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　　Author(s):

　　Thomas Fina - FBS Inc.

　　Steven Owens - FBS Inc. 

　　Industry:

　　Government/Defense 

　　Products:

　　LabVIEW, Motion Control, 

　　The Challenge:

　　為美國軍方提供一種方法，快速、精確地檢測M1A1 Abrams坦克機槍的后膛部分是否存在幾何缺陷及其他退化裂紋。 
The Solution:

　　利用NI高速數字化儀和運動控制板卡，基于工業的奔騰4.3GHz處理器和768MB RAM創建該系統，并在NI LabVIEW圖形化開發環境下編寫所有軟件。 

　　"LabVIEW提供了與多個設備的必要連接，其中包括來自第三方的脈沖發生器/接收器和開關。"

　　修改超聲無損管線測試以適合槍管測試

　　FBS 公司開發了其面向管線測試行業的超聲測試和系統集成的核心專業技術。在此領域中，FBS 是北美第一個將超聲導波技術應用在長距離管線檢測的公司。利用該項技術，FBS 公司可以從單個位置檢測數百英尺的管線。這包括地下管線、焦油封涂的管線和裝有產品的管線。

　　由于該項技術在管線檢測行業取得了商業成功，槍管檢測等其他行業的公司對該項技術做出改進以適應自己的應用。

　　目前美國軍方所采用的槍管檢測技術主要局限于視覺檢測。美國軍方很少因為視覺發現的缺陷而丟棄槍管，但時常因為使用限制命令而丟棄槍管。由于缺乏預測故障的有效方法，美國軍方限制士兵使用槍管的次數，同時又必須保證槍管的零缺陷，從而導致美國軍方丟棄了許多可用的槍管。由于每根槍管的替換成本非常高，而且美國國防部正在實施一項總擁有成本縮減策略，美國軍方需要一個快速精確的槍管測試系統。該測試系統必須實現：

　　● 儀器可自如地滑進滑出后膛

　　● 提供后膛狀況的實時反饋

　　● 根據120毫米加農炮炮膛部分的缺陷確定準則（依據TM 9-1000-202-14）檢測缺陷

　　● 方便地適應不同尺寸槍膛的槍膛檢測

　　FBS公司將其超聲導波管線檢測專業技術應用于檢測M1A1 Abrams坦克的槍管。

　　設計一個自動化后膛檢測儀器系統

　　我們開發了一個儀器系統以快速并精確地檢測M1A1 Abrams坦克槍支的后膛部分。我們設計的儀器系統可以插入到槍膛區域并執行自動化的后膛檢測。該設備通過轉換沿槍管軸線的傳感器檢測后膛的總長度。

　　該系統的技術優勢包括降低的差錯風險、更快的檢測速度、詳細的缺陷深度信息和表面缺陷的檢測。美國軍方可以方便地將迄今為止所開發的技術稍作修改，以適應后膛和任何幾何外形的光滑槍管部分的檢測。利用這一系統，未經專業軍事訓練的技術人員也可以精確地檢測到有威脅的缺陷，從而通過延長槍管的使用周期而達到節省成本的目的。為美國軍方構建的這一原型系統叫做BLASST（槍管評估技術）。在未來，美國軍方可以將該類型的檢測技術應用于其他軍用槍支。

　　我們基于工業的奔騰4.3 GHz 處理器和768 MB RAM，以及下列數據采集與控制設備構建系統：

　　● NI PCI-5102 雙通道、15 MHz、20 MS/s 8- 位數字化儀

　　● NI PCI-7334 運動控制器

　　● TB-1000 馬泰克超大脈沖發生器/ 接收器

　　● PC 儀器八合一多路復用器

　　我們將設備連接到位于槍管四周的超聲傳感器陣列。此外，我們在NI LabVIEW 平臺下完成所有軟件的編寫。主要的設計要素包括：

　　● 直觀的設計——任何技術人員都可以識別缺陷。

　　● 模塊化代碼——我們可以在任何類似的項目中復用代碼段。

　　● 兼容性——我們可以實現軟件與若干個脈沖發生器/ 接收器、數字化儀、運動控制器和開關的接口。

　　● 集成的信號處理——技術人員可以使用濾波、平均值和高級信號處理等功能。

　　● 數據存儲——技術人員可以將數據保存至磁盤。

　　● 實時分析——技術人員可以實時確定槍管的有效性。

　　利用FBS 的專業技術和NI 的工具節省時間與成本

　　利用NI軟硬件，我們成功地創建了一個通過導波超聲學檢視M1A1 Abrams 坦克槍膛的系統。LabVIEW 提供了與多個設備的必要連接，其中包括來自第三方的脈沖發生器/ 接收器和開關。NI 高速數字化儀賦予我們完成該項應用所必需的性能與互操作性。最后，NI測試與測量工具，結合來自FBS 有限公司的導波超聲檢測專業技能，縮短了開發時間并降低了開發成本，同時也滿足了美國軍方的所有系統需求。