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: optel@optel.pl 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 PoniŜszy rysunek przedstawia schemat blokowy urządzenia. TT PE Przedwzmacniacz Przedwzmacniacz Przełącznik wejściowy PE/TT Filtry górnoprzepustowe (11 ustawień) Filtry dolnoprzepustowe (11 ustawień) Wzmacniacz VGA i HILO Filtr pasmowoprzepustowy (opcjonalnie) Bufor wyjściowy OUT Regulacja wzmocnienia Nadajnik impulsowy zgrubne dokładne Nastawy nadajnika VPulse Szybkość Moduł sterujący Złącze CONTROL Wybór wejścia PE TT HILO +24dB +0dB Wyzwalanie Off Int Ext Zasilacz Wyłącznik główny OFF ON Złącze DC 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 Zasilanie Napięcie Moc 205x110x35 [mm] 8.1x4.3x1.4 [inch] 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 +/- 1.125V Rezystancja wyjściowa 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 Nadajnik Napięcie wyjściowe Czas trwania impulsu Czas zwarcia Rezystancja wyjściowa Max. częstotliwość powtarzania 0...92dB +0...+68dB +0 lub +24dB +/- 0.5dB 0V (off) do 350V (max) 4us <40ns <1om 20kHz Wewnętrzny generator wyzwalania Częstotliwość 125 do 1100 [Hz] Dokładność +/- 5% Gniazdo DB15 Pin Nazwa Kierunek Standard Opis 1 VCC_DB zasilanie +9...+15V DC plus zasilania 2 TRG_IN wejście TTL 5V wyzwalanie zewn. 3 SYNC_OUT wyjście TTL 5V synchronizacja 4 GPI_0 wejście TTL 5V nieuŝywane* 5 GPI_1 wejście TTL 5V nieuŝywane* 6 GPI_2 wejście TTL 5V nieuŝywane* 7 GPI_3 wejście TTL 5V nieuŝywane* 8 GND zasilanie 0V masa 9 GND zasilanie 0V masa 10 VREG_DB wejście analogowe nieuŝywane* 11 GPI_4 wejście TTL 5V nieuŝywane* 12 GPI_5 wejście TTL 5V nieuŝywane* 13 GPI_6 wejście TTL 5V nieuŝywane* 14 GPI_7 wejście TTL 5V nieuŝywane* 15 VGAIN_DB wejście analogowe 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: G toru = G coarse + G fine + G HILO, gdzie G toru całkowite wzmocnienie toru G coarse ustawienie pokrętła coarse G fine ustawienie pokrętła fine G HILO ustawienie przełącznika HILO (+0dB lub +24dB) 4.2. Opis składników lewego panelu bocznego Na poniŝszym rysunku zaznaczono złącza lewego panelu bocznego. Legenda: 1 złącze sygnałowe PE typu BNC, 2 złącze sygnałowe TT typu BNC. Rys. 4.2 Widok lewego panelu bocznego 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