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  本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的木材聲發(fā)射信號(hào)采集分析平臺(tái)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南林業(yè)大學(xué)》 2015年

基于LabVIEW的木材聲發(fā)射信號(hào)采集分析平臺(tái)設(shè)計(jì)

申珂楠  

【摘要】：木材作為一種可再生的綠色環(huán)保材料受到廣泛關(guān)注。然而,木材在長(zhǎng)期使用過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變會(huì)直接影響木材的物理性能,但傳統(tǒng)檢測(cè)方式無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化過(guò)程,聲發(fā)射技術(shù)作為一種無(wú)損主動(dòng)監(jiān)測(cè)方式,能夠客觀反映被測(cè)物體內(nèi)部的應(yīng)力變化過(guò)程。由于木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且因密度差異導(dǎo)致信號(hào)傳播的各項(xiàng)異性,從而使得現(xiàn)有聲發(fā)射信號(hào)處理與分析技術(shù)無(wú)法直接用于木材聲發(fā)射信號(hào)研究。為此,本論文提出一種基于LabVIEW的木材聲發(fā)射采集分析平臺(tái)設(shè)計(jì),通過(guò)基于多通道高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成木材聲發(fā)射原始信號(hào)實(shí)時(shí)采集,并且在LabVIEW軟件環(huán)境下,基于小波及小波包信號(hào)處理技術(shù),設(shè)計(jì)相應(yīng)的多通道木材聲發(fā)射信號(hào)處理程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)有用木材聲發(fā)射信號(hào)的析取與時(shí)頻特性分析,同時(shí)提出一種三角形聲發(fā)射源定位方法,以確定木材聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生位置,最后,通過(guò)一系列木材力學(xué)性能試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證本論文提出的聲發(fā)射信號(hào)采集與處理平臺(tái)。論文研究的主要內(nèi)容如下。第一部分從軟件、硬件、軟硬件結(jié)合三個(gè)方面詳細(xì)闡述聲發(fā)射信號(hào)采集與處理平臺(tái)研究過(guò)程。在硬件選擇方面從應(yīng)用角度和實(shí)際情況出發(fā),首先,通過(guò)對(duì)比選型確定選擇聲華SR150N傳感器作為木材聲發(fā)射信號(hào)采集傳感器,信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的聲華PAI前置放大器處理后,經(jīng)過(guò)NI公司的NI-USB-63668通道高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入上位處理計(jì)算機(jī)。接著,基于搭建的硬件平臺(tái)在LabVIEW軟件平臺(tái)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì),針對(duì)木材聲發(fā)射信號(hào)的采集與保存、調(diào)用與分離、濾波與降噪、數(shù)據(jù)分析等多個(gè)功能,設(shè)計(jì)了與之相匹配的程序模塊。最后,通過(guò)軟硬件接口連接,構(gòu)建完整的、軟硬件相結(jié)合的、集信號(hào)采集與分析為一體的木材聲發(fā)射信號(hào)處理系統(tǒng)。第二部分為了測(cè)試并完善前一章構(gòu)建的信號(hào)采集與處理平臺(tái),本論文比較了窗口傅立葉、等紋低通及小波等三種信號(hào)降噪方式的處理效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明小波分析方式具有較好的濾波效果,且能夠有效地析取有用的聲發(fā)射信號(hào)。第三部分將本論文構(gòu)建的木材聲發(fā)射信號(hào)采集分析平臺(tái)用于木材損傷斷裂試驗(yàn)過(guò)程中的聲發(fā)射信號(hào)采集與分析,其中損傷斷裂試驗(yàn)在萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加載,試驗(yàn)結(jié)果表明在木材損傷試驗(yàn)中,試驗(yàn)初期采集到的聲發(fā)射信號(hào)具有連續(xù)低幅值特征,隨后隨著加載外力的不斷增加,在試驗(yàn)中后期聲發(fā)射信號(hào)以突發(fā)性大幅值特征為主,這與木材加載過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展過(guò)程一致。為了確定木材聲發(fā)射源位置,本論文進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種三角定位方式,并通過(guò)木材聲發(fā)射源定位實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本論文提出的三角定位方法可以以較高的精度確定木材聲發(fā)射源位置。本論文研究成果可以直接用于木材聲發(fā)射信號(hào)采集與分析,同時(shí)為基于LabVIEW的聲發(fā)射信號(hào)采集與分析平臺(tái)構(gòu)建提出了一種可行的途徑和借鑒。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TS612.7
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：161804