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专利号: 2017111084305
申请人: 西安图变光电科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-05-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多节点爆炸参数测试仪,包括触发线圈(3)、调制激光器(4)、球腔内反射匀光器(5)、台架(6)和存储测试仪,所述台架(6)上放置有药柱(2),其特征在于,所述台架(6)下有激光调制电路,所述调制激光器(4)在台架(6)下通过触发线圈(3)接激光调制电路,所述触发线圈(3)缠绕在药柱(2)上,所述调制激光器(4)的发射端套有球腔内反射匀光器(5),所述存储测试仪有至少2个浅埋于地面,所述存储测试仪包括光电池(7)、光电二极管(8)、存储测试电路(9)和防爆外壳(10),所述防爆外壳(10)内有光电池(7)、光电二极管(8)和存储测试电路(9),所述光电二极管(8)接存储测试电路(9)内光电二极管调理电路,所述光电池(7)接存储测试电路(9);

所述存储测试电路包括光电二极管调理电路、前置放大电路、二级放大电路、锁相放大电路、比较电路和FPGA控制器及其外围电路,爆炸光(1)通过光电二极管(8)接收,经过光电二极管调理电路输出接入FPGA控制器,激光调制电路通过调制信号线接调制激光器,光电池接收调制激光器产生的方波式辅助光信号,其输出端接前置放大电路,前置放大电路的输出端接二级放大电路,FPGA控制器的参考信号输出端与二级放大电路的输出端接锁相放大电路的输入端,锁相放大电路的输出端接比较电路的输入端,比较电路的输出端接FPGA控制器;

所述前置放大电路、二级放大电路、锁相放大电路和比较电路等关键电路的数学关系如下:

a)P1的引脚1为光电池正端,引脚2为光电池负端,Vp为施加在光电池反向偏置电压,光电池所产生的光电流为I,经过放大器输出电压为:V1=-R8I+Vp,采用隔直电容C8滤除V1信号中的偏置电压信号以及消除暗电流对电路所带来的影响,得到电压V2;

b)二级放大电路中 同时反馈电阻R16的阻值可调;

c)锁相放大电路中,由AD633乘法器公式可得V6=V5×Vr/10,Vr为FPGA控制器产生的参考信号,经RC低通滤波器,V7中只保留V6信号的直流分量;比较电路中,爆炸前,调节电阻R22与R23,使得V7大于参考电压,输出电压Vtri2为低电平,爆炸后V7小于参考电压,输出电压Vtri2从低电平跳变到高电平。

2.根据权利要求1所述多节点爆炸参数测试仪,其特征在于:所述调制激光器(4)采用频率可调、光斑大小可调的TTL激光发生器,所述光电池(7)采用2DU10的光电池,所述光电二极管(8)采用铟镓砷近红外光电二极管,所述激光调制电路采用NE555芯片,所述前置放大电路和二级放大电路采用LF357运算放大器芯片,所述比较电路采用LM393比较器芯片,所述锁相放大电路采用AD633乘法器芯片。

3.使用权利要求1或2任意一项多节点爆炸参数测试仪的双光信号触发方法,其特征在于:具体步骤如下:

1)激光调制模块固定于台架下方,光电信号处理模块固定在测试节点附近;

2)将调制信号线缠绕于药柱上,系统上电,调节激光在测试节点的光斑大小,确保光电池在光斑内;

2)FPGA控制器与激光调制电路产生的方波进行同频同相操作;

3)调节二级放大电路的放大倍数,尽可能放大锁相放大电路的输出电压V6,调节比较电路的参考电压,使比较电路的参考电压略小于负端输入电压V7,输出电压Vtri2为低电平;

4)将光电处理模块做好防护处理,待爆炸信号到来,接收到爆炸光且辅助光消失后,FPGA控制器产生触发信号。