基于LabVIEW的核辐射水平监测系统软件设计PPT.ppt

基于LabVIEW的核辐射水平监测系统软件设计 指导老师：赵修良 学 生：朱岳武 班 级：核技064 内容简介 调研虚拟仪器与LabVIEW的特点和优点 利用LabVIEW编写程序进行核辐射水平监测 构建数据采集系统 软件测试 实验结果总结分析 研究意义 以PC机或工作站为平台，运用虚拟仪器技术构成实用的测控系统将成为仪器和测试技术发展的一个重要方向，本设计正是利用虚拟仪器技术进行γ辐射水平连续监测，因为具备数据保存所以可以回放调用前面测量的频率数据。 虚拟仪器简介 NI公司于20世纪70年代中期提出了虚拟仪器的概念。虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统，是计算机技术与仪器技术相结合的产物，其基础是计算机系统，核心是软件技术。简而言之，虚拟仪器就是在开放架构的基础上创建用户自定义的测试系统。虚拟仪器大大突破了传统仪器在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制，是一个测试和自动化系统的高性能、低成本运载平台。 虚拟仪器与传统仪器的比较 独立式传统仪器的基本框架类似于基于PC 机的虚拟仪器 根本区别在于两者不同的灵活性，用户是否能够根据各自不同的需求对其进行修改和扩展 虚拟仪器的特点 软件是虚拟仪器的核心 性价比高 缩小了仪器厂商与用户之间的距离 具有良好的人机界面 具有方便、灵活的互联 可靠性高 具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点 维护、维修方便 什么是LabVIEW LabVIEW是美国NI（National Instrument）公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工具。 LabVIEW为虚拟仪器设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境。利用它，设计者可以像搭积木一样轻松组建一个测量系统和构造自己的仪器面板，而无需进行任何繁琐的计算机代码的编写。 LabVIEW的特点与优点 图形化编程方式 提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数 即提供传统的程序调试手段，同时提供独到的高亮执行工具，程序调试、开发更方便 包括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485、USB在内的各种仪器通信总线标准的功能函数 提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，如DLL、DDE、ActiveX等 强大的网络功能，支持常用网络协议 系统软件程序的流程图 进行伽马辐射水平连续监测软件程序的流程图如下所示 系统软件程序的前面板 系统软件程序 脉冲信号采集和测量、显示脉冲频率程序 频率数据保存程序 软件测试 软件测试主要分为两个部分： 1、采集来自函数发生器输出的方波脉冲信号。 2、采集探测器的输出信号。 采集来自函数发生器输出的脉冲信号 用函数信号发生器输出的方波脉冲信号当作信号源，先将该源信号接入NI 实验平台，然后信号再送入数据采集卡。 应用该程序测量脉冲信号频率 保存数据的文件夹 文件中保存的数据 采集探测器输出信号 以60Coγ源作为辐射监测的对象，用NaI闪烁体探测器探测γ射线，当有γ射线被探测器探测到时，探测器会输出电压信号。输出的电压信号接入放大甄别器，信号首先被放大，然后如果电压峰值超过甄别阈则输出一个方波脉冲信号。 采集探测器输出信号的实物图 采集探测器输出信号 应用该系统测量环境中的本底 60Co辐射水平连续监测 信号频率波动过大原因查找 由上图可以看到测量得到的频率值波动非常大，而直接用计数器仪器测得的信号频率在9KHz左右，且由函数发生器输出的方波脉冲信号却能被很好的测量，可能的原因有： 1、来自放大甄别器输出的信号频率大。 2、放大甄别器输出信号脉宽过小。 放大甄别器输出的信号频率大 为了验证是不是放大甄别器输出信号频率过大。将函数信号发生器输出方波脉冲信号的频率分别调为140KHz、160KHz、180KHz时用该系统测得的频率值非常稳定。而用计数器仪器测得有源时从放大甄别器输出信号的频率为9KHz。因此可以排除信号频率过大而导致测得频率值波动大。 放大甄别器输出信号脉宽过小 用示波器测量从放大甄别器输出的信号，得到方波信号的脉宽为2.5μs，幅度为4.4v，于是将函数信号发生器输出地方波脉冲信号的脉宽调为2.5μs，幅度调为4.4v，占空比调为10%。应用设计的系统任能测得很平稳的频率值。因此也可以排除信号脉宽的影响。 总结 按照要求编写的程序能够实现对方波脉冲信号进行采集，且能测量和保存测得的频率信息。但采集来自放大甄别器输出的信号时，测得频率值波动过大，虽然排除了频率大和脉宽小而导致测量的频率值波动过大，接下来可以从软件方面着手，是否程序编写时存在缺陷，也可以调研