發(fā)布時間：2016-11-02 09:46

  本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的木材聲發(fā)射信號采集分析平臺設(shè)計，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)射信號采集分析平臺設(shè)計

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,木材在長期使用過程中產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變會直接影響木材的物理性能,但傳統(tǒng)檢測方式無法實時監(jiān)測應(yīng)力變化過程,聲發(fā)射技術(shù)作為一種無損主動監(jiān)測方式,能夠客觀反映被測物體內(nèi)部的應(yīng)力變化過程。由于木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且因密度差異導(dǎo)致信號傳播的各項異性,從而使得現(xiàn)有聲發(fā)射信號處理與分析技術(shù)無法直接用于木材聲發(fā)射信號研究。為此,本論文提出一種基于LabVIEW的木材聲發(fā)射采集分析平臺設(shè)計,通過基于多通道高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成木材聲發(fā)射原始信號實時采集,并且在LabVIEW軟件環(huán)境下,基于小波及小波包信號處理技術(shù),設(shè)計相應(yīng)的多通道木材聲發(fā)射信號處理程序,實現(xiàn)對有用木材聲發(fā)射信號的析取與時頻特性分析,同時提出一種三角形聲發(fā)射源定位方法,以確定木材聲發(fā)射信號產(chǎn)生位置,最后,通過一系列木材力學(xué)性能試驗測試與驗證本論文提出的聲發(fā)射信號采集與處理平臺。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)合三個方面詳細(xì)闡述聲發(fā)射信號采集與處理平臺研究過程。在硬件選擇方面從應(yīng)用角度和實際情況出發(fā),首先,通過對比選型確定選擇聲華SR150N傳感器作為木材聲發(fā)射信號采集傳感器,信號通過相應(yīng)的聲華PAI前置放大器處理后,經(jīng)過NI公司的NI-USB-63668通道高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入上位處理計算機(jī)。接著,基于搭建的硬件平臺在LabVIEW軟件平臺上進(jìn)行程序設(shè)計,針對木材聲發(fā)射信號的采集與保存、調(diào)用與分離、濾波與降噪、數(shù)據(jù)分析等多個功能,設(shè)計了與之相匹配的程序模塊。最后,通過軟硬件接口連接,構(gòu)建完整的、軟硬件相結(jié)合的、集信號采集與分析為一體的木材聲發(fā)射信號處理系統(tǒng)。第二部分為了測試并完善前一章構(gòu)建的信號采集與處理平臺,本論文比較了窗口傅立葉、等紋低通及小波等三種信號降噪方式的處理效果,實驗結(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。第三部分將本論文構(gòu)建的木材聲發(fā)射信號采集分析平臺用于木材損傷斷裂試驗過程中的聲發(fā)射信號采集與分析,其中損傷斷裂試驗在萬能力學(xué)試驗機(jī)上進(jìn)行加載,試驗結(jié)果表明在木材損傷試驗中,試驗初期采集到的聲發(fā)射信號具有連續(xù)低幅值特征,隨后隨著加載外力的不斷增加,在試驗中后期聲發(fā)射信號以突發(fā)性大幅值特征為主,這與木材加載過程中的應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展過程一致。為了確定木材聲發(fā)射源位置,本論文進(jìn)一步設(shè)計了一種三角定位方式,并通過木材聲發(fā)射源定位實驗驗證算法效果,實驗結(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)射信號采集與分析,同時為基于LabVIEW的聲發(fā)射信號采集與分析平臺構(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS612.7
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：161804