利用下一代醫學(xué)成像技術(shù)以及PXI模塊化儀器系統與NI LabVIEW進(jìn)行進(jìn)展性癌癥研究
概述：使用OCT技術(shù)與授予專(zhuān)利的光源技術(shù)，并通過(guò)帶有32個(gè)PXI-5105數字化儀的256同步通道的高速(60Ms/s）數據采集系統予以實(shí)現。

OCT是一種非入侵式成像技術(shù)，它提供半透明或不透明的材料的表下、斷層圖像。OCT圖像使我們可以以與一些顯微鏡相近的精度可視化地展現組織或其他物體。OCT越來(lái)越受到研究人員的關(guān)注，因為它具有比核磁共振成像（MRI）和正電子發(fā)射型斷層成像（PET）等其他成像技術(shù)高很多的分辨率。此外，該方法不要求我們作其他準備，而且對于患者非常安全，因為我們使用的激光輸出能量非常之低并且無(wú)需使用電離輻射。
OCT利用一個(gè)低功耗光源及其相應的光反射以創(chuàng )建圖像，該方法類(lèi)似于超聲，但我們監測的是光波，而不是聲波。當我們將一束光投射在一個(gè)樣品上，其中大部分光線(xiàn)被散射，但仍有小部分光線(xiàn)以平行光的形式反射，這些平行光可以被檢測到并用于創(chuàng )建圖像。
別系統概覽
我們的任務(wù)便是利用光學(xué)解復用器創(chuàng )建一個(gè)高速傅立葉域OCT系統，以支持來(lái)自以192.2 THz為中心頻率、頻率間隔為25.0 GHz的寬帶入射光（波長(cháng)為1559.8 nm）的256個(gè)窄頻帶的分隔。頻譜分離使得PXI-5105數字化儀的256個(gè)高速模數轉換器（ADC）通道能以60 MS/s的采樣率進(jìn)行數據采集，并對所有的頻帶進(jìn)行同步檢測。
我們的系統包含32塊8通道的PXI-5105數字化儀，它們分布在三個(gè)18槽的NI PXI-1045機箱上。我們利用NI PXI-6652定時(shí)與同步模塊和NI-TClk同步技術(shù)，實(shí)現不同機箱上的數字化儀的同步，它提供了數十皮秒精度級的通道間相位同步性。我們選用PXI-5105是因為其高通道密度——每塊板卡八個(gè)輸入通道，這樣使得256個(gè)高速通道的系統保持較小的外形尺寸。當我們完成數據采集之后，我們利用LabVIEW進(jìn)行數據處理和可視化展示。
利用傅立葉域OCT系統中的光解復用器充當頻譜分析儀，實(shí)現了每秒六千萬(wàn)次軸向掃描的OCT成像。利用一臺共振掃描裝置進(jìn)行幀速率為16 kHz、每幀1400 A-線(xiàn)和3毫米深度范圍的左右掃查，我們的OCT成像展示了23 μm的精度。
系統深度描述
在我們的系統中，所采用的光源是一個(gè)寬帶超發(fā)光二極管（SLD，由NTT電子提供原型產(chǎn)品）。我們利用一個(gè)半導體光放大器（SOA，來(lái)自COVEGA公司，BOA-1004型）放大該SLD的輸出光信號，并利用耦合器（CP1）將其等分導入到樣本支路和參考支路。我們調整SOA1的輸出光信號強度，使得樣本信號的功率為9 mW，以滿(mǎn)足ANSI的安全限制。我們的系統利用一個(gè)準直透鏡（L1）和一個(gè)物鏡（L2），將樣本支路光信號導入到采樣點(diǎn)（S）。我們使用一個(gè)共振掃描裝置（RS、光電產(chǎn)品、SC-30型）和一個(gè)電鏡（G，劍橋技術(shù)出品，6210型）掃描采樣點(diǎn)的光束。我們的系統利用光照明光學(xué)收集來(lái)自采樣點(diǎn)的后向散射或后向發(fā)射的光信號，并利用一個(gè)光循環(huán)裝置C1將其導入至SOA2（來(lái)自COVEGA公司，BOA-1004型）。我們通過(guò)一個(gè)耦合器CP2（耦合比為50：50）整合SOA2的輸出信號與參考光信號。該參考支路由光循環(huán)裝置C2、準直透鏡L3和參考反射鏡RM組成。
我們的系統利用兩只光解復用器（OD1與OD2）分離CP2的輸出信號，以實(shí)現平衡檢測。它利用平衡圖片接收裝置（來(lái)自New Focus公司，2117型）——共有256個(gè)圖片接收裝置，檢測來(lái)自這兩個(gè)OD的具有相同光頻率的輸出信號。它利用前述快速多通道ADC系統的32塊PXI-5105數字化儀，檢測來(lái)自圖片接收裝置的輸出信號。所采集數據在單次采集過(guò)程中存儲于數字化儀的板載深度存儲器中，然后傳輸至計算機供分析。
就同步檢測干涉頻譜而言，OD-OCT與SD-OCT相似。其差別在于OD-OCT同時(shí)在不同頻率以數據采集速率檢測整個(gè)干涉圖譜，而不是像SD-OCT那樣——在某個(gè)時(shí)間跨度內累計輸入到CCD檢測裝置中。因而，它根據數據采集系統的數據采集速率——在現有系統中該速率高達60 MHz——來(lái)確定軸向掃描速率。共振掃描裝置的16 kHz速率確定了幀速率。我們僅使用了一個(gè)掃描方向進(jìn)行數據采集（50%的占空比），從而得到每幀的采樣時(shí)間為31.25 μs。該系統在每幀中獲得1875次軸向掃描；然而，由于共振掃描裝置的左右掃查呈高度非線(xiàn)性，我們僅使用了1400次軸向掃描，舍棄了475次軸向掃描。
研究結果
我們將動(dòng)態(tài)范圍定義為點(diǎn)擴散函數（PSF）的峰值與樣本支路暢通時(shí)的背景噪聲間的比值。我們根據結果估計，動(dòng)態(tài)范圍在各種深度下均約為40 dB并隨著(zhù)深度加深略有下降。OD-OCT的一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢在于A(yíng)WG的每個(gè)通道所檢測的頻帶寬度小于25 GHz的頻率間距。40 dB的動(dòng)態(tài)范圍基本足夠生物組織的測量。
我們利用中性密度濾光鏡將發(fā)射光衰減了39.3 dB。粗實(shí)曲線(xiàn)是在阻塞樣本光信號的情況下測量所得的背景噪聲。由這些數值確定的敏感度按照右手側的垂直刻度標示。
圖像的滲入深度約1毫米，淺于通常利用SS-OCT或SD-OCT獲得的2毫米滲入深度。這是由低敏感度決定的。為得到一幅3D圖像，需要大量的OCT截面。受限于存儲器的大小，我們把采樣率降至10 MHz。

使labview用于電廠(chǎng)保護的發(fā)電機綜合數據采集與分析裝置
概述：采用NI 的LabVIEW 和CompactRIO 硬件平臺實(shí)現了水輪發(fā)電機的數據采集及分析裝置各個(gè)裝置通過(guò)以太網(wǎng)將相應的數據和故障分析的結果傳輸到監控中的服務(wù)器上。

應用方案：
水輪發(fā)電機側裝配一套數據采集及分析裝置，各個(gè)裝置通過(guò)以太網(wǎng)將相應的數據和故障分析的結果傳輸到監控中的服務(wù)器上，整個(gè)系統主要包括三個(gè)部分：
1. 采用工業(yè)控制計算機作為，監控中心的存儲以及監控服務(wù)器
2. 采用NI 公司的實(shí)時(shí)嵌入式處理器、FPGA模塊、采集卡組成高速數據采集及分析裝置
3. 采用相應的傳感器對相關(guān)的電測量和非電量進(jìn)行采集，通過(guò)前端信號處理模塊處理之后送到高速數據采集及分析裝置的采集卡，以作為后續存儲與分析的信號輸入。


投放市場(chǎng)的必要性
發(fā)電廠(chǎng)的機組故障錄波器基本上都沒(méi)有使用，老式的故障錄波器也正是要更新?lián)Q代的時(shí)候，而且隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速增長(cháng)，電力的需求越來(lái)越緊張，電網(wǎng)的建設步伐也在加快，電力系統故障錄波器作為系統事故分析不可缺少的組成部分，市場(chǎng)的需求正在日益的增加。
使用NI 的硬件提高開(kāi)發(fā)速度
CompactRIO硬件的高可靠性，實(shí)時(shí)處理器的，以及FPGA的并行高速計算能力以及LabVIEW的信號處理能力和便捷開(kāi)發(fā)為本裝置的研制提供了一個(gè)比較合適的軟硬件平臺。

我們使用 NI LabVIEW 與 NI TestStand 開(kāi)發(fā)靈活的軟件架構，以解決目前及未來(lái)的測試需求。這套軟件的功能眾多，能夠測試不同版本的產(chǎn)品，以及開(kāi)放式與封閉式硬件。使用 NI TestStand，我們可以利用商業(yè)可用的測試執行功能來(lái)節省開(kāi)發(fā)時(shí)間。
使用定制化的操作界面，操作員可以登陸、載入選出的測試序列，然后監控測試過(guò)程。界面也會(huì )提供即時(shí)資料更新給操作員、生成測試報告，然后將所有的測試資訊記錄到資料庫中，供日后分析之用。我們在 LabVIEW 中撰寫(xiě)個(gè)別的測試，這也可以節省開(kāi)發(fā)時(shí)間，因為我們擁有龐大的函數庫可以測量、與硬件連接、分析結果，以及顯示。通過(guò)模塊化操作界面進(jìn)行序列控制，并將其與個(gè)別測試模塊分開(kāi)，我們便能將開(kāi)發(fā)的成果使用于更多有類(lèi)似測試需求的產(chǎn)品上。以統一的格式記錄所有的數據，我們的研發(fā)與生產(chǎn)工程師就能進(jìn)行分析并找出趨勢，并制作生產(chǎn)收益的報告。他們也會(huì )使用數據分析失敗原因，并在設備制造的過(guò)程中找出待改進(jìn)之處。記錄中擁有所有的測試資料，包含使用的序列、參數、測試儀器的校正日期、測試時(shí)間，以及產(chǎn)品的通過(guò) / 失敗狀態(tài)。

使用CompactRIO、labview 平臺監控露天礦場(chǎng)使用的機器鏟
概述：使用NI CompactRIO平臺與NI LabVIEW軟體來(lái)創(chuàng )造的客制化振動(dòng)與壓力連續監控系統。

露天礦場(chǎng)使用的機器鏟是大型、活動(dòng)式、非靜止的機器，用來(lái)裝載卡車(chē)，將礦石運送到加工廠(chǎng)。通常機器鏟與卡車(chē)的數量比例約為1 比12，所以機器鏟若發(fā)生意外的停工，便會(huì )對產(chǎn)量造成直接的影響，所以機器鏟被視為關(guān)鍵性的機器。
習慣上來(lái)說(shuō)，要為這種機器鏟進(jìn)行狀態(tài)監控與預測性技術(shù)是很困難的，這是因為缺乏足夠的分析運算法與設備，而且環(huán)境太過(guò)惡劣。普通設備的傳統振動(dòng)分析(旋轉機器進(jìn)行預測性維修的主要工具) 是根據傅葉爾轉換來(lái)執行的，傅葉爾轉換會(huì )假設旋轉速度不變。這對機器鏟來(lái)說(shuō)是不夠的，所以便使用另1 種方法。
因為急需從回應式、預防式的維修策略轉變成預測式、主動(dòng)式的策略，所以便開(kāi)發(fā)了SiAMFlex 這種彈性監控系統(Advanced System for Flexible Monitoring)。原先是智利Concepción 大學(xué)Pedro Saavedra 教授所進(jìn)行的計畫(huà)，目的是要為機器鏟的振動(dòng)信號發(fā)展出適當的振動(dòng)分析運算法。等到運算法發(fā)展完畢之后，下一步就是執行SiAMFlex 做為連續監控系統的核心?，F在SiAMFlex 是由CADETECH 公司支援并持續更新，以維持完整的機械結構資產(chǎn)完整管理與分析工具。

監控系統包括了車(chē)載設備(on-board equipment)、1 個(gè)無(wú)線(xiàn)(off-board) 伺服器、電腦與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路設備。機器鏟的車(chē)載設備包括：
? 加上NI cRIO-9014 - 8 槽式機箱的CompactRIO 系統
? 供振動(dòng)量測用的NI 9233 模組
? 供動(dòng)態(tài)應變量測用的NI 9237 模組
? 提供、高解析度轉速測定資料的NI 9422 模組
? 提供機器鏟控制系統補償訊號的NI 9205 模組
? 裝在機器鏟主要旋轉元件(馬達與齒輪箱傳動(dòng)裝置) 上的壓電加速度計
? 裝在機器鏟主要結構元件上的應變計
? 主馬達上的增量編碼器
? 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路設備
? 電力濾波設備
車(chē)載的CompactRIO系統需要加速度計、編碼器與應變計同時(shí)提供信號。振動(dòng)與應變信號持續受到監控，并與設定的警報值做比較，在問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)可以搶先通報。如果發(fā)生警報時(shí)，信號會(huì )以使用者定義的間隔定期儲存。發(fā)生這種狀況時(shí)，CompactRIO平臺的監控應用可以尋找佳的分析量測時(shí)段，并佳化信號雜訊比。運用本法，資料會(huì )定期以預設的間隔儲存，以控制終的機械改變，而發(fā)生突發(fā)事件時(shí)資料也會(huì )記錄下來(lái)。碰到以上2種狀況時(shí)，機器鏟控制系統的補償信號會(huì )儲存起來(lái)供參考之用，并提高主動(dòng)校正的可能性。
擷取的資料暫時(shí)儲存在CompactRIO 的內部快閃硬碟中，然后透過(guò)無(wú)線(xiàn)連結自動(dòng)下載到主要伺服器中，資料在主要伺服器中處理、與更多復雜的警報參數比較，然后儲存在資料庫中。如果無(wú)法無(wú)線(xiàn)連結到伺服器時(shí)，使用者可以透過(guò)短程、點(diǎn)對點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)連結(使用者靠近機器鏟以建立連結) 連上并手動(dòng)下載資料；接上乙太網(wǎng)路連接線(xiàn)，或是在CompactRIO的USB 插槽上插入隨身碟，資料便會(huì )自動(dòng)上傳。<0}
資料一旦處理儲存好了，就可以供下列之用：使用者視覺(jué)化、分析、手動(dòng)處理，以及在伺服器上進(jìn)行趨勢管理，或是有網(wǎng)路可存取資料庫的電腦，也可進(jìn)行趨勢管理。所有的組態(tài)、資料移轉、處理、視覺(jué)化與分析軟體都充分內建在LabVIEW 里。
使用LabVIEW 建構非侵入式技術(shù)而測得水果成熟度
概述：NI LabVIEW可找出平行板電容器雙板之間的佳距離。

因為農業(yè)的原料與后農產(chǎn)品均需達到相同品質(zhì)，所以在采收前后了解水果的品質(zhì)與成熟度格外重要。但是一般果農難以確實(shí)得知水果的成熟度，特別是果色與成熟度無(wú)關(guān)的水果。雖然或果農可以看出水果成熟度，但也無(wú)法因應大量采收的水果。因此我們需要穩定、快速、非侵入式的技術(shù)，測得水果的物理屬性而進(jìn)一步了解水果的品質(zhì)與其成熟度。只要能且自動(dòng)分類(lèi)水果的成熟度，就能進(jìn)一步讓農業(yè)升級，并造福超級市場(chǎng)的消費者。舉例來(lái)說(shuō)，若能根據采收條件而系統性的了解水果成熟度，就能讓消費者進(jìn)一步判斷水果品質(zhì)。
大多數的傳統方式均具有破壞性，而無(wú)法大量應用于實(shí)務(wù)中。某些方式則透過(guò)硬度計(Penetrometer) 或沖擊力，測得水果的硬度。另可量測與成熟度相關(guān)的參數或化學(xué)物含量，如pH 酸堿值、可滴定酸度(Titratable acidity，TA)、可溶性固態(tài)物(Soluble-solid，SS) 含量、乙烯(Ethylene) 含量等。若要量測這些化學(xué)值與參數，往往侵入水果再應用復雜的分析技術(shù)，如氣液相層析(Gas - Liquid Chromatography (GLC) 與滴定法(測酸度)。
但近出現了非侵入式的水果成熟度檢測法。這些方法包含核磁共振(NMR) 與質(zhì)子共振(PMR)，可了解可溶性固態(tài)物的含量；機器視覺(jué)系統則可減測水果果皮的顏色；音訊系統則可測出水果硬度。但是這些方式仍有潛在問(wèn)題，如NMR 與PMR 均為位的設備，且水果顏色不一定與其成熟度相關(guān)。
透過(guò)LabVIEW，我們可量測香蕉的電容而決定水果的成熟度。而且平行電容板之間的距離，將高度影響量測結果。后我們發(fā)現，若電容板之間達4公分將可產(chǎn)生正確的結果。電容與電壓量測作業(yè)，既且不會(huì )損壞水果，實(shí)為合適的量測技術(shù)
使用LabVIEW和PXI進(jìn)行東海大橋結構健康監測
概述：部署一個(gè)堅固耐用的PXI系統來(lái)監測環(huán)境對大橋產(chǎn)生的影響，進(jìn)行實(shí)時(shí)計算以確定大橋的即時(shí)結構健康狀況，并將數據儲存，進(jìn)行離線(xiàn)處理。

東海大橋作為中國跨海大橋，耗資12億美元，于2005年完成通車(chē)。六車(chē)道的大橋將上海與洋山島連在了一起，大橋全長(cháng)32.5千米，并設計成S形以避開(kāi)臺風(fēng)和海浪區，以車(chē)輛安全行駛。
我們搭建了一個(gè)結構健康監測（SHM）系統，它能夠提供大量的數據來(lái)評估大橋損壞和退化程度、結構性能狀況、對于突發(fā)性災難的反應。利用這些數據可以對橋梁的設計和建造技術(shù)進(jìn)行研究。
我們使用基于NI PXI的數據采集系統，源于其良好的堅固性和小巧的體積，適用于放置在大橋的保護區域中。事實(shí)證明，系統在安裝完畢后成功地克服了大橋所遇到的濕度、灰塵、震動(dòng)和化學(xué)腐蝕等各種難題。使用LabVIEW，工程師能夠進(jìn)行重要的實(shí)時(shí)分析，同時(shí)，能夠對大橋上大量的傳感器產(chǎn)生的信號進(jìn)行離線(xiàn)處理。
硬件系統設置
對東海大橋實(shí)施監控需要使用超過(guò)500個(gè)傳感器，在大橋每段都放置了加速度計和FBG光學(xué)傳感器，來(lái)采集環(huán)境激勵所引起的頻率響應。同時(shí)，大橋還配備了風(fēng)速儀和壓式傳感器，以記錄頻率響應所對應的環(huán)境條件。大橋每一段還設有一個(gè)數據采集站，配備N(xiāo)I PXI-4472B動(dòng)態(tài)信號采集卡（DSA）從周?chē)募铀俣扔嫴杉嚓P(guān)數據。
另外，我們使用NI PXI-6652同步模塊和?NI PXI-6602計數器模塊，以及NI PXI-8187機箱控制器，來(lái)解決數據采集的同步問(wèn)題。
在對東海大橋上的系統進(jìn)行設置時(shí)，我們給每個(gè)PXI機箱都安裝了一個(gè)GPS，使用脈沖每秒（PPS）和IRIG-B定時(shí)信號分別進(jìn)行信號同步和時(shí)間標識。PPS每秒傳輸一千萬(wàn)脈沖，為每個(gè)機箱提供采樣基準時(shí)鐘。這使得采集模塊可以在100納秒的分辨率下對大橋上所有設備的通道實(shí)現同步采樣。