[发明专利]一种用于大功率脉冲电源的数据采集系统

说明书

本发明公开了一种用于大功率脉冲电源的数据采集系统，包括硬件组件和软件单元；硬件组件包括高压探针、Rogowski线圈、光纤隔离仪、NI USB‑5133高速数字采集仪和上位机，软件单元采用LabVIEW开发，可灵活配置通道数、输入阻抗、采样率、触发方式等采集参数，能够在波形显示界面上实时显示脉冲功率电源模块充电电压波形，捕获并展示模块放电电流波形，同时满足一定的数据分析需求。本发明的数据采集系统具有结构简单、体积小巧、易于实现、清晰直观、可扩展性强、集成性高等优点，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种用于大功率脉冲电源的数据采集系统。

背景技术

大功率脉冲电源由高压高频充电机、脉冲成形网络、测控单元、安全泄放与保护组件等部分组成。其中的脉冲成形网络是脉冲功率电源的核心单元，一般包含多个脉冲电源模块。脉冲电源模块由脉冲电容器，大功率晶闸管，高压硅堆、调波电感器等关键组件和外围器件组成。脉冲功率电源可通过充电机向电源模块的脉冲电容器充电储能，再通过电源模块的大功率晶闸管将能量释放到脉冲成形网络形成大脉冲电流，以供负载使用。

在实际应用中，需要采集大功率脉冲电源模块的充电电压和放电电流，以对脉冲功率电源的运行情况进行监控，确认运行状态；在故障发生时根据采集到的充电电压数据和放电电流数据进行分析，确定故障类型，以更好地维护脉冲功率电源，为脉冲功率电源系统优化提供依据，延长脉冲功率电源的使用寿命。现有的脉冲功率电源数据采集系统是采用PXI总线，连接数十个甚至上百个电源模块的电流传感器，连线复杂，体积庞大，并且不能实时查看到采集数据，需要在实验结束后将采集到的数据导入专业的分析软件进行数据分析，因此无法及时通过电压和电流数据发现脉冲功率电源运行过程中的问题。所以现有的脉冲功率电源数据采集系统仅适用单次放电的工况下，在脉冲功率电源连续放电工况下就存在极大的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大功率脉冲电源模块的数据采集系统，用以实时显示该模块的电压和电流波形。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于大功率脉冲电源模块的数据采集系统，包括硬件组件和软件单元；

所述硬件组件包括高压探针、Rogowski线圈、光纤隔离仪、NI USB-5133高速数字采集仪和上位机，所述上位机连接NI USB-5133高速数字采集仪，所述NI USB-5133高速数字采集仪连接光纤隔离仪，所述光纤隔离仪连接Rogowski线圈和高压探针；

所述高压探针用于获得脉冲功率电源的充电电压，并将充电电压数据发送给所述光纤隔离仪；所述Rogowski线圈用于获得脉冲功率电源模块的放电电流，并将放电电流数据发送给所述光纤隔离仪；所述光纤隔离仪对接收到的充电电压数据和放电电流数据进行光电隔离处理，并将充电电压数据和放电电流数据发送给所述NI USB-5133高速数字采集仪；所述NI USB-5133高速数字采集仪用于采集所述光纤隔离仪发送过来的数据，并将数据上传至所述上位机；

所述软件单元由LabVIEW进行开发，搭载于所述上位机上，用于管理所述硬件组件，包括采集设置、通道设置、触发设置、数据展示模块、保存设置和扩展接口功能

本申请与现有技术相比，其有益效果在于：本发明提供的数据采集系统，可灵活配置采集参数，在满足采集功能的基础上，采集系统的采集器使用NI USB-5133高速数字采集仪，NI USB-5133高速数字采集仪仅具有两个输入通道和一个复合通道，刚好能够采集大功率脉冲电源的充电电压和放电电流数据，接线简单清晰，满足大功率脉冲电源的采集需求的同时将采集器的体积缩小至现有PXI数据采集器的八分之一，大大缩小了数据采集系统的体积，小巧轻便，安装使用简单；采集系统的软件单元实时展示了大功率脉冲电源在充电过程和放电过程的电压和电流数据，能够使操作人员及时直观地、方便地观察到大功率脉冲电源的使用情况，以便及时分析和处理突发情况；采集系统预留扩展接口，可以将采集数据扩展至数据库系统和数据处理系统，增强了采集系统的可扩展性和集成性。

附图说明