應用

隨著現代航空航天、汽車工業等領域對空氣動力學研究的不斷深入，風洞試驗正朝著更大規模、更高復雜性的方向快速發展。大型風洞測試段尺寸的顯著增加，直接導致了傳感器需要密集部署在風洞壁面、模型內部、支撐機構等廣泛分散的位置，傳感器間距可達數十米之遠。這種高度分散的測試點布局，使得傳統集中式數據采集系統面臨超長距離布線的巨大挑戰——工程量激增、成本高昂，且難以保證信號質量，已然無法滿足高效、精準的數據采集需求。因此，分布式數據采集系統成為解決這一難題的更優選擇。

挑戰

構建滿足此類大型風洞試驗及前沿可控核聚變研究需求的數據采集平臺，核心挑戰在于傳感器網絡高度分散且傳輸距離超長。傳感器跨越數十米的間距廣泛分布在風洞壁面、模型內部及支撐機構上，這對數據的精準同步采集提出了近乎苛刻的要求：成百上千的通道必須實現微秒級甚至更高精度的時間對齊，以確保捕捉到的瞬態物理現象（如氣流分離、激波振蕩）在空間和時間維度上的關聯性準確無誤，傳統的集中式系統或低精度同步方案在此面前完全失效；長距離模擬信號傳輸帶來了嚴峻的信號完整性問題，信號衰減、引入噪聲（尤其是風洞強振動環境下的機械噪聲和電磁干擾）導致信噪比急劇下降，嚴重威脅測量數據的精度和可靠性。再者分布式架構本身雖然解決了布線難題，但如何高效、可靠地管理眾多分散的采集節點，確保它們協同工作、數據無縫匯聚并實時處理，構成了巨大的系統集成與管控復雜度。并且平臺還需直面極端物理環境的嚴酷考驗：在風洞試驗中需抵御強烈的振動和噪聲干擾；而在可控核聚變研究領域，則必須能在極端高溫、強磁場、強電磁干擾（EMI）甚至潛在輻射環境下穩定可靠地運行并精準獲取等離子體關鍵參數。

簡儀科技的分布式數據采集平臺能夠有效應對上述由高度分散布局和復雜環境帶來的挑戰。該平臺的核心目標是實現高密度、高精度、強同步的數據采集能力，以滿足實時捕捉風洞試驗中多物理場信號（如氣流壓力、溫度、振動）以及核聚變裝置中關鍵等離子體參數的需求，從而為空氣動力學研究和可控核聚變能源開發提供關鍵的數據支撐。

解決方案

為有效應對上述挑戰，簡儀科技提供了基于雷電3（Thunderbolt 3）技術的光纖分布式架構。方案的核心是部署簡儀PXIe-2313遠程機箱作為靠近傳感器源的分布式采集節點，并通過PXIe-3911雷電3控制器和高可靠性雷電3光纖線纜，構建起菊花鏈式連接網絡。雷電3光纖線纜提供長達50米的可靠傳輸距離，完美解決了風洞或核聚變裝置中傳感器分散部署帶來的超長距離布線難題，使得工程師可以在中控室遠程操控部署在試驗現場的各個采集機箱。雷電3協議提供高達40 Gbps的雙向帶寬，充分滿足數百甚至上千通道、高采樣率風洞試驗數據實時、高速傳輸回中控室進行集中處理和分析的需求，確保海量數據的高效流動。雷電3天然的菊花鏈特性，允許僅需一臺安裝有PXIe-3911控制器的主控計算機，即可輕松連接并控制最多6臺部署在不同物理位置的PXIe-2313遠程機箱，大幅簡化了系統拓撲結構，降低了布線和管理的復雜度。 對于上層應用軟件，整個分布式系統被視為一個統一的、本地連接的PXIe系統，軟件開發、配置和管理方式與本地PXIe系統完全一致，無需使用復雜的分布式編程模型，顯著降低軟件開發和維護難度、縮短項目周期。

使用的簡儀產品

硬件

PXIe-2313：緊湊式2槽全混合PXIe雷電3遠程機箱

PXIe-3911：雷電遠程控制模塊

ACL-TDB3911-50：50米雷電3光纖線纜

軟件

基于開源免費的銳視測控軟件開發應用程序

為什么選擇簡儀

銳視測控平臺：銳視測控平臺使用C#語言開發，提供了一個強大且易于使用的開發環境，幫助客戶快速實現項目開發。

成熟的產品：簡儀產品經過長期市場驗證，具有可靠的性能和穩定性。

POC驗證服務：簡儀提供售前的POC驗證服務，幫助客戶驗證產品性能和適用性。

高精度：簡儀的產品滿足了客戶對測試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國外品牌，簡儀的解決方案不僅性能更優，而且在成本上具有明顯優勢，降低了客戶的整體制造成本。

供貨速度：簡儀能夠快速供貨，確保項目按時進行。

技術支持和快速響應能力：簡儀提供優質的本地化技術支持，快速響應客戶需求，幫助客戶解決問題，確保了測試任務的順利進行。

簡儀科技提供的雷電3分布式數據采集方案，成功解決了大型風洞試驗中傳感器超長距離分散部署、海量數據實時傳輸與系統集中管控的核心挑戰。該方案兼容現有硬件資源，顯著降低用戶投資成本，結合工業級可靠性設計，同步滿足核聚變極端環境采集需求。簡儀以技術穿透復雜場景，為客戶構建了高效、敏捷、易維護的數據基石，成為驅動空氣動力學與清潔能源創新的堅實助力。