1. 实现温度、压力、液位等关键参数的实时采集与精准测量；

2. 有效抑制高斯噪声等干扰信号，确保数据准确性；

3. 具备数据存储、历史回溯、超限报警等功能；

4. 支持参数可视化呈现与灵活的参数配置；

5. 兼容工业现场现有设备，具备良好的扩展性。

LabVIEW架构设计

（一）LabVIEW 核心功能

1. 图形化编程高效开发：采用 G 语言可视化编程，无需复杂代码编写，通过模块拖拽、连线即可完成数据采集、处理、显示等功能配置，开发周期缩短 40%，工程师可快速实现系统迭代优化。

2. 强大的数据交互与集成能力：无缝对接 NI USB-6002 等数据采集卡，支持模拟量、数字量信号的多通道同步采集，同时通过 Matlab Script 模块嵌入 Matlab 滤波算法，充分发挥两者在硬件控制与数值计算的优势，实现 “采集 - 处理 - 分析” 一体化。

3. 可视化人机交互界面：支持实时数据数值显示、波形曲线绘制、滤波前后对比分析，工程师可直观掌握反应釜运行状态；支持滤波器参数（截止频率、阶数、通带纹波等）在线调整，无需重启系统即可优化滤波效果。

4. 完善的数据管理功能：内置 TDMS 文件存储模块，可高速保存采集数据与时间戳，支持历史数据一键查询、波形回溯与导出，满足生产追溯与数据分析需求；支持自定义报警阈值，通过声光报警模块实时响应参数超限，提升安全预警能力。

5. 高兼容性与扩展性：兼容主流传感器（PT100、PT131H 等）与工业通信协议，可根据生产需求扩展流量、浓度等监测参数；支持与 MES 系统、PLC 控制系统对接，实现数据共享与协同控制。

（二）系统整体架构

1. 硬件层：包括传感器单元（PT100 温度传感器 4 台、PT131H 压力传感器 1 台、投入式液位传感器 1 台）、NI USB-6002 数据采集卡、报警模块。传感器采用差分接线方式连接采集卡，增强抗干扰能力；采集卡支持 6 路差分通道同步采集，采样频率最高可达 2400Hz，满足实时监测需求。

2. 软件层：基于 LabVIEW版本开发，核心模块包括：

• 数据采集模块：配置 DAQ 参数，实现传感器信号的实时采集与模数转换；

• 数据处理模块：嵌入 Butterworth、Cheby1、Elip 等 6 种滤波算法，抑制高斯噪声干扰；

• 数据存储与读取模块：TDMS 格式存储数据，支持历史数据快速查询；

• 报警模块：自定义上下限阈值，参数超限触发声光报警；

• 可视化模块：实时显示参数数值、滤波前后波形、设备运行状态。

1. 应用层：工程师通过 LabVIEW 前面板实现参数配置、状态监控、数据导出等操作，支持远程访问与多终端同步显示。

关键技术

一）抗干扰设计与滤波算法优化

1. 滤波算法集成：通过 Matlab Script 模块将 6 种滤波算法嵌入 LabVIEW，工程师可在前面板切换滤波方式，核心算法参数如下：

1. 工程测试结果：在反应釜正常运行工况下（高斯噪声标准差 0.04），对 6 种算法的滤波效果进行实测，核心指标如下：

（二）LabVIEW细节

1. 数据采集模块：采用 DAQmx 驱动库，通过 “创建物理通道 - 设置采样时钟 - 启动任务 - 读取数据 - 清除任务” 流程实现信号采集，LabVIEW 内置的通道校准功能可自动修正传感器非线性误差，确保数据准确性。

2. 可视化界面设计：前面板分为参数设置区、实时监测区、历史数据区三大模块：

• 参数设置区：支持采样率、滤波类型、报警阈值等参数配置，采用输入控件与下拉菜单组合，操作便捷；

• 实时监测区：通过波形图表同步显示滤波前后信号，采用不同颜色区分，支持波形缩放与暂停查看；

• 历史数据区：支持按时间范围查询历史数据，可导出为 Excel 格式，便于数据分析。

1. 报警模块：采用 LabVIEW 的 Event Structure 事件驱动机制，参数超限时立即触发声光报警，并记录报警时间与数值，支持报警信息手动清除与自动存档。