臺灣博碩士論文加值系統

摘要
近年來由於科技之進步，非破壞檢測技術對公共工程構造物在施工期間之品質管制與長期使用之安全評估具有無可取代之重要性。在歐美等先進國家經歷多年之努力，土木工程非破壞檢測技術之發展已有相當成果。其中之音波回音法(Sonic Echo)更是常用來檢測基椿之完整性的一種技術。

本研究以現有的Impact Hammer為敲擊源、Accelerometer為接收器，利用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)為開發環境，使用類比數位轉換卡進行波型訊號之擷取及轉換成數位數據，研發出一套以音波回音檢測技術為基礎的非破壞檢測軟體，該軟體具備訊號擷取及立即分析運算的能力，建構出圖形化輸入介面之形式，讓使用者在人性化的面版上，可進行：資料擷取、分析與展現。

綜合本研究之經驗得到以下的結論：以LabVIEW來撰寫程式，與傳統程式語言相較下，滅少開發時間及金錢，並且確實把硬體設備縮小。對於訊號擷取與分析運算，可在相同的視窗介面下同時進行，不但增加使用者與系統的互動且介面簡單化，建立出人性化的檢測系統。

ABSTRACT
In recent years, the advancement of Non-destructive Testing (NDT) technology is incomparably important for the infrastructure structure in its quality control during construction period and in its safety evaluation for long-term use. With many year’s efforts, development of the NDT techniques reaches considerable achievement in Europe and in America. Among them, the Sonic Echo method is a technology that is often used to evaluate the integrity of piles.

The objective of this thesis is to develope a Sonic Echo NDT system which uses existing impact hammer as the impact source, accelerometer as the receiver, and uses an analog-to-digital (A/D) converter to convert the analog signal into digital form. The software utilizes a graphic user interface thus making data retrieval, data analysis and data presentation in a single step .

Based on the experience learned form this research, it can be concluded that: in comparison to the traditional programming language, using the LabVIEW platform can save development time and money. In addition the resulting interface is much more user friendly.

目錄
摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方法與目的 1
1.3 國人開發NDT系統介紹 3
第二章 音波回音法理論回顧 7
2.1 桿件波傳理論 7
2.1.1 單一自由度波傳理論 7
2.1.2 桿件之邊界條件 9
2.2 音波回音法 10
第三章 LabVIEW環境介紹 12
3.1 LabVIEW 的特性 12
3.1.1 虛擬儀表 12
3.1.2程式方塊圖 13
3.1.3圖示與連接器 14
3.2 LabVIEW 的運作架構 15
3.2.1 基本元件 15
3.2.2 虛擬儀表的程式撰寫 15
3.3 分析軟體圖示簡介 21
3.3.1波型圖示 21
3.3.2 積分圖示 24
3.3.3 寫入試算表檔案 25
3.3.4 SCOPE工具列 25
第四章 資料擷取與訊號處理 26
4.1 資料擷取的概念與原理 26
4.2 實驗硬體器材簡介 27
4.2.1 筆記型電腦 27
4.2.2 NI 5102擷取卡 28
4.2.3 波源產生器 Hammer 29
4.2.4 接收器Accelerometer 29
4.2.5 訊號調節器 30
4.3 訊號處理與分析及常見問題 31
4.3.1取樣頻率(Sampling rate Hz) 31
4.3.2 取樣長度(Sampling length) 31
4.3.3 觸發(trigger) 31
4.3.4 工作電壓範圍(range) 34
4.3.5 解析度(resolution bits) 35
第五章 虛擬儀表及程式設計與規劃 36
5.1前置面版功能介紹 36
5.2 軟體撰寫流程說明 39
5.2.1資料擷取部份 40
5.2.2 讀取舊檔 45
5.3 軟體操作說明 46
第六章 測試實例 48
6.1 測試之模型樁介紹 48
6.2 試驗步驟 49
第七章 結論與建議 51
7.1 結論 51
7.2 建議 51
參考文獻 52

參考文獻
1.黃洸駿，「以敲擊回音法測漸變斷面混凝土厚度之可行性」，交通大學土木工程系碩士論文，新竹，2003。
2.楊紹興，「敲擊回音法量測連續壁壁厚及孔洞之研究」，屏東科技大學土木工程系碩士論文，屏東，2003。
3.倪勝火，「基樁之非破壞檢測案例」，地工技術雜誌，第52 期，第 49-62 頁，1995。
4.倪勝火，「基樁施工之品質檢測」，非破壞檢測技術研討會，高雄，
2000。
5.A. G. Davis and S. A. Roberson, Vibration Testing of Pile, The Structural
Engineering, Vol.54, No.6, A7-A10, 1976.。
6.美國國家儀器股份有限公司公灣分公司NI-TAIWAN 網頁「http://digital.ni.com/worldwide/taiwan.nsf/main?readform」
7.蕭子健、張敏軒、蔡昆憲，「LabVIEW 圖形篇-含色彩調控」，
高立圖書有限公司，台北，第1-20頁，2003
8.蕭子健、王智昱、儲昭偉，「虛擬儀控程式設計:LabVIEW 7X」，高立圖書有限公司，台北，第1-72頁，2004。
9.朱朔嘉、孫家偉、蕭子健「自動化量測與控制LabVIEW」，高立圖書有限公司，台北，第8-1~8-22頁，2005。
10.蕭子健、周泰益、鄭博修、黃欽章、林珮瑜「LabVIEW 分析篇」，高立圖書有限公司，台北，第2-1~2-21頁，2003。
11.惠如生，「LabVIEW 7.1 Express圖控程式應用 :含自動量測及硬體應用」，全華科技圖書股份有限公司，台北，第11-1 -11-55 頁，2005。
12.倪浩然，「各種觸發模式在資料擷取系統中的應用」，凌華科技自動化
產品事業部，台北，2005。
13.張嘉峰 ，「混凝土結構品質應力波檢測方法與裝置開發及應用」，中
與大學土木工程系碩士論文，台中，2003。