多点激光微位移测量系统的设计与实现

发布时间：2020-09-30 19:38

　　桥梁在现代化建设中发挥着举足轻重的作用,然而由于自身重量、承载物体以及地基下沉等因素,其会发生肉眼无法观察出来的微小形变。当形变量超出钢筋水泥等材料能承受的范围时,就会发生崩塌事故。鉴于此,本论文研究了一套多点激光微位移测量系统。该系统主要由激光发射端、数据处理端和显示终端组成,分别实现了位移检测、数据处理、位移显示的功能。相较于传统的桥梁位移监测方式,该系统在每个监测点处安装两个TTL调制激光发射器,消除了发射端角度偏移带来的误差接收端使用FPGA设计采集模块、滤波器模块、幅度提取模块将两个光斑分离,设计提取光斑位置模块,根据两个光斑的高度差运用微位移运算模块计算桥梁位移量,有效减小了测量发射端、光学长镜头、接收端产生的测量误差,大大提高了系统精度;聚焦模块通过STM32单片机的数据采集功能采集反馈信号,设计软件程序对采集的信号进行处理判断,从而产生对应的脉冲宽度调制波实现多个监测点的分时聚焦监测,降低了系统成本;显示终端利用Eclipse编写Android APP,实现桥梁微位移波形的实时显示,并实现查询、报警等功能,具有便携的特点。显示界面的网格初始化高度为1mm,可以自定义,波形在竖直方向的网格数量就代表了桥梁的位移量,监测十分直观。实验结果表明,该系统实现桥梁单个监测点的动挠度曲线测量和多个监测点的静挠度曲线测量,在精度、成本、便利性等方面得到了显著改进。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN249
【部分图文】：

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实验室以往的桥梁微位移测量系统micro-displacement measurement system of the ：(1).采用一个普通激光发射器探测桥光斑的绝对位置计算桥梁微位移量;(2位移测量，不能实现多个监测点的微ndroid APP 进行显示;(4).当桥梁位移量能。足有(1).当安装的激光发射器由于不可收端光斑的位置，由此计算出的桥梁统只能对一个监测点进行监测，极大用 WiFi 传输数据时，显示终端必须处没有报警功能，安全性不足。

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图 2.2 多点激光微位移测量系统测量原理rinciple of multi-point laser micro-displacement meas上，本多点测量系统的改进之处在于:(1).发生器探测桥梁微位移，根据接收端光电二

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图 2.3 多点激光微位移测量系统的实现框图Fig.2.3 Realization block diagram of multi-point laser micro-displacement measurement system激光光束通过光学长镜头时，控制板根据反馈信息判断光学长镜头是否达到了理想的聚焦效果。若没有达到理想的聚焦效果，则通过输出不同占空比的

【参考文献】