接收采集系統(tǒng)主要使用單片機(jī)作為主控系統(tǒng)。在使用現(xiàn)有的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)時(shí)，首先通過發(fā)射系統(tǒng)給檢測(cè)對(duì)象處發(fā)射一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，在遇到特定介質(zhì)之后會(huì)產(chǎn)生新的磁場(chǎng)，在新磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生新的信號(hào)反饋給接收采集系統(tǒng)。需要進(jìn)行信號(hào)浮點(diǎn)放大的情況下，放大器系統(tǒng)首先對(duì)比較弱的信號(hào)進(jìn)行浮點(diǎn)放大，之后接收采集系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行接收采集指令。這時(shí)，接收采集系統(tǒng)中的主控系統(tǒng)，也就是所述的單片機(jī)開始執(zhí)行對(duì)新信號(hào)的處理指令，通過接收轉(zhuǎn)換單元對(duì)反饋回來(lái)的新信號(hào)進(jìn)行接收采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再傳送給中央處理器CPU、中央處理器CPU在處理和傳送數(shù)字信號(hào)時(shí)將隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM作為緩存單元、最終數(shù)據(jù)傳輸單元接收到中央處理器CPU傳送過來(lái)的最終數(shù)字信號(hào)指令，將其轉(zhuǎn)換成上位機(jī)識(shí)別的格式傳送給上位機(jī)，上位機(jī)再進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)處理。在單片機(jī)系統(tǒng)中所有的執(zhí)行單元通過一個(gè)系統(tǒng)程序完成。但是，當(dāng)單片機(jī)中增加功能單元時(shí)，相當(dāng)于單片機(jī)的系統(tǒng)程序中增加了新的指令。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)算能力較弱，在程序中增加新的指令導(dǎo)致單片機(jī)的運(yùn)行明顯減慢，從而導(dǎo)致主控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的整體速度明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，能夠使在主控系統(tǒng)中增加功能單元時(shí)，主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的速率不會(huì)明顯降低。本發(fā)明還提供瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括接收轉(zhuǎn)換模塊，中央處理模塊，存儲(chǔ)模塊和最終數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述接收轉(zhuǎn)換模塊，用于將外部傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述中央處理模塊為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，用于采集所述數(shù)字信號(hào)并將其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)模塊中；所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述的中央處理模塊采集到的數(shù)字信號(hào)；所述中央處理模塊對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集和存儲(chǔ)完畢之后，再次調(diào)取需要上傳給所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)字信號(hào)，暫存在所述中央處理模塊中；所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于采集暫存在所述中央處理模塊中的數(shù)字信號(hào)，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成上位機(jī)能夠接收的格式，再傳送給上位機(jī)。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，在所述接收轉(zhuǎn)換模塊接收轉(zhuǎn)換外部傳送回來(lái)的信號(hào)之前，所述中央處理模塊先對(duì)外來(lái)信號(hào)的浮點(diǎn)進(jìn)行放大倍數(shù)和放大時(shí)間的檢測(cè)。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)外來(lái)信號(hào)的采集速率根據(jù)外界信號(hào)自身回傳的衰減頻率來(lái)調(diào)制，最高采集速率為IM ;所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率根據(jù)所述中央處理模塊對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集速率確定，最大速率為1M。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，所述中央處理模塊還用于控制所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率和采集點(diǎn)數(shù)，以及用于控制所述控制存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率和存儲(chǔ)量。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，所述中央處理模塊接收所述的上位機(jī)經(jīng)所述的最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳來(lái)的控制字指令，對(duì)其解析，然后針對(duì)所述指令產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序控制信息和時(shí)間段信息，進(jìn)行發(fā)射系統(tǒng)、放大系統(tǒng)、存儲(chǔ)模塊及接收轉(zhuǎn)換模塊的控制，從而進(jìn)行瞬變電磁信號(hào)的采集工作；所述中央處理模塊根據(jù)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集，發(fā)送狀態(tài)信息給所述上位機(jī)，所 述上位機(jī)接收到狀態(tài)信息，判斷所述中央處理模塊對(duì)于數(shù)字信號(hào)的采集是否完成；所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送所述數(shù)字信號(hào)給所述上位機(jī)之前，先將所述數(shù)字信號(hào)格式轉(zhuǎn)換成所述上位機(jī)能夠識(shí)別的格式,之后再傳送給所述上位機(jī)。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法包括，在使用該瞬變電磁檢測(cè)儀時(shí)，首先所述上位機(jī)給所述中央處理模塊發(fā)送控制字指令，所述中央處理模塊接收到所述指令之后，根據(jù)所述指令使用發(fā)射機(jī)給探測(cè)對(duì)象處發(fā)射一個(gè)探測(cè)信號(hào)，當(dāng)遇到特定介質(zhì)會(huì)有反射信號(hào)返回給所述檢測(cè)儀主控系統(tǒng)。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法包括，所述的檢測(cè)儀在接收信號(hào)時(shí)，首先，所述中央處理模塊對(duì)外部回傳回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否需要進(jìn)行浮點(diǎn)放大；所述中央處理模塊檢測(cè)過的外部信號(hào)，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)其進(jìn)行接收，轉(zhuǎn)換成所述中央處理模塊識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法包括，所述中央處理模塊采集所述數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)模塊中。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法包括，所述數(shù)字信號(hào)采集完畢，所述中央處理模塊從所述存儲(chǔ)模塊中調(diào)取所需的數(shù)字信號(hào)，再放回所述中央處理模塊中。進(jìn)一步地，前述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法包括，所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊采集所述中央處理模塊中暫存的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換之后傳遞給所述上位機(jī)進(jìn)行下一步處理。通過本發(fā)明提供的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生如下積極效果I.所述中央處理模塊為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，在采用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)作為中央處理模塊時(shí)，給其中增加功能單元的同時(shí)數(shù)據(jù)采集的速率不會(huì)明顯降低。因?yàn)閺?fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)執(zhí)行速率的快慢取決于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)本身的硬件結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD )本身的指令執(zhí)行類似為通過一個(gè)實(shí)體的手焊電路板上的電路回路來(lái)完成的。一方面，在保證復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)本身功能范圍之內(nèi)，只要所述的電路板上有足夠的引腳，那么就可以在這些引腳上任意增加焊點(diǎn)，也就可以增加功能單元同時(shí)不影響其它指令的完成。進(jìn)行指令執(zhí)行時(shí)，每一個(gè)功能單元之間是并行執(zhí)行的關(guān)系，彼此按照自己既定的電路回路完成指令，也就是執(zhí)行指令時(shí)彼此回路間不會(huì)有影響。另一方面，復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)外部具有時(shí)鐘模塊，所述中央處理模塊每增加一個(gè)功能單元時(shí)，所述時(shí)鐘模塊會(huì)確定每一個(gè)增加的功能單元開始執(zhí)行指令的時(shí)間和執(zhí)行這一指令所需要的時(shí)間長(zhǎng)度。所以說(shuō)每一個(gè)功能單元在執(zhí)行指令時(shí)會(huì)按照既定的指令執(zhí)行，不會(huì)因?yàn)橥獠啃碌闹噶钤黾佣l(fā)生指令執(zhí)行的延遲。所以說(shuō)在功能范圍之內(nèi)給系統(tǒng)增加功能單元時(shí)，對(duì)整個(gè)中央處理模塊執(zhí)行指令的整體速率不會(huì)有大的影響，也就是主控系統(tǒng)的執(zhí)行速率不會(huì)明顯減慢，所以在增加功能單元的同時(shí)不會(huì)降低系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集速率。2.所述接收轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)外來(lái)信號(hào)的采集速率，根據(jù)外界信號(hào)自身回傳的衰減頻率來(lái)調(diào)制，最高采集速率為1M。因?yàn)橥鈦?lái)信號(hào)的初始頻率很高，這就要求采集系統(tǒng)有相應(yīng)的 采集速率，根據(jù)外來(lái)信號(hào)的速率調(diào)整采集系統(tǒng)的速率，最高可達(dá)到IM的速率，這樣的高速采集非常有利于信號(hào)數(shù)據(jù)的及時(shí)準(zhǔn)確采集。3.所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率根據(jù)所述中央處理模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率確定，最大速率為1M。在對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存時(shí)，存儲(chǔ)器也需要有相應(yīng)的高速存儲(chǔ)速率，這樣才不會(huì)牽制中央處理模塊的運(yùn)行，而且本發(fā)明的存儲(chǔ)器可以根據(jù)信息數(shù)據(jù)采集的速率來(lái)調(diào)整存儲(chǔ)速率，這樣有利于提高存儲(chǔ)效率，也有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的工作速率。4.本發(fā)明中設(shè)有中央處理模塊可以控制放大系統(tǒng)，可以在接收外來(lái)信號(hào)之前，先由中央處理模塊檢測(cè)外來(lái)信號(hào)是否需要進(jìn)行浮點(diǎn)放大，和相應(yīng)的放大倍數(shù)的制定。因?yàn)樵诔跗?，外?lái)信號(hào)衰減快，信號(hào)強(qiáng)度范圍大，直接采集即可，中后期時(shí)，由于信號(hào)衰減減弱，也就是信號(hào)本身強(qiáng)度變?nèi)?，這時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的浮點(diǎn)放大有利于信息采集的準(zhǔn)確性和有效性；


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖所示實(shí)施例得到其它的實(shí)施例及其附圖。圖I為本發(fā)明一種實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括接收轉(zhuǎn)換模塊，中央處理模塊，存儲(chǔ)模塊和最終數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述接收轉(zhuǎn)換模塊，用于將外部傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
所述中央處理模塊為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，用于采集所述數(shù)字信號(hào)并將其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)模塊中；所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述的中央處理模塊采集到的數(shù)字信號(hào)；所述中央處理模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集和存儲(chǔ)完畢之后，再次調(diào)取需要上傳給所述的最終數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)字信號(hào)，暫存在所述的中央處理模塊中；所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于采集暫存在所述的中央處理模塊中的數(shù)字信號(hào)，將所述的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成上位機(jī)能夠接收的格式，再傳送給上位機(jī)。通過本發(fā)明提供的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，能夠使在主控系統(tǒng)中增加功能單元時(shí)，主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的速率不會(huì)明顯降低。上述實(shí)施方式中，所述瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，在所述的接收轉(zhuǎn)換模塊接收轉(zhuǎn)換外部傳送回來(lái)的信號(hào)之前，所述的中央處理模塊先對(duì)外來(lái)信號(hào)的浮點(diǎn)進(jìn)行放大倍數(shù)和 放大時(shí)間的檢測(cè)。 上述實(shí)施方式中，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)外來(lái)信號(hào)的采集速率根據(jù)外界信號(hào)自身回傳的衰減頻率來(lái)調(diào)制，最高采集速率為1M，因?yàn)橥鈦?lái)信號(hào)最初段的信號(hào)衰減很快，也就是外來(lái)信號(hào)本身的頻率很高，這就需要采集系統(tǒng)自身的采集速率很高，本發(fā)明中設(shè)計(jì)的中央處理模塊采集數(shù)字信息的速率最高可達(dá)1M。上述實(shí)施方式中，所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率根據(jù)所述中央處理模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率確定，最大速率為1M，因?yàn)榇鎯?chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率必須配合數(shù)據(jù)的采集速率，也就是說(shuō)當(dāng)數(shù)據(jù)的采集速率達(dá)到IM時(shí)存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率也必須達(dá)到1M.上述實(shí)施方式中，所述中央處理模塊還用于控制所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率和采集點(diǎn)數(shù)，以及用于控制所述控制存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率和存儲(chǔ)量。所述上位機(jī)發(fā)送給所述中央處理模塊控制字指令，將需要的數(shù)字信號(hào)的點(diǎn)數(shù)有所限定；而且所述中央處理模塊會(huì)根據(jù)外來(lái)信號(hào)的衰減頻率來(lái)調(diào)整對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集速率；同樣，所述存儲(chǔ)模塊會(huì)發(fā)送控制字信息給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊得到所述的存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)量信息，從而控制采集數(shù)字信號(hào)的采集量，同時(shí)根據(jù)信息采集的速率來(lái)調(diào)整所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率。上述實(shí)施方式中，所述瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)中，所述中央處理模塊接收所述的上位機(jī)經(jīng)過所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳來(lái)的控制字指令，對(duì)其解析，然后針對(duì)所述指令產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序控制信息和時(shí)間段信息，進(jìn)行發(fā)射系統(tǒng)、放大系統(tǒng)、存儲(chǔ)模塊及接收轉(zhuǎn)換模塊的控制，從而進(jìn)行瞬變電磁信號(hào)的采集工作。所述中央處理模塊在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)完成對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集，同時(shí)從所述存儲(chǔ)模塊中調(diào)取的數(shù)字信息量必須滿足在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給所述上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸量。上述實(shí)施方式中，所述的中央處理模塊根據(jù)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集，發(fā)送狀態(tài)信息給所述的上位機(jī)，并自動(dòng)結(jié)束采集和存儲(chǔ)，所述上位機(jī)接收到狀態(tài)信息，判斷所述中央處理模塊對(duì)于數(shù)字信號(hào)的采集是否完成，也就是說(shuō)所述中央處理模塊對(duì)所述數(shù)字信號(hào)采集完成之后，發(fā)送狀態(tài)信息給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。上述實(shí)施方式中，所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送所述數(shù)字信號(hào)給所述上位機(jī)之前，先將所述數(shù)字信號(hào)格式轉(zhuǎn)換成所述上位機(jī)能夠識(shí)別的格式，之后再傳送給所述上位機(jī)。因?yàn)樵诒景l(fā)明中，優(yōu)選地，電磁信號(hào)經(jīng)過所述的接收轉(zhuǎn)換模塊(AD)轉(zhuǎn)換之后為16位數(shù)，而所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊通過串口傳輸給所述上位機(jī)的數(shù)字信號(hào)位數(shù)必須為8位，所以，需要經(jīng)過所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊的轉(zhuǎn)換才可以傳輸。在上述實(shí)施方式中，本發(fā)明的使用方法是這樣的如圖I所示，在使用該瞬變電磁檢測(cè)儀時(shí)，首先所述上位機(jī)給所述中央處理模塊發(fā)送控制字，所述中央處理模塊接收到指令，之后，根據(jù)相應(yīng)指令使用瞬變電磁檢測(cè)儀給探測(cè)對(duì)象處發(fā)射一個(gè)探測(cè)信號(hào)，在遇到一定介質(zhì)會(huì)有一個(gè)回應(yīng)的反射磁場(chǎng)信號(hào)返回給所述的檢測(cè)儀；所述檢測(cè)儀在接收信號(hào)時(shí)，首先，所述中央處理模塊對(duì)外部回傳回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否需要進(jìn)行浮點(diǎn)放大；所述中央處理模塊檢測(cè)過的外部信號(hào)，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)其進(jìn)行接收，轉(zhuǎn)換成所述中央處理模塊識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。 所述中央處理模塊采集所述數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在所述的存儲(chǔ)模塊中。所述數(shù)字信號(hào)采集完畢之后，所述中央處理模塊發(fā)送給所述上位機(jī)狀態(tài)信息，所述中央處理模塊得到控制字指令完成對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集和儲(chǔ)存，所述中央處理模塊從所述存儲(chǔ)模塊中調(diào)取所需的數(shù)字信號(hào)，再放回所述中央處理模塊中。所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊采集所述中央處理模塊中暫存的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后最終將轉(zhuǎn)換之后的所述數(shù)字信號(hào)傳遞給所述上位機(jī)進(jìn)行處理。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述中央處理模塊優(yōu)選為ComplexProgrammable Logic Device(CPLD)復(fù)雜可編程邏輯器件，型號(hào)為EPM570T芯片，因?yàn)樵谠黾庸δ軉卧耐瑫r(shí)，(CPLD)對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率不會(huì)減慢；所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊優(yōu)選為Advanced RISC Machines (ARM)處理器；所述存儲(chǔ)模塊優(yōu)選為Static RAM(SRAM)。本發(fā)明的工作原理是這樣的本發(fā)明是根據(jù)瞬變電磁的原理設(shè)計(jì)的，最初，上位機(jī)中編制一個(gè)控制程序，所述控制程序中對(duì)于不同的指令用不同的控制字來(lái)標(biāo)記，而檢測(cè)系統(tǒng)的得到的指令信號(hào)也是通過接收到上級(jí)程序發(fā)送來(lái)的控制字來(lái)識(shí)別，再發(fā)送命令。在本發(fā)明中，上位機(jī)首先會(huì)給中央控制模塊發(fā)送控制字，中央處理模塊接收到控制字指令之后，對(duì)于接收轉(zhuǎn)換模塊接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集；在接收轉(zhuǎn)換模塊采集信號(hào)之前，中央處理模塊會(huì)首先對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判斷，對(duì)于初期的外來(lái)數(shù)字信號(hào)可以直接接收采集，因?yàn)槌跗谛盘?hào)本身的衰減會(huì)比較快，而且強(qiáng)度也會(huì)比較大，這樣信號(hào)的區(qū)域?qū)挾葧?huì)比較大，信號(hào)容易識(shí)別采集；對(duì)于中后期的外來(lái)信號(hào)需要通過放大器進(jìn)行浮點(diǎn)放大，再進(jìn)行接收采集，因?yàn)橹泻笃诘男盘?hào)本身衰減慢，信號(hào)弱，信號(hào)區(qū)域?qū)挾日?，不容易識(shí)別。所以，最初中央處理模塊對(duì)外來(lái)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判斷之后，接收轉(zhuǎn)換模塊再進(jìn)行信號(hào)接收和轉(zhuǎn)換。因?yàn)槌跗诘耐鈦?lái)信號(hào)的衰減頻率高，所以，需要在采集時(shí)使用采集速率大的接收器來(lái)采集，本發(fā)明中設(shè)計(jì)的中央處理模塊在采集接收轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)時(shí)，采集速率最高可達(dá)到1M，而且這個(gè)速率是根據(jù)外來(lái)信號(hào)的頻率來(lái)調(diào)整，這樣更有利于提高采集到的信號(hào)的可靠性。中央處理模塊采集到數(shù)字信號(hào)之后，及時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，在數(shù)字信號(hào)采集完畢之后自動(dòng)結(jié)束存儲(chǔ)，中央處理模塊會(huì)給上位機(jī)發(fā)送狀態(tài)信息，從而上位機(jī)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的操作。
中央處理模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集和存儲(chǔ)完成之后，最終數(shù)據(jù)傳輸模塊需要將采集到的數(shù)字信號(hào)傳送給上位機(jī)進(jìn)行處理，中央處理模塊將從存儲(chǔ)模塊中調(diào)取所需的數(shù)字信號(hào)放回中央處理模塊中，然后最終數(shù)據(jù)傳輸模塊采集暫存在中央處理模塊中的數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成上位機(jī)識(shí)別的信息格式，傳送給上位機(jī)。本發(fā)明提供的各種實(shí)施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術(shù)方案，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，其特征在于，包括接收轉(zhuǎn)換模塊，中央處理模塊，存儲(chǔ)模塊和最終數(shù)據(jù)傳輸模塊； 所述接收轉(zhuǎn)換模塊，用于將外部傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 所述中央處理模塊為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，用于采集所述數(shù)字信號(hào)并將其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)模塊中； 所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述的中央處理模塊采集到的數(shù)字信號(hào)； 所述中央處理模塊對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集和存儲(chǔ)完畢之后，再次調(diào)取需要上傳給所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊的數(shù)字信號(hào)，暫存在所述中央處理模塊中； 所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于采集暫存在所述中央處理模塊中的數(shù)字信號(hào)，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成上位機(jī)能夠接收的格式，再傳送給上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，其特征在于，在所述接收轉(zhuǎn)換模塊接收轉(zhuǎn)換外部傳送回來(lái)的信號(hào)之前，所述中央處理模塊先對(duì)外來(lái)信號(hào)的浮點(diǎn)進(jìn)行放大倍數(shù)和放大時(shí)間的檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，其特征在于，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)外來(lái)信號(hào)的采集速率根據(jù)外界信號(hào)自身回傳的衰減頻率來(lái)調(diào)制，最高采集速率為IM ;所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率根據(jù)所述中央處理模塊對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集速率確定，最大速率為IM0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理模塊還用于控制所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)的采集速率和采集點(diǎn)數(shù)，以及用于控制所述控制存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)速率和存儲(chǔ)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理模塊接收所述的上位機(jī)經(jīng)所述的最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳來(lái)的控制字指令，對(duì)其解析，然后針對(duì)所述指令產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序控制信息和時(shí)間段信息，進(jìn)行發(fā)射系統(tǒng)、放大系統(tǒng)、存儲(chǔ)模塊及接收轉(zhuǎn)換模塊的控制，從而進(jìn)行瞬變電磁信號(hào)的采集工作； 所述中央處理模塊根據(jù)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)的采集，發(fā)送狀態(tài)信息給所述上位機(jī)，所述上位機(jī)接收到狀態(tài)信息，判斷所述中央處理模塊對(duì)于數(shù)字信號(hào)的采集是否完成； 所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送所述數(shù)字信號(hào)給所述上位機(jī)之前，先將所述數(shù)字信號(hào)格式轉(zhuǎn)換成所述上位機(jī)能夠識(shí)別的格式，之后再傳送給所述上位機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在使用該瞬變電磁檢測(cè)儀時(shí)，首先所述上位機(jī)給所述中央處理模塊發(fā)送控制字指令，所述中央處理模塊接收到所述指令之后，根據(jù)所述指令使用發(fā)射機(jī)給探測(cè)對(duì)象處發(fā)射一個(gè)探測(cè)信號(hào)，當(dāng)遇到特定介質(zhì)會(huì)有反射信號(hào)返回給所述檢測(cè)儀主控系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的瞬變電磁檢測(cè)儀接收采集主控系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述的檢測(cè)儀在接收信號(hào)時(shí)，首先，所述中央處理模塊對(duì)外部回傳回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否需要進(jìn)行浮點(diǎn)放大； 所述中央處理模塊檢測(cè)過的外部信號(hào)，所述接收轉(zhuǎn)換模塊對(duì)其進(jìn)行接收，轉(zhuǎn)換成所述中央處理模塊識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的瞬變電磁檢測(cè)儀接收采集主控系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述中央處理模塊采集所述數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)模塊中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的瞬變電磁檢測(cè)儀接收采集主控系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)采集完畢，所述中央處理模塊從所述存儲(chǔ)模塊中調(diào)取所需的數(shù)字信號(hào)，再放回所述中央處理模塊中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的瞬變電磁檢測(cè)儀接收采集主控系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊采集所述中央處理模塊中暫存的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換之后傳遞給所述上位機(jī)進(jìn)行下一步處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)及其使用方法，包括接收轉(zhuǎn)換模塊，中央處理模塊，存儲(chǔ)模塊和最終數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述接收轉(zhuǎn)換模塊，將外部傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述中央處理模塊為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，采集所述數(shù)字信號(hào)并將其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)模塊中；所述存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)所述中央處理模塊采集到的數(shù)字信號(hào)；所述最終數(shù)據(jù)傳輸模塊采集暫存在所述中央處理模塊中的所述數(shù)字信號(hào)，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成上位機(jī)能夠接收的格式，再傳送給上位機(jī)，本發(fā)明提供的瞬變電磁檢測(cè)儀主控系統(tǒng)，能夠使在主控系統(tǒng)中增加功能單元時(shí)，主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的速率不會(huì)明顯降低。
文檔編號(hào)G01V3/08GK102707659SQ20121018272
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者傅博, 姚旭, 孫光民, 彭博, 楊楊, 趙德群, 鄭鯤, 韓東閣 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)