基于LabVIEW的木材声发射信号采集分析平台设计

发布时间：2016-11-02 09:46

  本文关键词：基于LabVIEW的木材声发射信号采集分析平台设计，由笔耕文化传播整理发布。

《西南林业大学》 2015年

基于LabVIEW的木材声发射信号采集分析平台设计

申珂楠  

【摘要】：木材作为一种可再生的绿色环保材料受到广泛关注。然而,木材在长期使用过程中产生的应力应变会直接影响木材的物理性能,但传统检测方式无法实时监测应力变化过程,声发射技术作为一种无损主动监测方式,能够客观反映被测物体内部的应力变化过程。由于木材的内部结构复杂,并且因密度差异导致信号传播的各项异性,从而使得现有声发射信号处理与分析技术无法直接用于木材声发射信号研究。为此,本论文提出一种基于LabVIEW的木材声发射采集分析平台设计,通过基于多通道高速数据采集设备完成木材声发射原始信号实时采集,并且在LabVIEW软件环境下,基于小波及小波包信号处理技术,设计相应的多通道木材声发射信号处理程序,实现对有用木材声发射信号的析取与时频特性分析,同时提出一种三角形声发射源定位方法,以确定木材声发射信号产生位置,最后,通过一系列木材力学性能试验测试与验证本论文提出的声发射信号采集与处理平台。论文研究的主要内容如下。第一部分从软件、硬件、软硬件结合三个方面详细阐述声发射信号采集与处理平台研究过程。在硬件选择方面从应用角度和实际情况出发,首先,通过对比选型确定选择声华SR150N传感器作为木材声发射信号采集传感器,信号通过相应的声华PAI前置放大器处理后,经过NI公司的NI-USB-63668通道高速数据采集卡进入上位处理计算机。接着,基于搭建的硬件平台在LabVIEW软件平台上进行程序设计,针对木材声发射信号的采集与保存、调用与分离、滤波与降噪、数据分析等多个功能,设计了与之相匹配的程序模块。最后,通过软硬件接口连接,构建完整的、软硬件相结合的、集信号采集与分析为一体的木材声发射信号处理系统。第二部分为了测试并完善前一章构建的信号采集与处理平台,本论文比较了窗口傅立叶、等纹低通及小波等三种信号降噪方式的处理效果,实验结果表明小波分析方式具有较好的滤波效果,且能够有效地析取有用的声发射信号。第三部分将本论文构建的木材声发射信号采集分析平台用于木材损伤断裂试验过程中的声发射信号采集与分析,其中损伤断裂试验在万能力学试验机上进行加载,试验结果表明在木材损伤试验中,试验初期采集到的声发射信号具有连续低幅值特征,随后随着加载外力的不断增加,在试验中后期声发射信号以突发性大幅值特征为主,这与木材加载过程中的应力应变发展过程一致。为了确定木材声发射源位置,本论文进一步设计了一种三角定位方式,并通过木材声发射源定位实验验证算法效果,实验结果表明本论文提出的三角定位方法可以以较高的精度确定木材声发射源位置。本论文研究成果可以直接用于木材声发射信号采集与分析,同时为基于LabVIEW的声发射信号采集与分析平台构建提出了一种可行的途径和借鉴。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS612.7
【目录】：

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  本文关键词：基于LabVIEW的木材声发射信号采集分析平台设计，由笔耕文化传播整理发布。

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