基于PXI和LabVIEW的含气沉积物声学测试系统设计

针对含气沉积物取样样品在测试时难以保持原位状态的情况,设计了一套含气沉积物模拟及测试实验平台,采用PXI总线及LabVIEW技术设计了多参数测量及数据处理软硬件系统。系统主要包括选择PXI模块构建硬件系统,设计了与之匹配的超声波发射和接收电路,基于LabVIEW软件进行超声、温度、压力及位移数据的采集,对声学参数声速进行信号处理计算后显示计算结果。通过对现有沉积物样品进行声速测试对比实验,表明本测试系统与RS-ST01C非金属超声波测试仪声速测试结果一致,说明测试系统超声测量部分是可靠的。本测试系统的优势在于具有更好的扩展性和开放性。     

考虑信标运动的水下联合定位算法

为融合全球导航卫星系统/声学测量与海底信标之间声学测量优势，同时考虑导航信标因海底洋流等因素而引起的运动，本文提出考虑信标运动的水下联合定位算法，并采用3 000 m水深海域的实测数据进行试验计算。试验结果表明：联合定位估计的声速模型与声速测量值之间的差异小于0.15 m/s;与全球导航卫星系统/声学定位相比较，联合定位获得的海底导航信标运动轨迹具有更高的精度，全球导航卫星系统/声学定位及联合定位的基线残差统计值分别为-0.302±0.740 m、0.007±0.169 m;试验区海底导航信标水平运动幅度可达3 m,周期性运动模型可以较好地描述试验区海底导航信标的运动轨迹。     

基于LabVIEW的海底沉积物超声检测系统信号处理

基于虚拟仪器的信号处理程序直观、易懂,有利于专业测试人员掌握,代表了未来仪器技术的发展方向。采用虚拟仪器硬件平台和LabVIEW软件开发平台,为小尺度沉积物声学测试系统的信号处理编写了开放的信号分析与数据处理软件。由虚拟仪器硬件平台采集卡完成超声信号的采集工作,编程读取信号初至,并设计和改进了判读方法,利用虚拟仪器LabVIEW编程实现原始信号滤波、相关分析、频谱分析等信号处理功能,使沉积物声学特性的测量和计算成为一体,提高了效率,使声信号信息的提取更为直观、准确。     

超声波塑料焊接过程场学系统电参数的检测

在超声波塑料焊接过程中,针对声学系统的输入电信号受到焊接过程负载变化的直接影响,研制了一种超场波电信号测试系统,可以对超声波塑料焊接过程中功率、电压电流有效值、相位差及频率信号等进行快速准确的在线检测,而且可以对测量结果进行实时纪录、分析处理。测试结果表明,超声波电信号能够有效地反映焊接过程的变化,为实现焊接过程质量控制提供了可能。该系统还可以应用于功率超声的其他领域。     

声层析成像仓储粮食温度监测方法

为了更及时地发现仓储粮食中存在的热点,提出了声层析成像仓储粮食温度监测方法.推导了粮食中声波传播时间与粮食温度的函数关系,定义声速转换因子,将粮食中的测量声速转换成相同温度、相同气体自由空间中的声速,建立了声学法储粮温度测量模型.分析了声速转换因子的影响因素及应对措施,开发了基于虚拟仪器的声层析成像温度监测实验系统.以大豆填充实验粮仓,对系统各声波路径的实测声速分布规律进行研究并提出修正转换方法,对电加热器形成的三种粮食温度分布进行了重建实验.结果表明,重建图像能够清晰地反映大豆中的热点位置和热点温度.因此,声层析成像仓储粮食温度监测方法有望应用于储粮中的热点监测.     

声速剖面测量误差对水下定位的影响

声速误差是全球导航卫星系统/声学定位的主要误差。受海洋环境的复杂时空变化和声速测量多来源误差影响，声速剖面必然含有测量误差，从而影响水下定位结果的精确性。在仅考虑声速垂向分层假设的前提下，本文对声速剖面观测中不可避免的系统误差和随机误差对海底应答器定位的影响进行了研究。结论如下：当海面航迹关于海底应答器成轴对称时，声速误差主要反映在垂直方向以及其中一个水平方向；当海面航迹关于海底应答器成中心对称时，声速误差主要反映在垂直方向，且水平方向的精度几乎不受声速误差的影响；声速剖面无论是含系统误差，还是随机误差，其对定位结果的影响都是系统性，对海底应答器定位结果的影响规律也是相同的，且均可由顾及声速剖面时空代表性误差的海底精密定位模型予以削弱。     

储层温压条件下岩石的波速特性及变化规律

岩石处在一定的地质环境中,其温度和压力条件对岩石声学性质具有重要的影响。本文以超声波实验方法作为主要研究手段,在储层温压条件下对岩石的纵波速度进行了测量,得出纵波速度随温度、压力的变化曲线和拟合公式,实验结果表明,纵波波速随压力的增大以对数形式增加,随温度的升高呈线性减小,并对不同温度和压力对岩石纵波速度的影响机理进行了剖析。     

强潮地区海底管线状态检测方法研究——杭州湾海底管线状态检测

针对强潮地区海底管线危险性大、且无法用常规方法进行检测的现状,提出一种基于海底声学探测技术的强潮地区海底管线状态检测方法,考虑到海底管线状态检测的主要目的是确定管线与海床面之间的空间关系,该方法选择了侧扫声纳系统、浅地层剖面仪和多波束测深系统等海底声学探测技术.在简要介绍了每种技术的工作原理之后,进行了海底管线状态检测流程的设计,并介绍了各类声学数据的采集过程和基于空间参考的声学数据处理方法,最后提出两种检测成果表达方式,即基于图表二维表达方式和基于ESRI公司的ArcEngine组件的三维表达方式.     

虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用

针对目前越来越多的控制系统以个人计算机为控制核心和虚拟仪器技术的快速发展等特点,为了使温度采集系统实现系统与计算机的高度融合,设计了一种基于实验室虚拟仪器工程平台和单片机的温度采集系统,将虚拟仪器技术应用到温度采集系统中.系统由STC系列单片机和数字温度传感器DS18B20搭建下位机系统进行实时温度采集,应用图形化编程软件LabVIEW和个人计算机构成上位机系统进行采集温度数据的实时处理、分析以及存储等操作.多次测试实验的结果表明,系统运行良好,实验结果理想.较传统基于单片机设计的温度采集系统,其设计实现了系统与计算机的高度融合,虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用很大程度上提高了系统的灵敏性,降低了硬件制作的复杂度;与采用数据采集卡搭建的系统相比,应用串口通信极大程度上降低了成本.系统结构简单,直观形象、操作简单方便,人机交互界面友好美观,具有成本低、实时保存数据、抗干扰能力强等特点.     

房间声学系统非线性确定性的替代数据法检测

实际房间声学系统是否具有非线性确定性是声学信号处理中值得研究的问题。采用替代数据法对实际房间声学系统的非线性确定性进行检测,假设实际系统响应是由平稳高斯随机过程经可逆、静态的非线性函数变换而得到,然后对该假设进行检验。由于实际实验所得的假设检验结果不能拒绝该假设,所以在给定实验条件下利用替代数据法不能得出实际房间声学系统具有非线性确定性的结论。对实际房间声学系统非线性确定性的判定可以通过利用其它的非线性分析技术及改善实验条件作进一步研究。     

环境噪声虚拟仪器监控系统的设计与实现

为了提高对环境噪声的检测水平,增强监控系统对噪声数据的处理能力,利用GPRS作为通信手段,通过DataSocket技术实现了环境噪声虚拟仪器监控系统。依靠Labview强大的数据处理和图形显示能力实现了对环境噪声数据的采集、显示、分析处理。利用51单片机实现现场声压采集,通过单片机与上位机的通讯实现声级数据的实时显示以及隔音挡板的升降控制。试验证明本系统可靠、直观、易于操作。     

基于虚拟仪器的零飞测试系统的研究

基于虚拟仪器的舰炮武器系统零飞测试系统的设计,详细论述了武器装备零飞测试的基本原理和软件平台的构建,使用长焦CCD摄像头和DSP视频跟踪处理器完成目标的捕获、跟踪,采用GPS时间同步技术完成与火控系统的精确同步、减小测量误差,并给出了软件界面及试验数据。结果表明,虚拟测试技术在军事测控领域中的有重要的应用价值。     

基于LabVIEW的摩擦材料试验机测控系统

根据国标GB/T 174469-1998对摩擦材料试验机试验方法的要求,讨论CHASE试验机的机械结构和测控系统的结构方案,结合虚拟仪器技术和状态机技术,开发基于LabVIEW的XLXXX型摩擦材料CHASE试验机测控系统.该系统实现了压力、摩擦力、温度、转速、摩擦系数等参数的实时采集、分析处理,温度、转速、压力的控制,试验流程的控制,通过报表实现试验数据的显示、存储.该系统性能稳定,界面友好.     

一种基于LabVIEW的多功能虚拟仪器的构建方法

为了使电脑声卡在测控领域获得应用,提出一种结合声卡和软件来构建虚拟测量仪器的方法,即在Lab-VIEW软件提供的集成开发环境下,通过虚拟软件控制电脑声卡录音端口所具有的A/D功能,从而实现对信号的采集记录。实验显示,根据该方法构建的虚拟仪器实现了虚拟示波器、滤波器和信号源功能。而且由于民用声卡的价格低廉,该方法具有一定的经济价值。     

固体推进剂燃速的超声波测量

为了实时测量固体推进剂燃速与燃烧室压强的关系,利用超声波数据采集卡搭建了超声波实时燃速测量系统,通过调节点火药量和密闭燃烧器容积可以调节密闭燃烧器的压强范围.经过实验得到了低压范围内的实时燃速数据以及燃速与压强的对应关系.结果表明,利用超声波燃速测量系统可以一次性获得给定压强范围内的实时燃速;燃面附近的高温层会使厚度测量值偏小,对燃速测量没有影响;在点火初期,燃面高温层建立的非稳态过程影响超声波声速;在接近试件燃尽的时刻,推进剂两个端面的回波信号产生干扰.     

基于LabVIEW的档案库房温湿度监控系统设计

针对目前档案库房温湿度测量中存在的问题,设计了基于LabVIEW的档案库房温湿度监控系统．系统硬件由传感器、数据采集卡、PC机等组成,系统软件采用虚拟仪器Lab-VIEW软件,系统中采用PID控制算法,从而很好的满足了档案库房温湿度自动控制的要求．     

智能温度测控系统的研究与设计

给出了一种基于模糊自整定PID算法的智能温度测控系统的设计方法。下位机以AT89S52单片机为微处理器,通过串口通信将下位机采集的数据送至上位机,上位机采用模块化的设计方法,通过LABVIEW软件开发平台实现对温度的显示和数据处理。实验结果表明,该系统运行稳定、可靠、能获得较高的控制精度,把虚拟仪器与智能温度控制相结合,系统操作简单、界面友好。     

基于声卡的虚拟示波器设计与实现

基于声卡的数字信号处理技术和虚拟仪器技术,通过在LabVIEW环境下对声卡进行编程,设计了一个廉价的虚拟示波器系统,该设计方案具有界面友好、扩充性强及动态特性稳定可靠等诸多优点．实验仿真表明,该系统能够正确地采集声卡设计频率范围内的信号,实现了示波器的测量和频谱分析功能．     

外置轴向式分层注水超声流量计的设计与实现

针对油田井下注水流量传统测量方法存在的各种问题,设计了一种高精度外置式轴向超声波流量计,适用于高温、高压、小流量、小管径条件下的分层注水流量的精确测量。基于时差法测量原理,采用轴向结构增加了声程,采用高精度时间测量芯片TDC-GP22提高了时间测量精度,通过温度补偿模型、流场修正模型进一步提高了其测量精度。仿真和试验结果表明,在0~250m³/d流量下,测量精度可达1.5%,满足油田井下分层注水技术要求,为油田井下实现精细分层注水和自动监测调控提供了基础数据。