使用LabVIEW和PXI,以深入了解战场爆炸伤害的影响

2015-04-15 09:26:04来源: ck365
  “LabVIEW的灵活性和模块化PXI Express系统给了我们更多的选择来更改代码和硬件,以适用于将来的其他试验,从而为我们节省了大量时间和金钱。”

  挑战:

  开发一个数据采集系统以同步记录死尸肢体上传感器的数据,并搭建一个测试装置,用于在汽车下方爆炸时模拟传递到士兵腿上的冲击。

  解决方案:

  使用NI LabVIEW软件,NI-DAQmx驱动,和PXI Express DAQ模块根据所要求的采样率对传感器数据进行同步采集。

  作者:

  简易爆炸装置(IEDs)是一种自制的炸弹,现在已成为伊拉克和阿富汗冲突中最具特点的武器。暴动者使用IEDs破坏军队行动,防止他们迅速灵活地反击。IEDs是伊拉克和阿富汗造成死亡的最主要原因,并还可能在冲突过后的人道主义救援工作中继续造成更多的伤害。

  当车辆碰到反车辆(AV)地雷时,底盘会迅速变形。车内人的双脚会遭受到轴向冲击,往往会给他们留下严重的伤害,使得下肢不保。我们的研究小组致力于了解IED的伤害原理,从而开发新的技术,减少伤害程度,并进行合适的重建。这个研究包含了一个损伤模拟器,能在重复可控的环境下进行反车辆地雷爆炸的重复实验,我们使用了多个传感器,用于监测短时间内的爆炸过程。

  一个反车辆下方损伤模拟器(ANUBIS)是一个充气测试装置,可以将40公斤的铁盘加速至20米/秒的速度,并在20毫秒的时间内恢复静止,可以在反车辆地雷爆炸中仿真车辆底板变形。我们将一个仪器化的尸体标本安装在这个装置上,从而能够对身体对短时冲击的反应有一个全面的了解。

  仪器配置

  损伤模拟器包含一个压力传感器,一个加速度计和一个声音传感器。在每个测试中,我们将应变计绑到标本的多个部位,并在25kHz的频率上对所有的同步传感器进行采样。我们在该装置启动后,按动按钮即可手动触发数据采集,然后被记录的数据就会被转换成结果分析格式。我们使用NI-DAQmx和LabVIEW系统设计软件,以及PXI Express高规格硬件来搭建这个测试装置。

  开发LabVIEW代码

  基于道德和经济的原因,数据采集的结果必须是准确可靠的,这也是我们选择美国国家仪器软硬件的一个原因。我们在尸体测试数据分析前,将LabVIEW系统代码进行了多次迭代。我们在LabVIEW 核心课程1上所学习到的技能,NI技术工程师给予我们的技术支持,以及LabVIEW VI库,帮助我们在两个星期内完成了第一次LabVIEW代码迭代,并在一个月内就完成了最终的软件版本。

  LabVIEW软件特性

  通过LabVIEW,我们可以在测试前确定采样,采样率,预触发采样和文件位置的总数,以及写入GUI的数据名称。LabVIEW在软件开始运行后,缓冲区会写满从每个传感器采集的数据,代码会模拟下降沿触发后进入一个PXI Express模块。系统接收到触发后,数据将通过PXI Express机箱的每个通道被同步记录。被记录的数据将以图形化的方式显示,并写入到一个文件中,以便可以导出进行进一步的分析。

  LabVIEW的灵活性和模块化PXI Express系统能够使我们在将来进行其他试验时对代码和硬件进行调整,从而节省大量时间和成本。例如,我们可以使用NI的设置,从相似的仪器车辆碰撞测试和坠落测试中,采集所需的数据。

  结论

  在可控的实验室环境中重现战争伤害需要一个复杂的工程解决方案。使用NI最新的技术方法,我们可以获得前所未有的,对于整个事件内部原理更加精细的认识,而这一切只需要不到5毫秒的时间。

  1所有在研究中使用的尸体标本都是死者在生前自愿,以及取得了死者亲属的同意后,捐献给医疗科学事业的。所有进行的行为都符合人体组织监管局出台的《人体组织法 2004》(代替《人体组织法 1961》,《解剖法 1984》以及《人体器官移植法 1989》),法案说明了在英国人体组织用于科学实验的使用方法。

关键字:LabVIEW  PXI  战场爆炸伤害

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0415/article_11405.html
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