基于LabVIEW的伽玛能谱仪的设计

　　1 引言

　　目前，放射性测量仪器的研究处于起步阶段。传统仪器一般采用单片机或嵌入式系统设计，其处理单元的运算能力有限，一般在200 MHz 以下，我们采用以 LabVIEW为代表的虚拟仪器技术，将计算机硬件资源与软件功能模块硬件相结合，其数据传输和运算处理速度有质的飞跃。LabVIEW是仪器仪表领域专业软件，设计人员利用它可大大缩短开发周期，用户也可通过友好的图形界面方便地完成对被测试信号的采集、存储和分析。因此，本能谱分析系统选用LabVIEW作为软件开发平台。

　　2 系统硬件设计

　　虚拟仪器的硬件平台由计算机和其 1/0 接口设备两部分组成，根据1/0 接口设备总线类型的不同，虚拟仪器的构成方式主要有五种。其中，PC- DAQ/PCI 插卡式虚拟仪器系统是虚拟仪器最基本最廉价的构成形式，其用途广泛，特别适合于工业测控现场、各种实验室和教学部门使用。这里我们采用这种系统方式，系统硬件构成如图1所示，包括以下四部分：

　　(1)信号传感单元：将外部输入的非电压信号转换成电压信号，送给信号调理模块处理。

　　(2)信号调理模块：将输入的电压信号放大滤波后转换成适合数据采集模块使用的信号，并送入数据采集模块，也能对数据采集模块输出的模拟信号进行放大和滤波。

　　(3)数据采集模块：对输入的经调理后的信号进行 A/D 转换，并送入计算机进行处理，也可对计算机输出的信号进行D/A 转换，产生模拟信号。

　　(4)计算机处理系统：管理应用程序与用户的交互，对输入的数据进行分析计算和显示，并打印所得结果，也可产生用来进行 D/A转换的数字信号。

3 系统软件设计

　　3.1 主界面设计

　　系统主界面设计如图2所示，主要包括功能菜单、采集卡参数设置区、采集控制区、简单统计区、峰位信息区、积分区间计数及死时间显示区、程序退出区等。

　　3.2数据通信的设计

　　为了能对采集的数据进行处理，得把采集到的数据传送到上位机里，如图 3 所示的数据通信界面设计，首先从 VISAre-source name 中选取一个端口号(这个端口与 USB 伽玛能谱连接到电脑上的端口是相一致的)，接着对流控制、奇偶校验位、数据的传送速率、数据位、停止位等这些参数进行相关的设置。此时，LabVIEW 与 USB 伽玛能谱的连接已经完成，下面就要进行数据的发送了。在 LabVIEW通信中，先在发送字符框中写入一个字符，如果这个字符是 USB伽玛能谱默认的字符，这时再点击发送按钮，USB伽玛能谱中的数据将传送到 LabVIEW中 (如果这个字符与 USB伽玛能谱信号默认的字符不符，其中的数据将不会传送过来)，再点击接收按钮，此时数据将在图中的示波器上显示出来。与此同时，读取字节数框内也显示了读取的总字节数，从而实现了 LabVIEW与 USB伽玛能谱之间的相互通信。如果想保存传送到的数据，单击保存按钮就可以了。所有的功能实现完以后，再单击退出按钮将退出通信界面。