【正文】 、分析及存儲的庫函數(shù)；⑹查錯、調(diào)試能力強(qiáng)大；⑺囊括了PCI、GPIB、PXI、VXI、RS232/485和USB等各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂得總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器；⑻支持多種操作系統(tǒng)。 激光無損檢測系統(tǒng)程序框圖的設(shè)計系統(tǒng)程序框圖是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器邏輯功能的圖形化原代碼。數(shù)據(jù)采集是測試測量的重要工作，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作過程為：各種不同物理量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，信號調(diào)理設(shè)備對采集到的電信號進(jìn)行加工，使它們適合數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備的需求；計算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡等獲得測量數(shù)據(jù)；軟件則控制著整個測量系統(tǒng)，它可告訴采集設(shè)備什么時候從哪個通道獲取數(shù)據(jù)，同時還對原始數(shù)據(jù)做分析處理，并將最后結(jié)果表示成容易理解的形式。，采集程序應(yīng)用了NIDAQmx軟件的五個函數(shù)，分別是NIDAQmx創(chuàng)建虛擬通道函數(shù)、NIDAQmx定時函數(shù)、NIDAQmx開始任務(wù)函數(shù)、NIDAQmx讀取函數(shù)和NIDAQmx清除任務(wù)函數(shù)。此函數(shù)的使用可使任務(wù)性能得到提高。 信號處理的目的是盡量減少干擾信號的影響，提高信號的信噪比，它會直接影響到分析結(jié)果。傳統(tǒng)模擬濾波器的輸入/輸出都是連續(xù)的，而數(shù)字濾波器的輸入/輸出都是離散的時間信號。在本設(shè)計系統(tǒng)中，采集到的探傷信號通過帶通濾波器濾波處理。 幅值檢波處理后的包絡(luò)曲線在包絡(luò)檢波分析技術(shù)中，高頻載波的作用是避開檢測信號中的中、低頻干擾，信號檢測信息則包含在調(diào)幅波中，分析時必須消去載波，也就是對信號解調(diào)。的相移，從而與原信號構(gòu)成一個解析信號。對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)保存與讀取操作，要采用LabVIEW提供的文件I/O函數(shù)，這是一組功能較強(qiáng)的文件處理工具。所用的VI是Write From Binary File。這里數(shù)據(jù)類型是雙精度，故占據(jù)8字節(jié)。 控件選板。濾波是選擇有用信號，濾除干擾信號。下面就本設(shè)計系統(tǒng)的探傷信號的分析作如下介紹。該界面上有交互式的輸入和輸出兩類對象，分別是輸入控件和顯示控件，它包含了創(chuàng)建前面板時可用的全部對象。使用的VI是File Dialog 和Open File。所使用的VI是Open/Create File。對于采集到的激光探傷信號，經(jīng)數(shù)字信號處理后，因為不論是采集到的信號還是經(jīng)過處理后的信號，都要在虛擬儀器前面板上以波形曲線的形式顯示結(jié)果，所以在本設(shè)計系統(tǒng)中，文件保存和讀取也是不可或缺的。⑵希爾伯特解包絡(luò)原理。對于本設(shè)計系統(tǒng)對信號處理采用的對濾波后信號進(jìn)行幅值檢波處理。就本設(shè)計系統(tǒng)需處理的探傷信號基本特征來說，、譜線寬度只有赫茲、頻率高達(dá)赫茲的高頻信號，所以采集到的激光探傷信號也是高頻信號，此外在測量和信號傳輸過程中，由于外界的干擾，經(jīng)常會夾雜一些其它頻率段的噪聲等干擾信號，當(dāng)然在檢測信號中有高頻的噪聲，也有低頻噪聲。濾波器的作用是對信號進(jìn)行篩選，只讓特定頻段的信號通過。任務(wù)一旦被清除，那么它就不能被使用，除非重新創(chuàng)建它。⑶NIDAQmx啟動任務(wù)函數(shù)，顯示地將一個任務(wù)轉(zhuǎn)換至運(yùn)行狀態(tài)。配合Express VI，通過DAQ Assistant可以在數(shù)分鐘內(nèi)搭建一個專業(yè)的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。 控件選板要將檢測信號采集到計算機(jī)里，并對其合理組織，需要構(gòu)建一個完整的數(shù)據(jù)采集（Data AcQuisition，DAQ）系統(tǒng)。本文所設(shè)計的是利用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)激光全息無損檢測，此系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是通過虛擬儀器軟件使計算機(jī)與數(shù)據(jù)采集硬件形成了一個完整的數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲系統(tǒng)。 LabVIEW 帶有大量數(shù)據(jù)采集、分析、顯示、存儲的函數(shù)庫以及眾多的程序開發(fā)工具, 還通過動態(tài)鏈接庫DLL、共享庫函數(shù)、ActiveX 等提供了大量的外部代碼接口。綜上所述，各種理想濾波器在截止頻率點(diǎn)上的幅頻特性轉(zhuǎn)折非常尖銳、陡峭，描繪它的指標(biāo)僅需截止頻率和帶寬。稱為此低通濾波器的高截止頻率。信號輸入濾波器后，使部分頻率成分可以順利通過，部分則被阻擋。由于輸入信號的能量過于微弱，不足以推動負(fù)載，因此需要在放大電路中另外提供一個能源，由能量較小的輸入信號控制這個能源，使之成為輸出按輸入信號規(guī)律變化的較大的能量，然后推動負(fù)載。信號調(diào)理功能包括放大、濾波和線性化等處理方法，經(jīng)信號處理后，使其適合于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的輸入。PCI6221是一種性能優(yōu)良、高精度的適用于計算機(jī)模擬輸入的數(shù)據(jù)采集卡，它有16個差分模擬輸入通道，每個通道最大采樣率為250kS/s，即每秒采樣250K。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。其中敏感元件是指傳感器中直接感受被測對象的部分，而轉(zhuǎn)換元件是指傳感器能將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換為適合于傳輸與測量的電信號部分。探頭，加上0176。的探頭。重軌比輕軌斷面大，能夠承受更大的力。⑵信號處理電路將傳感器輸出的電量信號進(jìn)行整形、轉(zhuǎn)換和濾波處理，變成標(biāo)準(zhǔn)信號。輸入接口儀器驅(qū)動程序主要完成特定外部硬件設(shè)備的擴(kuò)展、驅(qū)動與通信。決定虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器不可能具備的特點(diǎn)的根本原因在于“虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件”。虛擬儀器(Virtul Instrument，簡稱VI)是當(dāng)今計算機(jī)輔助測試領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，它是利用計算機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境，組合相應(yīng)的硬件，編制不同的測試軟件，建立界面友好的虛擬儀器前面板，通過友好的圖形界面及圖形化編程語言控制儀器運(yùn)行，構(gòu)成多種儀器，完成對被測量的采集、分析、判斷、顯示、存儲及數(shù)據(jù)生成的儀器，以透明的方式將計算機(jī)資源和儀器硬件的測量與控制能力結(jié)合在一起，通過軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析處理與表達(dá)。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。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。這不但避免了實(shí)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。這種方法的優(yōu)點(diǎn)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。對于不透明的物體，光波只能在它的表面上反射。這樣高的分辨力要求，一般照相底片是達(dá)不到的，必須使用全息記錄介質(zhì)。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。一束被擴(kuò)束鏡擴(kuò)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(dá)擴(kuò)束鏡，被其擴(kuò)大后再由反射鏡反射照射到膠片上，這束光稱為參考光束。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(qiáng)，〔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，〔b〕所示。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。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。 由于激光具有高度方向性和高強(qiáng)度性，應(yīng)用在工業(yè)檢測及控制系統(tǒng)上有很多優(yōu)點(diǎn)，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。此時當(dāng)有頻率等于的一束光通過發(fā)光物質(zhì)時，受激吸收將大于受激輻射，故光強(qiáng)減弱。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)。當(dāng)然受種種因素的限制，激光的相干長度不可能這么大。由此可見，激光器的單色性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何一種單色光源。⑵單色性通俗地說，單色性好，就是顏色純。正因為如此，激光才具有普通光束所不具備的特點(diǎn)。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。利用激光全息照相技術(shù)，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。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，要承受各種不同類型、頻率及方向的高強(qiáng)度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生各種疲勞缺陷。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。虛擬儀器技術(shù)是將儀器儀表技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)及以太網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，利用實(shí)時控制與嵌入式控制器技術(shù)革新，促進(jìn)測量和自動化技術(shù)的發(fā)展。隨著測量和控制應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ο到y(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。虛擬儀器技術(shù)采用通用計算機(jī)平臺，用軟件算法代替硬件實(shí)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，虛擬儀器的應(yīng)用受到了一定的限制。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(shí)現(xiàn)。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。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]。無損檢測技術(shù)的特點(diǎn)：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(shí)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。通過設(shè)備驅(qū)動程序，數(shù)字信號進(jìn)入計算機(jī)。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。關(guān)鍵詞：無損檢測；激光全息；重軌；虛擬儀器內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）The Design of Online Nondestructive TestingSystem of Complex Crosssection Heavy Rail ——Laser Testing Base on Virtual InstrumentAbstract In recent years,Nondestructive 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 Acquisition,data analysis and waveform is the open and flexible modular design system`s realizing,it will be ha