【正文】 VIEW、HPVEE等。(1) 應(yīng)用程序應(yīng)用程序含兩個方面：一方面是實現(xiàn)虛擬面板功能的前面板軟件程序；另一方面是定義測試功能的流程圖軟件程序。而本設(shè)計采用的是PCI6221數(shù)據(jù)采集卡，故采用的是PCDAQ系統(tǒng)。串口系統(tǒng)：它是以Serial標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)：它是以VXI(VME eXtension For Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用PCI或ISA計算機(jī)本身的總線，故將數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)插入計算機(jī)的空槽中即可。目前常用的虛擬儀器硬件結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種。從而擺脫了基于文本編程語言的繁雜的變量命名，文本編輯與修改及復(fù)雜的程序調(diào)試過程，使非計算機(jī)專業(yè)的測試技術(shù)或儀器的開發(fā)人員也可以開發(fā)出一流的測試系統(tǒng)或測量儀器。采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建測試儀器，開發(fā)效率高，可維護(hù)性強(qiáng)；測試精度、穩(wěn)定性和可靠性能夠得到充分保證；具有很高的性能價格比，節(jié)省投資，便于設(shè)備更新和功能轉(zhuǎn)換與擴(kuò)充。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點、單步等。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS232和RS485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。第四章 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的軟件設(shè)計 虛擬儀器簡介LabVIEW是美國國家儀器公司開發(fā)的圖形化編程語言，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析，以及數(shù)據(jù)表達(dá)等方面，它提供了一種全新的程序編寫方法，即對稱之為“虛擬儀器”（Virtual Instruments簡稱VI）的軟件對象進(jìn)行圖形化的組合操作，能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實際生產(chǎn)中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。再通過微小電流放大電路，將從電流電離室出來的微弱電壓信號給予放大，再將放大后的電壓信號傳給PCI6221數(shù)據(jù)采集卡。 本章小結(jié)以上是透射式γ射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的硬件部分。PCI插槽是主板的主要擴(kuò)展插槽，通過插接不同的擴(kuò)展卡可以獲得目前電腦能實現(xiàn)的幾乎所有功能，是名副其實的“萬用”擴(kuò)展插槽。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz,最大數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。PCI總線也支持總線主控技術(shù)，允許智能設(shè)備在需要時取得總線控制權(quán)，以加速數(shù)據(jù)傳送。從結(jié)構(gòu)上看，PCI是在CPU和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡的引腳圖 數(shù)據(jù)采集卡與計算機(jī)的通信PCI是Peripheral Component Interconnect(外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn))的縮寫，是Intel公司1991年推出的用于定義局部總線的標(biāo)準(zhǔn)。 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡的規(guī)格及其引腳圖PCI 6221是NI公司推出的M系列低價位多功能數(shù)據(jù)采集卡，它的主要規(guī)格是：具有2路的模擬輸出，16路模擬輸入；分辨率為16Bit；采樣率為250其他相關(guān)電路，如定時/計數(shù)器、總線接口電路等，也集成在一塊電路板上，以完成對信號的采集、放大及模/數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，通常將采樣保持器同A/D轉(zhuǎn)換器集成在一塊芯片上。如果被測信號變化很慢，也可不用采樣保持器。在實際系統(tǒng)中，放大器的增益通常是可調(diào)的，設(shè)計者可根據(jù)輸入信號幅值的大小選擇不同的增益倍數(shù)。 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡的組成數(shù)據(jù)采集卡主要由以下四個部分組成：1)多路開關(guān)多路開關(guān)將多路信號輪流切換到放大器的輸入端，以實現(xiàn)多參數(shù)多路信號的分時采集。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集之前調(diào)制傳感器信號,包括對其進(jìn)行增益或衰減和隔離等。數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集或產(chǎn)生信息的過程。： 信號放大電路： () PCI6221數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集卡的概述在計算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。由于電離電流很小，為了得到足夠的電壓降，RL值應(yīng)取得特別高。電流經(jīng)常是很微弱的，例如，一個空氣電離室， MeV，n=4104個/s，如果α粒子能量全部損失在電離室中，109A。 電流電離室結(jié)構(gòu)圖。上述各種結(jié)構(gòu)的電離室分別稱之為平行板電離室、圓柱形電離室和球形電離室。中心由圓棒、圓筒或細(xì)絲形成另一個電極。電離室的構(gòu)造比較簡單，可以說就是兩個收集電荷的電極，并在電離室中充以一定壓力的氣體。溫度漂移及長期漂移是影響測量精度的主要因素。這種探測器的最大優(yōu)點是測量范圍寬、穩(wěn)定性好、壽命長。： 137Cs放射源的基本結(jié)構(gòu)圖 電流電離室電離室有兩類：一類是，測量單個入射離子的稱為脈沖電離室，這在測厚儀表中很少應(yīng)用。常溫下為固態(tài)，毒性分組為中毒組。 Cs放射源137Cs的半衰期為30年， MeV的γ輻射。第三章 基于射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的硬件設(shè)計 硬件基本結(jié)構(gòu)： 透射式γ射線連續(xù)測厚系統(tǒng)的基本硬件方框圖放射源選擇137Cs，探測器選用電流電離室，數(shù)據(jù)采集卡使用PCI6221型數(shù)據(jù)采集卡。然而γ射線在通過物質(zhì)時，只是強(qiáng)度逐漸減弱，沒有與物質(zhì)發(fā)生過相互作用的γ光子穿過吸收層時其能量保持不變，因此沒有射程的概念。徑跡探測器配以適當(dāng)?shù)拇艌?，可根?jù)徑跡的長短、粗細(xì)、彎曲的方向和彎曲的曲率半徑推測出粒子的電荷、質(zhì)量和能量。有云室、氣泡室、流光室、火花室、多絲正比室、核乳膠等。定標(biāo)電路是一種將脈沖計數(shù)進(jìn)制的電路，通過計數(shù)器與定標(biāo)電路的聯(lián)用，可對粒子快速計數(shù) ；符合電路是將兩個或兩個以上的計數(shù)管同電子線路配合而成，它可以專門只記錄那些使計數(shù)管協(xié)同動作的粒子，而對于只使一個計數(shù)管動作的粒子不作反應(yīng)，從而記錄所需尋找的粒子。一般要求計數(shù)器具有一定的時間分辨率，即先后兩個粒子射入計數(shù)器可分辨的時間。有電離室、正比計數(shù)器 、蓋革米勒計數(shù)器 、閃爍計數(shù)器、切倫科夫計數(shù)器、半導(dǎo)體探測器等。目前在國內(nèi)外使用的幾種γ射線源有137Cs（銫137）、60Co（鈷60）、241Am（镅241）等幾種放射性同位素。 放射源產(chǎn)生射線的裝置或物質(zhì)叫放射源。 透射式射線測厚儀的組成本設(shè)計是基于γ射線的管材壁厚連續(xù)測量系統(tǒng)，所以需要先設(shè)計一個γ射線測厚儀。但比起透射式γ射線測厚儀，在同樣的放射源強(qiáng)度及探測器情況下，信號要小一至兩個信號級，同時對幾何位置更加敏感，同樣精度要求下比透射式γ射線測厚儀更難達(dá)到要求。散射式γ射線測厚儀主要用于透射式γ射線測厚儀不能運(yùn)用的場合，例如，被測材料很寬、很大、很厚或另一側(cè)不可能安裝儀表或者不易接近的情況下。射入探測器的射線強(qiáng)度與放射源至被測物體的距離以及被測物體的成分、密度、厚度、表面狀態(tài)等因素有關(guān)。其特點是放射源和探測器置于被測物體的同一側(cè)。透射式厚度計應(yīng)用十分廣泛，可以無接觸、迅速、精確、連續(xù)的自動檢測和控制紙張、塑料、各種金屬板材、電影膠片或其他板狀材料的厚度。由于物質(zhì)的吸收射線穿透物質(zhì)后強(qiáng)度要降低，降低的程度與物體的厚度、密度及成分有關(guān)。 透射式射線測厚儀透射式γ射線測厚儀是直接測量射線穿透物質(zhì)后強(qiáng)度變化的儀表。電子對效應(yīng)截面σp與光子能量Er的關(guān)系：當(dāng)稍大于時， (25)當(dāng)時， (26)由以上可以得出：1) 對于低能γ射線和高Z的吸收物質(zhì)，光電效應(yīng)占優(yōu)勢；2) 對于中能γ射線和低Z的吸收物質(zhì)，康普頓散射占優(yōu)勢；3) 對于高能γ射線和高Z的吸收物質(zhì)，電子對效應(yīng)占優(yōu)勢。 電子對效應(yīng)據(jù)能量守恒定律，只有即時才能發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量除一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎?、?fù)電子對的靜止能量（小于）外，其余的作為它們的動能。散射光子能量的計算公式為： (24)其中為散射光子的散射角?？偣怆娊孛娴挠嬎愎綖椋? (23) 康普頓效應(yīng)γ光子與原子的核外電子發(fā)生非彈性散射的過程稱為康普頓效應(yīng)，在此過程中γ光子的一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，使之脫離原子，散射光子的能量和運(yùn)動方向都發(fā)生變化。光電效應(yīng)作用幾率用光電截面表示。所以當(dāng)運(yùn)用γ射線時，必須做好防護(hù)工作。 γ射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。γ射線是一種強(qiáng)電磁波，它的波長比x射線還要短，一般波長＜0．001納米。它具有比x射線還要強(qiáng)的穿透能力。第二章 透射式射線測厚儀 射線的簡述，是繼α、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。γ射線測厚儀的優(yōu)點是：能量穩(wěn)定，比X射線有更高的能量；作為射線源比x射線價廉；探測厚度大，穿透能力強(qiáng)；體積小，重量輕，特別適用于野外工作和在用設(shè)備的檢測；可以連續(xù)運(yùn)行，且不受壓力、磁場等外界條件影響。這就是γ射線測厚儀的基本原理。當(dāng)γ射線穿透物質(zhì)后由于和被測物發(fā)生相互作用，使得入射前后的γ射線強(qiáng)度不同。 射線測厚儀γ射線測厚儀在對物體進(jìn)行厚度測量時，一般有兩種方法：一種是透射式γ射線測厚儀，另一類是散射式γ射線測厚儀。超聲波測厚儀的優(yōu)點：超聲波測厚儀一般都具有超輕超薄機(jī)身，便于單手操作；測量精度高；有背景燈光，使得在各種環(huán)境下清晰可視；低功耗，兩節(jié)干電池可使用200小時以上；對人體無害；適合測量所有導(dǎo)聲材料，如鋼、鐵、塑料、陶瓷、有機(jī)玻璃等。反射部分會被