【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导领域，尤其涉及一种极端多场环境下分布式测试系统及其集成方法。
技术介绍
1、随着高场超导磁体的应用与迅速发展，其在极低温、强磁场、大电流、高载荷等极端多场环境下的电磁特性、力学、热学等性能以及在多场耦合作用下的应用基础研究备受关注，这些参数的选取与设计也是保证超导磁体能否成功运行的关键性技术。因此，建立和完善在极低温、强电磁场、变载荷等极端多场环境下与超导磁体性能测试相关的分布式测试系统极为迫切。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种极端多场环境下分布式测试系统及其集成方法，能够实现智能化测试数据采集与处理，以及多场、多变量信息采集与处理技术集成，可以为极端条件下的材料力学性能测试建立国内甚至国际标准，也为复杂系统建模与分析研究提供关键性参数。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种极端多场环境下分布式测试系统，包括：工程化多场数据采集系统、实验化多场环境监控系统、数据库系统、故障诊断系统、网络报警系统和安全联锁系统；
3、所述工程化多场数据采集系统用于采集设备子系统的信号数据；
4、所述实验化多场环境监控系统用于远程采集测试样品的参数数据；
5、所述数据库系统用于存储所述信号数据和参数数据；
6、所述故障诊断系统用于根据所述信号数据和参数数据对设备进行故障诊断；
7、所述网络报警系统用于根据故障诊断结果，发布报警信息；
8、所述安全联锁系统用于保证各设备子
9、可选的，所述设备子系统包括：
10、超导磁体运行子系统、机械力学加载与宏观变形测量子系统、极低变温加载与控制子系统、强电流加载与控制子系统和低温辅助子系统。
11、可选的，为所有设备子系统配备了时间同步协议，所述时间同步协议用于对采集的工程化数据进行时间同步，实现电磁场、温度、应力/应变等多场数据的同步采集。
12、可选的，所述数据库系统包括：工程化数据库子系统和实验化数据库子系统；
13、所述工程化数据库子系统用于存储所述超导磁体运行子系统、机械力学加载与宏观变形测量子系统、极低变温加载与控制子系统、强电流加载与控制子系统和低温辅助子系统信号在运行过程中的信号数据；
14、所述实验化数据库子系统用于存储测试样品上的温度、电流、电压、磁场、应力/应变等信号数据。
15、可选的，对所述设备进行故障诊断包括：基于所述工程化数据库子系统存储的历史数据，建立设备子系统的故障树诊断系统；利用所述故障树诊断系统进行故障诊断包括：
16、获取各设备子系统正常运行的可靠性参数；
17、确定所述各设备子系统中的顶事件，利用故障树分析法，寻找所述顶事件的直接原因和间接原因事件，直至获取基本原因事件；
18、根据所述正常运行的可靠性参数结合所述基本原因事件，利用故障树计算所述顶事件的可靠性参数；
19、基于所述可靠性参数获取个设备子系统中的可靠性指标。
20、可选的，所述工程化数据库子系统存储的历史数据包括：温度、电流、电阻、电压、磁场、真空度、应变、流量和压力参数。
21、可选的，所述网络报警系统用于根据故障诊断结果，发布报警信息包括：
22、在发生安全报警时，所述设备子系统的报警信息可及时地发布于所述网络报警系统，也可在历史报警信息报表里追溯到历史报警信息。
23、可选的，所述测试系统还包括：硬件模块和软件模块；
24、所述硬件模块主要包括各设备子系统传感层采集的物理量，经由a/d模块转换为数字信号并传递至设备层，采用tango框架下的分布式系统管理模式，为每个子设备层建立设备服务器，实现各个子系统之间的数据交互功能；
25、所述软件模块主要包括主程序调用仪器驱动api接口程序，完成各类传感器信号的读、写控制以及采集存储等功能；主程序调用配置诊断工具，用于诊断通讯网络能否正常工作；主程序调用配置数据库管理工具，用于数据库的开发；主程序调用gui界面，用于实时绘制相关信号的图形界面。
26、本专利技术还提供了一种极端多场环境下分布式测试系统的集成方法，所述集成方法包括：
27、基于故障树诊断系统，建立安全连锁保护系统，所述安全连锁保护系统用于结合监测的设备子系统的运行状态，保证各个系统既独立工作又互相连锁；
28、可选的，所述安全连锁保护系统用于结合监测的设备子系统的运行状态，保证各个系统既独立工作又互相连锁包括：
29、当低温辅助子系统无法正常工作时，超导磁体运行子系统、强电流加载与控制系统、极低变温加载与控制系统也将无法正常工作；
30、当极低变温加载与控制系统无法正常工作时，超导磁体运行子系统、强电流加载与控制系统也将无法正常工作；
31、当强电流加载与控制系统无法正常工作时，超导磁体运行子系统也将无法正常工作，而机械力学加载与宏观变形测量系统又独立于以上系统，可在大幅变温或恒温环境下工作；
32、当低温辅助子系统发生故障时，会立即造成其它系统的故障，应迅速启用相应的保护机制，快速地关闭其它设备子系统，当低温辅助子系统正常工作，超导磁体运行子系统发生故障时，对系统的正常运行会产生一定的影响，各个子系统可启用相应的预保护机制，逐步关闭相应的设备子系统；
33、当低温辅助子系统和超导磁体运行子系统正常工作，强电流加载与控制系统发生故障时，对其它设备子系统运行几乎无影响，启动相应的故障排查机制，各个子系统无需任何动作。
34、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
35、本专利技术可实现所有子系统的远程控制、信号监测及故障诊断等功能，从而保证该系统正常运行以及开展科学实验。实现多场环境下的宏、微观力学及多场效应与性能测量，包括接触传感和非接触光学测量、多场变量的信号补偿技术、数据的实时采集和处理等。
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1.一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，包括：工程化多场数据采集系统、实验化多场环境监控系统、数据库系统、故障诊断系统、网络报警系统和安全联锁系统；
2.根据权利要求1所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述设备子系统包括：
3.根据权利要求2所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，为所有设备子系统配备了时间同步协议，所述时间同步协议用于对采集的工程化数据进行时间同步，实现电磁场、温度、应力/应变多场数据的同步采集。
4.根据权利要求2所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述数据库系统包括：工程化数据库子系统和实验化数据库子系统；
5.根据权利要求4所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，对所述设备进行故障诊断包括：基于所述工程化数据库子系统存储的信号数据，建立设备子系统的故障树诊断系统；
6.根据权利要求4所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述工程化数据库子系统存储的历史数据包括：温度、电流、电阻、电压、磁场、真空度、应变、流量和压力参
7.根据权利要求1所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述网络报警系统用于根据故障诊断结果，发布报警信息包括：
8.根据权利要求1所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：硬件模块和软件模块；
9.一种极端多场环境下分布式测试系统的集成方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一所述的极端多场环境下分布式测试系统，所述集成方法包括：
10.根据权利要求9所述的一种极端多场环境下分布式测试系统的集成方法，其特征在于，所述安全连锁保护系统用于结合监测的设备子系统的运行状态，保证各个系统既独立工作又互相连锁包括：
...【技术特征摘要】
1.一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，包括：工程化多场数据采集系统、实验化多场环境监控系统、数据库系统、故障诊断系统、网络报警系统和安全联锁系统；
2.根据权利要求1所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述设备子系统包括：
3.根据权利要求2所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，为所有设备子系统配备了时间同步协议，所述时间同步协议用于对采集的工程化数据进行时间同步，实现电磁场、温度、应力/应变多场数据的同步采集。
4.根据权利要求2所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，所述数据库系统包括：工程化数据库子系统和实验化数据库子系统；
5.根据权利要求4所述的一种极端多场环境下分布式测试系统，其特征在于，对所述设备进行故障诊断包括：基于所述工程化数据库子系统存储的信号数据，建立设备子系统的故障树诊...
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