低频全波形声发射虚拟测试系统的研究与实现

摘要

声发射技术作为一种新兴的动态无损检测方法已被广泛地应用在石油化工工业、电力工业、材料试验、民用工程、航天和航空工业、金属加工、交通运输业等领域,声发射仪器也由早期的参数式声发射仪器发展到现在的全波形声发射仪.目前,我国的声发射仪器还主要以模拟式为主,全数字化声发射仪的研制还比较少,而国外的声发射仪器已经达到了超高速、全数字、全波形、多通道、强抗干扰的先进水平.但这些性能优越的仪器都因价格昂贵,不易操作和维修及售后服务不及时等方面的问题而难以在我国做较大范围的推广使用,从而大大限制了声发射技术的应用.本文首先论述了声发射仪器的发展现状、声发射信号的分析方法和岩体声发射信号的特点,并针对岩体声发射信号频率较低的特点提出了一种基于计算机多媒体声卡的信号采集与处理系统方案;接着阐述了声发射的发展概况、岩石声发射的应用范围、声发射的检测过程,介绍了虚拟仪器的概念与特点,分析了声卡代替总线数据采集卡的可行性,并据此构建了声发射虚拟仪器的系统结构;然后从程序设计的角度讲述了声发射虚拟仪器的软件总体结构、功能模块的设计及开发实现过程;最后讲解了声发射源定位的原理和通过多路开关、计算机并行口构建多通道源定位系统的硬件结构.本系统以Visual C++为平台,开发了应用于PC机的低频全波形数字式声发射虚拟仪器,完成了信号采集、实时波形显示、波形文件显示、数据管理、越限报警、参数设置等功能模块;实现了从数据流中提取常用声发射特征参数和两点间波速的测定,因而使该仪器具有了声发射监测、分析与源定位辅助功能.该系统具有成本低、操作方便、兼容性好、扩展性强等优点,可以适应任何一台带有声卡的计算机系统,性能可靠.

目录

文摘

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第一章引言

1.1声发射仪器的进展

1.2声发射信号的处理和分析方法

1.3岩体声发射的特点

1.4问题的提出

第二章声发射技术基础

2.1声发射概述

2.2岩体声发射技术的应用范围

2.3声发射信号的表征参数

2.4声发射信号的检测

第三章低频全波形声发射虚拟仪器的构建

3.1虚拟仪器的概念

3.2虚拟仪器的硬件构成

3.3虚拟仪器的特点

3.4低频声发射虚拟仪器的构建

3.5声卡代替数据采集卡的可行性

第四章全波形声发射虚拟仪器软件功能模块设计

4.1波形文件的结构

4.2声发射虚拟仪器软件总体结构

4.3声发射虚拟仪器功能模块设计

4.3.1采样模块设计

4.3.2数据处理模块

4.3.3数据管理模块

4.3.4显示模块

4.3.5报警模块

4.3.6参数设置模块

4.3.7界面模块

4.3.8数据安全性设计

第五章全波形声发射测试系统的功能实现

第六章有关扩展仪器为多通道源定位系统的思考

6.1声发射源定位原理

6.2八通道声发射源定位系统的硬件构成

6.3并行口特点

6.4信号线的分配

6.5使用并行口作为信号控制接口的优点

6.6数码录音笔在源定位中的应用

第七章结论

致谢

参考文献