OPLabBox Instrukcja obsługi

Przedsiębiorstwo Badawczo-Produkcyjne
OPTEL Sp. z o.o.
ul. Morelowskiego 30
PL-52-429 Wrocław
tel.: +48 (071) 329 68 54
fax.: +48 (071) 329 68 52
e-mail: [email protected]
http://www.optel.pl
Wrocław, 19.03.2009
OPLabBox
SN. 07.01 rev. 1.1
Instrukcja obsługi
1
Spis treści
1. Wstęp i warunki gwarancji...................................................................................3
2. Opis techniczny..................................................................................................3
2.1. WyposaŜenie standardowe...............................................................................3
2.2. Przeznaczenie i zasada działania.......................................................................3
2.3. Schemat blokowy............................................................................................4
2.4. Dane techniczne.............................................................................................5
3. Uruchomienie i eksploatacja.................................................................................7
3.1. Przygotowanie do pracy....................................................................................7
3.2. Zalecenia dla uŜytkownika i środki bezpieczeństwa..............................................7
4. Opis składników regulacyjnych i kontrolnych..........................................................8
4.1. Panel górny.....................................................................................................8
4.1.1. Wyłącznik główny POWER..............................................................................9
4.1.2. Przełącznik TRIGGER.....................................................................................9
4.1.3. Pokrętło Pulse Repetition................................................................................9
4.1.4. Pokrętło Pulse Voltage...................................................................................9
4.1.5. Przełącznik Input Select.................................................................................9
4.1.6. Przełącznik obrotowy High Pass Filter.............................................................10
4.1.7. Przełącznik obrotowy Low Pass Filter.............................................................10
4.1.8. Przełącznik HILO.........................................................................................11
4.1.9. Pokrętła GAIN: coarse i fine..........................................................................11
4.2. Opis składników lewego panelu bocznego..........................................................11
4.3. Opis składników prawego panelu bocznego........................................................12
5. Obsługa...........................................................................................................13
5.1. Korzystanie z wbudowanego nadajnika impulsowego..........................................13
2
1. Wstęp i warunki gwarancji
W
dokumentacji
nie
zamieszczono
schematów
ideowych,
wskazówek
diagnostycznych ani Ŝadnych innych informacji uruchomieniowo-diagnostycznych
dotyczących urządzenia. Producent gwarantuje dobrą jakość i prawidłowe działanie
urządzenia. W przypadku wystąpienia w okresie gwarancji wad tkwiących w wyrobie lub
będących wynikiem wadliwości montaŜu, nabywcy przysługuje prawo Ŝądania bezpłatnej
naprawy. Uszkodzenie wyrobu naleŜy zgłaszać u producenta. Okres gwarancji ulega
przedłuŜeniu o czas trwania naprawy liczony od daty dostawy wyrobu do naprawy, do
dnia jej wykonania. W razie jakichkolwiek awarii naprawy dokonuje producent
nieodpłatnie jeśli uszkodzenie nastąpiło z winy producenta w okresie trwania gwarancji,
odpłatnie jeśli uszkodzenie nastąpiło z winy uŜytkownika. UŜytkownik nie powinien
otwierać obudowy ani dokonywać napraw lub przeróbek (zmian).
Gwarancją nie są objęte uszkodzenia wyrobu powstałe w wyniku niewłaściwego
lub niezgodnej z instrukcją obsługi, konserwacji lub dokonywania napraw przez osoby
nieupowaŜnione oraz uszkodzenia wyrobu na skutek zasilania niewłaściwym napięciem.
2. Opis techniczny
2.1. WyposaŜenie standardowe
•
•
•
Urządzenie OPLabBox
Kabel do podłączenia z kartą OPCARD
Instrukcja obsługi
2.2. Przeznaczenie i zasada działania
Urządzenie OPLabBox jest uniwersalnym wzmacniaczem laboratoryjnym
dedykowanym do zastosowań ultradźwiękowych. Szerokie pasmo przenoszenia
urządzenia (40kHz do 22MHz) pozwala na uŜywanie go z szeroką gamą przetworników
ultradźwiękowych. Nisko szumny tor analogowy z regulowanym wzmocnieniem aŜ do
+92dB oraz po 11 kombinacji ustawień filtrów dolno- i górnoprzepustowych zapewnia
duŜe moŜliwości pomiarowe.
Wbudowany nadajnik impulsowy pomaga zbudować kompletny system
ultradźwiękowy bez Ŝadnych dodatkowych urządzeń. Niewielkie rozmiary i zwarta
obudowa czynią urządzenie mobilnym i wygodnym w uŜyciu.
Wszystkie funkcje urządzenia są ustawiane ręcznie za pomocą przełączników i
pokręteł. Po poprawnej pracy wymagany jest jedynie zasilacz stabilizowany o
parametrach opisanych w podrozdziale Dane techniczne. Po włączeniu zasilania
urządzenie jest gotowe do pracy i nie wymaga Ŝadnych czynności kalibracyjnych czy
uruchomieniowych.
OPLabBox moŜe być równieŜ zasilany i sterowany wprost z karty defektoskopowej
OPCARD, co pozwala w łatwy sposób zbudować system o duŜych moŜliwościach
pomiarowych i obliczeniowych. MoŜe równieŜ słuŜyć jako przystawka do oscyloskopu lub
innego sprzętu pomiarowego lub akwizycji danych.
Istnieje moŜliwość dostosowania urządzenia tak, by wszystkie lub niektóre
funkcje były sterowane zdalnie przez urządzenie zewnętrzne wykorzystując złącze
CONTROL.
3
2.3. Schemat blokowy
TT
Przedwzmacniacz
PE
Przedwzmacniacz
Przełącznik wejściowy
PE/TT
PoniŜszy rysunek przedstawia schemat blokowy urządzenia.
Filtry górnoprzepustowe
Filtry dolnoprzepustowe
(11 ustawień)
(11 ustawień)
Wzmacniacz
VGA i HILO
Filtr pasmowoprzepustowy
(opcjonalnie)
OUT
Bufor
wyjściowy
Regulacja wzmocnienia
zgrubne
dokładne
Złącze
CONTROL
Nastawy nadajnika
Moduł sterujący
VPulse
Szybkość
Wybór wejścia
HILO
Wyłącznik
główny
Wyzwalanie
PE
+24dB
TT
+0dB
Off
Int
Ext
Zasilacz
OFF
Złącze
DC
Nadajnik
impulsowy
ON
Rys. 2.1 Schemat blokowy urządzenia
Elementy zaznaczone linią przerywaną nie są zaimplementowane w wersji
standardowej urządzenia. Ich wykorzystanie jest moŜliwe na specjalne zamówienie.
4
2.4. Dane techniczne
Wymiary
205x110x35 [mm]
8.1x4.3x1.4 [inch]
Zasilanie
Napięcie
Moc
12V DC nominalnie, 9..15V DC
3.5W max.
Wejście/wyjście PE
Zakres napięć wejściowych
Rezystancja wejściowa
Pasmo przenoszenia [-3dB]
+/- 275mV
50om
800kHz* do 22MHz
* Wejście PE jest sprzęŜone z nadajnikiem, co ogranicza jego pasmo dla niskich
częstotliwości.
Wejście TT
Zakres napięć wejściowych
Rezystancja wejściowa
Pasmo przenoszenia [-3dB]
+/- 275mV
50om
40kHz do 22MHz
Wyjście OUT
Zakres napięć wyjściowych
Rezystancja wyjściowa
+/- 1.125V
50om
Filtry górnoprzepustowe
Stromość
40dB/dek
Zafalowania
+/- 3dB max.
Ustawienie
Częstotliwość fg [-3dB]
1
40kHz
2
57kHz
3
65kHz
4
100kHz
5
210kHz
6
320kHz
7
400kHz
8
1.0MHz
9
1.6MHz
10
3.7MHz
11
5.6MHz
Filtry dolnoprzepustowe
Stromość
40dB/dek
Zafalowania
+/- 3dB max.
Ustawienie
Częstotliwość fg [-3dB]
1
400kHz
2
560kHz
3
770kHz
4
1.25MHz
5
2.0MHz
6
4.75MHz
7
5.5MHz
8
8.5MHz
9
11MHz
10
16MHz
11
22MHz
5
Wzmocnienie
Całkowity zakres
Regulacja płynna
Wzmacniacz dodatkowy HILO
Dokładność
0...92dB
+0...+68dB
+0 lub +24dB
+/- 0.5dB
Nadajnik
Napięcie wyjściowe
Czas trwania impulsu
Czas zwarcia
Rezystancja wyjściowa
Max. częstotliwość powtarzania
0V (off) do 350V (max)
4us
<40ns
<1om
20kHz
Wewnętrzny generator wyzwalania
Częstotliwość
125 do 1100 [Hz]
Dokładność
+/- 5%
Gniazdo
Pin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
DB15
Nazwa
VCC_DB
TRG_IN
SYNC_OUT
GPI_0
GPI_1
GPI_2
GPI_3
GND
GND
VREG_DB
GPI_4
GPI_5
GPI_6
GPI_7
VGAIN_DB
Kierunek
zasilanie
wejście
wyjście
wejście
wejście
wejście
wejście
zasilanie
zasilanie
wejście
wejście
wejście
wejście
wejście
wejście
Standard
+9...+15V DC
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
0V
0V
analogowe
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
TTL 5V
analogowe
Opis
plus zasilania
wyzwalanie zewn.
synchronizacja
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
masa
masa
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
nieuŜywane*
* linie nie uŜywane w wersji standardowej urządzenia.
6
3. Uruchomienie i eksploatacja
3.1. Przygotowanie do pracy
OPLabBox nie wymaga Ŝadnych czynności przygotowujących do pracy. Urządzenie
jest gotowe do pracy po włączeniu zasilania. Zaleca się jedynie, aby przed włączeniem
zasilania (przełącznikiem głównym POWER) podłączyć napięcie zasilania do urządzenia.
Zasilanie moŜe być przyłączone do gniazda DC lub CONTROL. Nie naleŜy podłączać
zasilania o róŜnym napięciu do obu złącz jednocześnie!
3.2. Zalecenia dla uŜytkownika i środki bezpieczeństwa
Przed rozpoczęciem pracy z urządzeniem naleŜy zapewnić odpowiednie warunki
na stanowisku pracy. Nie naleŜy wystawiać urządzenia na bezpośrednie działanie płynów,
wysokich temperatur oraz napręŜeń mechanicznych, zwłaszcza na elementy regulacyjne.
Przed załączeniem urządzenia naleŜy:
• sprawdzić poprawność polaryzacji napięcia zasilania,
• korzystać wyłącznie ze stabilizowanego napięcia zasilania w zakresie podanym w
Danych Technicznych,
• sprawdzić prawidłowość i pewność połączeń.
W czasie pracy urządzenia z działającym nadajnikiem:
• nie naleŜy podłączać zasilania z róŜnych źródeł równocześnie do złącza DC oraz
CONTROL,
• nie dotykać / nie zwierać wyjścia PE,
• nie łączyć wyjścia PE bezpośrednio z wejściem TT,
• do podłączenia obciąŜenia (przetwornika ultradźwiękowego) uŜywać przewodu o
odpowiedniej klasie izolacji,
• przed zmianą obciąŜenia (przetwornika ultradźwiękowego)
naleŜy wyłączyć wyzwalanie nadajnika.
UWAGA!
NIESTOSOWANIE SIĘ DO POWYśSZYCH ZALECEŃ MOśE SPOWODOWAĆ
NIEBEZPIECZEŃSTWO UTRATY ZDROWIA LUB śYCIA.
Za szkody i wypadki zaistniałe podczas pracy urządzenia z powodu
nieprzestrzegania przepisów bezpieczeństwa i zaleceń producenta
odpowiedzialny jest jego uŜytkownik.
7
4. Opis składników regulacyjnych i kontrolnych
4.1. Panel górny
Wszystkie funkcje OPLabBox'a są ustawiane ręcznie przez uŜytkownika za pomocą
przełączników i pokręteł regulacyjnych rozmieszczonych na panelu górnym obudowy.
PoniŜszy rysunek przedstawia rozmieszczenie tych elementów.
Rys. 4.1. Widok panelu górnego
Legenda:
1 – POWER – główny wyłącznik zasilania;
1a – kontrolka zasilania;
2 – blok TRIGGER;
2a – TRIGGER - przełącznik wyboru wyzwalania nadajnika;
2b –Pulse Voltage - gałka regulacji napięcia nadajnika;
2c –Pulse Repetition - gałka regulacji szybkości powtarzania nadawania przy
wyzwalaniu wewn.;
2d – Pulser Active - kontrolka stanu nadajnika;
3 – blok filtrów;
3a – przełącznik wielopozycyjny filtrów górnoprzepustowych;
3b – przełącznik wielopozycyjny filtrów dolnoprzepustowych;
4 – INPUT - przełącznik wejść PE/TT;
5 – blok wzmocnienia;
5a – coarse - gałka zgrubnej regulacji wzmocnienia;
5b – fine - gałka dokładnej regulacji wzmocnienia;
5c – HILO - przełącznik dodatkowego wzmocnienia HILO;
8
4.1.1. Wyłącznik główny POWER
Włącznik główny włącza zasilanie układu. Po włączeniu zapala się dioda LED
sygnalizująca poprawne działanie układu zasilania.
4.1.2. Przełącznik TRIGGER
Przełącznik TRIGGER steruje wyzwalaniem nadajnika.
Pozycja
Off
Int
Ext
Funkcja
nadajnik wyłączony, wyzwalanie zablokowane;
nadajnik wyzwalany wewnętrznym generatorem sterowanym pokrętłem
Pulse Repetirion;
nadajnik wyzwalany sygnałem zewnętrznym ze złącza CONTROL.
4.1.3. Pokrętło Pulse Repetition
Pokrętło Pulse Repetition reguluje częstotliwość wewnętrznego generatora
wyzwalania. Regulacja pozwala na płynną zmianę częstotliwości wyzwalania w zakresie
125Hz do 1100Hz.
4.1.4. Pokrętło Pulse Voltage
Pokrętło Pulse Voltage reguluje maksymalną wartość napięcia wyjściowego impulsu
nadajnika. Pozwala na regulację napięcia impulsu w zakresie od 0V do 350V (bez
obciąŜenia).
Opcjonalnie istnieje moŜliwość sterowania tym parametrem ze złącza CONTROL.
4.1.5. Przełącznik INPUT
Przełącznik przełącza wejście toru analogowego.
Pozycja
PE
TT
Funkcja
wejściem jest gniazdo PE;
wejściem jest gniazdo TT.
Ustawienie aktywnego wejścia PE umoŜliwia realizację pomiarów typu „Nadawanie i
odbiór”. W takim systemie tym samym przetwornikiem realizujemy nadawanie oraz
odbiór echa fali ultradźwiękowej
Ustawienie wejścia TT umoŜliwia realizację pomiarów typu „Transmisja”, gdzie jeden
przetwornik realizuje nadawanie (przyłączony do gniazda PE) a druki przetwornik
realizuje odbiór (przyłączony do gniazda TT).
UWAGA:
Nadajnik jest zawsze
przełącznika INPUT.
połączony z gniazdem PE bez względu na ustawienie
9
4.1.6. Przełącznik obrotowy High Pass Filter
Przełącznik High Pass Filter słuŜy do wyboru filtru górno-przepustowego. MoŜliwe
jest ustawienie jednego z 11 ustawień. Wartości częstotliwości granicznych filtru (fg [3dB]) przedstawia poniŜsza tabela.
Pozycja
Częstotliwość
graniczna filtru
1
40kHz
2
57kHz
3
65kHz
4
100kHz
5
210kHz
6
320kHz
7
400kHz
8
1.0MHz
9
1.6MHz
10
3.7MHz
11
5.6MHz
4.1.7. Przełącznik obrotowy Low Pass Filter
Przełącznik Low Pass Filter słuŜy do wyboru filtru dolnoprzepustowego. MoŜliwe jest
ustawienie jednego z 11 ustawień. Wartości częstotliwości granicznych filtru (fg [3dB]) przedstawia poniŜsza tabela.
Pozycja
Częstotliwość
graniczna filtru
1
400kHz
2
560kHz
3
770kHz
4
1.25MHz
5
2.0MHz
6
4.75MHz
7
5.5MHz
8
8.5MHz
9
11.0MHz
10
16.0MHz
11
22.0MHz
10
4.1.8. Przełącznik HILO
Przełącznik HILO włącza lub wyłącza dodatkowy wzmacniacz końcowy +24dB.
4.1.9. Pokrętła GAIN: coarse i fine
Pokrętła GAIN: coarse i fine słuŜą do płynnej regulacji wzmocnienia w zakresie
-3...68dB. Wraz z przełącznikiem HILO umoŜliwiają ustawienia wzmocnienia z całego
zakresu 0...92dB.
Pokrętło coarse umoŜliwia regulację zgrubną wzmocnienia w zakresie 0...65dB.
Pokrętło fine umoŜliwia regulację dokładną wzmocnienia w zakresie -3...+3dB
względem ustawienia pokrętła coarse.
Całkowite wzmocnienie toru analogowego jest sumą ustawień i wyraŜa się wzorem:
Gtoru = Gcoarse + Gfine + GHILO
, gdzie
Gtoru – całkowite wzmocnienie toru
Gcoarse – ustawienie pokrętła coarse
Gfine – ustawienie pokrętła fine
GHILO – ustawienie przełącznika HILO (+0dB lub +24dB)
4.2. Opis składników lewego panelu bocznego
Na poniŜszym rysunku zaznaczono złącza lewego panelu bocznego.
Rys. 4.2 Widok lewego panelu bocznego
Legenda:
1 – złącze sygnałowe PE typu BNC,
2 – złącze sygnałowe TT typu BNC.
Gniazdo PE jest wyjściem nadajnika impulsowego oraz wejściem sygnału dla
pomiarów w trybie „Nadawanie i odbiór”.
Gniazdo TT jest wejściem sygnału dla pomiarów w trybie „Transmisji”.
11
4.3. Opis składników prawego panelu bocznego
Na poniŜszym rysunku zaznaczono złącza prawego panelu bocznego.
Rys. 4.3 Widok prawego panelu bocznego
Legenda:
1 – złącze sygnałowe OUT typu BNC,
2 – gniazdo sterujące CONTROL typu DB15 Ŝeńskie,
3 – złącze zasilania DC typu DC2.1.
Złącze sygnałowe OUT jest wyjściem toru analogowego i słuŜy do podłączenia do
oscyloskopu lub innego urządzenia przetwarzania sygnałów.
Złącze sterujące CONTROL słuŜy do synchronizacji OPLabBox'a z urządzeniami
zewnętrznymi. Pozwala równieŜ na zasilanie układu. Opis poszczególnych pinów złącza
CONTROL moŜna znaleźć w danych technicznych w podrozdziale 2.4. Opis
synchronizacji opisany jest podrozdziale 5.1
Złącze zasilania DC słuŜy do podłączania zasilania układu. Złącze współpracuje z
wtykami typu o średnicy 5.5mm i bolcu środkowym o średnicy 2.1mm.
Biegunowość wtyku zasilania przedstawia poniŜszy rysunek.
GND
+9...+15V DC
Rys. 4.4 Biegunowość złącza zasilana DC
12
5. Obsługa
5.1. Korzystanie z wbudowanego nadajnika impulsowego
Tryb wyzwalania nadajnika ustala przełącznik TRIGGER. Wybierając tryb „Int”
nadajnik jest wyzwalany z wewnętrznego generatora wyzwalania regulowanego
pokrętłem Pulse Repetition. W trybie „Ext” nadajnik jest wyzwalany sygnałem
zewnętrznym podawanym na wejście TRG_IN złącza CONTROL. Aby wyłączyć
nadajnik naleŜy ustawić przełącznik TRIGGER w pozycji „Off”.
Synchronizację nadajnika zapewniają dwie linie złącza CONTROL: linia TRG_IN (pin 2)
oraz SYNC_OUT (pin 3). Linia TRG_IN jest wejściem wyzwalania nadajnika w trybie
wyzwalania zewnętrznego. Zbocze narastające na tej linii wyzwala sekwencję
ładowania przetwornika ultradźwiękowego, która trwa 4us. Długość dodatniego stanu
linii TRG_IN nie wpływa na długość sekwencji ładowania. W czasie ładowania rośnie
napięcie na wyjściu sygnałowym PE do wartości wynikającej z ustawienia pokrętła
Pulse Voltage.
Linia SYNC_OUT jest wyjściem synchronizacji. Zbocze narastające informuje o
początku sekwencji ładowania. W trybie wyzwalania zewnętrznego zbocze to pokrywa
się ze zboczem narastającym na wejściu TRG_IN. Zbocze opadające na linii
SYNC_OUT jest momentem rozładowania przetwornika ultradźwiękowego.
ZaleŜności czasowe sekwencji nadawania przedstawia poniŜszy rysunek.
TRG_IN (pin 2)
SYNC_OUT (pin 3)
Uwy (gniazdo PE)
4us
Rys. 5.1 ZaleŜności czasowe sekwencji nadawania
Spółka zarejestrowana w Rejestrze Przedsiębiorców przez Sąd Rejonowy dla
Wrocławia Fabrycznej VI Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego
pod nr KRS 0000124439. NIP: PL8981047033
REGON: 008375538.
Wysokość kapitału zakładowego 364.500 PLN (trzysta sześćdziesiąt cztery
tysiące pięćset złotych).
13