基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件

1、基于 LabVIEW 的光纤光栅传感监测软件摘 要：基于 LabVIEW 的光纤光栅传感监测软件，可 以实现数据采集、存储、显示和报警等功能。该软件界面清 晰易懂、使用方便、功能扩展性强、运行稳定，可以在安全 监测方面发挥重要的作用，同时推进了光纤光栅传感器在生 活中的应用。关键词：光纤光栅传感器；虚拟仪器；数据库中图分类号： TP311 文献标识码： A 随着技术的发展，光纤光栅传感器广泛地应用在各个领 域，如电力电网、桥梁隧道、石油化工、航空航天，实现了 高精度、远距离、分布式和长期性监测的技术要求。本文针 对光纤光栅传感系统，提出了一种基于虚拟仪器技术的监测 软件的设计与实现方法。为实际

2、工程的管理提供了更加可靠 的技术保障，具有广阔的应用前景。1 光纤光栅传感技术 光纤光栅是利用紫外光改变光纤材料性质，在光纤上制 作成的一种光学无源器件，光纤光栅传感技术是利用测量环 境对光纤的影响，将所探测的物理量转化成光束波长的一种 新一代光学传感技术。光纤光栅的传感过程可以依据耦合模理论分析。当光入 射到光纤光栅后，对于满足布拉格条件的入射光会发生反 射，该反射光谱在布拉格波长位置处出现峰值，其波长公式 为入B=2neff A。当外界因素发生变化时， 会引起光纤光栅发 生微小形变，使A或neff发生变化，致使光纤光栅的中心波 长值发生改变，产生传感效应，然后由该波长值即可以计算 出待测物

3、理场的变化。2 虚拟仪器 虚拟仪器采用特定软件在计算机屏幕上构成仪器面板， 同时配置相应硬件，使计算机可以完成多种仪器功能。虚拟 仪器的实质就是充分利用计算机技术来实现和扩展传统仪 器的功能。LabVIEW 是由美国 NI 公司开发和推出的，是虚拟仪器 软件开发工具之一，可以应用在实验室、研究所和工业界。 该软件采用的编程方式基于图形化，提供了大量的工具和库 函数，满足了数据的采集、分析、显示以及存储；软件中采 用向导式工具，通过提示进行一步步操作，完成与仪器的连 接和参数的设置。3 监测软件组成3.1 数据采集实验采用的解调仪器是通过 TCP 网络接口与 LabVIEW 软件进行数据交换的。

4、 因为 TCP 网络接口是采用字符串格式 发送数据的，所以接收时要对接收数据进行处理。在数值处 理程序中要将接收到的字符串转换成字节数组；然后将传输 来的 8 位数据，两两合并转换为 16 位数据，最后将 16 位数 据进行关系换算，即可得到所需的光纤光栅中心波长数据。3.2 海量存储 当监测的数据量很庞大时，传统的文本存储容量已经不 够用，例如人们常用的 Excel 表格，用它存储数据时，每个 表格只能存储 65535 行数据，当一个 Excel 表格数据存储满 后，剩余的数据量只能重新建立表格继续存储，应用起来很 不方便。本监测软件采用采用 SQL 数据库解决了这个问题， 完成了海量数据的

5、存储。由于 LabVIEW 软件不能直接访问数据库，所以要先建 立相应的连接。具体过程如下，首先在 NI 公司网站上下载 免费的 LabSQL 压缩包，解压到 LabVIEW 目录里 user.lib 内， 然后启动软件，会在用户库中发现 LabSQL 模块。图 1 为数 据库访问与存储模块。3.3 超限预警 温度超限报警模块可以监测多点温度。当监测温度在温 度设定范围内，监测软件正常运行，当监测温度超出设定范 围后，监测软件会发出声光报警，提醒工作人员有异常情况 发生。图 2 为温度报警模块。4 监测软件测试结果与分析 本监测软件测量数据如图 3 所示。本监测软件对工厂设 备的温度进行了多点实时监测，测量结果可靠，对工厂设备 的正常运行提供了重要的保证依据。基于虚拟仪器的光纤光栅传感监测软件测量精确，数据 可靠，使用方便，可以应用在安全监测、安防等方面，有着 很好的应用前景。参考文献1 林升德，侯丹.光纤光栅感温监测系统在电力设备接点测温中的应用 J. 电气时代， 2007（ 11）：98-100.2 李军 .光纤光栅测温系统在电力电缆温度在线监测中的应用 J.