本发明涉及石油勘探领域，尤指一种霍尔元件筛选装置和方法。
背景技术：
在石油勘探领域非常重要的石油测井仪器中，地层测试器和井壁取芯器都使用直流无刷电机为整只仪器提供液压动力，来保证仪器全部功能的实现，因此，高温电机的可靠性是仪器设计的关键技术。
目前使用的直流无刷电机上霍尔元件是电机反馈位置信号用到的关键器件，市场上高温霍尔元件由于采用陶瓷封装，抗震性能不好，不能满足井下的恶劣环境。现阶段都是通过对150度的霍尔元件筛选，来选出合格的器件用到高温电机上，所以，高效可靠的筛选出合格的霍尔器件尤为急迫和重要。
然而，现在霍尔元件的筛选只是简单的加温烘烤之后再上电，以甄别霍尔元件失效与否，完全靠烘箱和人为经验静态筛选，存在筛选出的霍尔元件可靠性低、一段时间后失效性的风险。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种霍尔元件筛选装置和方法，实现霍尔元件的自动筛选，且筛选出的霍尔元件可靠性高。
为了达到本发明目的，第一方面，本发明提供了一种霍尔元件筛选装置，包括：信号产生模块、霍尔元件放置模块、采集模块和处理模块，其中：
所述信号产生模块，用于产生预设频率的激励信号，并将所述激励信号发送给所述霍尔元件放置模块；
所述霍尔元件放置模块，包括一个或多个安装插座，每一个安装插座用于安装一只待筛选霍尔元件；所述霍尔元件放置模块在筛选时放置在预设温度的烘箱中，安装在安装插座上的每只待筛选霍尔元件在接收到所述激励信号后，输出一路方波信号；
所述采集模块，用于采集所述预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号，并将采集的方波信号发送给所述处理模块；
所述处理模块，用于测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，根据所述频率进行霍尔元件的筛选。
第二方面，本发明提供了一种霍尔元件筛选方法，包括：
产生预设频率的激励信号，并将所述激励信号输出到一只或多只待筛选霍尔元件；
采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号；
测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，根据所述频率进行霍尔元件的筛选。
本发明提供的霍尔元件筛选装置和方法，通过给待筛选霍尔元件输入不同的正弦波信号，检测预设温度下(比如175度)待筛选霍尔元件输出的方波信号，根据待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，即可自动实现对霍尔元件的筛选。同时，霍尔元件放置模块中的安装插座可以为多个，可以一次对多个霍尔元件进行筛选，实现霍尔元件的批量筛选。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例一提供的霍尔元件筛选装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的霍尔元件筛选装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的霍尔元件筛选方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实施例一提供的霍尔元件筛选装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，包括：信号产生模块11、霍尔元件放置模块12、采集模块13和处理模块14。
具体的，如图1所示，信号产生模块11、霍尔元件放置模块12、采集模块13和处理模块14依次连接。
信号产生模块11，用于产生预设频率的激励信号，并将激励信号发送给霍尔元件放置模块12。
其中，信号产生模块11产生的预设频率的激励信号，是模拟直流无刷电机等高温电机转动时产生的周期性变化的磁场信号；该激励信号可以为200HZ的正弦波信号。
具体的，信号产生模块11，模拟电机转动时产生的周期性变化的磁场信号，输出200HZ的正弦波信号，加到霍尔放置模块12的电路上作为待筛选霍尔元件的输入信号。本实施例中，信号产生模块11由可以产生正弦波信号的任何现有技术来实现，例如可以采用现有技术中的正弦波发送电路来实现，本发明实施例在此不进行赘述。
霍尔元件放置模块12，包括一个或多个安装插座，每一个安装插座用于安装一只待筛选霍尔元件；霍尔元件放置模块12在筛选时放置在预设温度的烘箱中，安装在安装插座上的每只待筛选霍尔元件在接收到激励信号后，输出一路方波信号。
其中，每一个安装插座包括3个安装插孔，即每一个安装插座为3孔插座。待筛选霍尔元件安装在安装插座的方式与现有技术相同，本实施例在此不进行赘述。
具体的，霍尔元件放置模块12用于放置待筛选的霍尔元件。在进行霍尔元件筛选时，将安装有待筛选霍尔元件的霍尔元件放置模块12放置在预设温度(比如，175度)的烘箱中，霍尔元件放置模块12中的每只待筛选霍尔元件接收信号产生模块11产生的正弦波信号，从而输出方波信号。其中，每只待筛选霍尔元件输出一路方波信号，待筛选霍尔元件接收到的正弦波信号的频率不同，输出的方波信号的频率不同。
本实施例中，安装插座可以为多个，可以一次对多个霍尔元件进行筛选，实现霍尔元件的批量筛选。其中，安装插座的数量可以根据实际需求和烘箱的大小而定，可以实现根据实际需要和烘箱的大小增加或减少一次筛选的霍尔元件个数。具体的，多个安装插座的排列方式本实施例在此不进行限定，只需实现能放置在霍尔元件放置模块12即可。比如，多个霍尔元件可以成一列排放；也可以分成多列，每列排放多个；也可以呈环形或圆形排列。
可选的，安装插座为36个，即一次可以对36个霍尔元件进行筛选。以36个霍尔元件为例，若霍尔元件放置模块的长度足够长，36个霍尔元件可以呈一列排放；也可以分成6列，每列排放六个。
采集模块13，用于采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号，并将采集的方波信号发送给处理模块。
具体的，采集模块13采集霍尔元件放置模块12中霍尔元件输出的方波信号，其中，采样模块13分别检测预设温度下(比如175度)烘箱中霍尔元件放置模块12中每只霍尔元件输出的方波信号，并将采集的方波信号发送给处理模块14。本实施例中，采集模块13由可以产生正弦波信号的任何现有技术来实现，例如可以采用现有技术中的正弦波发送电路来实现，本发明实施例在此不进行赘述。
可选的，在安装插座为多个时，采集模块13采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号，包括：按照预设顺序，依次循环采集预设温度下每一个安装插座上安装的待筛选霍尔元件输出的方波信号。预设顺序可以根据实际需要和安装插座的排列方式而定，本发明实施例在此不进行赘述。
举例来说，若多个霍尔元件成一列排放，预设顺序可以为由前到后(由左到右)，或由后多前的顺序(由右到左)，其中，与信号产生模块11连接的一侧可以为前(左)，与处理模块14连接的一侧可以为后(右)；若多个霍尔元件分成多列，每列排放多个，预设顺序可以为由前到后(由左到右)逐行或逐列的顺序。预设顺序可以预先设置好的，也可以是由处理模块14进行控制。
处理模块14，用于测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，根据频率进行霍尔元件的筛选。
具体的，霍尔元件放置模块12中的每只待筛选霍尔元件接收信号产生模块11产生的正弦波信号，从而输出方波信号。由于待筛选霍尔元件接收到的正弦波信号的频率不同，输出的方波信号的频率不同，本实施例基于霍尔元件输出的方波信号的频率，实现对霍尔元件的自动筛选。具体筛选可以包括：根据霍尔元件输出的方波信号的频率，确定待筛选霍尔元件是否合格，以及向与霍尔元件筛选装置连接的上位机发送合格或不合格信息；也可以将霍尔元件输出的方波信号的频率直接进行显示或发送给上位机进行显示，以让测试人员更直观的进行监测和记录。可选的，处理模块14为ADUC831单片机。
需要说明的是，本实施例的一替代方案，处理模块14，用于测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的幅度，根据幅度进行霍尔元件的筛选。具体的，在其他测试条件均满足要求时，通过判断霍尔元件输出的方波信号的幅度是否在预设幅度范围内，若是，则判断待筛选霍尔元件合格；否则，判断待筛选霍尔元件不合格。
需要说明的是，本实施例的一替代方案，处理模块14，用于测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率和幅度，根据频率和幅度进行霍尔元件的筛选。具体的，在其他测试条件均满足要求时，同时基于霍尔元件输出的方波信号的频率和幅度，通过判断霍尔元件输出的方波信号的频率是否在设定值内，以及幅度是否在预设幅度范围内，若频率在设定值内，且幅度在预设幅度范围内，则判断待筛选霍尔元件合格；否则，判断待筛选霍尔元件不合格。
本实施例中，在进行霍尔元件筛选时，可以设定高温测试时间，将安装有待筛选霍尔元件的把霍尔元件放置模块12放到高温烘箱里，设定好筛选温度(比如，175度)。信号产生模块11模拟电机转动时产生的周期性变化的磁场信号，产生正弦波信号；霍尔元件放置模块12中的每只待筛选霍尔元件接收信号产生模块11产生的正弦波信号，从而输出方波信号，采集模块13检测每只待筛选霍尔元件输出的方波信号，并将检测的方波信息发送给处理模块14，处理模块14测量接收到的方波信号的频率，基于方波信号的频率完成对待筛选霍尔元件的筛选。
本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，通过给待筛选霍尔元件输入不同的正弦波信号，检测预设温度下(比如175度)待筛选霍尔元件输出的方波信号，根据待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，即可自动实现对霍尔元件的筛选。同时，霍尔元件放置模块中的安装插座可以为多个，可以一次对多个霍尔元件进行筛选，实现霍尔元件的批量筛选。
图2为本发明实施例二提供的霍尔元件筛选装置的结构示意图，如图2所示，在图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，还包括：显示模块15。其中，显示模块15与处理模块14连接。
显示模块15，用于显示处理模块14发送的每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率。
本实施例中，设置与处理模块14连接的显示模块15，处理模块14将霍尔元件输出的方波信号的频率实时发送给显示模式15，显示模式15实时显示，每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，以让测试人员更直观的进行监测和记录，实现对每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率的实时显示。
可选的，处理模块14根据频率进行霍尔元件的筛选，包括：将每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率与设定值比较，判断待筛选霍尔元件是否合格；在判断出待筛选霍尔元件不合格时，产生报警信号。
显示模块15，还用于显示报警信号。
具体的，处理模块14测量每只(每路)霍尔元件输出的方波信号的频率，并将测量的频率记录到处理模块14的FLASH里面，每只霍尔元件分配一定的地址用来循环记录，并且通过串口发送到显示模块15和上位机接收文件里。此外，处理模块14通过测量的方波频率和设定值比较，从而完成判断霍尔元件是否合格的功能，当出现不合格霍尔元件时，产生报警信号在显示模块15上频闪高亮显示。其中，在其他测试条件均满足要求时，通过判断霍尔元件输出的方波信号的频率是否在设定值内，若是，则判断待筛选霍尔元件合格；否则，判断待筛选霍尔元件不合格。
本实施例中，处理模块14将测量的每只(每一路)霍尔元件输出的方波信号的频率进行记录，以及发送到显示模块15进行显示，可实现霍尔元件筛选装置的实时记录和实时显示功能，以使霍尔元件筛选时有无人员看管都可以，只需设定高温测试时间，把测试的霍尔元件放置模块放到高温烘箱里，设定好筛选温度，到预定烘烤结束时间记录结果即可。
本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，显示模块可以实时显示处理模块发来的每一路霍尔器件的方波信号的频率，以及当出现不合格霍尔元件时，产生报警信号在显示模块15上频闪高亮显示，测试人员可实时的观测到显示模块上频闪高亮显示的通道数，从而知道哪一路(哪只)霍尔元件不合格而淘汰。
进一步地，如图2所示，在图1所示实施例的基础上，本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，还包括：通道切换模块16和波形输出接口模块17。霍尔元件放置模块12、通道切换模块16和波形输出接口模块17依次连接，波形输出接口模块17用于与示波器连接。
需要说明的是，在上述实施例中，霍尔元件筛选装置还包括：供电电源18，供电电源18与霍尔元件筛选装置中的各个模块连接，为各个模块供电。比如，供电模块分别与信号产生模块11、霍尔元件放置模块12、采集模块13、处理模块14、显示模块15、通道切换模块16和波形输出接口模块17连接，并为上述各个模块提供电源。
通道切换模块16包括一个或多个切换通道，波形输出接口模块17包括一个或多个输出接口，其中：
切换通道用于将霍尔元件放置模块12中输出的方波信号与波形输出接口模块17的输出接口对应连接；输出接口用于将切换通道输出的方波信号与示波器对应连接。
本实施例中，通过设置通道切换模块16和波形输出接口模块17，可完成对外接示波器，以实时显示某个特定或某些特定霍尔元件的输出波形，从而使测试人员更直观的选择某个特定或某些特定霍尔元件进行监测。比如，有3个待筛选霍尔元件，分别为霍尔元件1、霍尔元件2和霍尔元件3，测试人员想要重点关注霍尔元件1，或者通过显示模块15观测发现霍尔元件1存在异常，想要进一步确定异常原因时，通过切换通道切换模块16，将通道切换模块16中的一个切换通道与霍尔元件1连接，将与霍尔元件1连接的切换通道与波形输出接口模块的输出接口对应连接，以使霍尔元件1输出的方波信号发送到与波形输出接口模块的输出接口连接的示波器上。
具体的，在切换通道为多个，输出接口为一个时，所有切换通道均连接到该输出接口上，此时，所有切换通道连接的霍尔元件输出的方波信号均通过一个示波器显示。在切换通道和输出接口均为多个时，一个切换通道对应连接一个输出接口，此时，不同切换通道连接的霍尔元件输出的方波信号通过不同的示波器显示。一个切换通道可以对应连接只霍尔元件输出的方波信号，也可以对应连接多个霍尔元件输出的方波信号。一个输出接口可以对外连接一个示波器，也可以连接多个示波器。
举例来说，以上述霍尔元件1、霍尔元件2和霍尔元件3三个元器件为例，霍尔元件1对应一个切换通道，可以标记为切换通道1；霍尔元件2和霍尔元件3对应一个切换通道，可以标记为切换通道2。若输出接口为一个时，此时，切换通道1和切换通道2均与该输出接口连接。测试人员想要重点关注霍尔元件1时，切换通道切换模块16，将切换通道1与霍尔元件1连接，将与霍尔元件1连接的切换通道与波形输出接口模块的输出接口对应连接，以使霍尔元件1输出的方波信号发送到与波形输出接口模块的输出接口连接的示波器上。若测试人员想要重点关注霍尔元件2和/或霍尔元件3时，切换通道切换模块16，将切换通道2与霍尔元件2和霍尔元件3连接，霍尔元件2和霍尔元件3输出的方波信号发送到与该输出接口连接的示波器上。若输出接口为多个时，此时，一个切换通道对应连接一个输出接口，切换通道1对应连接的输出接口标记为输出接口1，切换通道2对应连接的输出接口标记为输出接口2。测试人员想要重点关注霍尔元件1时，切换通道切换模块16，将切换通道1与霍尔元件1连接，霍尔元件1输出的方波信号发送到与输出接口1连接的示波器上；测试人员想要重点关注霍尔元件2和/或霍尔元件3时，切换通道切换模块16，将切换通道2与霍尔元件2和霍尔元件3连接，霍尔元件2和霍尔元件3输出的方波信号发送到与输出接口2连接的示波器上。
本实施例中，可采用手动拨档，实现通道切换模块16的不同切换通道的切换。比如，以安装插座为36个，即一次课筛选36个霍尔元件为例，通道切换模块16共分9档，每档对应4只霍尔元件的输出波形，也即通道切换模块16共有9个切换通道，一个切换通道对应连接4个霍尔元件输出的方波信号，可以让测试人员更直观的进行监测和记录。
举例来说，以霍尔元件1、霍尔元件2……霍尔元件36共三十六个元器件为例，霍尔元件1-4对应一个档位，标记为1档，该档位对应一个切换通道，可以标记为切换通道1；霍尔元件5-8对应一个档位，标记为2档，该档位对应一个切换通道，可以标记为切换通道2。若测试人员想要重点关注霍尔元件1-4至少一只元器件时，手动拨档通道切换模块16到1档，即通道切换模块16收到通道切换指令，将切换通道1与霍尔元件1-4连接，霍尔元件1-4输出的方波信号发送到与对应输出接口连接的示波器上；测试人员想要重点关注霍尔元件5-8至少一只元器件时，手动拨档通道切换模块16到2档，即通道切换模块16收到通道切换指令，将切换通道2与霍尔元件5-8连接，霍尔元件5-8输出的方波信号发送到与对应输出接口连接的示波器上。
本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，可实现对待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率进行实时记录和实时显示，有无人员看管都可以实现筛选，只需设定高温测试时间，把测试的霍尔元件放置模块放到高温烘箱里，设定好筛选温度，到预定烘烤结束时间记录结果即可。
现有高温电机上用到的霍尔元器件都是通过对150度的霍尔元件静态筛选来选出来的。现在的霍尔元件的筛选只是简单的把元器件加温烘烤之后再进行上电甄别器件失效与否，没有实时的加电筛选装置，完全靠烘箱和人为经验，存在筛选出的器件具有可靠性低、一段时间后失效性的风险，以上原因极会导致地层测试器等测井仪器中电机在高温环境下出故障而仪器功能失效的弊端，作业风险极大。而本发明实施例提供的霍尔元件筛选装置，完全上电高温测试，实时的可以观测到器件的工作状况，并且可以实时记录测试结果，做到批量一次性筛选，既节约了人工成本和测试时间，又保证了筛选的质量，可以大大的提高井下仪器高温电机的可靠性，从而降低了仪器的作业风险。
图3为本发明实施例提供的霍尔元件筛选方法的流程图，如图3所示，本发明实施例提供的霍尔元件筛选方法，包括：
S301：产生预设频率的激励信号，并将激励信号输出到一只或多只待筛选霍尔元件。
S302：采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号。
S303：测量每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率，根据频率进行霍尔元件的筛选。
本实施例中提供的霍尔元件筛选方法的执行主体是图1所示的霍尔元件筛选装置，其实现原理和实现效果类似，在此不再赘述。
进一步地，在上述实施例中，本发明实施例提供的霍尔元件筛选方法，还包括：
显示每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率。
进一步地，在上述实施例中，所述根据频率进行霍尔元件的筛选，包括：
将每只待筛选霍尔元件输出的方波信号的频率与设定值比较，判断待筛选霍尔元件是否合格；
在判断出待筛选霍尔元件不合格时，产生并显示报警信号。
进一步地，在上述实施例中，待筛选霍尔元件为多只时，所述采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号，包括：
按照预设顺序，依次循环采集预设温度下每只待筛选霍尔元件输出的方波信号。
进一步地，在上述实施例中，本发明实施例提供的霍尔元件筛选方法，还包括：
在收到通道切换指令时，将切换到的通道对应输出的方波信号发送到对应示波器上进行显示。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：1.实现了预设温度(175度)霍尔元件的自动智能化筛选，解决了现有地层测试仪器中高温直流无刷霍尔反馈电机175度指标关键元器件的筛选要求，可以筛选出高可靠的合格器件。2.实现了霍尔元件的上电动态筛选的技术，避免了现有技术只是放到烘箱烘烤后再上电进行测试，不能模拟工作状态的烘烤筛选可靠性低，后期失效率高的缺陷，大大增加了高温电机在高温情况下作业的风险。3.实现了霍尔元件的批量筛选；每次可以筛选多只(比如36只)，另外根据需要还可以根据烘箱的大小增加或减少筛选数量，测试简单，对测试人员要求低。
需要说明是，本实施例提供的霍尔元件筛选装置，还可以对霍尔元件进行老化和寿命的测试，并不只仅限于霍尔元件的筛选，应用范围广泛。在使用本实施例提供的霍尔元件筛选装置进行霍尔元件老化和寿命的测试时，只需更改烘箱参数(如烘箱温度)和测试时间即可。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。