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為了測(cè)量鉛防護(hù)門開關(guān)同步性,鉛門廠家給出了兩種方法:振動(dòng)加速度計(jì)測(cè)量法、非接觸式光電傳感器測(cè)量法。
一、振動(dòng)加速度計(jì)測(cè)量法
在鉛門上分別安裝固定一個(gè)振動(dòng)加速度計(jì),加速度計(jì)的信號(hào)接入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的兩個(gè)通道。當(dāng)給出開閉命令后,鉛門會(huì)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài),引起門體的振動(dòng),這個(gè)振動(dòng)由加速度計(jì)所拾取,并輸人到采集系統(tǒng)。測(cè)量示意圖見圖3
在防輻射鉛門的動(dòng)作過程中,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一直進(jìn)行高速不間斷數(shù)據(jù)采集,采樣率為200 kHz。產(chǎn)生的兩個(gè)加速度信號(hào)示意圖見圖4.
從兩個(gè)加速度計(jì)的時(shí)域信號(hào)來看,這兩個(gè)信號(hào)從零開始變大并持續(xù)振動(dòng),如果鉛門不是同時(shí)啟動(dòng)的,非零振動(dòng)信號(hào)的起始時(shí)刻不同。如何求出這兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間差,可以按照以下3種方法進(jìn)行計(jì)算:時(shí)域波形對(duì)比法、互相關(guān)分析法、基于相位變換加權(quán)廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)法。
(1)時(shí)域波形對(duì)比法
從圖5時(shí)域波形圖可以直接計(jì)算兩振動(dòng)加速度信號(hào)變大的起始時(shí)間差,這種方法優(yōu)點(diǎn)是讀取方便,不需要相關(guān)計(jì)算,不足之處是精度不高。
(2)互相關(guān)分析法
信號(hào)x1 (n)與x2 (n)的互相關(guān)函數(shù)定義為
利用互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,找到Rr( m)較大值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,就是兩信號(hào)的時(shí)間差。也即鉛門的啟閉時(shí)間差,見圖6及圖7所示。
(3)基于相位變換加權(quán)廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)法(GCC一PHAT)
通過對(duì)兩信號(hào)進(jìn)行互功率譜分析,并在頻域內(nèi)進(jìn)行加權(quán),來對(duì)信號(hào)和噪聲進(jìn)行白化處理,增強(qiáng)信號(hào)中信噪比較高的頻率成分,來抑制噪聲的影響,再反變換到時(shí)域,得到兩信號(hào)的廣義互相關(guān)函數(shù),再取模的倒數(shù),最后得出GCC- PHAT函數(shù)。效果示例圖見圖8所示,由較大值可以確定鉛門啟閉的時(shí)間差。
二、非接觸式光電傳感器測(cè)量法
在醫(yī)用鉛門上分別粘貼反光條,將光電傳感器固定在立柱支架上,見圖9所示。在門體靜止時(shí),光電傳感器正對(duì)反光條,這時(shí),光電傳感器發(fā)出的是高電平,當(dāng)發(fā)出鉛門啟動(dòng)命令后,反光條會(huì)隨著門體移開,光電傳感器不再跟反光條正對(duì),此時(shí)光電傳感器發(fā)出的是低電平。由高低電平的過渡時(shí)刻的差值,可以確定鉛防護(hù)門動(dòng)作的時(shí)間差.測(cè)量示意圖見圖10所示。