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CO2封存基于LabVIEW 软件和NDAQ-120614数据采集卡，开发了一套超声信号采集、存储、处理和显示的虚拟仪器系统。解决了传统超声波探伤仪无法对信号进行存储和处理的问题。数据采集设备通过USB 总线实现和上位机的实时数据传输。文章重点阐述了虚拟仪器系统的设计思路以及数据处理的算法实现。通过实验论证表明：该系统运行稳定，数据处理结果正确，实现了双通道高速动态信号的采集、处理等功能。 基于LabVIEW 的超声信号采集和处理系统设计
◎任海平1 杨录1 丁宗梅2
无损检测是现代工业发展必不可少的工具，它在某种程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性己得到世界公认。超声波探伤广泛应用于无损检测领域，用于检测物体的内部缺陷。但传统的超声波探伤仪存在无法对信号进行存储和处理的问题，这在很大程度上制约了检测的效率和准确度。所以超声信号的采集、存储和实时处理就显得尤为重要。国际上一些技术先进的国家，已经将信号采集系统广泛地应用在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。文章在CTS-23A 型超声波探伤仪的基础上，结合四川拓普科技的高速双通道数据采集卡NDAQ-120614，并利用LabVIEW 软件，设计了一套虚拟仪器系统。该系统集超声波数据采集、存储、处理和显示于一身，实现了超声无损检测的自动
化控制、超声波数据的数字化以及数据的实时显示和处理等功能。
虚拟仪器系统的设计
系统总体设计框架介绍。系统主要由三部分组成：数据采集模块，数据处理模块，结果显示模块。如图1所示为系统的总体设计框图。上位机通过USB 接口发送采集命令给数据采集卡。采集卡发送超声波触发信号给超声波探伤仪，以此为时间起点，延长指定的时间以后，采集卡开始采集数据，并把数据保存到板卡缓存。存储在采集卡中的数据通过USB 接口传送到上位机，上位机对数据进行处理和显示等操作。需要指出的是探伤仪是超声收发一体的，即在发送超声波的同时也可以接收超声回波信号。
NDAQ-120614是同步并行高速数据采集设备，采用14Bit 高精度A/D，单通道最高采样率为125 MSps，通道连接最高采样率可达250 MSps，板载缓存为2 G，模拟输入信号带宽为0~40 MHz，可实现双通道高速动态信号的实时记录。此外，该采集卡具有触发探伤仪发射超声波的功能，触发信号为宽度10us，幅值12V
据NI 公司测试，TDMS 格式文件的存储速度能达到
600MB/s。这样的存储速度能满回馈单元
足绝大多数数据采集系统的需要。
乙酰氨基阿维菌素超声回波信号处理
对超声回波信号的处理主要包括原始信号预处理，信号的分离和重构以及确定“伤”位置的算法实现。
信号预处理。原始信号的预处理包括去直流分量和滑动平均，滑动平均的目的是去除原始信号中的噪声。主要程序代码如下所示：
物联网实训教学平台x1 = x0 - mean(x0);M = 10;x2 = hdpj(x1,M);
不用充电的手电筒原始信号为x0，去除原始信号中的直流分量得到x1信号，M 是滑动平均算法中的一个参数，表示对信号中每M 个相邻点作平均。x2为经过滑动平均处理以后的信号。如图3所示为原始回波信号和经过去直流以及滑动平均处理以后的信号对比图。
信号的分离和重构。原始波形中包含
的窄脉冲，触发频率分六档，最高频率为2KHz，最低频率为50Hz，可以根据实际需要选择触发频率。
探伤仪采用的是汕头超声仪器研究所研发的CTS-23A 型超声波探伤仪。该探伤仪是携带式A 型脉冲反射式超声波探伤仪，可用交流电或电池供电工作。仪器具有频带可变的宽频放大器，宽扫描范围的时基电路，并设置了细调及微调的高精度衰减器；仪器采用高亮度、内刻度矩形示波管。探伤灵敏度高、稳定性好、波形清晰、体积小、重量轻、耗电省且操作方便，并且具有报警功能。c型钢是怎么做成的
数据采集控制模块的程序设计。在微软的Windows 操作系统下，以LabVIEW 软件为平台开发了虚拟仪器系统。LabVIEW 是美国国家仪器公司(National Instruments，NI)推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境。与传统的文本式编程语言相比，图形化编程语言LabVIEW 具有开发周期短、调试方便、人机交互界面友好等优点。此外，LabVIEW 还包含了大量的工具与函数用于数据采集、显示、储存和分析等。所以LabVIEW 在测试与测量、过程控制等方面都得到了广泛的应用。
程序主要分为以下几个模块：设备初始化，数据采集和存储，数据处理，结果显示。程序流程图如图2所示。
程序启动以后首先执行设备的初始化，设备初始化包括采样次数、采样长度、延时长度等的初始化工作。上传到上位机的超声回波数据以二进制方式存储在TDMS 文件中。TDMS 文件是NI 公司最新推出的数据管理系统，它在具备二进制文件优点的同时，又具备关系型数据库的一些有点。
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