【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）基于射線管材壁厚連續(xù)測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要由于管材的局部嚴(yán)重減薄會(huì)對管道的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅，所以在管材的使用過程中，需要定期對管材的厚度進(jìn)行檢測。作為同位素儀表的一個(gè)分支，γ射線測厚儀在工業(yè)測量中也越來越多地發(fā)揮重要作用。γ射線測厚儀由γ放射源、探測器、信號(hào)處理電路這三部分組成。本設(shè)計(jì)是對管材的壁厚進(jìn)行連續(xù)檢測，其中采用虛擬儀器對γ射線測厚儀進(jìn)行控制，取代了傳統(tǒng)的單片機(jī)控制。主要有這兩方面的內(nèi)容：其一、γ射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。由于電流電離室出來的信號(hào)很微弱，需要運(yùn)用信號(hào)放大電路對其進(jìn)行放大后送給數(shù)據(jù)采集卡。其二、基于虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)。其中信號(hào)的處理將采用LabVIEW來完成。主要考慮信號(hào)的濾波和放大，接著再進(jìn)行標(biāo)度變換，最后的管材壁厚值分別用波形圖和具體數(shù)值顯示。關(guān)鍵詞：同位素儀表；γ射線；虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集卡； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）γraybased measurement system for pipe wall thickness designAbstractAs a result of severe local thinning pipe pipeline would pose a threat to the safe operation, so the use of tubes, the need to regularly test the thickness of pipe. Instrument as a branch of the isotope, γray thickness measurement in industry is also increasingly playing an important role. γ by γray thickness gauge sources, detectors, signal processing circuit which is posed of three parts.The design of the wall thickness of pipe for continuous detection, in which the use of virtual machines on the γray Thickness Gauge control to replace the traditional singlechip control. There are two aspects: first, γray thickness measurement system for hardware design. As the current from the ionization chamber signal is very weak, need to use their signal amplification circuit to the data acquisition card. Second, based on virtual instrument software design. Signal processing which will be used to plete LabVIEW. The main consideration signal filtering and amplification, and then scaling to transform, the final value of the pipe wall thickness, respectively, and specific numerical waveform display.Key words: Isotope Instrumentation。 γray。 virtual instrument。 data acquisition card。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 課題研究的背景和意義 1 研究背景 1 研究意義 1 無損檢測技術(shù) 1 無損檢測的概述 1 無損檢測的方法 2 無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢 4 管材壁厚測量的方法 4 射線測厚儀 4 超聲波測厚儀 5 射線測厚儀 5第二章 透射式射線測厚儀 7 射線的簡述 7 射線與物質(zhì)相互作用的形式 7 光電效應(yīng) 7 康普頓效應(yīng) 8 電子對效應(yīng) 8 射線測厚儀 9 透射式射線測厚儀 9 散射式射線測厚儀 10 透射式射線測厚儀的組成 10 放射源 11 探測器 11 透射式射線測厚儀的工作原理 12第三章 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14 硬件基本結(jié)構(gòu) 14 Cs放射源 14 電流電離室 15 信號(hào)放大電路 16 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡 17 數(shù)據(jù)采集卡的概述 17 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡的組成 18 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡的規(guī)格及其引腳圖 18 數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)的通信 19 本章小結(jié) 20第四章 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 虛擬儀器簡介 21 虛擬儀器的組成 22 硬件結(jié)構(gòu) 22 軟件結(jié)構(gòu) 23 虛擬儀器的基本工作原理及特點(diǎn) 24 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的軟件框圖 24 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的前面板設(shè)計(jì) 25 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)軟件框圖程序 27 數(shù)據(jù)采集 27 濾波 28 放大 29 顯示及報(bào)警 29 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 30 數(shù)據(jù)讀取 31 本章小結(jié) 32第五章 調(diào)試與總結(jié) 33 調(diào)試 33 總結(jié)與展望 33 總結(jié) 33 展望 34參考文獻(xiàn) 35附錄 虛擬射線連續(xù)測厚系統(tǒng)框圖程序 37致謝 38 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）第一章 引 言 課題研究的背景和意義 研究背景2006年1月31和2月15日某熱電廠B4水冷壁管連續(xù)發(fā)生破裂事故，事后對水冷壁管進(jìn)行化學(xué)成分分析、宏觀分析、斷口微觀分析及硬度檢驗(yàn)，結(jié)果表明，水冷壁管的破裂是由于向火面管內(nèi)側(cè)發(fā)生蒸汽腐蝕和氫腐蝕，使得管壁減薄所致。根據(jù)介質(zhì)特性及工藝條件的不同，金屬管道在使用過程中，其整體或局部可能受到腐蝕、沖蝕、磨損等破壞性作用，使管壁逐漸減薄。緩慢的均勻減薄對管道的安全運(yùn)行影響不大，局部的非均勻減薄會(huì)影響管道的強(qiáng)度，嚴(yán)重的局部減薄則會(huì)對管道的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此對在役金屬管道、尤其是壓力管道進(jìn)行定期檢測時(shí)均把壁厚檢測作為主要的檢測項(xiàng)目之一。 研究意義對在役金屬管道進(jìn)行壁厚檢測的主要目的是為了探測管道在使用過程中壁厚的減薄程度，并依此推測壁厚減薄速度、在一定時(shí)期內(nèi)的減薄總量，通過計(jì)算分析判定剩余壁厚能否滿足強(qiáng)度及使用壽命的要求。 無損檢測技術(shù) 無損檢測的概述隨著監(jiān)督檢測手段的不斷完善，檢測儀器的不斷發(fā)展，質(zhì)量監(jiān)督檢測工作的科技含量也在不斷增加。無損檢測就是建立在現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)之上監(jiān)督檢測技術(shù)。無損檢測技術(shù)(NDT)是在不損害材料/工件使用性能的前提下，用于檢測其特征質(zhì)量，確定其是否已達(dá)到特定的工程技術(shù)要求，是否還可以繼續(xù)服役的方法，它是檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量、保證產(chǎn)品安全、延長產(chǎn)品壽命的必要的可靠技術(shù)手段。它有著比常規(guī)檢測方法更為突出的特點(diǎn)：非破壞性、隨機(jī)性、遠(yuǎn)距離探測、現(xiàn)場檢測，且檢測數(shù)據(jù)可連續(xù)性采集，并通過數(shù)理分析和邏輯判斷，能夠比較準(zhǔn)確地推定出質(zhì)量的狀況，從而彌補(bǔ)了以往質(zhì)量監(jiān)督檢測中單純以“查、看、審、量”的觀感檢查和外形質(zhì)量控制偏差來推及工程質(zhì)量優(yōu)劣的做法，使監(jiān)督檢測的結(jié)果更具有真實(shí)性、科學(xué)性和權(quán)威性。 無損檢測的方法經(jīng)過各國科技工作者的不懈努力，無損檢測技術(shù)得到了很大的進(jìn)展，目前形成了五種常規(guī)的無損檢測的方法，即超聲檢測(Ultrasonic)、射線檢測(Radiographic)、渦流檢測(EddyCurrent)、磁粉檢測(Magnetic Particle)、滲透檢測(Penetrant)。1）超聲檢測超聲檢測利用的是超聲波在介質(zhì)中傳播的特點(diǎn)。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播超聲時(shí)，在不同性質(zhì)的介面將發(fā)生反射、折射和復(fù)雜的波型轉(zhuǎn)換，使超聲波被吸收和散射，檢測、分析反射信號(hào)后透射信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對缺陷的檢測。超聲檢測具有很多優(yōu)點(diǎn)：具有很強(qiáng)的穿透力，并且對于很小的傷痕，也能夠準(zhǔn)確地檢測出并進(jìn)行定位，同時(shí)，配以一些自動(dòng)掃描裝置及微處理器計(jì)算機(jī)的設(shè)備，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用則更為完善和豐富。但該技術(shù)對操作者有較高的要求，對于一個(gè)很大的檢測，一次只能檢測很小的一部分。2）射線檢測射線的種類有很多，如x射線、γ射線等。選擇什么樣的射線取決于待測物體材料的厚度。檢測時(shí)，射線靠近試樣，射線與物質(zhì)的原子將發(fā)生復(fù)雜的相互作用，導(dǎo)致透射射線強(qiáng)度衰減，而缺陷部位對射線的衰減不同于無缺陷的部位，由膠片捕捉記錄透射射線的強(qiáng)度。膠片經(jīng)過處理得到了圖像，進(jìn)行靈敏的實(shí)時(shí)監(jiān)測，但射線對人體有害。因此操作者除了必須懂得操作規(guī)程外，還應(yīng)有有效的保護(hù)措施及警告信號(hào)。3）渦流檢測渦流檢測有一定的局限性，僅能用于導(dǎo)體的電磁技術(shù)。渦流檢測是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電材料在變交磁場作用下將產(chǎn)生渦流，導(dǎo)電材料的表面層和近表面層的缺陷會(huì)影響產(chǎn)生渦流的大小和分布。當(dāng)電磁線圈移到金屬物的表面，渦流就導(dǎo)入試樣中。這種由電流所建立起來的磁場剛好與原磁場的方向相反。由于損傷的存在以及材料內(nèi)部的缺陷，渦流必將發(fā)生畸變，線圈的阻抗將因此而發(fā)生變化。通過儀器測量阻抗的變化，進(jìn)一步分析并研究材料的缺陷和損傷。4）磁粉檢測磁粉檢測的原理是利用損傷會(huì)改變磁力線的分布情況，從而顯現(xiàn)材料的缺陷。當(dāng)磁性材料工件磁化時(shí)，在工件表面和近表面的缺陷處將產(chǎn)生漏磁場，這