基于LabVIEW的核輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計

1、基于LabVIEW的核輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計指導(dǎo)老師：趙修良學(xué) 生：朱岳武班 級：核技064內(nèi)容簡介l調(diào)研虛擬儀器與LabVIEW的特點和優(yōu)點l利用LabVIEW編寫程序進行核輻射水平監(jiān)測l構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)l軟件測試l實驗結(jié)果總結(jié)分析研究意義 以PC機或工作站為平臺，運用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)成實用的測控系統(tǒng)將成為儀器和測試技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，本設(shè)計正是利用虛擬儀器技術(shù)進行輻射水平連續(xù)監(jiān)測，因為具備數(shù)據(jù)保存所以可以回放調(diào)用前面測量的頻率數(shù)據(jù)。虛擬儀器簡介 NI公司于20世紀(jì)70年代中期提出了虛擬儀器的概念。虛擬儀器是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義，具有虛擬面板，測試功能由測試軟

2、件實現(xiàn)的一種計算機儀器系計算機儀器系統(tǒng)統(tǒng)，是計算機技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其基礎(chǔ)是計算機系統(tǒng)，核心是軟件技術(shù)。簡而言之，虛擬儀器就是在開放架構(gòu)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建用戶自定義的測試系統(tǒng)。虛擬儀器大大突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、存儲等方面的限制，是一個測試和自動化系統(tǒng)的高性能、低成本運載平臺。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 l獨立式傳統(tǒng)儀器的基本框架類似于基于PC 機的虛擬儀器 l根本區(qū)別在于兩者不同的靈活性靈活性，用戶是否能夠根據(jù)各自不同的需求對其進行修改和擴展 虛擬儀器的特點 l軟件是虛擬儀器的核心l性價比高 l縮小了儀器廠商與用戶之間的距離 l具有良好的人機界面 l具有方便、靈活的互聯(lián) l可

3、靠性高 l具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點 l維護、維修方便 什么是LabVIEWlLabVIEW是美國NI（National Instrument）公司推出的一種基于G語言（Graphics Language，圖形化編程語言）的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。lLabVIEW為虛擬儀器設(shè)計者提供了一個便捷、輕松的設(shè)計環(huán)境。利用它，設(shè)計者可以像搭積木一樣輕松組建一個測量系統(tǒng)和構(gòu)造自己的儀器面板，而無需進行任何繁瑣的計算機代碼的編寫。LabVIEW的特點與優(yōu)點l圖形化編程方式l提供豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)l即提供傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，同時提供獨到的高亮執(zhí)行工具，程序調(diào)試、開發(fā)更方便l包

4、括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485、USB在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)l提供大量與外部代碼或軟件進行連接的機制，如DLL、DDE、ActiveX等l強大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議系統(tǒng)軟件程序的流程圖進行伽馬輻射水平連續(xù)監(jiān)測軟件程序的流程圖如下所示系統(tǒng)軟件程序的前面板系統(tǒng)軟件程序脈沖信號采集和測量、顯示脈沖頻率程序頻率數(shù)據(jù)保存程序軟件測試軟件測試主要分為兩個部分：1、采集來自函數(shù)發(fā)生器輸出的方波脈沖信號。2、采集探測器的輸出信號。采集來自函數(shù)發(fā)生器輸出的脈沖信號l用函數(shù)信號發(fā)生器輸出的方波脈沖信號當(dāng)作信號源，先將該源信號接入NI 實驗平臺，然后信號再送入數(shù)據(jù)采集

5、卡。應(yīng)用該程序測量脈沖信號頻率保存數(shù)據(jù)的文件夾文件中保存的數(shù)據(jù)采集探測器輸出信號l以60Co源作為輻射監(jiān)測的對象，用NaI閃爍體探測器探測射線，當(dāng)有射線被探測器探測到時，探測器會輸出電壓信號。輸出的電壓信號接入放大甄別器，信號首先被放大，然后如果電壓峰值超過甄別閾則輸出一個方波脈沖信號。采集探測器輸出信號的實物圖采集探測器輸出信號 應(yīng)用該系統(tǒng)測量環(huán)境中的本底60Co輻射水平連續(xù)監(jiān)測信號頻率波動過大原因查找 由上圖可以看到測量得到的頻率值波動非常大，而直接用計數(shù)器儀器測得的信號頻率在9KHz左右，且由函數(shù)發(fā)生器輸出的方波脈沖信號卻能被很好的測量，可能的原因有： 1、來自放大甄別器輸出的信號頻率大

6、。 2、放大甄別器輸出信號脈寬過小。放大甄別器輸出的信號頻率大 為了驗證是不是放大甄別器輸出信號頻率過大。將函數(shù)信號發(fā)生器輸出方波脈沖信號的頻率分別調(diào)為140KHz、160KHz、180KHz時用該系統(tǒng)測得的頻率值非常穩(wěn)定。而用計數(shù)器儀器測得有源時從放大甄別器輸出信號的頻率為9KHz。因此可以排除信號頻率過大而導(dǎo)致測得頻率值波動大。放大甄別器輸出信號脈寬過小 用示波器測量從放大甄別器輸出的信號，得到方波信號的脈寬為2.5s，幅度為4.4v，于是將函數(shù)信號發(fā)生器輸出地方波脈沖信號的脈寬調(diào)為2.5s，幅度調(diào)為4.4v，占空比調(diào)為10%。應(yīng)用設(shè)計的系統(tǒng)任能測得很平穩(wěn)的頻率值。因此也可以排除信號脈寬的影響?？偨Y(jié) 按照要求編寫的程序能夠?qū)崿F(xiàn)對方波脈沖信號進行采集，且能測量和保存測得的頻率信息。但采集來自放大甄別器輸出的