基于激光成像的六氟化硫泄漏监测系统 ——传感器信号调理及数据采集部分的研究

论文摘要

本文所介绍的是基于激光成像的六氟化硫泄漏监测系统中一部分――传感器信号调理及数据采集部分的研究。基于激光成像的六氟化硫泄漏监测系统能够方便的对六氟化硫气体泄漏进行检测,通过其图像显示和处理功能帮助工作人员快速准确的找到气体泄漏点进行检修,极大的提高了设备检修的效率。论文首先介绍了基于激光成像技术的六氟化硫泄漏检测系统的原理及实现方法。系统中的同步控制板控制振镜、激光器等工作,红外传感器感测激光信号后通过信号调理电路将转换出的电信号送入DSP高速数据采集系统采样,经由USB高速数据总线把采样结果传输到主机,通过连续的图像采集与显示,可以动态地观测六氟化硫气体的泄漏情况。论文在介绍项目研究背景与研究对象的基础上,介绍了基于激光成像技术的六氟化硫泄漏检测系统中传感器信号调理和数据采集部分的设计的具体实现,重点对传感器原理、信号调理电路,高速数据采集系统的硬件电路、软件部分进行详细的说明。最后通过实际实验对系统性能做出总结,并指出需要进一步完善的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 六氟化硫气体泄漏监测以及研究现状
• 1.1.1 六氟化硫气体特性简介
• 1.1.2 SF6 气体泄漏监测方法及研究现状
• 1.2 基于激光成像的六氟化硫气体泄漏检测方法
• 1.3 本文的主要工作和章节安排
• 第二章 基于激光成像的六氟化硫泄漏检测系统设计方案
• 2.1 概述
• 2.2 基于激光成像的六氟化硫泄漏检测系统设计方案介绍
• 2.2.1 激光成像的原理
• 2.2.2 系统结构和功能
• 2.2.3 主要组成部件的介绍
• 2.3 SF6 气体特性及红外传感器选型
• 2.3.1 传感器选型
• 2.3.2 红外传感器
• 2.4 传感放大及信号采集部分的方案设计
• 第三章 传感器信号调理
• 3.1 传感器及信号特性
• 3.2 信号调理电路
• 3.2.1 偏转法
• 3.2.2 零式法
• 3.2.3 两种测量方法实际的比较性能
• 3.3 VGA 电路设计
• 3.3.1 AD8337 的性能特点及工作原理
• 3.3.2 自动增益调节电路原理
• 3.3.3 实际设计以及实验结果
• 3.3.4 电路实际应用中的注意点
• 第四章 信号采样及数据采集系统
• 4.1 概述
• 4.2 硬件系统框架设计
• 4.2.1 系统硬件结构
• 4.2.2 系统中器件选型分析
• 4.3 DSP 主控芯片
• 4.3.1 TMS320C6713 的中央处理单元
• 4.3.2 TMS320C6713 的二级内部存储器
• 4.3.3 TMS320C6713 的外部存储器接口（EMIF）
• 4.3.4 EDMA
• 4.3.5 HPI 口
• 4.3.6 TMS320C6713 的中断
• 4.3.7 流水线
• 4.4 外围电路主要芯片介绍及接口设计
• 4.4.1 高速采样电路接口设计
• 4.4.2 SDRAM 扩展
• 4.4.3 FLASHROM 扩展
• 4.5 可编辑逻辑器件CPLD
• 4.6 与USB 高速数据传输通道的接口
• 4.7 电路PCB 布局，走线和调试
• 4.7.1 PCB 布局
• 4.7.2 PCB 布线
• 4.7.3 电源系统
• 第五章 软件设计及实验结果
• 5.1 概述
• 5.2 高速采样及数据采集软件的总体设计
• 5.3 DSP 软件设计与调试技术
• 5.3.1 C/C++语言实现
• 5.3.2 连接器命令文件（.cmd）的编写
• 5.4 系统图像采集流程介绍
• 5.5 实验结果及动态图像显示
• 5.5.1 实际采集的图像结果及VGA 电路的效果
• 5.5.2 动态图像显示及灵敏度测定
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文