基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件

陈欣欣 玄 宇（哈尔滨学院，黑龙江 哈尔滨 150000）

基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件

陈欣欣 玄 宇
（哈尔滨学院，黑龙江 哈尔滨 150000）

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。

光纤光栅传感器；虚拟仪器；数据库

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λB=2neffΛ。当外界因素发生变化时，会引起光纤光栅发生微小形变，使Λ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。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。

图1 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。

图2 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。

图3 监测软件测量数据

[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].华东电力，2005，33（12）：61-63.

[3]钟小江，全卫国，李宝树.光纤光栅传感器技术及其在电力系统中的应用[J].电子技术与应用， 2007（05）：25-29.

TP311

A