HSD4超声波发射/接收卡在LabVIEW环境下的开发应用

　　1　LabVIEW环境简介

　　美国NI公司的图形化编程环境LabVIEW的出现,使得虚拟仪器的思想为工业界所接受,“软件就是仪器”最本质地刻画了虚拟仪器的特征。所谓虚拟仪器,就是在通用计算机平台上,用户根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用最新计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。与传统仪器相比,虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性价比和可操作性等方面都具有明显的技术优势。

　　LabVIEW是一个高效的图形化程序设计平台,它结合了简单易用的图形式开发环境与灵活强大的G编程语言,提供了一个非常直观的编程环境。它与传统编程语言有着诸多相似之处,如相似的数据型、数据流控制结构和程序调试工具等。一个LabVIEW程序有三部分:前面板(front panel)、框图(block diagram)和图标/接线端口。前面板用于模拟真实仪器;框图则是利用图形语言对前面板上的控件对象(分为控制量和指示量)进行控制;图标/接线端口用于把LabVIEW程序定义成一个子程序,从而实现模块化编程。

　　2　HSD4卡在LabVIEW环境下的开发应用

　　2.1　HSD4超声波发射/接收卡简介

　　HSD4超声波发射/接收卡具有计算机广泛应用的32位PCI局部总线结构,集成了超声波的发射与接收、100 MHz高速信号采集、存储、多通道自动控制以及超声波成像等多种功能,能够与计算机良好地结合在一起。

　　该插卡上具有四个独立的发射/接收通道,采用多级信号放大模式,通道的开闭由程控电子开关控制,检波方式(全检波、正/负检波和射频)和工作模式(一发一收、自发自收)可调;每一通道具有距离波幅自动补偿功能,有效提高了探伤的动态范围。可以完成各种超声成像,如B扫描、C扫描、P扫描以及三维等多种成像方法。为实现超声波扫查成像,　在卡上内置x和y方向两通道的位移传感器控制器接口。

　　2.2　驱动方式的选取

　　作为一款非NI公司认证的第三方板卡,笔者无法直接使用LabVIEW提供的DAQ库对HSD4超声波发射/接收卡的端口进行操作。

　　LabVIEW提供了三种驱动方式:直接端口读写方式(I/O)、调用C语言源代码方式(CIN)和调用动态链接库方式(CLF)。I/O方式实现比较简单,　适用于采集精度要求不高的情况。CIN与CLF使用起来有相似之处,区别在于CIN方式在数据采集过程中不能实时显示。考虑到超声波检测的实际应用要求,采用C语言编写该板卡的动态链接库(DLL)。通过采用CLF方式,建立一个基于虚拟仪器技术的超声检测平台,为教学和科研提供超声检测数据及A,B,C扫描图像,并可以进行超声检测数据和图像的后期处理。

　　2.3　通过CLF节点调用DLL库函数[1-5]