【正文】 e testing (NDT) technology is playing an increasingly important role in various fields with the modern industry,the scientific and the technological`s Holography Nondestructive testing methods pare with other NDT method,the development is the older,the technological is more mature,the scope of application is the broader,it is one important application of the holographic interferometry technology. In addition,Virtual Instrument (VI) technology is e from the puter technology and equipment`s deeper the application process,the general puter hardware will be bined with the can operate the pute through friendly graphical use of the software,data Analysis,expression and user interface graphically will be realized. The design is that Virtual Instrument (VI) technology finish Laser Nondestructive testing. Make use of Laser Holography Detection Technology,Laser probe tests Heavy rail section,the signal of electricity is the signal processing circuit`s processing,it will produce a standard signal. Data Acquisition acquise the signal,it is convered the digital signal,which the puter may use of the device drivers,digital signal into the LabVIEW platform, user calls the process,the detected wave will be displaied in virtual instrument the analysis and the parison,the judgement is that the detected heavy rail whether there is defects and damage,and preserve design of heavy rail`s Nondestructive testing system is system is made of signal 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） Acquisition,data analysis and waveform is the open and flexible modular design system`s realizing,it will be have farreaching significance for the impact of the railway transport industry and the industrial development. Key words: Nondestructive Testing。數(shù)據(jù)采集卡采集 此 信號并轉(zhuǎn)換為計算機能處理的數(shù)字信號。 激光全息 無損檢測方法 與 其它的 NDT 方法相比 ， 發(fā)展較早、技術(shù)較成熟，應(yīng)用范圍較廣，是全息干涉計量技術(shù)的重要應(yīng)用之一 。 此外，虛擬儀器（ VI）技術(shù)是計算機技術(shù)與儀器技術(shù)深層次相結(jié)合的產(chǎn)物，通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜嬎銠C與儀器硬件結(jié)合起來，用戶可通過友好圖形界面操作這臺計算機，利用軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析處理、表達以及圖 形化用戶接口。通過設(shè)備驅(qū)動程序，數(shù)字信號進入計算機。Laser Holography。 無損檢測技術(shù)的特點 ： 無損檢測不會對構(gòu)件造成任何傷害 ； 無損檢測技術(shù)為查找缺陷提供了一種有效方法 ； 無損檢測技術(shù)能夠?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量實施監(jiān)控 ； 無損檢測診斷技術(shù)能夠防止因產(chǎn)品失效引起的災(zāi)難性后果 ； 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍廣闊。隨著現(xiàn)代化水平的提高，我國無損檢測技術(shù)已取得了很大的進步。另外，還有各種新技術(shù)，如激光全息照相技術(shù)、聲振檢測、紅外檢測和聲發(fā)射檢測等 [3]。 激光全息無損檢測技術(shù)的地位和優(yōu)勢 激光全息 檢測 技術(shù)具有靈敏度高 、 檢測速度快 、 不用探頭接觸零件表面 、 不需要 耦合劑 、 對構(gòu)件的形狀和表面狀態(tài)無特殊要求 、 能全場直觀顯示缺陷情況等優(yōu)點 ， 而且檢測結(jié)果易于保存 。 對不允許接觸溶劑類的產(chǎn)品固體火藥柱超聲波法檢測受到限制 ， 而激光全息非接觸檢測發(fā)揮了其優(yōu)勢 。因此激光全息無損檢測方法能解決常規(guī)檢測手段難以解決的問題具有不可替代的獨特地位 [6]。它的全部功能都是以硬件的形式存在，并通過鍵盤和鼠標(biāo)來實現(xiàn)。但是虛擬儀器的“面板”顯示在 計算機 的屏幕上，儀器的操作是通過鼠標(biāo)選中不同的按鍵和旋鈕來完成的。 虛擬儀器 技術(shù)的前景展望 目前 ， 虛擬儀器的應(yīng)用受到了一定的限制。這種新型的 、 可直接編程的儀器 ， 隨著計算機的功能與靈活性的不斷改進而進步 。 虛擬儀器技術(shù)采用通用計算機平臺 ， 用軟件算法代替硬件實現(xiàn)儀器功能 ， 這可以繞過復(fù)雜的工藝問題和傳統(tǒng)儀器的知識產(chǎn)權(quán) ， 與國外公司在一個全新的領(lǐng)域 ， 展開競爭 ，大力發(fā)展虛擬儀器。目前 ， 整個虛擬儀器市場都在增長 ， PXI 總線市場增長的速度遠遠超過了 VXI 總線 ， 平均年增長率為 %。隨著測量和控制應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο?統(tǒng)性能和靈活性要求的不斷提高 ， 軟件的設(shè)計功能也日漸重要。 為了便于用戶使用 ， 儀器制造商同時對硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)化 ， 將虛擬儀器 、 虛擬儀器測試系統(tǒng)細(xì)分為硬件模塊 、 驅(qū)動程序和軟件開發(fā)平臺等若干層 ， 對各層與相鄰層之間的接口都加以規(guī)范 。 虛擬儀 器技術(shù) 是 將 儀器儀表技術(shù)與 計算機 技術(shù)及以太網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合 ， 利用實時控制與嵌入式控制器技術(shù)革新 ， 促進測量和自動化技術(shù)的發(fā)展。它除了必要的硬件接口支持 ， 虛擬儀器軟件開發(fā)平臺使用戶可以借助于 Windows 系統(tǒng)的遠程桌面 、 LabVIEW 的網(wǎng)絡(luò)通信功能 、 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等 ， 用戶能很快在 Web 上發(fā)布虛擬儀器的面板 ， 直接在本地打開并操控虛擬儀器 ， 以實現(xiàn)遠程測試 、 診斷和維修。這一方面使虛擬儀器的種類更加完善、技術(shù)更加成熟；另一方面，也使虛擬儀器的競爭更趨激烈，技術(shù)的發(fā)展與競爭的激烈將使虛擬儀器的性能越來越好，價格越來越低，因而其普及率也將會越高。有政府和企業(yè)撥款專門從事無損檢測技術(shù)的研究與開發(fā)，大家都爭先把物理學(xué)方面的新成就應(yīng)用于無損檢測，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、競爭力以及使用過程中的安全性等。由于鋼軌是鐵路系統(tǒng)中一個極其重要的組成部分，在使用過程中被暴露于野外，要在各種環(huán)境條件下工作，要內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 承受各 種不同類型、頻率及方向的高強度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生各種疲勞缺陷。此檢測系統(tǒng)的應(yīng)用并不僅僅限于鐵路運輸業(yè)，而且也可以 推廣其他各個領(lǐng)域的發(fā)展中。利用激光全息照相技術(shù)，激光全息干涉光路圖如圖 所示， 產(chǎn)生的激光由分光鏡產(chǎn)生兩束光，一束用來照射需檢測的重軌斷面，再由重軌表面漫反射到光電 轉(zhuǎn)換 元件上，這束光稱為物光束；另一束光經(jīng)過反射鏡反射照射到光電 轉(zhuǎn)換 元件上，這束光稱為參考光束。通過設(shè)備內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 驅(qū)動程序，數(shù)字信號進入計算機。直至 1960 年，第一臺紅寶石激光器才面世，它標(biāo)志了激光技術(shù)的誕生。在此主要對激光產(chǎn)生的基本的特性、原理、應(yīng)用和氦氖激光器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其特性等的基本知識作以下簡單介紹。正因為 如此，激光才具有普通光束所不具備的特點。另外，激光還具有聚焦性質(zhì)、調(diào)諧性和超短脈沖等特性，下面對其作簡單介紹。 ⑵ 單色性 通俗地說，單色性好，就是顏色純。在普通光源中，氪同位素 86 燈發(fā)出的波長 λ =6957 埃的光譜線的單色性最好。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。激光的空間相干性還表現(xiàn)在兩個相互獨立的同類型激光器發(fā)出的光是相干光，而兩個普通光源所發(fā)出的光絕不會是相干光。當(dāng)然受種種因素的限制，激 光的相干長度不可能這么大。 現(xiàn)在亮度最高的普通光源是高壓脈沖氙燈，其亮度可達太陽亮度的幾十倍。 當(dāng)然，就某一臺具體的激光器而言，它所發(fā)射的激光并不一定具有上述全部特性，更不一定具有那些特性的最佳指標(biāo)。由于受激輻射產(chǎn)生的光子都屬于同一光子態(tài)，因此它們是相干的。 此時當(dāng)有頻率等于 hEE 12 ??? 的一束光通過發(fā)光物質(zhì)時，受激吸收將大于受激輻射，故光強減弱。這便激光放大器的基本原理。 激光在工業(yè) 的應(yīng)用中的優(yōu)點 由于激光具有高度方向性和高強度性，應(yīng)用在工業(yè)檢測及控制系統(tǒng)上有很多優(yōu)點，諸如： ⑴ 待測工件與測量儀器之間為非接觸性測量，所以不易傷及待測工件的表面。 ⑸ 利用現(xiàn)有的電子組件，如光電二極管等，光的信號很容易轉(zhuǎn)換成電的信號，且容易在后級中作處理與放大，并可由數(shù)字技術(shù)作數(shù)值分析統(tǒng)計等工作。氦氖激光器通常是由工作物質(zhì)（ He、 Ne 氣體）、諧振腔以及激發(fā)電源三部分構(gòu)成。 4s、 5s 能級也是兩個亞穩(wěn)態(tài)，原子處于 4s、 5s 能級壽命較處于 3P、 4P 能級的壽命長；又因為氦原子密度比氖原子密度高，這樣就有較多的亞穩(wěn)態(tài)氦原子和氖原子碰撞，使較多的氖原子處于 4s、 5s 能態(tài)，不僅如此，從 4s、 5s自發(fā)輻射的概率很小，這樣就實現(xiàn)了氖原子的 4s、 5s 能態(tài)相對 3P、 4P 能態(tài)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)適當(dāng)頻率的光子入射時，就會產(chǎn)生相應(yīng)能級間受激輻射放大，分別發(fā)出 微米、 納米、 微米波長的激光。 激光全息檢測技術(shù) 激光全息無損檢測是無損檢測技術(shù)中的一個新分支，是全息干涉計量技術(shù)的重要應(yīng)用之一。因為物體在受到外界載荷作用下會產(chǎn)生變形，這種變形與物體是否含有缺陷直接相 關(guān)。激光全息檢測是以激光全息照相技術(shù)為基礎(chǔ)，分別攝取不受力狀態(tài)和受力狀態(tài)的全息圖，將其一同在激光照射下鏡 像產(chǎn)生較粗大的干涉條紋，條紋間距表示物體受力變形時表面位移的大小。 激光全息檢測對被校驗對象沒有特殊要求，可以對任何材料粗糙的表面進行檢測。我們知道，波是可以疊加的，假設(shè)有兩個波長相同的光波相疊加，當(dāng)它們的相位相同時，疊加后所合成的光波振幅增強，如圖 〔 a〕 所示；如果兩個光波相位相反，則合成的光波的振幅就相互抵消而減弱，如圖 〔 b〕 所示。 ⑶ 兩束光波在相遇處的光程差，即兩束光波傳播到該處的距離差值不能太大。一束被擴束鏡擴大，照射到被檢測的物體上，再由物體表面漫反射到全息干板膠片上， 這束光稱為物光束；另一束光由分光器表面反射，經(jīng)過反射鏡到達擴束鏡，被其擴大后再由反射鏡反射照射到膠片上，這束光稱為參考光束。 拍攝全息圖的條件 ⑴光源 激光全息攝影是一個干涉過程，因此其光源必須是具有良好的時間相干性和空間相干性的相干輻射源。通常以長度單位表示，在此長度中兩個相繼波前彼此保持恒定 的相位關(guān)系。相干長度與光源的頻帶寬度成反比。這樣高的分辨力要求，一般照相底片是達不到的，必須使用全息記錄介質(zhì)。 ⑷ 其他條件 為得到高質(zhì)量的全息圖，除了 上面三個條件外，還要考慮物光和參考光的等光程、物光與參考光的光強比以及物光與參考光之間的夾角等因素。對于不透明的物體，光波只能在它的表面上反射。 ⑴ 實時法 先拍攝物體在不受力時的全息圖，沖洗處理后，把全息圖精確地放回到原來拍攝的位置上，并用與拍攝全息圖時的同樣參考光照射，則全息圖就再現(xiàn)出物體三維立體像（物內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 體的虛像），再現(xiàn)的虛像完全重合在物體上。 這種方法的優(yōu)點是只需要用一張全息圖就能觀察到各種不同加載情況下的物體表面狀態(tài)，從而判斷出物體內(nèi)部是否含有缺陷。這時，所看到的再現(xiàn)現(xiàn)象、除了顯示出來原來物體的全息像外，還產(chǎn)生較為粗大的干涉條紋圖樣。這不但避免了實時法中全息圖復(fù)位的困難，而且也避免了感光乳膠層收縮不穩(wěn)定的影響，因為這時每一個全息圖所受到的影響是相同的。在攝制時所需的曝光時間要比物體振動循環(huán)的一個周期長得多，即在整個曝光時間內(nèi)，物體要能夠進行許多個周期的振動。這種方法顯示的缺陷圖案比較清晰，但為了使物體產(chǎn)生振動就需要有一套激勵裝置。一般使物體表面產(chǎn)生 ，就可以使物體內(nèi)部的缺陷在干涉條紋圖樣中有所表現(xiàn)。蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)部充氣后，蒙皮在氣體的作用下向外鼓起。因此 ， 造成該處的變形量相應(yīng)也較大，從而形成缺陷位置相對于周圍的表面 變形有了一個微差位移。 虛擬儀器的概念 虛擬 儀器 (Virtul Instrument，簡稱 VI)是當(dāng)今計算機輔助測試領(lǐng)域的一項重要技術(shù) ，它是利用計算機強大的圖形環(huán)境，組合相應(yīng)的硬件，編制不同的測試軟件，建